Для
изготовления других неорганических вяжущих
материалов – извести, гипса – используют
оборудование и аппараты, аналогичные
применяемым при производстве цемента,
поэтому физико-химические и механические
свойства и характеристики пыли, образующейся
в процессе получения этих материалов,
весьма близки к свойствам цементной пыли
[3].
Пыль
керамических изделий включает
пыль кирпича, керамзита и облицовочных
изделий. Она содержит значительное
количество свободной двуокиси
кремния: при обжиге глиняного
кирпича более 7%, при обжиге
керамзита – до 32%.
Пыль
искусственных каменных необожженных
материалов, например пыль бетона, выделяется
при изготовлении, погрузке, выгрузке
и транспортировке железобетонных изделий.
Добыча
и обработка асбеста являются
крупной отраслью промышленности.
Асбестовая пыль выделяется на
разных этапах производства асбеста
и асбестоцементных изделий. Основная
масса пылевых частиц, выделяющихся
в производстве асбестового картона,
имеет размер 1-4 мкм, волокнистые
частицы составляют 8,5-17 %.
Таким
образом, пыль строительных материалов
и конструкций по своим физико-химическим
и механическим свойствам очень
разнообразна, поэтому при определении
концентрации пыли и принятии
мер по снижению запыленности
требуется тщательное ее исследование.
1.2
Влияние пылевых
выбросов на окружающую
среду
Вредное
действие пыли не ограничивается
влиянием на здоровье человека.
Атмосфера способна в некоторой
мере самоочищаться от промышленных
загрязнений пылью в результате
осаждения твердых частиц, вымывания
их из воздуха осадками, растворения
и поглощения вредных веществ
растениями. В настоящее время
процессы самоочищения уже не
всегда способны справиться с
возрастающим промышленным загрязнением.
Загрязняющие атмосферу вещества
накапливаются, и в некоторых
районах их концентрация уже теперь является
недопустимо высокой. Исследования показали,
что общая запыленность атмосферного
воздуха за полвека значительно возросла.
Запыленность атмосферы оказывает сложное
влияние на климат. Крупнейшие ученые
пришли к выводу, что часть выбрасываемой
в воздух промышленной пыли (около 10%) не
выпадает из атмосферы, а воздушными течениями
выносится в заоблачное пространство.
Пыль, вынесенная выше облаков, не очищается
осадками и способствует замутнению атмосферы.
Она создает как бы экран солнечного света
и изменяет отражательную способность
земли. Загрязнение атмосферы городов
аэрозолями и газами приводит к резкому
уменьшению солнечной радиации. Ультрафиолетовая
радиация, обладающая бактерицидным действием,
уменьшается до 30%, а видимая составляющая
солнечной радиации – более чем на 50%.
При этом снижается видимость, увеличиваются
повторяемость туманов, количество осадков
и облачность, изменяется циркуляция воздушных
потоков. Над центром города образуется
конвективная струя, вызывающая движение
воздушных потоков из периферийных, нередко
промышленных, районов к центру города,
что ведет к повышению концентрации вредных
веществ в центральной его части.
Содержание
углекислого газа в атмосфере
увеличивается на 0,02% за каждые 10
лет. Углекислый газ обладает специфическими
свойствами: он прозрачен для большей
части солнечного спектра, но не полностью
пропускает инфракрасные лучи, солнечная
энергия видимой части спектра проходит
через него, а тепловая энергия от поверхности
земли в диапазоне инфракрасных волн поглощается
и отражается им. Чем выше концентрация
углекислого газа, тем большая часть солнечной
радиации усваивается землей. Это способствует
повышению средней температуры земли.
С другой стороны, при увеличении количества
аэрозолей в атмосфере уменьшается количество
солнечной энергии, поступающей к земле
[3].
Загрязнение
воздушной среды наносит огромный
материальный ущерб и экономике,
обусловленный ускоренным разрушением
строительных материалов, металлов,
резины, тканей, бумаги, красок и
т. п. Скорость коррозии железа
в промышленных городах в 3
раза выше, чем в городах со
слаборазвитой промышленностью,
и в 20 раз, чем в сельской
местности. Содержание вредных
веществ в воздухе городов
сокращает срок службы покрытий из
цинка в 5-6 раз. Дерево, хлопок, кожа в загрязненном
воздухе разрушаются значительно быстрее,
чем в чистом. Требует больших расходов
постоянная очистка и окраска различных
сооружений и ограждающих конструкций,
а также реставрация памятников архитектуры.
Загрязнение приводит к гибели сельскохозяйственных
растений и животных. Ущерб от загрязнения
во всем мире исчисляется огромными суммами.
Пыль,
выделяющаяся в производственных
помещениях, приводит к быстрому
износу оборудования. Пыль, содержащаяся
в воздухе, разрушающе действует
на поршни и цилиндры двигателей
внутреннего сгорания. Очень чувствительны
к пыли электрические машины.
Незащищенные обмотки электродвигателей
покрываются коркой, уменьшается
их охлаждение, и вследствие их
перегрева двигатель может выйти
из строя. Различные приборы
в запыленной атмосфере быстрее
выходят из строя. Защита от
пыли в таких производствах,
как радио- и электропромышленность,
является частью технологического
процесса.
Пыль,
образующаяся при выгрузке транспорта
и переработке сыпучих навалочных
грузов, загрязняет территорию, примыкающую
к месту выгрузки, и производственные
помещения и для ее уборки
требуются дополнительные непроизводительные
затраты труда.
1.3
Классификация методов
определения концентрации
пыли
Под
концентрацией пыли понимается
количественное соотношение дисперсной
фазы и дисперсионной среды.
По ее величине устанавливают
санитарные нормы содержания
конкретной пыли, а также подбирают
методы улавливания пыли и
устройства, обеспечивающие уменьшение
запыленности воздуха в производственных
помещениях и организованных
выбросов.
В
зависимости от применяемого
метода измерения различают численную
и массовую концентрации пыли.
Численная
концентрация показывает, сколько
частиц пыли содержится в единице
объема воздуха (число/см3). В общем
случае под этим понимают концентрацию
частиц пыли независимо от
их формы, размера и вещественного
состава.
Для
характеристики чистоты воздуха
обычно применяют термин «запыленность
воздуха», под которым подразумевается
массовая концентрация пыли (г или
мг на 1 м3 воздуха при нормальных условиях).
Измерение
концентрации пыли является трудной
метрологической задачей, так
как пыль представляет собой
сложную систему, которую нельзя
описать с достаточной степенью
точности одним или двумя параметрами.
Пыль всегда является полидисперсной,
т.е. характеризуется более или
менее широким спектром размеров
частиц (от 10-2 до 102 мкм). Концентрация
пыли может колебаться от 10-2 до
105 мг/м. Кроме того, происхождение,
форма, физико-химические и механические
свойства частиц пыли могут
быть очень разнообразными. Частицы
пыли, находясь во взвешенном
состоянии в воздушной среде,
подвержены воздействию силы
тяжести, аэродинамического сопротивления,
электрических сил и сил трения,
аутогезионных сил, коагуляции, влиянию
температуры и влажности воздуха, действию
воздушных потоков, вследствие чего они
коагулируются, оседают на поверхности,
т.е. происходит быстрое изменение концентрации
пыли в пространстве и во времени.
В
настоящее время основным методом
контроля запыленности воздуха
производственных помещений и
организованных выбросов является
весовой. Этот метод основан
на фильтрации запыленного воздуха
через тот или иной фильтр
с последующим весовым определением
количества уловленной пыли. Недостатки
метода – низкая производительность,
необходимость учитывать скорость
движения воздуха, его пульсацию;
точность результатов зависит
от качества фильтра и квалификации
исследователя.
Косвенные
методы основаны на использовании
различных физических явлений,
параметры которых изменяются
в зависимости от концентрации
пыли в исследуемой воздушной
среде. Преимущества косвенных
методов – высокая производительность,
простота измерения. Недостатки - невысокая
точность измерений, сложность конструкции
и высокая стоимость приборов.
Для
контроля запыленности воздуха
производственных помещений и
организованных выбросов наиболее
широко применяют оптический, зарядно-контактный,
радиоизотопный, пьезоэлектрический
и емкостный методы, которые отличаются
большей точностью измерений
и высокой чувствительностью.
Акустический,
индукционный и другие методы,
основанные на улавливании пыли
водой, широкого распространения
не получили из-за низкой точности
измерений, громоздкости и высокой
стоимости.
Применяют
методы акустической, механической
вибрации, методы, основанные на
измерении перепада давлений
на фильтре, на разбавлении
пылевзвесей газообразным носителем.
Акустический
метод основан на изменении
параметров акустического поля
при наличии частиц пыли в
пространстве между источником
и приемником звука. Потери
ультразвуковой энергии обусловлены
влиянием взвешенных твердых
частиц. На результаты измерения
концентрации пыли акустическим
методом влияют скорость и
температура пылегазового потока,
влажность, температура и дисперсный
состав пыли. Недостаток метода -
сложность измерительной аппаратуры.
Индукционный
метод основан на измерении индуцированного
на электроде измерительной камеры заряда,
возникшего при движении через камеру
заряженных пылевых частиц. Величина заряда
является мерой массовой концентрации
пыли. Достоинством метода является то,
что для измерения общего заряда частиц
не требуется осаждать их на электроде.
Применение
индукционного метода позволяет
создать пылемеры довольно простой
конструкции. Однако методу присущи
погрешности, тик как распределение
зарядов на частицах пыли зависит
от многих факторов и с течением
времени может изменяться в широких
пределах.
Метод
механической вибрации основан на измерении
изменения частоты колеблющегося
элемента при осаждении на нем
пыли. Используется колеблющийся фильтр,
укрепленный в пружинном держателе.
Специальное устройство возбуждает
колебания фильтра в горизонтальной
плоскости. С помощью насоса пылегазовый
поток пропускают через фильтр и
измеряют частоту колебаний последнего
до и после прокачивания потока.
Сравнительное устройство выдает сигнал,
пропорциональный массе осевшей пыли.
На результат
измерения оказывают влияние
неравномерность толщины ленты,
колебания температуры и давления
при передвижении ленты из зоны сравнения
в измерительную зону, неравномерность
толщины слоя пылевого осадка, трение
в подшипниках при движении ленты,
непостоянство натяжения и другие
факторы [2].
Метод,
основанный на измерении перепада давлений
на фильтре. Пропуская пылегазовый
поток с постоянной скоростью
через фильтр, измеряют разность давления
на входе и выходе из фильтра, что
отражает изменение концентрации пыли.
На точность замера концентрации пыли
влияют те же факторы, что и при
методе механической вибрации.
При использовании
метода, основанного на разбавлении
пылевзвесей газообразным носителем,
определяют расход чистого газообразного
носителя, необходимого для достижения
определенной постоянной концентрации
пыли, с помощью аппаратуры, контролирующей
указанную концентрацию пыли. Этот метод
широкого применения не нашел, из-за низкой
точности измерений, громоздкости и высокой
стоимости.
При использовании
метода, основанного на улавливании
пыли водой, отделяют пыль от газа и
по степени помутнения воды судят
о концентрации пыли в воздухе. Мутность
воды определяется по интенсивности
прошедшего через нее светового
потока, которая сравнивается с интенсивностью
светового потока чистого воздуха.
Разность интенсивностей света характеризует
массовую концентрацию пыли в водной
суспензии. Зная объем газа, определяют
концентрацию пыли в газе.
ГЛАВА
2. Обеспыливание и очистка
газов на различных
строительных предприятиях.
2.1
Технология производства
и источники пыле-паро-газообразования.
Предприятия
деревообрабатывающей промышленности
являются источниками загрязнения
окружающей среды различными
вредными веществами, но в основном
древесной пылью. Кроме того, при
производстве древесно-волокнистых
плит (ДВП) выделяется значительное количество
теплоты и влаги.
Анализ
технологического процесса производства
ДВП и работы соответствующего оборудования,
а также оценка результатов проведенных
исследований (запыленности, загазованности,
метеорологических условий и тепловыделений)
показали, что на отдельных участках вредные
выделения не превышают санитарных норм,
на других участках только отдельные вредности
превышают санитарные нормы и, наконец,
имеются участки, где несколько видов
загрязнений и особенно запыленность
довольно значительно превышают допустимые
нормы.