橡胶厂炼胶间炭黑粉尘的危害与防治培训文件

125-/NUMPAGES137哈尔滨理工大学毕业设计题目：橡胶厂炼胶间炭黑粉尘的危害与防治院、系：测控技术与通信工程学院安全工程系姓名：安文博指导教师：殷金英系主任：周真2012年6月13日橡胶厂炼胶间炭黑粉尘的危害与防治摘要炭黑是一种重要的化工原料，它要紧用于橡胶工业中作为补强剂，油墨、涂料和塑料工业中作为黑色配合剂。此外也用于造纸、无线电元件中。相关于他的重要性，在橡胶厂中炭黑粉尘的污染也是一个特不严峻的问题。本文列出了炭黑粉尘的差不多性质，它具有质轻、不亲水、易氧化等特点，因此其治理起来有一定的难度。通过查阅资料，并依照炭黑粉尘的性质，整理了炭黑粉尘对人员、环境、机械等的危害。之后分析炭黑粉尘的特点得出，治理炭黑粉尘不宜采纳湿式除尘的方法，且一般的重力沉降室及旋风除尘器的效果也不加，因此通常要搭配以滤袋器为主的炭黑粉尘回收系统方可达到治理目的。并通过对以上几个方面的分析及工艺流程中的缺点提出了改革工艺流程、完善炭黑粉尘回收系统等治理措施。最后通过对炼胶间生产原料、设备及工艺流程的分析，并结合炭黑粉尘的排放量、排放速率和爆炸极限等法律法规，提出了操纵及治理炭黑粉尘的方法和注意事项。最终达到防治炭黑粉尘的目的。关键词：炭黑粉尘；橡胶；危害；治理；回收系统

HAZARDSANDPREVENTIONOFCARBONBLACKDUSTINTHERUBBERPLANTRUBBERMIXINGAbstractCarbonblackisanimportantchemicalrawmaterial,itismainlyusedasblackasareinforcingagent,inks,coatingsandplasticsindustrywiththeagentintherubberindustry.Inaddition,forthepaper,radiocomponents.Relativetohisimportanceinthecarbonblackdustintherubberfactorypollutionisalsoaveryseriousproblem.Thisarticleliststhebasicpropertiesofcarbonblackdust,ithasalight,hydrophilic,andeasilyoxidized,soitsgovernancetherearesomedifficulties.Throughaccesstoinformationandthenatureofthecarbonblackdust,finishingpersonnel,environment,machineryandotherhazardsofcarbonblackdust.Afteranalysisoncharacteristicsofcarbonblackdust,carbonblackdustcontrolshouldnotbeusedwetdustremovalmethod,andthenormalgravitysettlingchamberandcyclonedusteffectofnotaxincreases,usuallywithabagdevicebasedcarbonblackThedustcollectionsysteminordertoachievethecontrolpurpose.Andanalysisontheaboveaspectsandtheshortcomingsintheprocessofthereformprocess,toimprovecontrolmeasuressuchascarbonblackdustrecoverysystem.Finally,themixingbetweentheproductionofrawmaterials,equipmentandprocessanalysis,combinedwithcarbonblackdustemissions,emissionratesandtheexplosionlimitlawsandregulations,controlandtreatmentofcarbonblackdustandprecautions.Ultimatelyachievethepurposeofpreventionandtreatmentofcarbonblackdust.Keywords:Carbonblackdust;rubber;hazards;governance;recoverysystem

目录摘要 IAbstract II第1章绪论 -1-1.1研究目的和意义 -1-1.2炭黑粉尘危害和防治的国内外进展现状 -1-1.2.1炭黑粉尘危害和防治的国外研究现状 -1-1.2.2炭黑粉尘危害和防治的国内研究现状 -2-1.3本文研究的要紧内容 -2-第2章炭黑粉尘的差不多性质及其回收 -4-2.1炭黑粉尘的差不多性质 -4-2.1.1炭黑粉尘的物理性质 -4-2.1.2炭黑粉尘的化学性质 -7-2.2炭黑粉尘的回收 -8-2.2.1炭黑粉尘回收的可行性 -8-2.2.2炭黑粉尘回收的要紧设备原理及其优缺点 -8-2.3本章小结 -9-第3章炼胶间炭黑粉尘的危害及缘故 -10-3.1炭黑粉尘对人员的危害及缘故 -10-3.1.1炭黑粉尘的致癌性 -10-3.1.2炭黑尘肺 -11-3.1.3炭黑粉尘对工人的职业危害 -12-3.1.4炭黑粉尘造成职业危害的因素分析 -15-3.2炭黑粉尘对车间环境的危害 -16-3.2.1炼胶间内的大气污染源 -16-3.2.2炭黑粉尘的防火防爆 -16-3.2.3炭黑粉尘对机电安全的危害 -17-3.3本章小结 -18-第4章炼胶间炭黑粉尘的防治技术和措施 -19-4.1炼胶间生产工艺介绍及炭黑粉尘防治的有关法律法规 -19-4.1.1炼胶生产原料设备及工艺流程 -19-4.1.2炭黑粉尘发生源 -20-4.1.3炭黑粉尘的排放标准 -20-4.1.4炭黑粉尘爆炸设计标准 -23-4.2炼胶间炭黑粉尘操纵及其治理 -24-4.2.1改革工艺流程 -24-4.2.2完善炭黑粉尘回收系统 -24-4.2.3注意车间卫生安全 -27-4.2.4对人员行为进行规范 -28-4.2.5其它注意事项 -29-4.3本章小结 -29-结论 -30-致谢 -31-参考文献 -32-附录 -35-绪论研究目的和意义炭黑是人们最早明白的石油化工原料之一。我国是世界上生产炭黑最早的国家。距今三千年前，我们的祖先就掌握了烧烟制墨的技术。自从1892年近代炭黑工业出现以后，才逐渐被“炭黑”这一名词所取代[1]。炭黑是一种重要的化工原料，它要紧用于橡胶工业中作为补强剂，油墨、涂料和塑料工业中作为黑色配合剂。此外也用于造纸、无线电元件中。目前在我国生产和使用炭黑的企业日益广泛，接触炭黑粉尘作业的人数也不断增加。由于操作人员长期吸入大量的炭黑粉尘能够引起不同程度的上呼吸道症状或炎症，也能引起炭黑尘肺，炭黑对工人的躯体健康是有害的。此外，当炭黑排入大气的浓度专门高时，在不利气象条件下，也会污染大气环境，给下风向居民区带来危害。炭黑粉尘质轻易飘，对人体皮肤、衣料、农作物及建筑物表面的污染较重[2]。炭黑作为功能材料在许多领域有着不可替代的作用，但在给予其它材料或制品优异的性能和专门用途的同时，也伴生了高污染性[4]。2006年我国炭黑产量超过美国，排名世界第一位。按2010年产量300万吨计，可能耗重质油540万吨，耗水3750万吨，向大气排放240吨炭黑尘、620万吨CO2、2.2万吨SO2、7200吨NOX。炭黑在炭黑反应炉中生成，炭黑微粒以直径0.2～1.5μm附集体形态悬浮在炭黑烟气中形成气溶胶，进入收集系统被扑集。炭黑烟气经袋滤器扑集炭黑后，排放的气体称为“炭黑尾气”。炭黑尾气中含炭黑粉尘低于50mg/m3，眼睛不易察觉；70～80mg/m3可看到灰色气体；150～200mg/m3，已形成一缕黑烟[5]。20世纪70年代，年产万吨的炉法炭黑厂每年排入大气的尾气中，含一氧化碳2万~3万吨、硫化氢50~200吨，炭黑粉尘45~100吨。尾气中硫化氢气体的质量分数为2.5*10-4-8.0*10-4炭黑粉尘危害和防治的国内外进展现状炭黑粉尘危害和防治的国外研究现状国外对炭黑的物理性质、化学构成、吸附性及稳定性进行过测定与分析。并指出，尽管它可能导致严峻的健康问题同时是一种具有高全球变暖潜能的大气污染物，但它也是一个全球性的碳循环的组成部分，如利用得当，在减缓气候变化阻碍中也能够起到至关重要的作用[7]。另外，Ganpads咨询公司的Natrajan介绍了炭黑生产过程中的节能和减排[8]。他指出，目前许多炭黑厂显热利用率只有50%，尾气化学热利用率只有20%。进一步利用余热的方向是：1.提高空气预热温度，他总结了900℃空气预热器曾经出现的问题，介绍了在结构和材料方面改进的经验，提出了操作上应注意的问题，还介绍了适用于软质炭黑装置的在线自动清灰器；2.提高原料油预热温度和天然气（作反应炉燃料）的预热温度；3.利用干燥机尾气燃烧炉的废气来预热尾气燃烧炉的空气；4.采纳套管式（立式、卧式）和辐射式急冷锅炉；5.尾气发电应提高蒸汽的压力和温度，以提高热效率，汽轮机如采纳BratonRankine联合循环取代现在的Rankine循环，热效率可从现在的25%~30%提高到50%[9]。PCMZ公司介绍了改进后的粉尘在线监测系统。GORE公司介绍了第4代复膜玻璃纤维滤袋和聚四氟乙烯滤袋的特点及其在炭黑生产装置上的应用[10]炭黑粉尘危害和防治的国内研究现状炭黑粉尘近年来受到人们越来越多的关注。为了防止炭黑粉尘的危害，1974年我国已将炭黑尘肺列入职业病范围[3]。只是我国迄今尚没有炭黑粉尘的卫生标准，（包括车间空气和居住区大气）进行卫生学评价时，在生产车间内，目前沿用《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）中“其它粉尘”一项，即车间空气中粉尘最高容许浓度为10毫克/立方米（我国有关研究单位建议车间空气中炭黑最高容许浓度为8毫克/立方米），对居住区大气，则沿用飘尘的标准，即一次最高容许浓度为0.5毫克/立方米；日平均最高容许浓度为0.15毫克/立方米。对炭黑的排放操纵，能够沿用《工业“三废”排放试行标准》（GBJ4-73）中第二类生产性粉尘所规定的容许排放浓度150毫克/立方米。如是地点排放操纵，则应按我国《制定地点大气污染物排放标准的技术原则和方法》（GB3840-83）中有关对炭黑生产、加工的规定进行监测、操纵[11]。在生产车间中，如不采取密闭通风措施和工艺改革工作地点空气中炭黑粉尘浓度可高达15~700毫克/立方米，假如采取有效的密闭、通风及包括自动化、槽法生产改为炉法生产等技术措施，则炭黑粉尘浓度可降至6~10毫克/立方米[10]。目前，对炭黑生产的排放操纵，以采纳各类袋式除尘设备为宜，由于炭黑质轻、不亲水，故不宜采纳湿式除尘设备作净化处理。本文研究的要紧内容本文以橡胶厂炼胶间的炭黑粉尘为研究对象，对其各部分工艺设备进行观看、分析并提出改进方法以达到防治炭黑粉尘的目的。本文的要紧研究内容包括以下几个方面：1.通过查阅资料了解国内外的研究现状，并了解炭黑在炼胶时的要紧作用与使用方法，排列出了它的要紧物理性质和化学性质，并通过分析这些性质得出炭黑粉尘不宜用通常的粉尘治理方法而是要以滤袋器为主的回收系统为宜。2.通过观看橡胶厂炼胶间的现状，提出其中的要紧污染源及其危害性。其中要紧包括对操作人员、车间环境、设备机械和卫生方面的危害。3.依照橡胶厂炼胶间的工艺流程并结合国家有关的法律法规，提出较为合理的治理技术及方法。并着重分析炭黑粉尘收集系统，尤其是袋滤器的功能特点及注意事项，兼顾提出对操作人员的要求，车间现状的优化及个细节的注意事项。最终达到防治炭黑粉尘的目的。炭黑粉尘的差不多性质及其回收由于炭黑粉尘的差不多性质是分析其危害及防治的依据，特不是它的回收系统要依照炭黑粉尘的特点进行选取才能达到防治的目的。因此本章对炭黑粉尘的差不多性质进行了描述，并依照这些性质分析了回收的方法、设备的选用，且排列了几种要紧设备及各自的优缺点。炭黑粉尘的差不多性质炭黑粉尘的物理性质1.粒径和分布炭黑粉尘的粒径和分布直阻碍了对其治理时滤袋等回收装置的选用，因此是一项较为重要的差不多性质[12]。除热烈炭黑外，几乎所有炭黑的球形粒子都不是单独存在的，而是在炭黑生成过程中聚融在一起形成炭黑聚拢体的一个区域。聚拢体是炭黑单独存在的最小单元。炭黑粒径要紧是通过电子显微镜法测定的。电镜法是直接观看和测定炭黑粒径的唯一方法。图2-1为四种炭黑粉尘的电子显微镜照片。(a)(b)

(c)(d)图2-1四种炭黑粉尘的电子显微镜照片粒径越小的炭黑粉尘，粒径分布范围越窄，讲明粒径较小的炭黑粒子大小均一。反之粒子较大的炭黑粉尘，粒径分布叫宽，粒子更不均一。另外，大多数炭黑粉尘，特不是粒径小的炭黑粉尘分布不是完全对称的正态分布，而是向着粒径较大方向偏斜，这种现象称之为“右偏斜”。2.导电性炭黑是一种半导体材料，常用电导率或它的倒数电阻率表示它的电性能。炭黑的导电性与其微观结构、粒大小、结构、表面性质等紧密相关。炭黑的微观结构賦予炭黑导电性。天然石墨单晶(NSC)或髙度定向的热裂解石墨的电性能类似于半金属性质，即它的价电子与导电电子带之间的能带专门低、小于0.04eV。而且，由于石墨层的取向，在电性能方面也存在着明显的各向异性。石墨单晶在α轴方向的比电阻大约为5×105Ω·cm，但在垂直于石墨层的C轴方向的比电阻则为5×10-1Ω·cm，高出104倍。对炭黑聚拢体而言，由于石墨层取向的同心圆性质，绝大部分接触差不多上沿着C轴方向，其电阻率要高于石墨[1]。炭黑的物理化学性质与其导电性有关。一般来讲，粒子越小，导电性能越好，这是由于增加了单位体积内炭黑的粒子数，从而增加了接触点或在分散体系中减小了粒子间距，使电阻减小，导电性增加。细粒子炭黑具有专门高的导电性。炭黑结构也是阻碍炭黑导电性的最重要因素，高结构炭黑较正常结构或低结构炭黑具有良好的导电性。这显然是由于炭黑的链枝结构（纤维结构）的存在，交错联结形成了更多的导电通路所致。炭黑表面挥发物或残留的焦油状物质（即溶剂抽出物）使炭黑表面覆盖一层含氧化合物的膜或油状烃分子薄膜，形成了绝缘层，增加了炭黑的电阻，使导电性降低。将炭黑在真空或惰性气氛中加热除去含氧基团和油状物质后，导电性会明显增加。炭黑表面粗糙度，即孔隙性也阻碍炭黑的导电性。表面粗糙多孔的炭黑其导电性增加，这是由于当填充量一定时，多孔的炭黑粒子比实心粒子的粒子间距要小。因此，导电性能好的炭黑要具备粒子细、结构高、表面纯净、粗糙多孔的特点[11]。3.热导率材料的热导率（亦称导热系数）定义为热稳定状态下，在垂直于等温表面方向上和单位温度梯度下通过单位面积的热流速度，单位为W/(m·k)。用隔热金属板（ASTMC175-45）试验法测定炭黑的热导率是比较好的方法。在严格操纵的条件下，能够比较准确地测量从一块热金属板通过所测物质（如炭黑）到另一块冷金属板的热流量，从而计算热导率。炭黑的热导率专门小，几乎与静止的空气相同，数值在0.023-0.035W/(m·K)范围。炭黑的热导率与加工情况有关。造粒炭黑要比粉状炭黑的传热系数大得多，因为炭黑密度程度不同，则孔隙的变化阻碍传热系数的变化。炭黑的热导率与所施加压力的平方根成正比。未造粒炭黑的热导率甚至比得上理想的绝热材料，比软木的热导率0.045W/(m·K)还要小，因此，炭黑也是一种良好的绝热材料。炭黑粒子的真正热导率还无法直接测定。据推测，真正热导率接近于石墨的热导率0.908W/(m·K)[13]。4.炭黑的着火温度与燃烧当炭黑在空气或含氧气流中加热到一定温度时会发生自燃。在炭黑生产过程中如外部空气渗入后部收集和风送系统中，也极易发生自燃，甚至引起系统中的可燃尾气发生爆炸。在一定条件下，炭黑发生自燃的最低温度称为着火温度。用热天平能够测定炭黑的着火温度和燃烧曲线。图2-2为炭黑的燃烧曲线。从图能够看出，开始时一部分水分和部分挥发逸出，当加热到着火温度时，质量急剧减少，曲线上升。现在，在氧的作用下，炭黑燃烧放出二氧化碳。燃烧结束后，残留下灰分而达到恒重。尽管炭黑品种不同，但所有炭黑燃烧曲线的形状均相似。炭黑燃烧曲线的直线部分的延长线与温度坐标轴的交点称为着火温度。各种炭黑的着火温度不同，炉黑的着火温度为350-380℃，槽黑的着火温度一般在290℃左右。炭黑的着火温度与其密度、挥发分含量、灰分含量以及组成有关炭黑具有着火温度较高和燃烧缓慢的特点。如炭黑中残留有“火种”或已发生局部自燃，即使停放较长时刻，也可不能熄减，并有进一步扩大使炭黑温度升高和发生燃烧的可能。在炭黑生产和贮运过程中，为防止炭黑燃烧事故发生，后部收集系统不能渗入空气，包装炭黑的温度不能过高，一般应在100℃以下比较安全 图2-2炭黑的燃烧曲线炭黑粉尘的化学性质1.炭黑的元素组成炭黑要紧是由碳元素组成的，含炭量为90%~99%左右。也含有少量的氧、氢、氮和硫等元素。这些元素要紧来自于炭黑的原料，在炭黑生成及后部氧化时被带入炭黑中，除少量氢存在于炭黑粒子内部外，多数的“杂原子”键合在炭黑的粒子表面，形成不同的官能团[14]。槽法炭黑的氧含量最多，在3%~8%范围内，氢含量小于1%，而热裂炭黑的氧、氢含量均比较少。炭黑中的硫来源于原料油或原料气（如天然气）。炉法炭黑的硫含量一般为0.6%左右，而热裂炭黑几乎不含硫。色素炭黑含有大量的氧，这是由各色素炭黑在生成时接触角度的氧通过后期氧化处理所致，特不是在400℃左右氧化时最易形成含氧基团X射线衍射研究表明，炭黑的这些“杂原子”要紧是键合在碳的稠环晶体结构的边缘和角部，或在晶格缺陷部位的碳原子上，极少数则渗入内部形成杂环体系。这些少量元素及其在炭黑表面形成的复合物的存在改善了炭黑在橡胶、塑料盒涂料中的使用性质[15]。2.炭黑的氧化正常生产的炭黑存放时，由于与空气和水蒸气接触发生缓慢自燃氧化，这种现象在炭黑新生产的头三个月内较为明显，以后比较稳定。自然氧化的结果使炭黑表面高活性吸附点减少，表面复合物增加，炭黑吸碘值和pH值稍有降低。炭黑粉尘的回收炭黑粉尘回收的可行性由上述炭黑的要紧物理性质及化学性质可知炭黑粉尘的治理存在多处隐患，而关于炭黑粉尘的处理措施不外乎两种一是从源头处理，使用封闭式生产设备，二是从污染途径处理，工人穿着防护服、口罩等防护用品；加装湿式抽风排尘设施。然而炭黑的物理性质决定了以上几种方式都不适用。由于橡胶生产环节较多，整体封闭显然是不可行的，因此只能对专门环节进行轴承等部位进行封闭处理，且处理后的散热及清理工作变的更难处理。而加装湿式抽风排尘系统只适用于大多数工业粉尘，因为炭黑的不亲水性导致湿式除尘不能理想的工作，而炭黑粉尘的质轻易浮等特性又使干湿除尘失去作用。口罩等防护用品由于炭黑的易氧化性不能长期使用，频繁更换造成的资源白费和人员操作的不可控性造成了防护局限性。这就使炭黑收集变成了棘手的问题，而回收系统中滤袋器方案的提出正好解决了炭黑粉尘防治的各种难题[16]。炭黑粉尘回收的要紧设备原理及其优缺点炭黑粉尘的回收系统要紧包括沉降室、旋风分离器、收尘器和袋滤器几种，他们的原理及优缺点分不如下[17]：1.沉降室利用粉尘与气体的比重不同的原理，使扬尘靠本身的重力（重力）从气体中自然沉降下来的净化设备，通常称为沉降室或降生室。它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能用于粗净化。2.旋风分离器旋风分离器的工作原理是靠作用在旋转流场内颗粒上的离心力，使密度比空气大的颗粒向外运动至旋风分离器器壁，然后再沿器壁向下运动到排料在逆流式旋风分离器中，净化气体大多沿中心轴线由旋风分离器顶部排出。旋风分离器是一种分离效果专门好的汽水分离设备，也大量用于气固分离，原理是一样的，只是风速一定要调好，否则会造成分离不完全或底部堵塞。可将底部设计一个文丘里的喷射器，将分离式出来的固体（一般为粉末）以负压的方式吸走。3.重力沉降收尘器这种收尘器的要紧形式是沉降室。当含尘气体进入沉降室后流速减慢，粉尘靠自身的重力沉降下来而收集。沉降室结构简单，收集效率低，在目前炭黑工业专门少使用。4.离心沉降收尘器离心沉降收尘器是依靠惯性离心力的作用进行分离的设备，这种形式的收尘器要紧是旋风分离器。即含尘气体进入旋风分离器后，向下做旋转运动，产生离心力。由于气体和粉尘密度不同，靠离心力把粉尘和气体分开。这种类型设备的压力损失大，而且要求风速在一定范围才能发挥从烟气中收集炭黑的效率。通常在炭黑生产中作为预收尘设备。5.织物过滤收尘器含尘气体通过过滤介质（织物纤维滤袋），粉尘被阻留，气体被排除而加以收集的设备叫袋式收尘器，简称袋滤器。袋滤器收集效率为99%以上，适应性强，是炭黑工厂广泛使用的高效收尘设备。袋滤器能够串联旋风分离器或附聚器使用，也可单独使用。6.电收尘器电收尘器的全称为静电除尘器，它是利用气体或烟气在电场中电离，使悬浮的固体颗粒带电，被吸附在电极上而收集之。电收尘器收集效率高，阻力低，且适用于高温，小于400℃。但设备造价高，不易维护7.袋滤器袋滤器是以织物纤维做成的圆筒形滤布。使含炭黑的烟气通过，炭黑便附着在滤布表面上，其收集效率可达99%~99.5%。在炭黑工业中，袋滤器是从含炭黑的烟气中收集炭黑的一种必不可少的收集设备。本章小结本章要紧是介绍了炭黑粉尘的差不多性质，其中包括炭黑的导电性、热导率、着火温度与燃烧、元素组成及炭黑的氧化。指出炭黑粉尘是一种半导体，是一种良好的绝热材料，且具有着火温度较高和燃烧缓慢的提点。它要紧是由碳元素组成，也含有少量的氧、氢、氮和硫等元素，这些少量元素差不多上制备时的原料带入的。同时由于它有自燃的可能性，因此比较容易被氧化。另外还针对炭黑粉尘的以上性质分析得出炭黑粉尘的治理有不于其他工业粉尘，由于它的不亲水性，因此不宜采纳湿式除尘方法，又由于可能发生自燃因此除尘中尽量不要掺入空气，同时冷却气体不宜过热。同时列举出各类回收装置的设备及原理和其各自优缺点，最后得出应采取滤袋器作为回收系统要紧设备是治理炭黑粉尘较好的方式。炼胶间炭黑粉尘的危害及缘故本章依照前文的炭黑粉尘的差不多性质，提出和整理出了炼胶间内它对人员、车间环境、机械设备等的危害。要紧包括，由于炭黑粉尘具有质轻、颗粒小和易漂移的特点，因此长期接触炭黑的职业极易感染炭黑尘肺并对整个呼吸系统造成危害；又由于炭黑粉尘的燃烧爆炸特性，使得它易造成炼胶间内混合爆炸或二次爆炸；因它的隔热和导电性导致它对车间内机械设备有一定的损害等几方面的危害。炭黑粉尘对人员的危害及缘故炭黑粉尘的致癌性对化学用品致癌性的研究表明：在化学致癌物中，1/3以上属于致癌性多环芳烃。在化工产品生产中，多环芳烃又的来自原料，有的来自生产过程所排（少量），也有的来自残存产品中（痕量）。但像炭黑如此，在原料、生产及产品三个环节都含有或排放多环芳烃的实属少有。因此，对化工产品所含致癌性多环芳烃的研究，炭黑是典型代表物之一。由于炭黑表面吸附着各种多环芳烃，其中包括致癌物质3，4-苯并芘等，但因炭黑表面积较大，多环芳烃被牢固地吸附在炭黑的表面，因此在一般情况下，这些多环芳烃是专门难解吸的，只有用丙酮或苯一类的溶剂，才能把它们抽提出来。国外的调査表明，炭黑从业人员的癌发病率并不比其他行业高[18]。动物实验和流行病学调查结果表明，一般地接触炭黑或吞食炭黑并可不能致癌。实验还表明，炭黑表面尽管存在致癌物质，但人体中不存在能使这些物质被洗涤下来的溶剂。也确实是讲，炭黑对致癌物的吸附力超过了人体内体液的洗涤力[19]。尽管流行病学和毒理学的研究成果证实炭黑不是致癌物，但它确实含有多环芳烃（尽管含量专门少），这一致癌性的要紧物质，因此一些持相反意见的人尽管不能用实验证实炭黑是致癌物，但也不相信它是安全物。在美国职业爱护与健康条例手册中，在物质毒性表中将炭黑列入健康代码2.3级物质，并注明它对健康的阻碍是“可疑致癌物/累计心脏损伤”。而可疑致癌物的来历确实是因为炭黑上吸附有多环芳烃，因此怀疑它们对生物体会引起致癌作用[20]。特不是近期有报道称，职业性接触高浓度碳黑与发生膀胱癌紧密相关[21]。因此，为爱护工人躯体健康，必须加强防治措施。炭黑尘肺上海劳动卫生职业病防治所和泸州医学院对我国炭黑工人的尘肺患者作了大量细致的工作[22]。发觉尘肺患者的自觉症状是鼻咽干燥、胸胀痛、气紧，肺内有大量炭黑尘细胞堆积于细支气管，肺泡及血管周围间质内，致使管壁增厚。增大的炭黑病灶堆积起来形成结节。肺内粉尘几乎全为细胞所吞噬。局部增生不明显。病灶周围出现多发性局限性肺气肿，散于全肺[23]。国外亦曾有过报道，接触炭黑10〜20年的工人会引起尘肺[24]。患者有胸部症状，X片表明肺叶上有粗糙的结节，呼吸能力受损，伴有轻度的肺气肿或纤维性病变，如图3-1和图3-2。图3-1炭黑尘肺病人肺标本

图3-2炭黑尘肺病人肺切片标本从事炭黑粉尘作业时，已吸入肺内的炭黑粉尘，在脱离接触粉尘后，还会接着在肺组织内发生毒作用，若干年后胸片复查时，极可能发觉有炭黑尘肺者。这种以往接触过炭黑粉尘，但未在工作期间发病，调离炭黑粉尘作业时X线摄片也未发觉有炭黑尘肺，而调离后从事非炭黑粉尘作业后若干年，X线胸片复查发觉了炭黑尘肺者，称之为“迟发性炭黑尘肺”[25]。因此炭黑尘肺工作人员调离炭黑粉尘作业后，仍有可能发生炭黑尘肺，故定期体检不能忽视。炭黑粉尘对工人的职业危害炭黑是一种重要的化工原料，目前要紧用于橡胶、颜料、油墨、油漆、塑料、合成纤维、冶金、干电池等行业，工人长期吸入炭黑粉尘能够导致炭黑尘肺病[26]。为了摸清炭黑对工人健康的危害情况，以便采取有效措施，降低职业病发病率，保障工人健康，促进生产进展。对南平化工厂炭黑作业工人进行了调查研究[27]。1.车间空气中炭黑粉尘浓度测定结果：治理前车间中粉尘浓度测定结果表明，滚筒车间粉尘浓度最高为123mg/m3，超过国家卫生标准11.3倍，其次是炉法车间包装点粉尘浓度达89.8mg/m3，超过国家卫生标准7.9倍；只有乙炔车间炉头和包装作业点粉尘浓度平均分不为0.5mg/m3与14mg/m3，接近或达到国家卫生标准。为了制服“烟老虎”的危害，1979~1980年来，厂领导组织“三结合”治理尘、毒攻关小组，采取有力治理措施，首先在工艺上采纳炭黑造粒、玻璃纤维袋滤、脉冲除尘、文邱里水洗、排气烟囱加侧向水洗等措施，减少了炭黑粉尘的弥散，车间粉尘浓度明显下降。滚筒、炉法、乙炔等车间粉尘浓度分不降至13.6、13.1、1.7mg/m3，接近国家卫生标准。2.临床健康检查结果分析：南平化工厂接触炭黑工人进行临床检查和摄胸大片。临床检查包括询间病史（职业史）、内科、五官科、血常规等，部分工人作心电图、肝功等，以排除其它心、肺、肝等内科疾病。共检查525人，其中具有完整资料的有364人，经本地区矽肺诊断小组共同阅片诊断，确诊为炭黑尘肺8人，观看对象31人，现将其结果分析如下：⑴临床症状：接触炭黑粉尘工人，常见的自觉症状以咳嗽、胸闷、胸痛、气紧、心悸、易疲捞等为多见⑵体征：接触炭黑粉尘工人以慢性鼻炎、慢性喉炎为多见，要紧与工人长期吸入炭黑粉尘后，引起了呼吸道刺激性炎症有关。3.炭黑尘肺发病情况分析：⑴炭黑尘肺的发病工龄及发病年龄情况：本次共检查：364人中，确诊为I期炭黑尘肺病者8人，检出率为2.2%，观看对象31人，占8.5%，两者合并占10.7%。8名炭黑尘肺中，发病年龄最小的是39岁，最大的是58岁，平均为41岁；其发病工龄最短14年，最长28年，平均是21年。工龄在10-14年患病率为2.1%，15~19年为4.3%、20年以上为4.6%，炭黑尘肺的发病率有随工龄的增加而升高的趋势。⑵炭黑尘肺发病与工种、粉尘浓度的关系：该厂发生8例炭黑尘肺中，滚筒车间尘肺患病率为最高达4.67%，观看对象所占比例也最高，为26.2%，其患病率远远超过其它车间。这与滚筒车间粉尘浓度高（123mg/m3）有关。4.胸部X线表现：我们对X线改变较明显的39例(尘肺8例，观看对象31例)的要紧指标进行分析如下：⑴肺门改变：边缘多较清晰，密度较淡，个不病例肺门可查见小结节阴影，密度较浓或淋巴结稍大，密度不均匀，这可能与炭尘堆集有关。⑵肺纹理改变：肺纹理要紧是增粗增多而紊乱，粗细不等，呈绒毛状，同时延伸至肺外侧带，而中、下肺纹理多扭曲、变形等改变。细纹紊乱交叉而成纤细的网织结构，要紧分布在双侧中、下肺野。⑶结节阴影：炭黑尘肺呈结节样阴影或称砂粒感改变，其结节密度较淡，边缘模糊不清，大小不均等，结节呈针尖样，部分较大结节直径约2~5mm，但未查见融合病灶。结节形态为不整形，类串珠样，密度不均匀，边缘淡而中央浓，呈现伪足形成星芒状，少量结节伴有灶周小气肿。结节样阴影在网织结构的背景上散在分布在两中、下肺。以间质性改变为主。⑷肺野：整个肺野变成模糊不清，显示毛玻璃样感。⑸肺气肿：部分病例两肺呈现布满性及两肺底轻度肺气肿，较大的结节阴影周围有小泡性灶周小气肿征。5.肺通气功能测定指标肺通气功能指肺与外界环境所进行的气体交换的能力。按工龄分层分析肺通气功能测定，男女工人肺通气功能指标异常均有随工龄增长而增加的趋势，如表3-1与表3-2。表3-1各工龄组男性工人肺通气功能指标组不例数FVCFEV1MMFV501~9年3296.83±25.8394.93±26.3895.79±24.3094.53±25.9910~19年2593.03±20.3991.11±20.1494.87±22.1592.27±19.2520~年2290.33±18.6690.07±19.0293.37±21.2491.19±20.31正常量75101.99±16.29100.91±17.32100.90±32.94102.97±26.87表3-2各工龄组女性工人肺通气功能指标组不例数FVCFEV1MMFV501~9年3292.41±20.3893.81±19.5394.62±18.6593.79±16.9610~19年2587.09±16.3190.36±15.8890.58±16.1090.94±16.7520~年2286.87±15.1788.43±16.9589.18±16.7387.53±15.21正常量7597.60±26.2199.54±17.0099.89±17.0098.93±20.12表中一些肺通气功能指标解释如下：⑴用力肺活量（FVC）：也称时刻肺活量。该指标是指将测定肺活量的气体用最快速呼出的能力。⑵一秒用力呼气容积(FEV1)：吸气至肺总量位后一秒之内快速呼出气量。⑶最大呼吸中段流量（MMF）：是由FVC曲线计算得到的用力呼出肺活量25%~75%的平均流量。⑷V50：呼出50%肺容积时的最大呼气流量。6.引起炭黑作业工人肺通气功能下降的缘故有学者认为炭黑工人肺通气功能下降的缘故与工人年龄、吸烟因素有关，与接触炭黑粉尘无明显相关[28]。但本次调查结果显示炭黑粉尘可引起接尘工人的肺通气功能下降，肺通气功能各项指标异常率均高于标准指标，而且，肺通气功能的改变与接触炭黑粉尘工龄有关。接触组按工龄分层分析发觉，肺通气功能指标在1年以上组降低不显著，从10年以上组开始有部分指标显著降低，20年以上组显著或特不显著降低，也确实是讲肺通气功能指标随着工龄增长而明显降低。讲明了长期接触炭黑粉尘可导致肺功能的慢性损害。因此，对炭黑粉尘作业工人进行定期肺通气功能测定，尤其对工人肺功能进行动态观看作为健康监护措施，有助于早期发觉炭黑粉尘对工人肺功能的慢性损害。炭黑粉尘造成职业危害的因素分析炭黑粉尘对人体造成的职业危害及危害程度由6个因素决定，分不是粉尘成分、粉尘浓度、粉尘的分散度、粉尘的溶解度、粉尘形状及硬度和与粉尘接触的时刻[29]。1.粉尘成分。粉尘的成分决定粉尘的危害性质，即产生的疾病种类。炼胶间内长期接触的粉尘要紧为炭黑粉尘，吸入最容易引起炭黑尘肺；经吸入呼吸道后，会附着在鼻腔、气管、支气管的粘膜上，时刻长了，就会发生慢性炎症；炭黑粉尘落在皮肤上会堵塞皮脂腺、汗腺，引起皮肤干燥、感染、粉刺、毛囊炎等疾病。2.粉尘浓度。粉尘浓度要紧表示方法，以单位体积空气中的粉尘重量(毫克/立方米)来表示。粉尘浓度直接决定粉尘对人体的危害程度，浓度愈高，则危害愈大。因而制定生产车间作业地带空气中炭黑粉尘的最高容许浓度有着重要的意义。3.粉尘的分散度。粉尘分散度是表示粉尘颗粒大小的一个概念，粒子分散度愈高，悬浮于空气中的时刻愈长，沉降速度愈慢，被人体吸入的机会就愈多，对人体的危害愈大。在静止的空气中，1微米以下的炭黑粉尘，从1.5~2米高处降落到地面，则需5~7小时，因而被人吸入的机会也就愈多。分散度还与炭黑粉尘在人体呼吸道中的阻留有关，尘粒愈大，被阻留于上呼吸道的可能性愈大，尘粒愈小，通过上呼吸道而吸人肺内的机会愈多，危害也就越大。4.粉尘的溶解度。粉尘溶解度大小对人体危害程度的关系，因粉尘的性质不同而各异。关于炭黑粉尘这类有毒性粉尘，随着其溶解度的增加，人体中毒作用增强；而面粉、糖等溶解度高的粉尘，易被汲取排出，故反而可减轻对人体的危害。5.粉尘的形状及硬度。粉尘颗粒的形状多种多样。质量相同的尘粒因形状不同，在沉降时所受阻力也不同，因此，粉尘的形状能阻碍其稳定程度。炭黑粉尘坚硬并外形不规则可能引起呼吸道黏膜机械损伤。6.与粉尘接触的时刻。与粉尘接触时刻越长，接触机会越频繁，接触程度越高，对人体危害就越大。炭黑粉尘对车间环境的危害炼胶间内的大气污染源炼胶间大气污染源处处可见，有的是由于炼胶过程中的固有特点决定；有的是因治理不善而造成的。例如含有炭黑微粒的排空尾气，造粒及造粒废气等[30]。就对大气环境量大面的阻碍而言，炼胶间大气污染源首推是含有炭黑微粒及气态污染物的生产过程的尾气。炭黑烟尘是因为收集系统不完善，收集效率低于炭黑尾气排放的炭黑，是悬浮在炭黑尾气中的炭黑附聚体微粒，其粒径约为0.2~1.5μm，曾经是炭黑生产最为突出的污染源，也是现在仍要特不重视的污染源。炭黑粉尘则是由于炭黑生产设备和包装系统不完善，在炭黑生产、贮运和使用过程中泄漏的或称之为无组织排放的炭黑粉尘，由于通过收集和密实，其附聚体尺寸约在1~45μm之间[31]。炭黑粉尘的防火防爆炭黑的熔点大于3000℃，是化学性专门稳定的物质，其要紧元素组成是碳，在空气中能够燃烧。由于燃烧时受热不分解也不产生气体，因此，当其挥发分含量小于1%时（一般炉法炭黑的挥发分含量<1%），燃烧过程缓慢，不产生火焰，属固体表面扩散燃烧类型，燃烧时呈暗红色，燃烧产物除二氧化碳和水外，还有较多的一氧化碳。炭黑的着火点，随其挥发分和无机盐含量而变，通常在290〜520℃之间（一般炉法炭黑约为500℃），如在150℃长期放置，由于缓慢氧化和蓄热也可能着火[炭黑生成后，虽经喷水急冷，但温度仍相当高，在袋滤器“反吸风”或“咏冲喷吹”特不是在生产装置停运时，袋滤器内有可能进入空气，故均可能有“火种”带进产品中。生产实践表明，炭黑经风送系统后，由于炭黑被风送气流充分分散和冷却，“火种”一般即被熄灭；未经风送系统的炭黑或用温度过高的热烟气风送的炭黑着火的可能性则相当大。内此，过去曾有“不到24h不许入库”的规定，以便及时发觉带有“火种”的炭黑，幸免波及库内其他产品。用纸袋包装的炭黑着火时，由于纸袋撚烧和蔓延较快。因此，当一堆炭黑的个不袋着火时，应将其小心移开倒入桶内搅拌或密闭之，使其熄灭或烧完。检查其余炭黑袋以防止再次着火和蔓延。炭黑袋内有无“火种”，能够由纸袋的温度或其燃烧时产生的气味察觉出来。成堆炭黑着火时，应立即扑灭纸袋燃烧产生的火焰，并在与未着火炭黑堆之间拆出一条“隔火道”防I蔓延。灭火时最好采纳喷雾水枪，喷水量能止住纸袋燃烧即可，然后组织力量妥善将附近堆放的炭黑袋运走。关丁炭黑粉尘悬浮在空气中是否会爆炸的问题，国外曾进行了细致的研究。实验结果表明，除挥发分含量极高的炭黑外，在常温的空气中无着火和爆炸的危险性。但在高和气高氧含量的气体中，炭黑呈悬浮状态，且有火花等强点火源能够发生爆炸，然而其煤炸力专门弱，缘故是炭黑挥发分含量低，着火能高，燃烧速度专门慢且不产生火焰之故。美国矿务局将各种粉尘爆炸的危险性分为激烈、强、中和弱四个等级，其相应的爆炸指数分不为>10，1.0~10，0.1~1.0和<0.1，炭黑的爆炸性指数为>0.1。文献中有关炭黑粉尘爆炸的特性值见表3-1[33]。表3-1炭黑粉尘爆炸的特性值项目特性值备注粉尘悬浮体着火温度，℃450~890在氧气中为320~450粉尘层着火温度，℃360~520最小着火能，mJ空气中不着火在氧气中为18~100体积电阻率，Ω·cm0.2~120粒径为20nm的品种爆炸下限浓度，kg/m3>0.1表观密度250~500kg/m3爆炸时含氧浓度，%>35空气中不爆炸炭黑粉尘对机电安全的危害在炭黑生产过程中，往往因操作者缺乏必要的机电安全知识而发生不幸事故。因此，操作人员必须认真学习有关机电安全知识，遵守有关安全技术规定。炭黑生产设备，如风机、造粒机、气密阀、螺旋输送器等的传动部分，尽管转速不快，但假如操作人员的衣服被挂上，也是十分危险的。因此，应设置必要的安全防护罩或栏杆，运转时，不得对转动部分进行检修。对靠近转动部分处注油时，最好在停车后进行。开车之前应检查机器附近是否有人。炭黑生产常用离心式或定容式两种鼓风机。离心式机启动时，应将入口风门关闭，以免负荷过大。定容式鼓风机（罗茨或叶氏鼓风机）启动时，需将出入门全部打开，使启动负荷为最小，风量用不完时应当故空，不管在启动或运转中都不可将出口或入口关得过小或关死，如此将使定容式鼓风机机内压力过大而发生事故[34]。炭黑粉尘有导电性，因此在炭黑生产过程中宜采纳全封闭型电动机。即使如此，炭黑粉尘仍有可能侵入电机内，而导致绝缘不良。因此，在长时刻停车以后，重新开车之前，应由电工对电器设备的绝缘情况进行检查，对电压为380V的电器设备，其对地和相间电阻不低于0.4MΩ假如电阻低于此值，应采取吹扫或干燥措施。本章小结本章要紧是橡胶厂炼胶间炼胶过程中炭黑粉尘的危害辨识及导致危害的缘故。叙述了炭黑粉尘对操作人员、车间、环境、机械等方面的危害。这些要紧危害如处理不当专门可能造成当地生态系统的破坏，人员的职业病，机械的加速老化及操作安全等严峻后果。首先依照炭黑的各种物理、化学特性，如导电性、易燃性、可爆性等分不提出了炭黑粉尘可能造成的危险。依照调查报告，得出接触炭黑10〜20年的工人如不注意防护极易引起炭黑尘肺。特不强调了炭黑粉尘对工人呼吸系统的侵害，炭黑尘肺的形成及致癌性的危害。并分析了导致炭黑尘肺的因素。依照炭黑粉尘的燃烧爆炸特性，得出它易造成炼胶间内混合爆炸或二次爆炸。依照它的隔热和导电性，提出它对车间内机械设备有一定的损害等几种要紧的危害。炼胶间炭黑粉尘的防治技术和措施现在炭黑对橡胶工业特不是轮胎用炭黑需求日益增加，导致炭黑的生产量每日剧增，炼胶量也在提高，但上文又提到了炭黑粉尘的各种危害，使得炭黑粉尘的防治变成了特不重要的环节，是炼胶间必不可少的一部分，本章要紧提及了相关的法律法规及炼胶工艺，并对回收环节着重介绍。炼胶间生产工艺介绍及炭黑粉尘防治的有关法律法规炼胶生产原料设备及工艺流程要紧原料及配方为丁苯橡胶50%，炭黑约17%，陶土约20%，氧化锌、硫磺粉、促进剂D、促进剂DM、防老剂丁、防老剂4010各微量[12]。DZW0.5－0.7－AII型锅炉1台、SKL400′1000型炼胶机2台、OLB—Q600′600′4k平板硫化机2台、OLB—Q600′600′4k鞋模压底成型机2台。炼胶间生产工艺流程差不多分为四大步骤，如图4-1。首先是配料，在配料间按配方比例和生产量称取各类原料，送到炼胶间进行炼胶；第二步为炼胶，将上述原料经炼胶机混合搌揉成生胶片，送硫化间硫化；第三步为硫化，将生胶片切割成轨道垫大小和重量，用OLB—Q600′600′4k板硫化机或OLB—Q600′600′4k鞋模压底成型机压模成型，并150℃硫化10~15min后，冷却修边即成；配料配料（在配料间按配方比例和生产量称取各类原料）炼胶（将原料经炼胶机混合搌揉成生胶片）硫化（用硫化机压模成型，并硫化10~15min）检验包装图4-1炼胶间生产工艺流程图炭黑粉尘发生源从原料配送到生产橡胶片的全过程均有黑色混合性粉尘溢出，其中密炼机逸尘最为严峻。尽管密炼机有局部湿式除尘设备可吸除搅拌料时产生的一部分炭黑粉尘，但在工人放开密炼机密闭罩配料加料时则有大量炭黑粉尘逸出；此外，机器运转、工人活动引起机器密闭罩、周围墙壁、地面等处积尘飞扬也形成炭黑粉尘二次污染；从密炼机内将搅拌均匀的胶糊状中间产品人工移送至开放式炼胶机内，加硫磺粉压制成块状的胶片过程也有炭黑粉尘逸出。炭黑粉尘的排放标准橡胶厂废气要紧为炼胶，压延和硫化工段产生的工艺废气，要紧污染物为非甲烷总烃和颗粒物以及恶臭污染物等。废气排放一般执GB16297—96《大气污染物综合排放标准》二级标准，具体见表4-1。现将标准中和炭黑生产有关的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物（炭黑尘）的排放限值摘列于表4-1[35]。表中无括号的限值为1997年1月1日前设立的污染源（以建设项目环境阻碍报告书批准日期为设立日期）。有括号的限值为1997年表4-1污染源大气污染物排放限值污染物最高同意排放浓度，mg/m3最高同意排放速率，kg/h无组织排放监控浓度限值排气筒高度，cm一级二级三级监控点浓度，mg/m3二氧化硫700（550）（硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物使用）151.63.0（2.5）4.1（3.5）无组织排放源上风向设参照点，下风向设监控点0.50（0.40）（监控点与参照点浓度差值）202.65.1（4.3）7.7（6.6）308.817（15）26（22）401530（25）45（38）502345（38）69（58）603364（55）98（83）704791（77）140（120）8063120（110）190（160）9082160（130）240（200）100100200（170）310（270）氮氧化物420（240）（硝酸使用和其他）15150.91（0.77）1.4（1.2）无组织排放源上风向设参照点，下风向设监控点0.50（0.40）（监控点与参照点浓度差值）20201.5（1.3）2.3（2.0）30305.1（4.4）7.7（6.6）40408.9（7.5）14（11）505014（12）21（18）606019（16）29（25）707027（23）41（35）808037（31）56（47）909047（40）72（61）10010061（52）92（78）颗粒物22（18）（炭黑尘、染料尘）15禁排0.60（0.51）0.87（0.74）周界外浓度最高点肉眼不可见201.0（0.85）1.5（1.3）304.0（3.4）5.9（5.0）406.8（5.8）10（8.5）表4-1中最高同意排放速率按污染源所在的环境空气质量功能区划分，执行不同级不的标准。一类区为肖然爱护区，风景名胜区和其他需要专门爱护的地区，执行一级标准，并禁止新、扩建污染源。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区，执行二级标准。三类区为特定工业区，执行三级标准。从表4-1中还可看出，污染物的排放必须在最高同意排放浓度，最高同意排放速率及无组织排放监控浓度三个方面同时低于限值，才被认为是达到了排放标准。在酸雨操纵区和二氧化硫污染操纵区内的污染源，其二氧化硫排放除执行表4-1中的标准外，还应执行总量操纵标准。在《大气污染物综合排放标准》中和被取代的GBJ4-73《工业“三废”排放试行标准》不同的是，没有列出同意一氧化碳和硫化氢排放的指标，也确实是讲，炭黑尾气必须通过焚烧使之转化为二氧化碳和二氧化硫后才能排放[37]。现在一般情况下，容易忽视排放速率指标，事实上排放速率比排放浓度要求更严。因为排放浓度完全能够通过选择优质的过滤材料（比如覆膜或烧结滤料）和采取低的过滤速度解决。比如Bridgestone、Michelin公司要求过滤风速一般不要超过1.0m/min，关于270L或370L密炼机进、卸料口除尘器过滤面积达到200m2。假如排放浓度低，风量大，排放速率仍可能超标。比如密炼机总除尘器处理风量10000m3/h，假设排放浓度满足18mg/m3要求，则排放速率为0.18kg/h，假如排气筒高度低于15m，采纳二级排放标准，则超过0.15kg/h2008年起草的《橡胶制品工业污染物排放标准》规定自2009年1月表4-2现有企业大气污染物排放浓度限值及基准排气量（2009年标准）序号污染物项目适用范围排放浓度限值，mg·m-3基准排气量，m3·t胶-1污染物排放监控位置1颗粒物轮胎制品及其他制品企业炼胶工艺装置：乳制品企业后硫化工艺装置182600车间或生产设施排气筒2非甲烷总烃轮胎制品及其他制品企业炼胶、硫化工艺装置202600车间或生产设施排气筒其他制品企业浸胶、喷涂等工艺装置120200000车间或生产设施排气筒3氨乳胶制品企业浸渍、配料工艺装置30100000车间或生产设施排气筒自2009年1月1日起，新建企业执行表4-

表4-3新建企业大气污染物排放浓度限值及基准排气量序号污染物项目适用范围排放浓度限值，mg·m-3基准排气量，m3·t胶-1污染物排放监控位置1颗粒物轮胎制品及其他制品企业炼胶工艺装置：乳胶制品企业后硫化工艺装置102000车间或生产设施排气筒2非甲烷总烃轮胎制品及其他制品企业炼胶、硫化工艺装置102000车间或生产设施排气筒其他制品企业浸胶、喷涂等工艺装置100160000车间或生产设施排气筒3氨乳胶制品企业浸渍、配料工艺装置1080000车间或生产设施排气筒标准要求排气筒高度不得低于15m，排气筒高度应高出周围200m半径范围内的建筑5m以上，不能达到该要求高度的排气筒，炭黑粉尘爆炸设计标准目前关于炭黑粉尘爆炸的设计标准有：《爆炸性粉尘环境电气设备：粉尘防电气设备》GB12476.1—2000），《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50085—92），《粮食加工、储运系统粉尘爆炸安全规程》（GB17440—1998）等。国际电工委员会（IEC）、美国电气规程（NEC）以及德、日等国对区域划分原则均有规定。但随时刻的推移和国情不同，划分原则不尽一致。目前划分方法是按照IEC1241-3、GB12476.1—2000“二区”（分级区域和非分级区域）和“3级”（20区、21区、22区）进行划分，其中“3级”是按爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时刻进行分区的。关于橡胶厂炭黑粉尘防爆一般属于21区和22区。21区正常操作时可能产生引起爆炸的足够量的可燃性粉尘与空气混合物，22区可燃性粉尘可能不经常地产生，假如产生的话持续时刻也较短，但它可能出现可燃性粉尘层或堆积物，并与空气混合形成危险。关于橡胶轮胎厂，粉尘爆炸的危险区域要紧是除尘设备和硫磺配料称量设备。尽管它发生粉尘爆炸事故相比粮食、面粉行业低，但硫磺燃烧时有发生[33]。由于炭黑料仓最大容积一般小于150m3，除尘器过滤面积小于200m2，国内企业除了硫磺需要考虑粉尘燃爆外，关于炭黑粉尘一般不作考虑。但国外一些闻名的轮胎企业，关于密炼机总除尘器，要求设置防爆装置和消除静电，关于气力输送系统必须进行接地来消除静电，接地电阻应小于1.0×106Ω，关于解包房高污染的地点，必须使用防爆电动葫芦。表4-2是面粉和炭黑、硫磺等爆炸特性的比较

表4-2面粉和炭黑、硫磺爆炸特性比较粉尘名称雾状粉尘自燃点，℃爆炸下限，g·m-2最大绝对爆炸压力，bar·s-1类不爆炸危险级不松香13012.6ST1硫2322.27ST1沥青15ST1—ST2强Ⅰ级硬橡胶粉7.6ST1强面粉30.2ST2强麦粉47060.0ST2硫磺190LEL35UEL1400平均47，最大137ST2较强炭黑14030~100ST1弱炼胶间炭黑粉尘操纵及其治理改革工艺流程由于炼胶间的要紧工艺流程只有四大步，而产生炭黑粉尘的要紧步骤在于第二步炼胶过程，因此改革的要紧环节在于炼胶环节。要紧原料及配方不变，淘汰2台SKL400′1000型开放式炼胶机，更新为2台XK-400型开放式炼胶机，安装便用1台，库存备用1台，添置X（S）M55/36加压式橡塑密闭式炼胶机1台。生产流程分为四大步骤，首先是配料，在原料库按配方比例和生产量称取各类原料，送到炼胶房进行炼胶；第二步为炼胶，将炼胶分二道工序，除硫磺粉外将各类原料用X（S）M55/36加压式橡塑密闭式炼胶机混合搌揉均匀，然后在XK-400型开放式炼胶机上加入硫磺粉混合搌揉压成生胶片；再进行第三步为硫化和最后检验包装出厂。完善炭黑粉尘回收系统上文提到过由于炭黑粉尘的专门性，一般的粉尘回收方式对其治理的效率并不高，而袋滤器是建立其回收系统的不二选择，因此操纵炭黑粉尘最要紧的措施是采纳高收集效率的袋滤器[38]。1.袋滤器的过滤原理袋滤器的过滤原理是炭黑通过滤布时产生筛分、惯性、粘附、扩散和静电等作用而被捕集。⑴筛分作用当烟气通过滤布时，滤布纤维间的空隙或吸附在滤布表面炭黑间的空隙把大于空隙直径的炭黑分离下来，称为筛分作用。对新滤布而言，由于纤维之间的空隙专门大，筛分效果不明显，收集效率低。当使用一段时刻后，滤布表面形成一定厚度的炭黑层（一次附着层），筛分作用才比较明显。⑵惯性作用含炭黑的烟气通过滤布纤维时，烟气流绕过纤维，而大于1μm的炭黑附聚体由于惯性作用仍保持直线运动撞击到纤维上。炭黑的附聚体直径越大，惯性作用越大，过滤气速越高，惯性作用也越大。但气速太高，穿破现象严峻，会导致收集效率下降。⑶扩散作用由于炭黑粒子细小而产生如气体分子热运动的布朗运动，增加了炭黑与滤布的接触机会，使炭黑被收集下来。扩散作用与惯性作用相反，随着过滤气速的降低而增大，炭黑粒径的减小而增加。⑷粘附作用当含炭黑的烟气接近滤布时，细小的炭黑仍随气流一起运动。当炭黑的半径大于炭黑中心到滤布边缘的距离时，炭黑被滤布粘附而收集。滤布的空隙越小，粘附作用也越显著。⑸静电作用当炭黑和滤布所带的电荷相反时，炭黑就被吸附在滤布上，从而提高收集的效率。静电作用通常只有在炭黑聚拢体的直径小于1μm以及过滤气速专门低时才显现出来。通过上述五种作用，在滤布上，随着炭黑聚拢体的不断增加，就会附着一层满满的炭黑层，即一次附着层。后进入滤袋的炭黑，由于碰撞、拦截和桥接等效应就形成了二次附着层。通常，滤布本身的收集效率只有85%~90%，而由于滤布表面一次附着层的作用，其收集效率竟可达99.5%。每次吹扫滤布表面附着的炭黑时，要吹扫的是那些二次附着层，它是易清除的。2.袋滤器的过滤阻力袋滤器的工作时刻越长，滤袋上附着的二次炭黑粉层，就越来越厚，烟气透过滤袋的阻力也就越来越大。当阻力达到某一限度时，滤袋就不能工作了。这时，必须把炭黑的二次附着层清扫下来，以减少阻力，使滤袋接着工作。一般袋滤器的过滤阻力包括新滤布阻力和炭黑过滤层阻力两部分。前者与滤材有关，并与烟气的流速成正比；后者在过滤期间所产生的阻力可按下式表达：（4-1）式中：△P(t)——在t时刻内含炭黑烟气阻力，Pa；V——烟气的流速，m/min；L——入口烟气中炭黑浓度，g/m2；T——时刻，min；K2——炭黑粉-织物过滤器比阻力系数；148——常数，由7000常数的英制单位换算成法定计量单位得出。由上式可得出，在t时刻内的含炭黑烟气的阻力（压降）△P(t)，与烟气流速的平方、入口烟气中炭黑浓度和时刻成正比。K2值是与炭黑的比面积和炭黑层的孔隙度等有关的常数，可由正常运转的袋滤器而求得。滤袋的过滤速度通常以每分钟每平方米的过滤面积通过的气体体积来表示，其单位为m3/（m2·min）或m/min。由于滤布是靠拦截、碰撞等来收集炭黑的，因此过滤速度不能太大。国内外所使用的玻璃纤维滤袋过滤速度一般为0.2~0.6m/min。当过滤阻力过大时，会吹破滤袋的一次附着层，阻碍收集效率，一般要保持在2000Pa以下进行操作。大于那个阻力时，必须清扫，3.袋滤器的过滤面积滤袋有效通风面积的总和称为袋滤器的过滤面积。它是设计袋滤器的要紧参数。每小时通过每平方米过滤面积的气体量称为过滤负荷，通常以滤袋的过滤风速表示。过滤面积以平方米计，可由下式计算：（4-2）式中：F——滤袋过滤面积，m2；F1——滤袋工作部分的过滤面积，m2；F2——滤袋清扫部分的过滤面积，m2；V——工作状态下进入袋滤器的含炭黑烟气量，m3/h；U——滤袋通风负荷，即每小时每平方米滤布处理的油气量，m3/（m2·h）。4.袋滤器的过滤材质在炭黑工作中，要求过滤材质要均匀致密，透气性好，耐高温，耐腐蚀并有一定的机械强度，以保证有较高的收集效率和较长的使用时刻。在国内炭黑厂中，反吹风袋滤器通常使用玻璃纤维制成的滤袋。脉冲袋滤器采纳脉冲吹扫，通常采纳F-01型针刺毡、诺美克斯、柯内克斯等材质的滤袋。还有采纳进口的聚四氟乙烯材质的滤袋。⑴玻璃纤维尤其是处理过的玻璃纤维，使目前反吹风袋滤器收集炭黑的良好滤材。它具有以下特点：①具有圆形截面，纤维本身平直，粗细均匀，可拉成专门细的丝；②密度大，加工时不变形，不易膨胀；③适用温度范围较广，化学性质稳定，不吸湿，表面光滑，尤其是耐温性能，其他纤维是不可比的。通过石墨有机硅处理的玻璃纤维的耐磨性、柔软性、憎水性均比素布好，使用温度通常可在280℃⑵F-01型滤袋采纳一种针刺毡滤材，原料为进口诺美克斯纤维，用无纺针刺新工艺制成。其特点是：①工作温度可达200℃~230℃；②孔隙率高，透气性好，孔隙分布均匀，收集效率可高达99.99%；③易清洗，变形小，使用寿命长；5.袋滤器的其他注意事项在炭黑生产装置的主袋滤器中常装有数百到数千条滤袋，任一条滤袋如有破损可能会导致整套装置排放浓度超标，为此必须选用优质的滤袋，细致地进行滤袋安装操作及安装前后的检査，严格运转中的操作，使袋滤器温度和压力保持正常，一旦发觉排放浓度超标，要及时检查更换破损的滤袋，并定期成批更换已达使用期的滤袋等。为了及时发觉排放浓度超标情况，宜在主袋滤器出口烟气管道上安装在线粉尘浓度测试仪。为了克服一般玻璃纤维滤布或玻璃纤维针刺毡需由炭黑在滤布孔隙中形成过滤层，过滤阻力较大的缺点，国外已开发出多微孔聚四氟乙烯薄膜玻璃纤维复合滤布，其过滤阻力小，积存在滤布上的炭黑在反吹或喷吹清扫时更容易脱落，因此其过滤速度更快，过滤效率更髙，滤袋使用寿命也更长。但在目前其售价也较高，随着环保要求口益严格，这种新型滤布在炭黑生产中将会得到更多的应用。袋式除尘器的选择应考虑以下因素：炭黑等粉尘的粒度及特性；气流中的含尘浓度；制做滤袋的材料；过滤风速；清灰方法；被处理的最大气量，即过滤面积；费用(设备费、运转费、维修费)。因此，与除尘器配套的风机的型号、风量、全压等参数的选择以及除尘管路的设计是否与除尘器相匹配，也会直接阻碍除尘器的除尘效果，设计时应一并考虑。注意车间卫生安全炭黑是最黑、最细的粉状物质，极易飞扬和污染，过去生产炭黑或使用炭黑车间（如橡胶厂的混炼车间）往往是一片漆黑，使人望而却步，然而现代的炭黑工厂由于设备管线的密闭化，高效的炭黑收集过滤系统，完善的吸尘系统，加上严格的治理，差不多能够做到专门洁净[39]。保持车间卫生，首先是要实现设备管线的密闭化以防止炭黑的跑、冒或泄漏。静止设备和管线的密封或防漏，在制造时是比较容易做到的，关键是要采取有效的防腐蚀措施和在发觉泄漏时即时修复。运转设备的动密封，如螺旋输送器、气密阀和造粒机的轴封，一般都采纳填料函密封形式，保持不漏的关键也在于日常的维护，包括及时注入润滑脂和使填料紧贴于轴的周边。风送风机的轴封则可采纳加回流管的方式，使其保持局部负压防止含炭黑气体的漏出，高效的炭黑收集过滤系统要紧是采纳高效的过滤介质，如用于反吹风袋滤器的经硅油、聚四氟乙烯处理的膨体纱玻璃纤维滤布，用于脉冲袋滤器的玻璃纤维针刺毡，以及新一代的聚四氟乙烯薄膜复合玻璃纤维滤布等，再加以适宜的过滤操作和维护，就能够使过滤后的尾气含尘浓度不仅达到环保排放标准，也能使车间作业环境显著改善。完善的吸尘系统要紧设置在炭黑包装间和其他可能的炭黑泄漏点，包括设备检修时吸取设备内部的炭黑，从而使炭黑的泄漏和飞扬降低到最少限度。对碳黑车间现有通风、密闭设施做进一步改造，真正实现密闭化作业。在立体、湿式、完全清除车间多年积尘的基础上，应按上吹、下吸的原则重新组织车间气流，防止扬尘，并及时吸除、回收落地碳黑尘。进一步改造、完善车间全面通风除尘净化系统，保证车间新风量，提高局部通风除尘效果，保障作业点呼吸带炭黑粉尘浓度稳定达标。改造厂房，对地面、墙壁、顶棚和构件做防水处理，定期对车间积尘进行湿式清除。常用的20kg袋装炭黑方式，在包装、运输和使用过程中容易造成炭黑泄漏和污染。为此常在纸袋和塑料袋外加一层聚丙烯编织袋以防破袋，在橡胶厂解袋和卸出炭黑处设置局部抽气吸尘系统。如此能够显著减少炭黑的泄漏和污染