通风换气装置及其维护有机溶剂

通风换气装置及其维护有机溶剂第1页/共119页2自我介紹學歷中興大學食品科學學士(65-69)台大化工碩士(69-72)國立雲林科技大學環境及安全工程博士(91-94)經歷中油煉製研究所環境及生化科技組

12等化學工程師兼專案經理(78~)私立東方工商專科學校講師(75-78)統一企業副工程師(74-75)証照環工技師(86)工礦衛生技師(87)工安技師(88)甲級勞工安全管理技術士(88)乙級勞工安全衛生管理技術士(84)乙級物理性因子測定技術士(86)乙級化學性因子測定技術士(86)甲級廢水處理專責人員(85)第2页/共119页3有機溶劑健康危害之防止對策一、停止使用、製造有機溶劑或使用毒性較小之有機溶劑代替高毒性有機溶劑。

二、製程、作業方法之改良，以防止有機溶劑之發散。三、設備之密閉、自動化、隔離、遙控操作。四、局部排氣裝置以防污染有機溶劑之擴散。五、整體換氣裝置將污染有機溶劑稀釋後排除。六、作業環境測定。七、減少作業時間、使用個人防護具，以減少污染有機溶劑進入人體之量。九、定期體格檢查、健康檢查，早期發現、早期治療處理。八、實施就業前娃格檢查、健康檢查，適當的選工、配工。第3页/共119页4通風換氣的目的維持作業場所之舒適維持作業場所空氣之良好品質排除作業場所空氣中之有害物質稀釋作業場所空氣中之有害物質防止火災或爆炸事故之發生供給補充新鮮空氣(侷限空間)，避免缺氧意外，

第4页/共119页5維持作業場所之舒適作業場所是否舒適與該作業場所溫度、濕度有關。舒適溫度:

冬季:16至20℃

夏季:19至22℃一般在40-70%範圍內，在溫度高之場合，濕度應較低。

(1)15℃:70%(2)18至20℃:60%(3)21至23℃:50%(4)24℃:40%第5页/共119页6維持作業場所空氣之良好品質確保作業場所氧氣含量、特殊作業品質之要求如無塵室等之設置，其換氣、處理或清淨之過程，即是通風換氣原理之應用。第6页/共119页7排除作業場所空氣中之有害物質為避免有害物質擴散或散布於作業環境中，於各發生源設置局部排氣裝置，將有害物質吸入氣罩內，經輸送管路、空氣清淨裝置等加以處理排除。第7页/共119页8稀釋作業場所空氣中之有害物質在有害物質在尚未到達作業者呼吸區域前，利用未被污染之空氣加以稀釋，以降低有害物質之濃度，亦即裝置整體換氣裝置加以控制。第8页/共119页9防止火災或爆炸事故之發生有機溶劑多屬可燃性液體，其蒸氣逸散至作業場所空氣中，當濃度達到能夠引起火災或爆炸之濃度時，如遇火源，即有可能引起火災、爆炸，適當的通風換氣以維持蒸氣之濃度低於燃燒下限或爆炸下限，即可避免引起火災或爆炸。第9页/共119页10供給補充新鮮空氣避免缺氧意外局限空間如地下室、地窖、貯槽、坑井、下水道、穀倉、醱酵槽等場所，因有缺氧之虞，作業期間須利用通風補充新鮮空氣。第10页/共119页11局限空間的通風設備送風機風管送風機第11页/共119页12整體換氣含有害物質之空氣未到達勞工呼吸帶之前，利用未被污染空氣加以稀釋，以降低有害特定化學物質之濃度。第12页/共119页13整體換氣(工廠用大型排氣機)第13页/共119页14整體換氣大型排氣機小型排氣機第14页/共119页15(裝於屋頂上)第15页/共119页16

渦輪式排氣機(利用風力及熱浮力)第16页/共119页17整體換氣方式自然換氣溫度差風力擴散慣性力機械換氣(又叫強制換氣)排氣法：適用於排出污染物供氣法：適用於提供低溫或新鮮空氣供排併用法：效果較前兩者佳第17页/共119页18排氣法利用排氣機將有害物質吸引排除，進氣則藉室內之負壓，經由門窗等開口部分或作業場所之間隙導入。適用於排出污染物第18页/共119页19供氣法：利用送風機將新鮮空氣導入，稀釋有害物質後，藉著作業場所之正壓將含有害物質空氣經由門窗等開口或間隙排除，缺點為污染空氣無法有效排除，故不適用於有害物排除。適用於補充新鮮或低溫空氣。第19页/共119页20供氣排氣併用法為最有效之換氣方式。供氣及排氣排氣機須避免並排。送風機風量需等於或大於(10%內)排氣機，以維持室內正壓為宜。第20页/共119页21第21页/共119页22第22页/共119页23第23页/共119页24氣積=長x寬x高(4公尺以下)第24页/共119页25第25页/共119页26以質量平衡可導出下列公式其中Q：換氣量

W：有害氣體或蒸氣、粉塵逸散量(公克/小時)M：分子量(公克)C：欲達到的濃度(ppm或mg/m3)(氣體或蒸氣、粉塵)(氣體或蒸氣)第26页/共119页27第27页/共119页28有機溶劑中毒預防規則規定換氣的方法第一種有機溶劑第二種有機溶劑第三種有機溶劑第28页/共119页29第29页/共119页30當有不同的計算式適用時，須分別算出結果，再選出最嚴格者(即最大值)為設計值第30页/共119页31LEL(LowerExplosiveLimit)：爆炸下限UEL(UpperExplosiveLimit)：爆炸上限防火防爆

引火性液體在作業場所空氣中之濃度，使勞工安全衛生設施規則規定不得超過爆炸下限(LEL)的30%，即0.3LEL，因此必要之換氣量可以下式計算:第31页/共119页32第32页/共119页33第33页/共119页34以上式子所得者為最低之必要換氣量，實際裝設時應酌予增加。即Q(m3/min，實際裝設)=KxQ(m3/min，最低之必要換氣量：K=3~10K值選擇須考慮下列因素室內空氣與補充空氣之混合效率。要將有害特定化學物質降低至何程度，例如可能為許濃度之二分之一或百分之二十五等。排氣機或送風機效率降低。作業時間、發散速率之變動情形、作業位置、作業者與發生源之相對位置。第34页/共119页35整體換氣裝置使用之場合產生之有害物質毒性較低之作業場所，如第二種有機溶劑或其混存物、第三種有機溶劑或其混存物之作業場所。有害物質產生速率較小之作業場所。有害物質之發生源均勻廣泛。(無法使用局部排氣裝置)有害物質之發生源遠離作業者呼吸域時。

因此整體換氣裝置較常應用於氣體、蒸氣等有害物質、熱環境、水蒸汽等之控制，燻煙、粉塵之控制最好不要用，此乃因一般燻煙及粉塵之危害性較大，一般需要較大之換氣量，且燻煙及粉塵之產生速度及量也較大，容易造成局部高濃度之情形，使稀釋困難。第35页/共119页36裝設整體換氣裝置應注意事項達到必要之換氣量。控制有害物之濃度在容許濃度或管理濃度(1/2容許濃度)以下。控制危險物在爆炸下限的百分之三十或百分之二十五，甚至更低，如在百分之十以下。排氣機應儘量接近危害物質發生源，且勞工呼吸帶不得曝露在排氣氣流中。應避免排出之污染空氣迥流，排氣口最好高於屋頂，而為建築物高度之1.3至2.0倍，且進氣口遠離排氣口。第36页/共119页37局部排氣裝置局部排氣裝置係將從發生源產生之有害物質或有機溶劑蒸氣等，在其發生源附近將其捕捉並加以處理排除，以減低有害物質或有機溶劑蒸氣達於作業者呼吸域，為通風換氣裝置中控制有害物質最有效之方法第37页/共119页38局部排氣裝置的優點如設計得當，有害物質可於到達作業者呼吸域前被排除，作業人員可免除有害物質曝露之危險。作業場所之設備較不易受到污染、腐蝕損壞。排氣可進行處理後再排出。抽排氣速度較大，氣狀物及粒狀物均適用。第38页/共119页39局部排氣裝置的構造氣罩(吸氣)導管空氣清淨裝置排氣機(排氣)導管排氣口第39页/共119页40

遮雨蓋第40页/共119页41排氣口向下以防雨水

第41页/共119页42氣罩氣罩係指「包圍污染物發生源設置之圍壁，或於無法包圍時儘量接近於發生源設置之開口面，可產生吸氣氣流以引導污染物流入其內部之入口部分。」第42页/共119页43氣罩的型式包圍型氣罩發生源在氣罩內排氣量最小排污效果最佳崗亭式為特例外裝型氣罩發生源與氣罩分離排氣量較大排污效果較差上吸式下吸式側吸式接收式吹吸氣式第43页/共119页44第44页/共119页45崗亭式氣罩(亦為包圍型氣罩之一種)第45页/共119页46包圍型氣罩(實驗室抽煙櫃)第46页/共119页47外裝型氣罩第47页/共119页48第48页/共119页49電焊用氣罩第49页/共119页50固定式氣罩曲臂式氣罩第50页/共119页51第51页/共119页52第52页/共119页53導管包括兩大部份污染空氣自氣罩經空氣清淨裝置至排氣機之輸送管路(吸氣導管)自排氣機至排氣口之輸送送管路(排氣導管)

應考慮因素排氣量壓力損失(與流速平方成正比)輸送風速(流速若太小，粉塵會沈著於導管內)。可由管徑大小來控制輸送風速管徑愈大，風速愈小，管徑愈小，風速愈大第53页/共119页54輸送風速導管(或風管)其輸送風速之大小應能避免粒狀物如粉塵等、在導管內沈降，不同之輸送對象應達到之輸送風速如表。第54页/共119页55第55页/共119页56導管厚度風管一般使用鐵板(鍍鋅鐵板)或鋼板製造，其最小厚度應達下表所示，避免因強度不足而被太大之負壓吸扁。第56页/共119页57第57页/共119页58導管或風管裝設上應注意事項內壁應平滑，接頭應焊接或褶接，不使其漏風儘量減少使用矩形管，如不得已使用時，應儘可能接近正方形。風管斷面之變化應儘量平緩。歧導管與主導管間之角度應在45度以下，最好保持30度，兩圓管交叉設置時宜保持30度至60度角。風管應每3至4公尺設置清潔孔。風管應有適當支撐，直徑20公分以下者，其間距應在四公尺以下，直徑超過20公分者為五公尺。第58页/共119页59導管或風管裝設上應注意事項風管與天花板、牆壁或地板等之間隔，至少應保持15公分之間距。彎頭之曲率半徑應為管直徑之2至2.5倍。歧導管勿相對，亦不要成90度角相接。管路應避免急劇的收縮或擴張，每收縮或擴大一公分直徑應有五公分之緩衝長度。管路之位置及材料須考慮不受外力損壞、腐蝕者。第59页/共119页60第60页/共119页61第61页/共119页62

肘管(彎管)第62页/共119页63第63页/共119页64第64页/共119页65空氣清淨裝置由吸氣捕集之含有害物質空氣排出於室外前，以物理或化學方法自氣流中予以去除之裝置。除塵裝置(粉塵、燻煙等)廢氣處理裝置(氣體或蒸氣)第65页/共119页66除塵裝置重力沈降室：以重力方式使粉塵自然墜落者。慣性除塵裝置：將含有粉塵之空氣衝擊於板面，利用慣性集塵者。離心除塵裝置：利用離心力分離者濕式除塵裝置：係噴射液體於粉塵，使其濕潤、凝集後除卻集塵者。過濾除塵裝置：使用濾袋等除卻粉塵者。電氣除塵裝置：係利用靜電使粉塵附著於電極，由此捕集除塵者。第66页/共119页67第67页/共119页68第68页/共119页69第69页/共119页70第70页/共119页71第71页/共119页72第72页/共119页73第73页/共119页74廢氣處理裝置1.直接燃燒方式:廢氣焚化爐、燃燒塔。2.吸收或吸附方式:吸收塔、噴洗塔、吸附塔等。吸收液（如酸氣以苛性鈉水溶液吸收）吸附劑（如活性碳、矽膠、分子篩）3.氧化還原方式：如觸媒氧化法第74页/共119页75第75页/共119页76第76页/共119页77第77页/共119页78第78页/共119页79壓力單位一大氣壓為760mmHg，水銀之比重為水之13.6倍，因此一大氣壓之壓力相當於10,336mmH2O。因風管內壓力之變化較小，故一般以mmH2O表示。

lmmH2O=lmmW.G﹒=lmmAq

linH2O=2.56cmH2O=25.6mmH2O第79页/共119页80導管內之壓力空氣在導管內有壓力差之存在而流動，而且恆為出高壓往低壓的地方流動。風管內之壓力比大氣壓力大者為正壓，比大氣壓力小者為負壓，亦即將大氣壓力相為零。空氣之流動靠壓力差作為驅動力，促使空氣開始流動及維持其繼績流動之壓力即為全壓，分為二部分，為靜壓及動壓。靜壓(Ps)十動壓(Pv)=全壓(Pt)第80页/共119页81吸氣及排氣之特性空氣從一開口吹出(正壓)，保持其方向性，然而在吸氣(負壓)，方向性幾乎沒有，即從各方向吸引。在離排出口30倍直徑處，22度角範圍內之風速約為導管開口面吹出平均風速之10%;然而在吸氣方面，10%導管開口面平均風速為離導管開口一倍直徑處。而一般有害物質或特定化學物質之處理為避免排氣氣流經過呼吸帶，均採取吸引排除方式，因此吸入應儘量接近發生源，才能有效吸引。第81页/共119页82

ρ:空氣密度(1.2kg/m3)g:重力加速度(9.8m/s2)Pv=(V/4.04)21.動壓或速度壓(pv)

空氣流動時所產生之壓力為動壓，動壓使得空氣在導管內流動，因此與動能相似，只有流動時產生，且作用之方向恆為流動之方向第82页/共119页83靜壓靜壓為空氣本身所具有之壓力，其垂直作用於管壁，在扇風機上游時有將風管吸扁之趨勢;在扇風機下游則有將風管漲破之趨勢。因此靜壓在扇風機上游時為負值，下游時則為正值。第83页/共119页84全壓(Pt)空氣流動能力之大小，亦即局部排氣裝置系統內須有一壓力，使得空氣開始流動及克服流動時之阻抗，並應有一壓力維持其繼續流動。為靜壓及動壓之和。當管內流速增加時，動壓即增加，亦即有一部分靜壓轉換為動壓;當流速減低時，則有一部分動壓或動能轉換為靜壓或位能，靜壓和動壓雖可互相轉換，但轉換率無法達到百分之百，亦即有一部分轉換為熱能逸失。第84页/共119页85第85页/共119页86壓力損失空氣具有黏度，流動時產生了剪力，造成了能量之消耗，因此空氣內流動，為克服流動阻力，產生了摩擦損失及擾動損失。

PR1→2=Pt1–Pt2

PR1→2

為上游點1流到下游點2所造成之壓力損失Pt1

、–Pt2則分別為點1及點2之全壓。第86页/共119页87摩擦損失空氣克服風管內部表面之阻力而流動，因此有部分能量因摩擦而變為熱逸失，風管愈粗糙、空氣流動速度愈大者，此種壓力損失愈大。風管內之摩擦損失量與風管長度L成正比，與風管直徑大小d成反比，與流速平方V2

成正比，即:第87页/共119页88擾動損失為流速改變及流向改變所造成之壓力損失，包括:彎管之壓力損失，彎管留曲之角度愈大，壓力損失愈大。縮管、擴管之壓力損失:直徑變化或縮擴之角度愈大，壓力損失愈大。含流管之壓力損失:合流之角度愈大，支導管之壓力損失愈大。排氣口之壓力損失進入氣罩壓力損失(he):通過空氣清淨裝置之壓力損失。第88页/共119页89排氣機為局部排氣裝置之動力來源，其功能在使導管內外產生不同之壓力以此帶動氣流軸流式：排氣量大，風壓低、形體較小，可置於導管內，適於低靜壓局部排氣裝置。（多用整體換氣）離心式：排氣量大，低風壓至高風壓範圍，但形體較大。（用於局部排氣裝置）第89页/共119页90第90页/共119页91軸流式排氣機第91页/共119页92第92页/共119页93離心式排氣機第93页/共119页94各式離心式排氣機第94页/共119页95第95页/共119页96排氣機之大小

排氣機要能輸送必要之風量及克服全導管系之壓力損失。第96页/共119页97第97页/共119页98第98页/共119页99局部排氣裝置裝設上應注意事項(1)氣罩應設置於每一發生源或接近發生源。必須具有足夠之風速。不要使含有害物質或特定化學物質之空氣流動時經過作業人員呼吸帶。排氣位置須遠離入氣口。儘量減少並消除氣動對局部排氣裝置空氣流線之影響，有效控制含有害物質或特定化學物質之污染空氣流入氣罩。第99页/共119页100儘可能使用包圍型氣罩。應視作業方法、擴散狀況，選擇適當之氣罩型式及大小。氣罩形狀及大小須能控制有害物質可能擴散之面積。導管應易清潔、保養及測定。作業期間須保持有效運轉。必要時氣罩可加裝凸緣。風管內之輸送風速以10m/sec以上較適當，視輸送之有害物質或特定化學物質比重、粒徑大小等特性決定。局部排氣裝置裝設上應注意事項(2)第100页/共119页101常甪的檢查方法風速風量氣流之觀察第101页/共119页102風速風速可用以評估局部排氣裝置中氣罩的功能是否合乎法令規定，以風速計直接量測。第102页/共119页103控制風速將飛散或擴散之有害物質或有機溶劑蒸氣等從某點有效導入氣罩開口面所需之最小流速或抑制其不致從氣罩開口逸失之最低速度第103页/共119页104第104页/共119页105輪葉式風速計熱線式風速計風速計種類輪葉式風速計(不適於0.5m/s以下)熱線式風速計(建議使用)第105页/共119页106第106页/共119页107風速(包圍型氣罩)測定結果位置