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第二节 生产性粉尘危害控制技术

一、生产性粉尘的来源和分类

(一)来源

生产性粉尘来源十分广泛,如固体物质机械加工、粉碎;金属研磨、切削;矿石粉碎、筛分、配料或岩石钻孔、爆破和破碎等;耐火材料、玻璃、水泥和陶瓷等工业中原料加工;皮毛、纺织物等原料处理;化学工业中固体原料加工处理;物质加热时产生的蒸汽;有机物质的不完全燃烧所产生的烟。此外,粉末状物质在混合、过筛、包装和搬运等操作时产生的粉尘,以及沉积粉尘产生的二次扬尘等。

(二)分类

生产性粉尘分类方法有几种。根据生产性粉尘的性质可将其分为3类。

1.无机性粉尘包括矿物性粉尘,如硅石、石棉、煤等;金属性粉尘,如铁、锡、铝等及其化合物;人工无机粉尘,如水泥、金刚砂等。

2.有机性粉尘包括植物性粉尘,如棉、麻、面粉、木材粉尘等;动物性粉尘,如皮毛、丝、骨粉尘;人工合成的有机染料、农药、合成树脂、炸药和人造纤维等。

3.混合性粉尘 混合性粉尘是上述各种粉尘的混合存在,一般为两种以上粉尘的混合。生产环境中常见的就是混合性粉尘。

二、生产性粉尘的理化性质

粉尘对人体的危害程度与其理化性质有关,与其生物学作用及防尘措施等也有密切关系。在卫生学上,有意义的粉尘理化性质包括粉尘的化学成分、分散度、溶解度、密度、形状、硬度、荷电性和爆炸性等。

(一)化学成分

粉尘的化学成分、浓度和接触时间是直接决定粉尘对人体危害性质和严重程度的重要因素。根据粉尘化学性质不同,粉尘对人体可有致纤维化、中毒、致敏等作用,如游离二氧化硅粉尘的致纤维化作用。对于同一种粉尘,它的浓度越高,与其接触的时间越长,对人体危害越严重。

(二)分散度

粉尘分散度是表示粉尘颗粒大小的一个概念,它与粉尘在空气中呈浮游状态存在的持续时间(稳定程度)有密切关系。在生产环境中,由于通风、热源、机器转动以及人员走动等原因,使空气经常流动,从而使尘粒沉降变慢,延长其在空气中的浮游时间,被人吸入的机会就增多。直径小于5μm的粉尘对机体的危害性较大,也易于达到呼吸器官的深部。

(三)溶解度与密度

粉尘溶解度大小与对人危害程度的关系,因粉尘作用性质不同而异。主要呈化学毒作用的粉尘,随溶解度的增加其危害作用增强;主要呈机械刺激作用的粉尘,随溶解度的增加其危害作用减弱。

粉尘颗粒密度的大小与其在空气中的稳定程度有关,尘粒大小相同,密度大者沉降速度快、稳定程度低。在通风除尘设计中,要考虑粉尘粒径密度这一因素。

(四)形状与硬度

粉尘颗粒的形状多种多样。质量相同的尘粒因形状不同,在沉降时所受阻力也不同,因此,粉尘的形状能影响其稳定程度。坚硬且外形尖锐的尘粒可能引起呼吸道黏膜机械损伤,如某些纤维状粉尘(如石棉纤维)。

(五)荷电性

高分散度的尘粒通常带有电荷,与作业环境湿度和温度有关。尘粒带有相异电荷时,可促进凝集、加速沉降。粉尘的这一性质对选择除尘设备有重要意义。荷电的尘粒在呼吸道可被阻留。

(六)爆炸性

高分散度的煤炭、糖、面粉、硫磺、铝、锌等粉尘具有爆炸性。发生爆炸的条件是高温(火焰、火花、放电)和粉尘在空气中达到足够的浓度。可能发生爆炸的粉尘最小浓度不同,煤尘为30~40g/m3;淀粉、铝及硫磺为7g/m3;糖为10.3g/m3

三、粉尘危害的主要控制措施

我国政府对粉尘控制工作一直给予高度重视,在防止粉尘危害、保护工人健康、预防尘肺发生方面做了大量的工作,取得了显著的成绩,尘肺的发病工龄明显延长,尘肺病人得到了相应的治疗和安置,生活质量有了明显的提高。存在粉尘危害的企业在控制危害、预防尘肺发生方面,结合国情做了不少行之有效的工作,取得了很丰富的经验。综合防尘和降尘措施可以概括为“革、水、密、风、护、管、教、查”八字方针,对控制粉尘危害具有现实的指导意义。具体地说:① 革,即工艺改革和技术革新,这是消除粉尘危害的根本途径;② 水,即湿式作业,可防止粉尘飞扬,降低环境粉尘浓度;③ 密,将发尘源密闭,对产生粉尘的设备尽可能在通风罩中密闭,并与排风结合,经除尘处理后再排入大气;④ 风,加强通风及抽风措施,常在密闭、半密闭发尘源的基础上,采用局部抽出式机械通风,将工作面的含尘空气抽出,并可同时采用局部送入式机械通风,将新鲜空气送入工作面;⑤ 护,即个人防护,是防、降尘措施的补充,特别在技术措施未能达到的地方必不可少;⑥ 管,经常性地维修和管理工作;⑦ 教,加强宣传教育;⑧ 查,定期检测工作场所空气中粉尘浓度和接触者的定期职业健康检查。

采用工程技术措施消除和降低粉尘危害,是治本的对策,也是防止尘肺发生的根本措施,防尘和降尘措施概括起来主要体现在如下几个方面。

(一)采用新工艺、新设备、新材料

采用新工艺、新设备、新材料,达到机械化、自动化来消灭尘源或减少粉尘飞扬是消除粉尘危害的主要途径之一。如使用遥控操纵、计算机控制、隔室监控等措施避免工人接触粉尘;使用游离二氧化硅含量低的原材料代替石英原料,寻找石棉的替代品;干燥、多尘的粉末可能成为重大吸入性危害,可以购买并使用颗粒型或晶体型的材料,减少空气中扬尘产生,使接触到的粉尘浓度降低;使用自带除尘设施的凿岩、打磨、切割设备,可以显著减少凿岩、打磨、切割作业场所的粉尘浓度。

(二)湿式作业

湿式作业是利用水来降尘。一些资料证明,凿岩工序不采取任何防尘措施,粉尘浓度可高达1000mg/m3以上。如果采用湿式作业,再结合适当的通风,粉尘浓度大大降低,甚至能达到国家职业接触限值的要求。目前,矿山湿式作业主要采用的方法为湿式凿岩和喷雾洒水。

1.湿式打眼或凿岩打眼以及凿岩时将具有一定压力的水送入炮眼底,冲洗凿岩所产生的粉尘。根据给水方法的不同,又分为中心给水和旁侧给水两种。中心给水凿岩是钻机中心装有水针,水针的前端插入钎尾部的中心孔,水针的后端与水接头及供水管相连,凿岩时打开水阀,压水进入水针并经钎子孔流入炮眼底,冲洗凿岩时产生的粉尘,达到降尘的目的。降尘效果与供水量有关,供水量大,降尘效果好,反之效果就差。另外,水质要进行净化处理,以免杂质太多堵塞或磨损水针,造成水量不足或漏水。旁侧给水凿岩是通过钎子的一个侧孔进水,比中心给水凿岩具有更多的优点,如水压不受限制,供水量可以提高,因而,降尘效果和凿岩速度均能提高。

2.喷雾洒水利用喷洒小的雾状水粒与悬浮在空气中的尘粒相遇,使之湿润而下落。用作喷雾洒水的喷雾装置主要有以下几种:

(1)水压喷雾装置:利用水压(不小于253.3kPa)旋转冲击水柱使水成雾状。

(2)爆炸启动洒水装置:利用爆破时的冲击波作动力,代替人工打开喷雾开关,喷水降尘。

(3)风水喷雾装置:以压缩空气作为动力,喷吹的压力使水成为雾状。

(4)水幕:利用机械作用的喷雾装置喷水,形成一道水幕屏障,将爆破时产生的粉尘尽可能净化。

(三)密闭控制

密闭控制是通过密闭隔离的方式将粉尘发生源进行隔离密闭,防止粉尘外溢的措施,通常与通风除尘设施配合使用。所有破碎、筛分、清理、混碾、粉状物料的运输、装卸、储存等过程均应尽量密闭。密闭装置必须做到不妨碍操作,并以便于拆卸检修、结构严密坚固等为原则。根据不同的扬尘特点,采取不同的密闭方式,一般分为局部密闭、整体密闭和密闭小室。

(四)通风除尘

通风除尘是目前工业生产中控制粉尘扩散、消除粉尘危害的最有效方法之一,主要是通过通风的方式将作业场所的粉尘有效捕集,并通过除尘器等对尾气进行净化。通常采用局部排风的除尘系统。

局部排尘系统主要由吸尘罩、风道、除尘器和风机组成。完善的局部排尘系统既能满足劳动保护的要求,也能满足环境保护的要求。局部排尘系统示意图见图1-4-2。

图1-4-2 局部排尘系统

1-局部吸尘罩;2-风道;3-除尘器;4-风机

局部排尘系统主要包括:① 吸尘罩:通过抽风,控制并隔离尘源,不使粉尘外逸;② 风道:输送含尘气体根据粉尘的理化特性并考虑技术、经济等因素,对各类风道有不同的要求。除尘系统管网的布置,应在满足除尘要求的前提下,力争简单、紧凑、操作和检修方便,管道不积灰、磨损少,并且管路短、占地少、投资省。输送含尘气体的风管宜垂直或倾斜敷设,倾斜敷设时,与水平面的夹角应>45°。如必须设置水平管道时,管道不应过长,并应在适当位置设置清扫孔,方便清除积尘,防止管道堵塞;③ 除尘器:除尘器是从含尘气流中把粉尘分离出来并加以收集的设备。经除尘器处理之后,符合排放标准的尾气排入大气;④ 风机:使含尘空气从吸尘罩流经风道、除尘器并排入大气所需要的机械,风机由电动机拖动。

1.吸尘罩

(1)对局部吸尘罩的原则要求:

吸尘罩是局部排风系统的关键部件,要使局部吸尘罩发挥最大的效果,应满足以下几点要求。

1)形式适宜:

吸尘罩的形式应与生产工艺和有害物放散特性相适应,既不能影响设备运行和人员操作,又应具备良好的防护效果。这就要区别操作是冷过程还是热过程,操作过程的特点、规律性,产尘设备能不能密闭,工人经常接触与否等。总之,吸尘罩的形式要适宜。

2)位置正确:

吸尘罩安设的位置要正确,可针对各操作过程或设备的特点,采用最适宜安装的位置。这还与粉尘产生的方向有关,一般讲在不妨碍操作的情况下,越靠近有害物散发源越好,通常都使吸尘罩的罩口迎着粉尘的方向,各种罩的安装位置要与车间建筑高度相适应,不妨碍吊车和其他起重运输工具运行,不妨碍工人正常操作,尽可能不影响采光、照明。

3)风量适中:

对机械通风而言,无论是哪种吸尘罩,都是通过抽出一定风量,在罩子的工作口(罩面)造成足够的控制风速,或是在需要控制粉尘的“零点”造成一定的控制风速。抽风量的大小对吸尘罩效果的好坏起决定作用,这要依据粉尘的危害性、产生粉尘设备机件运动的快慢、粉尘散发的初始速度(落差大小)、含量以及外界干扰气流的大小来确定。抽风量过小,开口一定时造成的控制风速小,不足以控制粉尘飞扬和有害气体的外逸,不足以抵抗外界干扰气流的破坏作用。但是,抽风量也不能过大,抽风量过大造成风机、管道、除尘净化设备庞大,还会抽走本来不应抽走的原料,加大除尘器负担,还可能改变材料的配比,影响产品质量。在冬季,抽风量过大会导致车间过冷,要补充大量热量。

4)强度足够:

制作吸尘罩的材料,要根据它的用途来选择。机械设备振动小,在发热量不大的场合,安装的吸尘罩比较小,可用镀锌薄板制作;机械振动大,物料冲击力大,或在高温炉前发热量很大的场合,必须用较厚的钢板制作;在有酸碱或其他腐蚀性的场合需要用塑料板制作。不论哪种材料制成的罩子都应有足够的强度,避免在经常的检修拆卸情况下或在振动、高温作用下变形。

5)检修方便:

安装了吸尘罩以后,应使生产设备检修方便(如更换刀具、砂轮、布轮,拆装设备零件,设备大修等),这就要求在较大吸尘罩上安装检修门,或把罩盖做成可以掀起的。有时为了检修方便,采用回转式吸尘罩。罩体与管道最好用法兰连接而不用焊接,以便拆卸。

(2)排风罩的形式:

局部吸尘罩按照作用原理和功能特点,可分为以下基本形式:密闭吸尘罩(密闭罩)、外部吸尘罩、接受式吸尘罩、吹吸式吸尘罩。

1)密闭吸尘罩:

密闭罩是把产尘设备局部或全部地密闭起来再抽风,依靠在罩内造成一定的负压,保证在一些操作孔、观察孔或缝隙处自外向里进气而粉尘不向外逸。

密闭罩按其特点基本可归纳为以下三类:① 局部密闭罩:将设备产尘处用罩子密闭起来,这种罩子的特点是仅密闭产尘的局部地点,容积较小,观察和操作比较方便。它适用于产尘点固定,气流速度不大的连续产尘地点,例如胶带运输机的转运地点等;② 整体密闭罩:将全部产尘地点和大部分产尘设备用罩子密闭起来,而将设备需要经常观察维护的部位(如设备传动部分)留在罩外。它的特点是罩子容积大,可以通过观察窗和检查门监视设备运行情况,中、小修可在罩内进行,不必拆罩。它适用于产生气流较分散或局部气流速度较大的产尘设备,例如振动筛等;③ 大容积密闭罩(密闭小室):将产尘设备或地点用罩子全部密闭起来。它的特点是容积大,可以在罩内对设备进行维修,在罩外通过门窗监视设备运动情况。它适用于分散产尘点、脉冲或阵发式产尘点、产生较大热压和冲击气流的产尘设备。它可利用罩子的容积造成循环气流,消除或减少正压以减少抽风量,但检修不方便,不停车检修时,工人必须进入罩内工作。

在确定密闭罩形式时,还应考虑物料温度的影响,因为处理热物料时,罩内形成热压,而气流运动状况取决于物料运动的机械力和热压两个因素。因此在设计密闭罩时,应充分利用气流运动特性,加大罩的容积为循环气流创造条件。例如链板(或胶带)运输机输送热物料时,水平段密闭罩应是渐高式的,转动点的头尾部均应密闭,并在罩的上、下部皆设抽风罩。

在选择密闭罩上抽风口的位置时,要能控制含尘气流勿从密闭罩内逸出,同时要避免吸出粉料。对胶带运输机落料点的抽风口,离溜槽边缘的距离为溜槽宽度的1.0~1.5倍,但最少不应少于300~600mm,抽风口离胶带表面不小于胶带宽的0.4~0.6倍。抽风口尽可能离开密闭罩上的敞开口远些,防止气流短路。对大型或形状特殊的密闭罩,为保持负压均匀和降低罩口风速,在密闭罩上可设两个或两个以上抽风口。输送热物料时,抽风口应设在密闭罩顶部。与抽风口相连接的一段管道最好垂直敷设,以防蹦入物料造成堵塞。为使罩内气流均匀,一般应从抽风口向风管接口逐渐收缩,其收缩角尽量不大于60°。

密闭罩应有足够大的容积,以避免粉尘飞溅外逸。例如图1-4-3(a)所示,虽然设备用密闭罩并进行抽风,但当向设备(如料仓)中放料时,由于飞溅作用,含尘气流会高速冲击罩壁,罩内的负压有可能控制不住含尘气流,使之从罩子缝隙中逸出。在这种情况下,除非再加大抽风量,但这样会使局部排风系统其他部件也随之加大,技术经济性不够合理。这时可采用加大罩子容积的办法,使得含尘气流反冲到侧壁的缝隙前,速度减到最小,密闭罩内的负压足以控制含尘气流,不使其逸出,如图1-4-3(b)所示。

图1-4-3 密闭罩容积的影响

冷过程产生尘源的密闭罩所需抽风量根据缝隙与孔洞的总面积乘以必需的吸气速度而确定。但有些工艺过程常将大量空气带入罩内,例如,破碎后的物料经过溜槽落到封闭料仓时,就会有很多空气被物料带入,这时计算密闭罩的抽风量要把诱导带入罩内的空气量包括进去。要精确计算这部分空气量是困难的,解决的办法是适当提高通过缝隙、孔洞处必需的吸气速度。密闭罩的抽风量可用下式计算:

L=3600Fv

式中:L-抽风量,m3/h;F-密闭罩上所有缝隙、孔洞的总面积,m2;v-通过缝隙或孔洞的必需吸气速度,m/s。吸气速度v一般取1~4m/s。当罩内产生粉尘的机部件运动较慢,造成的诱导气流较小时,取较低的v值。在相反情况下,取较高的v值。其他条件下,根据生产情况酌情选取v值。

2)外部吸尘罩:

当生产条件不适宜用密闭吸尘罩时,可将吸尘罩设在尘源近旁,依靠罩口外吸气气流的运动将尘源散发出来的粉尘吸入罩内。这类吸尘罩统称为外部罩。根据尘源情况和工艺过程不同,外部罩可以设在尘源上部、下部或侧面,分别称为上吸罩、下吸罩或侧吸罩。

常见的旁侧吸尘罩见图1-4-4。

图1-4-4 各种外部旁侧吸尘罩

外部罩不同于密闭罩,有害物发生源位于罩外一定距离处。为了有效地控制有害物,抽气速度必须大于粉尘的飞扬速度。因此,不仅要考虑罩口吸气速度大小,还要看离罩口一定距离,粉尘扩散处所形成的吸气速度的大小,如果该处吸气速度比粉尘飞扬速度小,则旁侧吸尘罩将不能有效地控制有害物。外部罩在设置时含有害物质的气流不应通过作业人员的呼吸带。所以在设计旁侧吸尘罩时,着眼点是在罩口之外某距离处产生足够的控制风速,而这一控制风速与罩口吸气速度是有一定关系的。旁侧吸尘罩安装在粉尘发生源的侧面,通过罩口抽气,在罩口以外某处有害物飞扬、扩散点上造成适当的气流速度,从而把有害物吸入罩内。这里,为说明问题,引入“零点”一词。所谓“零点”是指有害物飞扬、扩散达到的某一位置,在这个位置上,它已耗尽最初的能量,并且飞扬、扩散速度已经降低到车间中无规则气流那样大小。从有害物发生源中心到“零点”的距离,可由观察同类操作确定。图1-4-5中,d为有害物发生源中心距罩口距离,s则表示“零点”距有害物发生源中心的距离。旁侧吸尘罩应该控制的最远距离不是d,而是(d+s),即“零点”距罩口的距离x。

图1-4-5 侧吸罩与“零点”距离

旁侧吸尘罩在“零点”所需风速称为“零点”控制风速。这一风速应根据有害物源周围的气流速度,有害物的危险程度来确定。有害物危害程度大,“零点”控制风速应较高。周围气流速度大,则对“零点”处有害物的干扰也较大,因此应维持较高的控制风速来捕集有害物。

3)接受式吸尘罩:

有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流,带着粉尘一起运动,迎着粉尘散发方向设置的吸尘罩称为接受罩。

接受罩的罩口应迎着粉尘的散发方向,并尽量靠近产尘源,同时要防止车间内横向气流的干扰,必要时安装挡板。根据工艺设备和操作的要求可用活动、可调、移位(连接软管)等措施。常见的有砂轮机吸尘罩、布轮抛光机吸尘罩等,见图1-4-6、图1-4-7。

图1-4-6 砂轮机吸尘罩

图1-4-7 可调式布轮抛光机吸尘罩

1-可调罩口;2-可调板;3-抛光布轮

4)吹吸式吸尘罩:

吹吸式吸尘罩是利用吹风口吹出的射流,将尘源散发的含尘气流吹向吸风口,在吸风口前汇流的作用下被吸入罩内。它具有风量小,控制效果好、抗干扰能力强、不妨碍视线,不影响工艺操作等优点。

2.除尘器

除尘器是从含尘气流中把粉尘分离出来并加以收集的设备。除尘器处理之后,符合排放标准的尾气排入大气。

除尘器选择中在满足排放标准及运行条件基础上,对除尘设备的经济性、占地面积、维护条件以及安全因素等应做妥善处理,以确保除尘器选择中的技术、经济合理性。

除尘设备分类:除尘器的形式很多,基本上可以分成干式与湿式两大类。对含尘气体中尘粒不做润湿处理的除尘设备称为干式除尘器,如重力沉降室、旋风除尘器、袋式除尘器、静电除尘器等。用水或其他液体使含尘气体中的尘粒润湿而捕集的除尘设备,称为湿式除尘器,如水浴除尘器,水膜旋风除尘器、自激式水力除尘器、文氏管除尘器等。一般情况下,干式除尘器捕集下来的粉尘便于清理,也容易回收综合利用,故管理方便。湿式除尘器捕集下来的粉尘是污泥和污水状物,处理比较复杂,如果维护管理不善,可能造成排水管堵塞,除尘器效率下降等问题。无论是干式除尘器还是湿式除尘器,不外乎利用重力、惯性力、离心力、热力、扩散黏附力和电力等作用把尘降下来。除尘器按作用力可分为如下几种:① 重力除尘器,如沉降室;② 惯性力除尘器,如惰性除尘器;③ 离心力除尘器,如各种旋风除尘器;④ 洗涤除尘器,如冲击式水浴除尘器;⑤ 过滤除尘器,如各种袋式除尘器;⑥ 电除尘器,如静电除尘器。

除尘器的种类很多,作用原理各不相同,适用范围也不同。工矿企业在实际选用时,要根据生产工艺具体情况、含尘空气特性、尘粒特性、所要求的空气净化程度等方面的因素全面考虑。

1)重力沉降室:

重力沉降室是利用重力作用使粉尘自然沉降的一种最简单的除尘装置。如图1-4-8所示,含尘气流通过横断面比管道大得多的沉降室时,流速大大降低,使大而重的尘粒得以按其终末沉降速度缓慢落至沉降室底部。重力沉降室的构造简单,可用砖砌,造价不高,施工容易,管理方便。

图1-4-8 重力沉降室

2)惯性除尘器:

惯性除尘器是使含尘气流冲击在挡板上,气流方向发生急剧转变,借助尘粒本身的惯性力作用将其与气流分离的装置。含尘气体在流动过程中遇到设置在其前方的障碍物(如挡板等)时,气体很容易绕过障碍物,而较大的粉尘粒子由于惯性继续按原来的气流方向前进,碰撞到障碍物上而被捕集下来。

惯性除尘器的结构形式多种多样,可分为碰撞式和回转式两类。图1-4-9示出四种形式,其中(a)为单级碰撞式,(d)为多级碰撞式,当含尘气流撞击到挡板上后,尘粒丧失了惯性力,并靠重力沿挡板落下。图1-4-9中的(b)和(c)为回转式,含尘气体从入口进入后,粉尘靠惯性力冲入下部灰斗中,而气体和惯性较小的细粉尘则发生急剧转弯穿过挡板经出口排出。图1-4-9中的(a)和(c)两种形式适用于管道的自然转弯处,可在动力消耗不大的情况下将粗粉尘除掉。

图1-4-9 惯性除尘器

3)普通旋风除尘器:

旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式除尘器,是目前工业中应用较广的一种除尘设备。旋风除尘器的优点有:① 结构简单,造价低;② 除尘器中设有运动部件,维护管理方便,可以连续运转,维护运转费用低;③ 耐高温,可采用各种不同材料制作来适应粉尘物理性能的特殊要求,并可在旋风除尘器内壁衬砌各种耐磨材料,以延长使用寿命;④ 可适应粉尘浓度为0.01~500g/m3的各种含尘气流。

图1-4-10 旋风除尘器

普通旋风除尘器的结构如图1-4-10所示,是由进气口、筒体、锥体、排出管、集尘斗5部分组成。有时排气管出口还装有蜗壳形出口。含尘气流由除尘器进口沿切线方向进入除尘器后,沿外壁由上向下做旋转运动,气流被迫一边旋转一边向下由筒体而达锥体,这股从上向下旋转的气流称为外旋涡。外旋涡到达锥体底部后,就折转方向,随着芯管下面旋转着的气柱上升,从排气芯管排离除尘器,这股从下向上的气流称为内旋涡。向下的外旋涡和向上的内旋涡旋转方向是相同的。含尘气流做旋转运动时,其中尘粒在离心力作用下,向外壁移动,到达外壁的尘粒,在气流和重力的作用下,沿壁面而流入灰斗。

4)袋式除尘器:

袋式除尘器是一种高效干式除尘器。它是依靠纤维滤料做成的滤袋,更主要的是通过滤袋表面上形成的粉尘层来净化气体的。几乎对于一般工业中的所有粉尘,其除尘效率均可以达到99%以上。如果所用滤料性能好,设计、制造和运行得当,则其除尘效率甚至可以达到99.9%。

简单的袋式除尘器如图1-4-11所示,含尘气流从下部进入圆筒形滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被滤料阻留下来,透过滤料的清洁气流由排出口排出。沉积于滤料上的粉尘层,在机械振动的作用下从滤料表面脱落下来,落入灰斗中。袋式除尘器的滤尘机制包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、静电及重力作用等。筛分作用是袋式除尘器的主要滤尘机制之一。当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积的粉尘间的孔隙时,粉尘即被筛滤下来。通常的织物滤布,由于纤维间孔隙远大于粉尘粒径,所以刚开始过滤时,筛分作用很小,主要是纤维滤尘机制(惯性碰撞、拦截、扩散和静电作用)。但是当滤布上逐渐形成了一层粉尘黏附层后,则碰撞、扩散等作用变得很小,而是主要靠筛分作用。一般粉尘或滤料可能带有电荷,当两者带有异性电荷时,则静电吸引作用显现出来,使滤尘效率提高,但却使清灰变得困难。近年来不断有人试验使滤布或粉尘带电的方法,强化静电作用,以便提高对微粒的滤尘效率。重力作用只是对相当大的粒子才起作用。惯性碰撞、拦截及扩散作用,应随纤维直径和滤料的孔隙减小而增大,所以滤料的纤维愈细、愈密实,滤尘效果愈好。

图1-4-11 机械振动袋式除尘器

5)电除尘器:

利用电力将粉尘从气流中分离出来的设备称为电除尘器。电除尘器是利用静电力(库仑力)实现粒子(固体或液体粒子)与气流分离的一种除尘装置。图1-4-12所示为管式电除尘器的示意。接地的金属圆管叫集尘极(或收尘极),与高压直流电源相连的细金属线叫放电极(或电晕极)。放电极置于圆管的中心,靠下端的重锤张紧。含尘气流从除尘器下部进气管引入,净化后的清洁气体从上部排气管排出。电除尘器中的除尘过程如图1-4-13所示。

图1-4-12 管式电除尘器示意图

图1-4-13 电除尘器除尘过程示意图

1-电晕极;2-电子;3-离子;4-尘粒;5-集尘极;6-供电装置;7-电晕区

电除尘器的主要优点如下:① 除尘效率高,对小至0.1μm的粉尘仍有较高的效率;② 可以处理大风量;③ 阻力低,耗电少,运行费用低;④ 能处理高温烟气。一般情况下电除尘器可在350~400℃下工作。目前为满足高温高压下煤气进入透平发电及其他一些工业的需要,高温高压电除尘器工作温度可达 1200 K(工作压力 11×105Pa);⑤ 自动化程度高。

电除尘器的缺点如下:① 一次投资高,钢材消耗量较大;② 通常要求较高的制造安装精度,否则不能保证其正常高效运行;③ 电除尘器由于电场风速较低而占地面积较大;④ 电除尘器对所处理的粉尘比电阻有一定的要求,通常认为最适宜的范围是1×104~5×1010(Ω·cm)。在此范围以外,采用电除尘器就要有相应的措施,才能保证必需的除尘性能。

6)湿式除尘器:

湿式除尘器是主要利用液体(通常为水)与含尘气流接触,依靠液滴、液膜、气泡等形式洗涤气体,使尘液黏附和尘粒相互凝聚,而将尘粒与气体分离的净化装置。湿式除尘器一般都由捕集尘粒的净化器和从气流中分离含尘液滴的脱水器两部分组成。该两部分装置的效果都将直接影响除尘效率。

湿式除尘器净化机制大致可以概括如下:① 通过惯性碰撞、截留、尘粒与液滴或液膜发生接触;② 微细尘粒通过扩散与液滴接触;③ 加湿的尘粒互相凝并;④ 饱和状态下的高温烟气在湿式除尘器内凝结时,以尘粒为凝结核,促进尘粒的凝结。目前常用的各种湿式除尘器(图1-4-14和图1-4-15)主要利用尘粒与液滴的惯性碰撞、截留和扩散三种效应。

图1-4-14 矩形冲击式水浴除尘器

1-气管;2-出气管;3-挡水板;4-喷头;5-进水管;6-溢水管

图1-4-15 圆筒形冲击式水浴除尘器

(五)个体防护措施

个体防护是对防尘技术措施的必要补救,在作业现场防、降尘措施难以使粉尘浓度降至国家卫生标准所要求的水平时,如井下开采的盲端,必须使用个人防护用品。

1.配备的基本要求

(1)作业过程中存在生产性粉尘时,作业人员应佩戴个体防护用品。

(2)用人单位应当为劳动者提供符合国家职业卫生标准的个体防护用品,并督促、指导劳动者按照使用规则正确佩戴、使用,不得发放钱物替代。用人单位所购买的个体防护用品应当具有产品质量检验合格证明、中文说明书和生产、经销单位的联系方式,并符合相应危害防护特性以及国家标准要求。

(3)为作业人员购置、配备、发放和使用的个体防护用品除符合安全性能要求外,应兼顾舒适、方便和美观。

(4)用人单位应当对个体防护用品进行经常性的维护、保养、更换,确保防护用品有效,不得使用不符合国家职业卫生标准或者已经失效的个体防护用品。

2.个体防护用品适用范围个体防护用品包括防尘帽、防尘眼镜、防颗粒物呼吸器、防尘服等,各类防护用品适用范围见表1-4-1。

表1-4-1 个体防护用品适用范围

续表

注:KN类只适用于过滤非油性颗粒物,KP类适用于过滤油性和非油性颗粒物。

(六)职业健康监护

1.职业健康检查内容

(1)症状询问:

重点询问呼吸系统、心血管系统疾病史、吸烟史及咳嗽、咳痰、喘息、胸痛、呼吸困难、气短等症状。

(2)体格检查:

内科常规检查,重点是呼吸系统、心血管系统。

(3)实验室和其他检查:

血常规、尿常规、血清ALT、心电图、后前位X射线高千伏胸片或数字化摄影胸片(DR胸片)、肺功能。

2.职业健康检查周期

根据接触粉尘种类、浓度的不同,按照《职业健康监护技术规范》(GBZ188)规定执行。接尘人员健康监护周期见表1-4-2,接尘人员离岗后健康检查见表1-4-3。

表1-4-2 接尘人员健康监护周期

表1-4-3 接尘人员离岗后健康检查(推荐性)