Томский Политехнический  Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра  ЭиБЖД 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

«Защита от вредных веществ». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент гр. 1Д10:

Иванов  Н.А.

Проверил  преподаватель:

Василевский М.В. 
 
 
 
 

Томск - 2004

Введение. 

     Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также через кожу и с пищей. Большинство этих веществ относится к опасным и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое действие на организм человека. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушение нормальной жизнедеятельности. В результате их действия у человека возникает болезненное состояние  отравление, опасность, которая зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вещества.

     По  характеру воздействия на организм человека эти вредные вещества подразделяются на:

      общетоксические — вызывающие отравление всего организма (окись углерода, цианистые соединения, свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения и др.);

      раздражающие—вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек (хлор, аммиак, сернистый газ, фтористый водород, окислы азота, озон, ацетон и др.);

      сенсибилизирующие — действующие как аллергены (формальдегид, различные растворители и лаки на основе нитро- и нитрозосоединений и др.);

      канцерогенные — вызывающие раковые заболевания (никель и его соединения, амины, окислы хрома, асбест и ДР.);

      мутагенные — приводящие к изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные вещества и др.).

     Ряд вредных веществ  вызывает раздражение  слизистых оболочек дыхательных путей и оседая в легких, практически не попадая в круг кровообращения вследствие плохой растворимости в биологических средах (крови, лимфе). В основном—это пыли металлов (чугунная, железная, медная, алюминиевая и др.), пластмассовая, наждачная, карборундная, древесная, пыль стеклянного и минерального волокна. Эти пыли образуются при металлообработке, прокатке, штамповке, в литейном производстве. Наибольшую опасность представляет мелкодисперсная пыль. Такая пыль в отличие от крупнодисперсной практически не оседает в воздухе производственных помещений, находится во взвешенном состоянии и легко проникает в легкие. При высокой дисперсности пыль отличается повышенной химической активностью из-за большой поверхности. Например, в сварочной пыли содержится 90% частиц размером менее 5 мкм, что делает ее особо вредной для организма человека, учитывая, что в составе этой пыли есть марганец и хром.

     Многие  вещества, которые считают нетоксичными, в определенных условиях способны оказывать токсическое действие на человека.

     Действие  вредных веществ в условиях высоких  температур, шума и вибраций значительно  усугубляется, хотя количественную оценку этого явления в настоящее время дать трудно. Так, при высокой температуре воздуха расширяются сосуды кожи, усиливается потоотделение, учащается дыхание, что ускоряет проникновение вредных веществ в организм.

     В результате воздействия вредных  веществ могут возникать профессиональные заболевания; так, при длительном вдыхании пыли—пневмокониозы. Наиболее тяжелым из них является силикоз, возникающий при попадании в легкие пыли, содержащей двуокись кремния. Это заболевание имеет место в литейном производстве, при пескоструйной обработке. Пыль, образующаяся при сварке, а также шлифовании, может быть причиной заболевания пневмокониозом. На производствах, связанных с применением свинца, ртути, цианистых соединений, мышьяка и других вредных веществ, при выделении окиси углерода, аммиака, окислов азота и других газов и паров возможны отравления. При сварке оцинкованных изделий, плавке бронзы и латуни возможно отравление окисью цинка.

  Мероприятия по оздоровлению воздушной  среды.

     1. Механизация и автоматизация  производственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия имеют большое значение для защиты от воздействия вредных веществ, теплового излучения, особенно при выполнении тяжелых работ. Автоматизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционным управлением вместо ручной, дает возможность резко оздоровить условия труда сварщика, применение роботов-манипуляторов позволяет устранить тяжелый ручной труд.

     2. Применение технологических процессов  и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применением пылеподавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке материалов.

     Большое значение для оздоровления воздушной  среды имеет надежная герметизация оборудования, в котором находятся вредные вещества, в частности, нагревательных печей, газопроводов, насосов, компрессоров, конвейеров и т. д. Через неплотности в соединениях, а также вследствие газопроницаемости материалов происходит истечение находящихся под давлением газов. Количество вытекающего газа зависит от его физических свойств, площади неплотностей и разницы давлений снаружи и внутри оборудования.

     3. Защита от источников тепловых  излучений. Это важно для снижения температуры воздуха в помещении и теплового облучения работающих.

     4. Устройство вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной среды в производственных помещениях.

     5. Применение средств индивидуальной  защиты.

Защита  от источников тепловых излучений.

     В производственной обстановке рабочие, находясь вблизи расплавленного или нагретого металла, пламени, горячих поверхностей и т. п., подвергаются действию теплоты, излучаемой этими источниками. В результате поглощения падающей энергии повышается температура кожи и лежащих глубже тканей. Интенсивность облучения рабочих в ряде случаев составляет значительную величину (до 3000—6000 Вт/м² и более), и в этих случаях лучистый поток теплоты становится основным вредным производственным фактором. Действие лучистого потока теплоты не ограничивается изменениями, происходящими на облучаемом участке тела, — на облучение реагирует весь организм. Под влиянием облучения в организме происходят биохимические сдвиги, наступают нарушения деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем. Длительное воздействие инфракрасных лучей с длиной волны 0,72—1,5 мкм вызывает катаракту глаз (помутнение хрусталика).

     Лучистый  поток теплоты, кроме непосредственного  воздействия на рабочих, нагревает пол, стены, перекрытие, оборудование, в результате чего температура воздуха.внутри помещения повышается, что также ухудшает условия работы. У большинства производственных источников максимум излучаемой энергии приходится на длинноволновую часть спектра (инфракрасные лучи длиной волны >0,78 мкм).

Естественная  вентиляция.

      Необходимо  подчеркнуть, что количество приточного воздуха при возможности естественного проветривания помещения должно быть не менее 30 м³/ч на одного человека при объеме помещения, приходящегося на него, менее 20 м³; не менее 20 м³/ч соответственно при объеме 20 м³ и более. Если же в помещениях невозможно естественное проветривание, то в такие помещения нужно подавать не менее 60 м ³/ч воздуха на одного человека. Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур  воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате  действия ветра. Разность температур воздуха внутри (более высокая температура) и снаружи помещения, а, следовательно, и разность плотностей вызывают поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из него теплого воздуха. При действии ветра  с заветренной  стороны зданий создается  пониженное давление, вследствие чего происходит вытяжка теплого или загрязненного воздуха из помещения; с наветренной стороны здания создается избыточное давление, и  свежий воздух поступает в помещение на  смену  вытягиваемому воздуху. Работа вытяжных вентиляционных устройств в большой степени также зависит от обдува их ветром. Естественная   вентиляция производственных помещений может быть неорганизованной и организованной.

     При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные проемы (проветривание).

     Организованная (поддается регулировке) естественная вентиляция производственных помещений осуществляется аэрацией и дефлекторами.

Аэрация. Она осуществляется в холодных цехах  за счет ветрового давления, а в  горячих цехах за счет совместного  или раздельного действия гравитационного и ветрового давлений. Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха (до нескольких миллионов кубических метров в час) подаются и удаляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Система аэрации значительно дешевле механических систем вентиляции; она является мощным средством для борьбы с избытками выделения явной теплоты в горячих цехах. Наряду с преимуществами аэрация имеет существенные недостатки, а именно; в летнее время эффективность аэрации может значительно снижаться вследствие повышения температуры наружного воздуха, особенно в безветренную погоду; кроме того, поступающий в помещение воздух не обрабатывается (не очищается, не охлаждается).

  Вентиляция  с помощью дефлекторов. Дефлекторы представляют собой специальные  насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема, а также для местной вентиляции, например, для вытяжки горячих газов от кузнечных печей.

     Механическая  вентиляция.

     В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами.

     Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов - воздухозаборного устройства (воздухоприемника)  для забора чистого воздуха, устанавливаемого снаружи здания в тех местах, где содержание вредных 
веществ минимально (или они отсутствуют вообще); воздуховодов, по которым воздух подается в помещение, наиболее часто воздуховоды делают металлическими реже бетонными, кирпичными, шлакоалебастровыми и т. п.; фильтров  для очистки воздуха от пыли;

Калориферов, где воздух нагревается (наибольшее распространение получили калориферы, в которых теплоносителем является горячая вода или пар; используются также и электрокалориферы); вентилятора о; приточных отверстий или насадок,  через которые воздух попадает в помещение (воздух может подаваться сосредоточенно или равномерно по помещению); регулирующих устройств, устанавливаемых в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

     Фильтр, калориферы и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении, в так называемой вентиляционной камере. Воздух подается в рабочую зону, причем скорости выхода воздуха ограничены допустимым шумом и подвижностью воздуха на рабочем месте.

     Вытяжная  вентиляция. Установки вытяжной вентиляции состоят из вытяжных отверстий или насадок, через которые воздух удаляется из помещения; вентилятора, воздуховодов; устройства для очистки воздуха от пыли или газов, устанавливаемого в тех случаях, когда выбрасываемый воздух необходимо очищать с целью обеспечения нормативных концентраций вредных веществ в выбрасываемом воздухе и в воздухе населенных мест, а также в приточном воздухе, подаваемом в производственные здания; устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты), которое должно быть расположено на 1—1,5 м выше конька крыши.

     При работе вытяжной системы чистый воздух поступает в помещение через  неплотности в ограждающих конструкциях. В ряде случаев это обстоятельство является серьезным недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

     Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией, работающими одновременно.

Место расположения приточных и вытяжных воздуховодов, отверстий и насадок, количество подаваемого и вытягиваемого воздуха выбирается с учетом требований, предъявляемых к системе вентиляции.

     Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направления ветра, с  наветренной стороны по отношению  к выбросным отверстиям, вдали от мест загрязнений.

     Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой, частично повторно подают в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами. В результате использования такой системы вентиляции достигается экономия расходуемой теплоты на нагрев воздуха в холодное время года и на его очистку.

     Для рециркуляции разрешается использовать воздух помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, причем концентрация этих веществ в подаваемом в помещение воздухе не превышает 0,3.

     Кроме того, применение рециркуляции не допускается, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы, имеются резко выраженные неприятные запахи.

Вентиляторы — это воздуходувные машины, создающие определенное давление и служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 12 кПа. Наиболее распространенными являются осевые и радиальные (центробежные) вентиляторы.

     Осевой  вентилятор представляет собой расположенное  в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий в вентилятор воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Это наиболее простая конструкция осевого вентилятора. Широко применяются более сложные вентиляторы, снабженные направляющими и спрямляющими аппаратами. Преимуществами осевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность эффективного регулирования производительности в широких пределах посредством поворота лопаток колеса, большая производительность, реверсивность работы. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум. Чаще всего применяют эти вентиляторы при малых сопротивлениях вентиляционной сети (примерно до 200 Па), хотя возможно использование этих вентиляторов при больших сопротивлениях (до 1 кПа). Радиальный (центробежный) вентилятор состоит из спирального корпуса с размещенным внутри лопаточным колесом , при вращении которого воздух, поступающий через входное отверстие, попадает в каналы между лопатками колеса и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается в корпусе и выбрасывается через выпускное отверстие .

     В зависимости от развиваемого давления вентиляторы делят на следующие группы: низкого давления—до 1 кПа (рис. 9,в); среднего давления—1—3 кПа; высокого давления—3—12 кПа.

     Вентиляторы низкого и среднего давления применяют  в установках общеобменной и местной вентиляции кондиционирования воздуха и т. п. Вентиляторы высокого давления используют в основном для технологических целей, например, для дутья в вагранки.

     Перемещаемый  вентиляторами воздух может содержать  самые разнообразные примеси в виде пыли, газов, паров, кислот и щелочей, а также взрывоопасные смеси. Поэтому в зависимости от состава перемещаемого воздуха вентиляторы изготовляют из определенных материалов и различной конструкции:

     а) обычного исполнения для перемещения  чистого или малозапыленного воздуха (до 100 мг/м³) с температурой не выше 80°С; все части таких вентиляторов изготовляют из обычных сортов стали,

     б) антикоррозионного исполнения — для перемещения агрессивных сред (пары кислот, щелочей); в этом случае вентиляторы изготовляют из стойких против этих сред материалов — железо-хромистой и хромоникелевой стали, винипласта и т. д.;

     в) искрозащитного исполнения — для перемещения взрывоопасных смесей, например, содержащих водород, ацетилен и т. д.; основное требование, предъявляемое к таким вентиляторам, полное исключение искрения при их работе (вследствие ударов или трения), поэтому колеса, корпуса и входные патрубки вентиляторов изготовляют из алюминия или дюралюминия; участок вала, находящийся в потоке взрывоопасной смеси, закрывают алюминиевыми колпаками и втулкой, а в месте прохода вала через кожух устанавливают сальниковое уплотнение;

     г) пылевые — для перемещения пыльного воздуха (содержание пыли более 100 мг/м³); рабочие колеса вентиляторов изготовляют из материалов повышенной прочности, они имеют мало (4 — 8) лопаток.

     По  типу привода вентиляторы выпускают  с непосредственным соединением с электродвигателем, (колесо вентилятора находится на валу электродвигателя или вал колеса соединен с валом электродвигателя при помощи соединительной муфты) и с клиноременной передачей (на валу колеса есть шкив). Радиальные вентиляторы бывают правого и левого вращения. Вентилятор считается правого вращения, когда колесо вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны, противоположной входу).

     В зависимости от конкретных условий  работы каждой вентиляционной установки выбирают привод вентилятора и направление вращения колеса, которое в любом случае будет правильным, если направлено по ходу разворота спирали кожуха.

     В настоящее время промышленность выпускает различные типы осевых (МЦ, ЦЗ-0,4) и радиальных вентиляторов (Ц4-70, Ц4-76, Ц8-18 и т. д.) для установок вентиляции и кондиционирования воздуха промышленных предприятий.

     Вентиляторы изготовляют различных размеров, и каждому из вентиляторов соответствует определенный номер, показывающий величину диаметра рабочего колеса в дециметрах.

Кондиционирование воздуха.

     Кондиционирование воздуха — это создание и автоматическое поддержание в помещениях независимо от наружных условий постоянных или изменяющихся по определенной программе температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее благоприятных для людей или требуемых для нормального протекания технологического процесса. Поэтому на промышленных предприятиях кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечения комфортных (оптимальных) санитарно-гигиенических условий, создание которых обычной вентиляцией невозможно, либо как составная часть технологического процесса. В последнем случае кондиционирование применяют:

     для поддержания определенных температурно-влажностных  условий, позволяющих производить  обработку материалов и изделий  с минимальными допусками (точное машиностроение, приборостроение, оптическая промышленность, изготовление и калибровка измерительного инструмента);

     для обеспечения особой чистоты воздуха  и исключения выделения влаги  из воздуха, а также попадания  пота с рук рабочих на точно  обработанные поверхности изделий (изготовление точных приборов, электровакуумная и полупроводниковая промышленность и т. п.); для поддержания заданного содержания влаги в материалах и изделиях.

     Системы кондиционирования могут работать круглый год или только в летнее время, выполняя в последнем случае охладительно-осушительные функции.

     Кондиционер — это вентиляционная установка, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. Кондиционеры бывают двух видов установки полного кондиционирования воздуха, обеспечивающие постоянство температуры,  относительной влажности, скорости движения и чистоты воздуха; установки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство только части этих параметров или одного параметра, чаще всего температуры.

     В зависимости от способа холодоснабжения  кондиционеры подразделяются на автономные и неавтономные. В автономных кондиционерах холод вырабатывается встроенными холодильными агрегатами. Неавтономные кондиционеры снабжаются холодоносителем централизованно.

     Многие  автономные кондиционеры имеют встроенные компрессорные холодильные машины.

     Кондиционирование воздуха требует по сравнению  с вентиляцией больших единовременных и эксплуатационных затрат, но эти  затраты быстро окупаются за счет повышения производительности труда, снижении заболеваемости, уменьшения брака, улучшения качества выпускаемой продукции.

     Очистка воздуха от вредных веществ.

     Очистка воздуха от примесей может производиться  как при подаче наружного воздуха  в помещение, так и при удалении из него загрязненного воздуха. В  первом случае обеспечивается защита работающих в производственных помещениях, а во втором — защита окружающей атмосферы.

     Для очистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют пылетуманоуловители. Универсальных пылеулавливающих устройств, пригодных для любых видов пыли и для любых начальных концентраций, не существует. Каждое из устройств пригодно для определенного вида пыли, начальной концентрации и имеет требуемую эффективность очистки.

     Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой. При грубой очистке воздуха задерживается, крупная пыль (размером частиц > 50 мкм). Такую очистку можно использовать, например, как предварительную для сильно запыленного воздуха при многоступенчатой очистке. При средней очистке задерживается пыль с размером частиц до 50 мкм, а при тонкой пыль с размером частиц менее 10 мкм.

     Для грубой и средней очистки применяют  пылеуловители, действие которых основано на использовании для осаждения  частиц пыли сил тяжести или инерционных сил, отделяющих частицы примесей от воздуха при изменении скорости движения (пылеосадительные камеры) и направления его движения (циклопы, инерционные, жалюзийные и ротационные пылеуловители).

     Циклоны применяют для очистки воздуха  от сухой не волокнистой и не слипающейся пыли. Пылеотделение в циклонах основано на принципе центробежной сепарации. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к стенке циклона и опускаются в нижнюю, часть циклона, а оттуда в пылесборник.