正确发挥活性炭在防毒面具中的作用

1、编号：SM-ZD-78544正确发挥活性炭在防毒面具中的作用Orga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing,en sure the safety status, and unify the overall pla n objectives编制：审核：时间：本文档下载后可任意修改FS 精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT正确发挥活性炭在防毒面具中的作用简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策

2、等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目 标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。1引言随着工业化程度的不断提高，化学工业的飞速发展，由 此产生的各种危害也日益增多，这些危害不仅对环境造成污 染，也对人类自身的健康造成影响，特别对在有污染物排放 的企业工作的劳动者，他们是污染的直接受害者，如不进行 安全的个体防护，最终会导致各种职业病，甚至有生命危 险.为了预防控制职业病，保护劳动者的健康，我国在2002- 5-1日开始实施中华人民共和国职业病防治法，这是我国 开展劳动保护工作的重要法律依据，其中法定的职业病中有 80 %与呼吸

3、系统有关，那么可见呼吸系统的防护是个体防护 装备的重点。过滤式防毒面具是一种在不缺氧（即含氧量大于18 %）的环境下佩戴的呼吸防护用品，其作用是将染毒的气体、放 射性灰尘及细菌、病毒等过滤，使配戴者呼吸净化后的空气， 而滤毒罐（盒）作为过滤元件是过滤式防毒面具的重要组成 部分，起过滤作用的装填层是由颗颗料状的活性炭或浸渍活 性炭组成，它依靠活性炭的物理吸附和浸渍活性炭的化学吸 附以及催化吸附滤除各种有毒气体。2 活性炭的性质活性炭是以优质煤或果壳为原料，经过加工成型、炭化、活化等工艺过程制成的一种多孔性的主要含碳、含少量氢和 氧等元素的物质，具有一定的机械强度和高度发达的孔隙结 构及巨大的比表

4、面积（每一克活性炭就有几百平方米的表面 积），因而具有极强的吸附能力，包括了物理吸附、化学吸附和催化吸附等，在各行业中获得了广泛的应用：如用于脱色、 脱臭、脱硫、脱苯 。在个体防护中利用活性炭的这一特点， 针对不同类型的毒气，生产了各种颗粒活性炭和浸渍活性炭， 作为工业防毒面具的装填层。由于原材料和制造工艺不同，活性炭的孔隙系统呈多分 散分布，包含微孔、中孔、大孔，孔径分别为，v20?、20?2000?、 2000?，微孔的大小与分子尺寸相当，而大 孔则能用普通光学显微镜观察到，正是这种宽大的孔隙分布 使得活性炭能吸附各种不同大小的分子，无显著的选择性， 也就是受干扰的因素很多。它的化学组成(

5、主要含碳)决定 了它的表面呈非极性特征。因而，活性炭的吸队特性可以显 示出极其复杂的多样性，而且有一些特性是区别于其它类型 的吸附剂。活性炭的吸附能力(即防护时间)可用下面的麦 克林伯格方程来描述：e=a ? (H-h) / c ? V (1)式中：B防护时间， mina ?活性炭吸附容量，mg/cm3b ?毒气浓度，mg/LV 气流比速，L/(min?cm2)H 炭层厚度，cmh 无效层厚度，cm由上式可知，活性炭的吸附容量越大， 炭层的厚度越厚， 防护时间就越长，反之，毒气浓度越大，气流比速越大，防 护时间就越短，但上式却没有提及湿度等对防护时间的影响， 对这些因素的影响，一般使用者也缺乏

6、足够的了解和应有的 第5页/总11页FS 精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT重视，下面采用三组 3号滤毒盒（即利用活性炭的物理吸附 净化有机气体并与过滤式防毒面具配套）为样品，进行不同 毒气浓度、空气湿度和试验气流量时的防护时间测定，以明 确这些因素的综合影响。3 影响活性炭吸附性能的几个因素3.1 毒气浓度的影响参照GB/T2892-1995过滤式防毒面具滤毒罐性能试验方法和GB /T7702.10 1997煤质颗粒活性炭试验方 法 防护时间的测定的测定方法。用DX1型动态吸附1，为便分析装置，在温度为20 C,空气相对湿度为 50 %±3 %，通 过滤毒盒的试验

7、气流量为（30 ±0.3） L/min的试验条件下， 将含有一定苯蒸气的混合空气不断的通过滤毒盒，从通入毒 气开始计时，至毒气透过滤毒盒，且浓度达到规定值（用2 % 的NaNO ?硫酸溶液为指示剂），这段时间间隔为该滤毒盒对 苯蒸气的防护时间；而苯蒸气的浓度则是根据防护时间内舟 形瓶中苯的减少量及试验气流量计算得出，浓度的大小则通 过控制流量计的液柱高度来实现；将第一组样品，测定在不 同浓度苯蒸气中的防护时间，得出如下结果，见表于比较，将所测得的防护时间通过下式换算为标准浓度（对于3号滤毒盒的标准浓度为 5.0mg/L ）下的防护时间，即标 准防护时间。t标准=t实测?C实测/C标准

8、 （2）式中：t标准滤毒罐（盒）的标准防护时间， mint实测试验浓度下的防护时间，minC实测试验毒气的浓度，mg/LC标准一规定的标准浓度，mg/L见表从表1可以看出，这是对麦克林伯格方程的一个充分验 证，在其它试验条件相同的情况下，苯浓度不同，防护时间 绝对是有差异的，活性炭是一种表面能量分布不均匀的吸附 剂，它对低浓度的蒸汽或分子有较强的吸附能力，所以苯蒸 气浓度低，防护时间就长；苯蒸气浓度高，防护时间就短； 即滤毒盒的防护时间的长短，与所处的工作环境有很大的关 系，工作环境中污染物的浓度低，则防毒面可佩戴的时间就 长，否则可佩戴的时间就短。所以使用者在佩戴时，最好要 明确所处的工作环

9、境中毒气浓度是多大；另外是否还有其它 影响防护时间的组分，因活性炭能吸附各种不同大小的分子， 吸附时无显著的选择性，也能估计所佩戴的滤毒盒可以佩戴 的时间有多长，才能保证防毒面具的有效防护。3.2空气湿度的影响将第二组3号滤毒盒去掉密圭寸包装，暴露在相对湿度为 72 %80 %的潮湿空气中，在不同时间后，同试验一的试验 装置和试验条件下测试防护时间，结果见表 2见表从表2可以看出，样品在潮湿的空气中暴露的时间越长， 防护时间就越短，而且从盒的增重也能看出，暴露的时间越 长，增重越大，防护时间的下降也更为明显，此试验受条件 限制，暴露的时间不够长，如能在潮湿的空气中暴露的时间 加长，结果会更明显

10、。曾经有一个企业的产品原来质量一直较好，可有一次样 品委托检验后，标准防护时间只有15min,而GB2890 1995中规定，3号滤毒盒的标准防护时间须达到45min,才能合格，为了分析原因，我们将同一批滤毒盒中的活性炭取 出，置于烘箱中烘干4h，取出并冷却，然后重新装入滤毒盒， 烘干前后的重量分别为 98克和84克（都包括盒体），差值 达到14克，说明活性炭已附了空气中的潮气和其它气体， 使吸附容量大大降低，导致防护时间大大缩短，但经过烘干处理后的同一批滤毒盒的标准防护时间又提高到了70min，由此可见湿度的影响程度很大。对此，提醒生产者对于活性 炭产品一定注意要有密性包装；而对使用者则应注

11、意使用活 性炭产品时，只有包装完好、且在有效期内的产品，才能放 心使用；否则宁可舍弃，也要保证个体防护的有效性。并且 在夏季或潮湿的环境中使用该产品时，防护时间也会相应减 少。需要说明的是，这里讨论的影响规律是指以活性炭的物 理吸附为基础得出的，它吸附的对象是低沸点、易挥发的有 机气体。而对于其它的吸附机理，可能有不同的规律，使用 时要注意区别对待。3.3 试验气流量的影响GB2890 1995过滤式防毒面具通用技术条件中规定的试验气流量是（30 ±0.3）L/min，这是依据人的平均 呼吸量而定的；而实际工作时，每人的呼吸量会因人的肺活量和工作强度不同而不同，可从 20L/min（

12、静态）变化到150L/min（剧烈运动状态），变化范围不是较大；为了观察呼 吸量大小对防护时间的影响，对第三组3号滤毒盒做了如下 试验，在温度、空气相对湿度、苯浓度等其它试验条件基本 不变，试验过程同试验一的情况下，提高试验时气体的流量，测试防护时间，得到如下结果（表3 ）。见表从上面的结果可看出，试验气流量与防护时间是成 反比的，即流量越大，防护时间越短；因为活性炭的吸附容 量是一定的，也就是说，佩戴了装有活性炭的防护用品，其 实际的防护时间会随每个人的肺活量和劳动强度不同而有 很大差异；所以对同样的防护用品，其实际的防护时间不仅 要考虑环境的影响，还要考虑每个人身体状况的差异和工种 的不同

13、。对肺活量大的人和从事劳动强度大的工种的用户， 所佩戴的防护用品，其有效的防护时间比其他人肯定会少。4 结束语以上试验是依据标准在规定的实验室条件下（如有限定 的温度、湿度、气体流量等），而且是用单一有害气体做代表第11页/总11页精编安全管理 | SAFETY MANAGEMENT物，得出的结论，那么面对实际的作业环境， 情况比较复杂， 首先是温度、湿度不恒定，且每个人的呼吸量有差异，特别 是环境中污染物组成不是单一的，加上过滤元件的制备和装 填过程能否保持一致，而且现在又没有有效的指示防护失效 的方法，给使用者带来安全隐患。而从上述试验的结果分析，了解了浓度、空气湿度和试验气流量对活性炭防

14、护时间的影 响，这些因素对防毒面具能否起到有效的作用是非常关键的， 综合考虑以上因素，为了有效利用活性炭的特性，保证防毒 面具的正确使用，应注意以下几点：4.1 对生产个体防护用品的企业， 要严格控制活性炭的 制备条件和装填工序，保证产品的质量，对产品要有密封包 装，并注意标明各种标识（防护对象及标准防护时间、生产 日期、有效期限、使用说明、注意事项等）保证用户安全、 正确的使用；4.2 对使用个体防护用品的工业部门，首先是要保证提供合格的产品，有关部门对作业环境中污染物要进行定性和 定量的检测，对使用者进行必要的职业卫生培训，并对每个 人进行肺活量制定，对劳动强度不同的工种要区别对待，以便能用标示的标准防护时间和实际的浓度用公式（2）估算实际环境下的防护时间，可以让使