chapter01工业通风概述课件

1、第一章 工业有害物及其防治的综合措施概述通风与我们所说的空调不同：空调是对空气进行热湿处理后送入房间，保持房间的温度、湿度、空气流速，为人们或生产工业过程创造良好的环境（工艺性空调）。通风则不然，送入房间空气未进行任何处理，直接送入房间，其目的是为了去除污染物、余热、余湿，或为房间提供一定量的新鲜空气。空气的流动即成为“风”，空气之所以形成流动是由于气体的压力差促成的。局部空间的气体处于负压状态，这样局部空间的空气与周围环境空气形成压力差，这样空气就流动，这就是所谓的通风。概述人们需要适合于劳动、工作和生活的空气环境。除了要求它符合一定的温度、湿度和风速外，还要求空气具有一定的清洁度。在工业生

2、产中散发的各种粉尘、有害气体和蒸气等有害物使空气环境受到污染，对人的健康、工业生产过程本身以及生态造成危害。随着工业生产的发展和社会的进步，控制有害物对室内外空气的污染。满足人们的要求和生产的需要，成为愈来愈迫切需要解决的问题。工业通风就是研究和解决这一问题的重要技术。 概述采用工业通风的直接目的通常是为了使工作场所的污浊空气排至室外，并把室外洁净的空气送到生产场所。根据实际需要和可能，可以选择不同方式的通风。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害工业有害物指的主要是工业生产中散发的粉尘、有害气体及蒸气、余热和余湿。一、粉尘的来源及危害1.粉尘的来源和分类粉尘是指能在空气中浮游的固体微粒。粉尘的来

3、源主要有以下几个方面：（1）固体物料的机械粉碎和研磨；（2）粉状物料的混合、筛分、包装及运输，例如水泥、面粉等的生产和运输过程；（3）物质的燃烧，例如煤燃烧时产生的烟尘量，占燃煤量的10以上；（4）物质被加热时产生的蒸气在空气中的氧化和凝结。 第一节 粉尘、有害气体的来源及危害当一种物质的微粒分散在另一种物质之中，就构成了一个分散系统。人们把固体或液体微粒分散在气体介质中而构成的分散系统称为气溶胶。当分散在气体中的微粒为固体时，通称为粉尘；当分散在气体中的微粒为液体时，通称为雾。分散系统根据微粒粒径的不同可分为单分散气溶胶（粒径相同）和多分散气溶胶（粒径不同），比如我们所处的大气就属于多分散气

4、溶胶。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害气溶胶按照来源可细分为： 灰尘 烟 雾 烟雾第一节 粉尘、有害气体的来源及危害灰尘（dust）固态分散性微粒，其尺寸范围从亚微米到数百微米。其中粒径在10 以上的称为“降尘”，粒径在10以下的称为“飘尘”。飘尘是除尘技术研究的主要对象。随着对空气污染控制的要求日益严格。新近又提出了“超细粉尘”这一名词，一般是指3以下的粉尘。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害烟（smoke）包括所有凝聚性固体颗粒，以及液态粒子和固态粒子因凝聚作用而生成的微粒，通常是高温下生成的产物。粒径范围约为0.011，如铅蒸气氧化成的氧化铅，煤、炭燃烧生成的烟就属此类。烟在空气中沉降

5、速度很慢，呈现强烈的布朗运动，有较强的扩散能力。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害综上所述，各种工业有害物对人体的危害程度取决于以下四方面因素：（1）有害物本身的物理和化学性质不同有害物的物理性质和化学性质不同，它们对人体的危害作用程度，即毒性的大小程度是不一样的。在两种及以上有害物同时作用于人体时，由于毒性不同，有的是表现为单独作用，有的则表现为叠加作用，有时甚至表现为相乘的作用。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害（2）有害物的浓度浓度越大，有害物对人体的危害越大；（3）人体与有害物持续接触和作用的时间时间越长，有害物对人体的危害作用大。（4）有害物对人体的危害还与作业环境的气象条件（温度、

6、湿度、空气流速），人的劳动强度、性别和年龄有关。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害三、工业有害物对生产的危害粉尘对生产的危害前面提到了。有害蒸气和气体对工农业生产以及动植物的危害也很大。二氧化硫，三氧化硫，氟化氢和氯化氢等气体，遇到水蒸汽时会对金属材料、油漆涂层产生腐蚀作用，缩短其使用寿命。有些气体会引起植物落叶和枯萎，例如一些敏感的植物在二氧化硫超过0.3ppm时，便会产生受害症状。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害工业有害物不仅使农作物、树木的生长能力减退，农药减效，助长病虫害的发生与发展，而且能通过植物损害动物和人类。例如，耕牛吃了含氟草料后，一般三个月开始掉膘，一年后牙齿松动，逐步瘫痪

7、，最后丧失劳动能力。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害四、工业有害物对大气的污染工业有害物对大气、水源和土壤等自然环境的污染，在一些资本主义国家中形成了社会公害。据估计全世界每年排入大气中的毒气、烟尘达六、七亿吨，大气污染十分严重，对人民的健康造成了极大的危害。从上个世纪二十年代末到六十年代末这个期间内，发生几次严重大气污染事件。 第一节 粉尘、有害气体的来源及危害例如英国伦敦在1952年12月有五天连续大雾无风，工厂排出的烟尘和二氧化硫在上空积聚不散。出于烟尘中的三氧化二铁会促使二氧化硫生成硫酸雾滴，附在烟尘上，它们进入人体呼吸系统后，会加重呼吸道疾病，结果造成两星期内死亡4000人的严重事

8、件。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害大气污染的发展大致可分为煤烟、二氧化疏和光化学烟雾等三代污染。煤烟型污染主要是燃煤引起的，主要的污染物是烟尘和SO2；二氧化硫污染，主要是石油代替煤作为主要燃料，同时汽车数量增加，大气污染不在限于城市和工矿区，呈现广域污染；随着工业的发展，光化学烟雾污染日益严重起来。第一节 粉尘、有害气体的来源及危害有些国家基本解决了第一代大气污染，把重点转移到第二代和第三代污染。近年来由于采取各种技术措施和严格控制排放标准，某些国家的二氧化硫也有所改善，大气污染基本得到控制。目前一些国家比较重视重金属颗粒的控制，对它们的要求最为严格。我国是大气污染比较严重的国家，由于以

9、煤作为主要燃料，主要的大气污染物是烟尘和SO2，相当于工业化国家的第一阶段。今后随国民经济的高速发展，环境保护的任务十分艰巨，需引起各方面的重视和注意。第二节 粉尘的扩散与传播 任何一个尘源所产生的粉尘，都要以空气为媒介，经过扩散和传播过程进入人体，危害健康。一、粉尘的扩散任何粉尘都要经过一定的扩散过程，才能以空气为媒介侵入人的机体组织。粉尘从静止状态变成悬浮于空气中的过程，称为“尘化作用” 。第二节 粉尘的扩散与传播 下面是尘化作用的几种情况： 剪切压缩造成的尘化作用 诱导空气的尘化作用 综合作用的尘化作用 上升气流造成的尘化作用第二节 粉尘的扩散与传播 1.剪切压缩造成的尘化作用铸造车间的

10、震动落砂机，筛分物料用的振动筛工作时，由于上下往复振动，能把疏松物料间隙中的空气挤压出来。在这些气流向外高速运动时，由于气流和粉尘之间剪切压缩作用，带动粉尘一起逸出。第二节 粉尘的扩散与传播 2.诱导空气的尘化作用机动设备或块、粒状物体在空气中运动时，能带动其周围空气一起运动，这部分空气称为诱导空气。诱导空气能使尘粒扬起，比如汽车、行车及物体运动时涡流卷吸作用使粉尘扬起。第二节 粉尘的扩散与传播 3.综合作用的尘化作用实际的尘化作用比较复杂，比如皮带运输机输送的物料从高处下落到低处时，由于气流和粉尘间的剪切作用，被物料挤压出来的高速气流会带着粉尘向四周飞溅。此外物料在下落过程中，由于剪切和诱导

11、空气作用，高速气流也会使部分粉尘飞扬。第二节 粉尘的扩散与传播 4.上升气流造成的尘化作用当炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等热产尘设备表面的空气被加热上升时，会带着粉尘一起运动。通常把上述各种使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化作用，引起一次尘化作用的气流称为一次尘化气流。第二节 粉尘的扩散与传播 二、粉尘的传播一次尘化作用使粉尘从静止状态进入周围空气呈运动状态，造成了局部地点的空气污染，这些浮游的尘粒又怎样在车间内传播和扩散呢？一个直径为10、密度为2700kg/m3的尘粒在重力作用下自由降落时，最大的降落速度约为0.008m/s，与一般车间内的空气流动速度0.20.3m/s)

12、相比是很小的。这说明粉尘的运动主要受室内气流的支配。当尘粒受机械力作用以10m/s的初速度水平运动时，经过0.01s后迅速降到0.06mm/s，很快失去动能，这表明即使借助机械力，尘粒也不能单独在室内传播和扩散。第二节 粉尘的扩散与传播 由此可见，细小的粉尘本身没有独立运动的能力，一次尘化作用给于粉尘的能量是不足以使粉尘扩散飞扬的，它只造成局部地点的空气污染。造成粉尘进一步扩散，污染车间空气环境的主要原因是室内的二次气流，即由于通风或冷热气流对流所形成的室内气流。二次气流带着局部地点的含尘空气在整个车间内流动，使粉尘散布到整个车间。 第二节 粉尘的扩散与传播 二次气流速度越大，作用越明显。粉尘

13、是依附于气流而运动的，只要控制室内气流的流动，就可以控制粉尘在室内的扩散，改善车间空气环境。这就是采用通风方法控制工业有害物，必须合理组织车间内气流的原因。我们进行除尘系统设计时，尽量采用密闭装置，使一次尘化气流和二次气流隔开，避免粉尘扩散。第三节 气象条件对人体生理的影响人们在劳动或休息时都要求有良好的空气环境。前面我们阐述了污染空气环境的粉尘、有害蒸气和气体对人体的影响，现在分析与余热和余湿有关的气象条件(即空气的温度、相对湿度和流速)以及周围物体表面温度对人体生理的影响。第三节 气象条件对人体生理的影响人体的热平衡方程表明热舒适与空气的温度、相对湿度、流速、周围物体表面温度、人体着装与劳

14、动状况有关，前四个为主要因素。人体热平衡方程为： S为人体蓄热率；M为人体的能量代谢率；W人体所作的机械功；E为人体的总蒸发散热量；R为人体表面与周围表面之间的辐射换热量；C为穿衣人体表面与周围空气的对流换热量。当人体蓄热率为零时，上式即为人体热舒适方程。第三节 气象条件对人体生理的影响在正常情况下，人体靠自身的调节机能使自身的得热和散热保持平衡，因此人体的体温是稳定的（36.537）。人体散热主要是通过皮肤与外界的对流C、辐射R和表面汗分蒸发E三种形式进行的，呼吸和排泄也排出部分热量。对流热取决于空气的温度和流速，温度的高度决定了人体吸热还是散热，空气流速越大换热量越大。辐射换热取决于周围物

15、体表面温度，物体表面温度高于人体表面温度时，人体得到辐射热，反之散失辐射热。第三节 气象条件对人体生理的影响蒸发散热取决于空气的相对湿度和流速，当空气温度高于体温，同时有辐射热源，则人体不能通过对流和辐射散发热量，但是如果空气的相对湿度较低，气流速度较大，可通过汗液的蒸发热量；反之人体感觉到闷热。第三节 气象条件对人体生理的影响总之气象条件对人体的生理影响是一种综合作用，各个因素之间是互相关联的。人体适宜的舒适条件除了一定清洁度外，还要求大气一顶的温度、相对湿度和空气流速。因此车间内必须防止和排除生产中散发的大量的热核水蒸气，并使室内空气具有适当的速度。第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准

16、一、有害物浓度有害物对人体的危害，不但取决于有害物的性质，还取决于有害物在空气中的含量。单位体积空气中的有害物含量称为浓度。一般地说，浓度愈大，危害也愈大。有害蒸气或气体的浓度有两种表示方法，一种是质量浓度，另一种是体积浓度。 第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准 质量浓度即每立方米空气个所含有害蒸气或气体的毫克数，以mg/m3表示。体积浓度即每立方米空气中所含有害蒸气或气体的毫升数，以mL/m3表示。因为1 m3106mL，常采用百万分率符号ppm表示，即1 mL/m3=1ppm。1ppm表示空气中某种蒸气或气体的体积浓度为百万分之一。例如通风系统的排气中，二氧化硫的浓度为10ppm，就相

17、当于每立方米空气中含有二氧化硫10mL。第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准 针对粉尘而言，还有一种表示方法颗粒浓度（粒/m3）。在通风除尘技术中，常采用质量浓度的表示方法，颗粒浓度主要应用于空调间的净化。在标准状态下，质量浓度和体积浓度可以进行换算， Y有害气体的质量浓度，mg/m3；M有害气体的摩尔浓度，g/mol；C有害气体的体积浓度，ppm或mL/m3。第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准 二、卫生标准卫生标准是工业企业设计卫生标准的简称，卫生标准对车间内有害物质的最高允许浓度、空气的温度、相对湿度和流速作了规定，是工业通风设计和检查其效果的重要依据。我国1962年颁布了工业企业设

18、计卫生标准，1979年11月1日实行。 第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准 卫生标准中的最高允许浓度是根据车间现场卫生调查和工人健康状况动态的观察，以及动物实验研究资料，并考虑我国的经济、技术条件制定。例如卫生标准规定，车间空气一般粉尘的最高允许浓度为10mg/m3，含有10%以上游离二氧化硅的粉尘则为2mg/m3。第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准 卫生标准中规定的车间空气中有害物质的最高允许浓度，是从工人在此浓度下长期进行生产劳动而不会引起急性或慢性职业病为基础制订的。居住区大气中有害物质的一次最高容许浓度，一般是根据不引起粘腹刺激和恶臭而制订的；日平均最高容许浓度，主要是根据防止有害物质的慢性中毒而制订的。制订最高容许浓度还考虑了国家的经济和技术水平。第四节 有害物浓度、卫生标准、排放标准 三、排放标准为了保护大气环境，防止工业废水、废渣、废气（简称三废）对大气、土壤、水源的污染，我国制定了工业“三废”排放试行标准。排放标准是以卫生标准作为基础，即通过烟囱、排气管等