Өндірістік шаңдар

Қазақстан Республикасы Білім  және Ғылым министрлігі Қ. Жұбанов атындағы

Ақтөбе мемлекеттік университеті

 

 

Факультет: Техникалық

Кафедра: Химиялық технология

 

 

Студенттің өзіндік  жұмысы

Пәні: Химико-технологиялық  өндіріс пен қауіпсіздік негіздері

Тақырыбы: Өндірістік шаңдар

 

 

 

 

 

   Орындаған: Аекина  Ш. К

Тексерген: Махамбетова Ж. К

 

 

 

 

 

Лекция №

Тақырыбы: ӨНДІРІСТІК ШАҢДАР

 

Сабақ жоспары:

1. Өндірістік шаңдардың жіктелуі, шаң ұстағыштар
2. Шаң зиянды өндірістік фактор ретінде организмге әсері және агрегаттық күйі
3. Улы заттардың тірі организмдерді өлтіру концентрациясы, жұмысшылардың шаң және улы заттар әсерінен қорғанудың жалпы әдістері: гигиеналық, санитарлы-техникалық зат шаралары

 

Өндірістік шаңдар – әртекті  формада, өлшемде қатты заттардың  бөлшектерінен тұратын өнеркәсіптік жұмыстар нәтижесінде түзілетін  дисперсті жүйе. Олардың физика-химиялық қасиеттері де әр түрлі болады. Минералды шаңдардың ұсақ бөлшектері жұмысшылар дем алатын ауада таразылау түрінде болады.  

Қатты заттардың бөлшектерінің  өлшемі 0,1 кем болмайтын дисперсті  жүйені түтін деп атайды. Бу конденсациясының нәтижесінде түзілетін шаңды  айналдыру (возгон) деп атайды.

Өндірістік шаң әртүрлі жыныстарды, көмірді ұсақтау, шаңды отынды себу және оны жағу, пайдалы қазбаларды өңдеу, тасымалдау кезінде және т. б түзіледі. Өнеркәсіптік қалаларда және оның маңында тұнған шаңдардың мөлшері жылына 1 км²-на мыңдаған тоннаны құрайды. Өндірістік шаң қондырғыларды бұзады, шығарылатын өнім сапасын төмендетеді, кәсіби ауруларды тудырады, еңбектің санитарлы-гигиеналық шарттарын нашарлатады, жарылысқауіпті және отқауіпті орта түзеді.

Шаң қатары (көмірлі, алюминилі, магнийлі, ацетатцеллулозалы, ұнді, қантты, күкіртті және т.б) сәйкес концентрацияда және жылу көзі бар жерде тұтанады және жарылады. Өндірісітк шаңдардың  тұтануы жоғары болған сайын оның дисперстілігі жоғары болуы ықтимал. Шаңның жарылысқауіпті концентрациясы кең аралықта өзгереді. Мысалы, көмір  шаңының жарылысқауіпті концентрациясы 10-600 г/м³, күкіртті және сульфидті 5-1000 г/м³ аралығында өзгереді.

Табиғи күштің (ауырлық, электростатикалық, магнитті) әсерінен шаң бөлшектері коагулирлейді және тұнады. Тұну жылдамдығы өлшеміне, тығыздығына, формасына, бөлшектің физикалық күйіне және газ ауалы ортаға тәуелді.

 

1. Өндірістік шаңдардың жіктелуі, шаң ұстағыштар

Өндірістік шаң бөлшектерінің  өлшемі бірлік үлестен 100 мкм-ге дейін  өзгеріп отырады. Өндірістік шаңдар бөлшектерінің өлшеміне байланысты

• дөрекі (10-100мкм дейін), сырт көзге көрінетін және жеткілікті тез тұнатын;
• микроскопиялық (0,25-10 мкм дейін), әдеттегі оптикалық микроскопта көрінетін және қозғалмайтын ауада үздіксіз жылдамдықта тұнатын;
• субмикроскоптиялық (0,25 мкм-дан кем емес), тек электронды микроскоп көмегімен ғана көрінетін, тұрақты хаотикалық қозғалыс күйінде болатын және қозғалмалы ауада практикалық түрде тұнбайтын болып бөлінеді.

Шығу тегі бойынша шаң  негізгі үш топқа бөлінеді:

1. органикалық – өсімдіктен (ағаштан, көмірден) және жануардан (түктерінен, шаштарынан және т.б) шығады;
2. Бейорганикалық – металлдардан (болат, мыс, шойын) және минералдан (цемент, әк және т.б);
3. Аралас – бірінші және екінші топ шаңдарынан тұрады, мысалы, инструменттерді қайрау кезінде түзіледі және металды және минералды бөлшектерден тұрады.

Сонымен бірге шаңдар келесідей түрге бөлінеді:

1. дезинтиграция шаңдары – ұсақтау, ұнтау, кесу және т.б механикалық процесс кезінде түзіледі. Олар полидисперстілігімен, ал шаң бөлшектерінің формасы дұрыс еместігімен сипатталады;
2. конденсация шаңдары – балқымалы массалардың (металл, шыны массасы, тұз балқымалары, қаныққан ерітінділер және т.б) бу конденсациясы және салқындау нәтижесінде түзіледі. Бұл жағдайда түзілген шаң бөлшектері дөңгелек, сопақ формада болады, олар жоғары дисперстілігімен сипатталады.

 

Шаң ұстағыштар(циклон) – қоршаған ортаны газдағы бөлшектерден тазартатын, өнеркәсіпте қолданылатын ауа тазартқыш. Газдарды тазарту эффективтілігі шаң ұстағыштардың модельіне және газдағы бөлшектің дисперсті құрамының сипатына байланысты.

Шаңданған газ ағыны аппаратқа  тангенциалды жоғарғы бөлігінен  кіру патрубогы арқылы енгізіледі. Аппаратта аппараттың конусты бөлігіне төмен қарай бағытталған айналмалы  газ ағына формаланады. Инерция  күшінің әсерінен шаң бөлшектері ағыннан шығарылып аппарат қабырғасына  тұнады, содан соң екіншілік ағынға жабысып төменгі бөлігіне түседі, одан шығу саңылаулары арқылы шаңды  жинақтауға арналған бункерге түседі. Шаңнан тазартылған газ ағыны  төменнен жоғары қарай қозғалып түтіндік құбыр арқылы циклонан шығарылады.

 

Эффективтілігі диаметрі 20 мкм болатын бөлшектерді тазарту дәрежесі орташа есеппен 99,5%; диаметрі 10 мкм – 95%, диаметрі 5 мкм – 83% құрайды. Циклон диаметрі төмендеген сайын тазарту дәрежесі жоғарлайды, бірақ жылусыйымдылығы және тазарту шығыны жоғарлайды.

Артықшылығы: өңдеу және дайындау қарапайымдылығы, сенімді, өнімділігі жоғары, агресивті және жоғары температуралы  газдарды және газ қоспаларын тазартуда  қолдануға болады. Кемшілігі: гидравликалық  кедергісі жоғары, бөлшек өлшемдері  аз шаңдарды ұстай алмайды. 

 

ВЗП-800 типті қарама-қарсы  айналмалы ағынды шаң ұстағыш – жарылыс қауіпті емес шаңдарды мақта тазарту және жеңіл өнеркәсіп салаларында ауадан тазартуға арналған.

Шаң ұстағыш ортадан тепкіш сепаратор принципі бойынша жұмыс  істейді. Шаң ұстағышқа тазартылатын ауа екі ағынмен ауа ағынының төменгі және жоғарғы айналмалы корпусының потрубкасы арқылы түседі. Айналмалы корпусынан өткеннен кейін ауалы ағын бір-біріне қарама-қарсы бір бағытта айналады. Ортадан тепкіш күштің әсерінен шаң қабырғаға лақтырылады да, сақиналы саңылау арқылы жоғарғы ағынмен жуылып бункерге түсіп және одан аралық бекітпе – шаң жинағыштағы мигалка арқылы жойылады.   

Тазартылған ауа ортанғы  түтіндік патрубок арқылы шаң ұстағыштан шығып кетеді. Түтіндік потрубкада шаң ұстағыш корпусында жарылыс  туған жағдайда қысымды атмосфераға  лақтыру үшін жарылғыш клапан орнатылған.

 

ВЗП-800 типті шаң  ұстағыштың техникалық сипаттамасы

Параметр аталуы	ВЗП-800	ВЗП-1200
Ауа бойынша жалпы өткізу қабілеті	10000± 10%	20000± 10%
Соның ішінде шамамен төменгі  ағын м3/сағ	3000-4000	6000-7000
Шамамен жоғарғы ағын м3/сағ	6000-7000	13000-14000
Номиналды өнімділікте аэродинамикалық кедергі, Па	1060	1500
Шлюзді бекітпе электроқозғалтқышының  қуаттылығы, кВт орнататын	1.1	1.1
тұтынатын	0.93	0.93
Шамамен ауаны тазарту  эффективтілігі, %	96-99	96-99
Шаң ұстағыш биіктігі, мм	5300	7400
Шаң ұстағыш массасы, кг	820	1800

 

ОЭКДМ типті циклон

  Бұл циклон ағаш қалдықтарын (жоңқа, үзінді, шаң) аулауға арналған. Ол кондиционды жоңқа пневмотранспорт технологиялық жүйесінде және тақта ағаш жоңқалары цехінде ағаш қалдықтарында кеңінен қолданылады. 

Циклон қалпақшадан, корпустан, ішкі стақаннан және корпустан тұрады. Циклон сықағышқа (нагнетатель) орналтылған. Циклон оң және сол жақпен жұмыс  істеуге жарамды болып дайындалуы мүмкін.

 

 Техникалық сипаттамасы

№ циклон	Кіру потрубкасындағы  ауа жылдамдығы м/сек	Ауа бойынша өнімділігі м3/сағ
12	14-18	2000-2500
14	14-18	4100-5200
16	14-18	6200-8000
18	14-18	8000-10200
20	14-18	9800-12600
22	14-18	11600-15000
24	14-18	14100-18100

 

2. Шаң зиянды өндірістік фактор ретінде организмге әсері 

және агрегаттық күйі

Көптеген технологиялық  процестер қоршаған ортаға шаңды  шығарумен сипатталады. Өндірістік шаңдар (аэрозоль) – әртүрлі өндірістік процестерде түзілетін және ұзақ уақыт бойы ауада болу қабілеті бар  ұсақ дисперсті бөлшектер.

Шаңдардың ұсақ дисперсті  бөлшектері үлкен меншікті бетке, жоғары физика-химиялық активтілікке және абсорбциялық қабілетке ие. Қатты кесектерді ұру, ұнтақтау кезінде түзілетін шаңдар зарядталады (заряжается). Ол адсорбция және бөлшектерді бір-біріне ұру кезінде, сонымен қатар қатты бетке үйкелу кезінде де зарядталады. Шаң бөлшектері адам организміне тыныс алу жолы, асқазан-ішек және зақымданбаған тері арқылы кіріп әсер етеді. Шаңның организмге әсер етуі кіру жолына және қасиетіне байланысты. 10 мкм ірі шаң бөлшектері нәзік қабықшаға кіріп және жоғарғы тыныс алу жолдарында тұнады. Ал жеңіл шаң бөлшектері жеңіл енеді.

Көшеде демалатын ауа  құрамында шамамен 0,5-1 км/г³ шаң болады. Мұндай шаңдар адам организміне әсер етпейді. Жұтатын шаңның шамамен 50% мұрын ішіндегі шаштарда тұнып қалады, ал қалғаны жеңіл бөліктерге түседі және бронхада тұнады.

Адам организміне әсер ету сипатына байланысты өндірістік шаңдар қоздырмалы және токсикалық болып  бөлінеді.

Қоздыру шаңдарына келесілер  жатады:

1. Минералды – қайрау және шлифтеу процестері кезінде қабырғада абразивті шеңбер түрінде түзілетін құмды-кварцты, корундты шаң; шаң әртүрлі технологиялық операциялар кезінде түзіледі (араластыру, ұнтау, транспорттау).
2. Металды – металдарды механикалық өңдеу кезінде түзілетін шойынды, темірлі, мысты, алюминилі, цинкті.
3. Ағашты – ағашты өңдеу кезінде түзіледі.
4. Полимерлі – полимерді (полиэтилен, полистирол, фенолформальдегид) өңдеу технологиялық процесінің барлық сатыларында түзіледі. 

Шаңның зиянды әсері өткір, ине тәрізді және ілмек тәрізді  шығыңқылары бар шаң бетіне және формасына байланысты. Шаңдардың  организмге кіруі асқынуға және катаральды күйге әкелетін қызару ауруын тудырады. Ұсақ дисперсті шаң бөлшектерінің  тереңірек енуі туберкулез ауруына  әкелу мүмкін селикоз деп аталатын ауру тудырады. Әсіресе шаң құрамында  бос кремний диоксиді болса өте  қауіпті болып саналады.

Токсикалық өндірістік шаң  дем алғанда, жұтқанда және терінің ашық жерлеріне қонғанда адамға улы әсер етеді. Сілекейде ерісе, тыныс алу жолдарында және тамақтану жолында тұрса ол сұйық «у» ретінде әсер етеді. Шаң ауадағы кейбір улы заттарды адсорбциялау қабілеті бар, сондықтан улы болуы мүмкін. Мысалы, көмір шаңы және күйе көміртек оксидін, толуол, бензин, бензопирен буларын адсорбциялайды.

Кәсіби улану және ауру ауадағы (ШРЕК жоғары) токсикалық заттардың  концентрациясы кезінде бақыланады. Олардың негізгілеріне – пневмокониоз, хроникалық бронхит и жоғарғы тыныс алу жолдарының ауруы жатады. Пневмокониоздың жиі кездесетін түрлері келесідей:

Силикоз – шаңды жұту кезінде одан әрі дамитын, құрамында  бос кремнозем (SiO₂) бар пневмокониоздың ауыр формасы.

Силикатоз – құрамында  басқа элементтермен (Mg, Ca, Al, Fe) байланысқан SiO₂ бар шаңды жұту кезінде дамитын ұмытшаұтыұ ауруының жеңілі. 

Электропісіру пневмокониоз – құрамында марганец немесе фтормен байланысқан темір оксидінен тұратын аэрозольді жоғары пісіру концентрациясы кезінде дамиды.

Асбестоз – асбест шаңын  жұту кезінде туатын.

Ауа қатты шаңданған кезде  күн радиациясының интенсивтілігі және спектрі өзгереді, жарықталғандық төмендейді – бұл да адам организміне  кері әсерін тигізеді. Өндірістік шаңдардың  кейбір түрлері тері ауруына (дерматит), атмосфера қатты шаңданғанда  көз ауруын тудыруы да мүмкін. Шаңның көзге түсуі оның қабықшаларының асқыну процесін – конъюнктивит деп аталатын ауру тудырады. Ол қызарумен, жасаураумен және кейде ісумен сипатталады.