Характеристики пыли
Размер, удельный вес, форма
Физико-химические характеристики пыли используются в технике пылеулавливания. Дисперсионный состав пыли определяет скорость витания (осаждения) частиц пыли в воздухе и соответствующий механизм улавливания пыли. Скорость осаждения зависит от удельного веса пылеобразующего материала и формы частиц пыли.
Таблица 1. Скорость осаждения частиц пыли
Практически это означает, что частицы размером 2,5 мкм за час преодолевают в неподвижном воздухе 1–2,5 метра — то есть продолжают витать, а частицы размером 10 мкм проходят дистанцию более 25 метров и оседают на подстилающих поверхностях.
Определение размеров частиц имеет значение для определения эффективности пылеулавливания. Еще в 30-х годах прошлого столетия установлено, что частицы размером до 1 мкм улавливаются силами инерции, менее 1 микрон — электростатическими силами и силами межмолекулярного воздействия.
Средний размер частиц пыли варьируется от 180 до 0,65 микрон. Причем пыли со 100% содержанием частиц более 10 микрон всего девять наименований. Это зола углей, угольная пыль, пыль формовочной земли до обжига, пыль зачистки чугунного литья и заточных станков, пыль при помоле известняка, при пересыпке зерна, крахмала, порошковых моющих средств. Такая пыль полностью (100%) задерживается тканевыми фильтрами начиная с F5 класса, а также циклонами и электрическими фильтрами. Эффективность улавливания остальных видов пыли варьируется от 84 до 99,8%.
Слипаемость (разрывная прочность)
Разрывная прочность (слипаемость) пыли, измеряемая усилием в Паскалях (Па), важна для оценки эффективности стряхивания пыли с задерживающих её поверхностей, и, в первую очередь, фильтрующих тканей.
При значениях разрывной прочности меньше 60 Па пыль практически не слипается, а при величине 300–600 и более Па с трудом рассыпается и плохо отделяется от фильтрующей поверхности при воздействии сил механического встряхивания или продувки воздухом.
Смачиваемость
Смачиваемость пыли является важным параметром для применения аппаратов мокрой очистки газов и для мокрой очистки оборудования от пыли. Практически не смачивается угольная пыль, пыль формовочной земли, пыль от заточных станков, электроплавильных печей, пыль порошковой краски, сажа, компоненты приготовления резиновых смесей. Полностью смачивается зола от сжигания угля, горелая формовочная земля, пыль мартеновской печи, шахтной вагранки, печей получения кремния, пыль боксита из печи спекания и меди при плавке в конвертере, пыль известняка, цемента, серного колчедана. Все частицы мельче 5 мкм гидрофобные независимо от состава.
Разрывная прочность и смачиваемость имеют не только техническое значение для пылеулавливания, но и санитарно-гигиеническое значение. Чем более «липкая» пыль, тем труднее она удаляется из легочных путей, а хорошо растворимые пыли почти полностью растворяются в носоглотке и оказывают вредное действие в растворенном состоянии.
Угол обрушения собранной пыли определяет угол бункеров для её сбора, который не должен быть меньше 60 градусов.
Удельное электрическое сопротивление пыли для очистки в электрофильтрах определяет его эффективность и не должно быть ниже критического (1010–1011 ом/см).
Как известно, пылеуловители задерживают лишь часть витающей в воздухе пыли. Эффективность промышленных пылеуловителей составляет:
- циклоны 88 – 94%,
- рукавные фильтры 90 -99,8%
- электрофильтры 80 – 96%.
4 класса условий труда
В санитарном законодательстве условия труда подразделяются на четыре класса: оптимальные, допустимые, вредные и опасные.
Оптимальные условия — это условия, при которых неблагоприятные факторы (в нашем случае пыль) отсутствуют либо концентрации не превышают предельно допустимых норм ПДК, установленных для атмосферного воздуха населенных мест. Оптимальные условия труда сохраняют здоровье работающих и создают предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности.
Допустимые условия труда — концентрации пыли в зоне дыхания работающего не превышают установленных ПДК вредных веществ рабочих мест. Эти условия «не должны оказывать неблагоприятного действия на организм работающего и/или его потомство». Организм работающего должен восстанавливаться во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены. По отношению к ПДК переход из допустимых условий во вредные условия труда первого класса происходит достаточно легко, при превышении предельно допустимых концентраций вредных веществ всего лишь на 10%.
Допустимые условия труда применительно к производственной пыли наряду с техническими мерами пылеподавления и изоляции пыли обеспечиваются средствами местной вытяжной и общей вентиляции.
Строительными нормами и правилами СНиП 41-01-2003 установлено, что очистку воздуха от пыли в системах механической вентиляции и кондиционирования следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе не превышало:
- При подаче его в помещения жилых и общественных зданий – ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов – (ГН 2.1.6.1338-03);
- При подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий -30 % ПДК в воздухе рабочей зоны – (ГН 2.2.5.1313-03).
Таблица 2. Сравнение концентраций пыли, допустимых для воздуха, подаваемого в производственные и жилые помещения
Таким образом, подаваемый приточной вентиляцией в производственные помещения воздух содержит пыль в количестве, многократно превышающем нормы для атмосферного воздуха жилых помещений. Этот воздух допустим, но не оптимален.
Граница между допустимыми и вредными условиями труда составляет всего 10%. Поэтому все пылевые работы можно отнести к вредным.
Профессиональные заболевания от воздействия пыли выявляются обычно на поздних стадиях заболевания. Современные методы диагностики, уже внедряемые в практику, могут более объективно представить последствия действия промышленной пыли на организм человека. Мы уже сейчас знаем о повреждении механизма очистки дыхательной системы, нарушении функций дыхания, кровообращения. Выявляются опасные нарушения иммунной системы на ранних стадиях воздействия производственной пыли на человека.
Именно поэтому промышленные предприятия должны обеспечиваться системами пылеулавливания и пылеочистки. Чистота приточного воздуха в системах вентиляции должна переходить на нормы для атмосферного воздуха населенных мест.