Материал: K_5

Газо- і паровиділення при гальванізації виробів визначаються наступним чином. Об’єм водню , який виділяється при електролізі, можна обрахувати за формулою [30]

, л/год (5.88)

де – сила струму, А; – коефіцієнт, який враховує вихід по струму основної речовини (табл. 5.35); – відносний, в частках від одиниці, час роботи обладнання (ванни).

Таблиця 5.35

Значення коефіцієнта с, який враховує вихід по струму металу

при електрохімічних процесах

Виділення водню в реальних умовах можна обрахувати за формулою

, л/год . (5.89).

Масу забрудників, які виділяються у внутрішнє повітря при різних технологічних процесах гальванічного виробництва, зазвичай визначають за рекомендаціями нормативно-довідкової літератури. Однак їх масу можна обрахувати і за емпіричними формулами, наприклад [30].

, г/год (5.90)

де - концентрація забрудника в розчині, г/л; – площа поверхні (поверхонь), яка обробляється протягом години, м²/год; - товщина покриття, мкм (приймають  = 10…20 мкм); – питомий винос забрудника, віднесений до 1 м² поверхні виробу на 1 мкм товщини покриття, л/(м²мкм), який приймають по табл. 5.36.

Таблиця 5.36

Питомий винос забрудника із технологічної ванни [30]

Зауваги. ^*При оброблянні на автоматичних лініях множити на коефіцієнт 0,8; для барабанних ванн і занурних дзвонів – на коефіцієнт 1,5.

^**Найменша величина приймається за відсутності перемішування або нагрівання розчину, найбільша – при нагріванні або перемішуванні розчину.

Кількість газів , які виділяються при хімічному оброблянні металів (травлення, хімічне фрезерування тощо), визначають за формулою

, кг/год (5.91)

де - маса металу, який знімається, кг/год (визначається завданням або за формулами хімічних реакцій); - числовий множник газу в формулі хімічної реакції (див. приклад 5.17); – мольні маси газу і металу, кг/кмоль.

Масове виділення аерозолі сірчаної кислоти із сірчанокислотних ванн без застосування інгібітора , можна обрахувати за формулою

, мг/(м²год) (5.92)

де – концентрація сірчаної кислоти в ванні, %; – температура розчину для травлення, ^оС.

Приклад 5.15. Визначити витрату водню, який виділяється при лудженні металевих виробів в лужних розчинах за сили струму 200 А. Відносний час роботи ванни _р = 0,8.

Розв’язування.

За формулою (5.88), із врахуванням даних табл.5.33 (c=0,65), визначаємо виділення водню

л/год.

Приклад 5.16. Визначити виділення пари соляної кислоти із ванни цинкування з підігрівом розчину. Концентрація квасу в електроліти 350 г/л. Протягом 1 год обробляється 0,8 м² поверхні металевих виробів. Товщина цинкового покриття 10 мкм.

Розв’язування.

За формулою (5.90), із врахуванням даних табл. 5.36, визначаємо виділення пари соляної кислоти у внутрішнє повітря

г/год.

Приклад 5.17. Визначити виділення у внутрішнє повітря диоксиду азоту при травленні міді азотною кислотою, якщо протягом 1 год стравлюється 0,2 кг металу.

Розв’язування.

Записуємо формулу хімічної реакції

Сu + 4HNO₃  Cu(NO₃)₂ + 2NO₂+2H₂0.

Мольні маси витравленого металу і диоксиду азоту відповідно рівні: М_Cu=63 кг/кмоль; кг/кмоль. Числовий множник диоксиду азоту в формулі хімічної реакції k = 2.

За формулою (5.91) обраховуємо виділення діоксиду азоту

кг/год.

В термічному виробництві при ціануванні виробів ціанистий водень виділяється у внутрішнє повітря через нещільності в оббудовах агрегатів. Виділення ціанистого водню в цьому випадку приймають із розрахунку 6 г/год на кожний агрегат.

В приміщеннях для зберігання аміаку через нещільності арматури може виділятись 0,015 г/год аміаку на один балон, а в приміщеннях випарників – 27 г/год на кожний випарник.

При спалюванні в технологічному обладнанні газоподібного, рідкого або твердого палива із відведенням продуктів згоряння в димову трубу частина цих продуктів витікає в приміщення. Кількість оксиду вуглецю СО або диоксиду сірки SO₂, які в цьому випадку виділяються у внутрішнє повітря, визначають за формулою

кг/год (5.93)

де – виділення газу в приміщення, кг/год; – кількість газу, який виділяється в приміщення при спалюванні 1 кг палива (табл. 5.37); - витрата палива, кг/год.

Таблиця 5.37

Кількість шкідливих газів, які виділяються в приміщення

при спалюванні 1 кг палива [30]

В ливарному виробництві застосовують закріплювачі із рідкого скла для висушування форм хімічним способом під дією диоксиду вуглецю. Виділення СО₂ в приміщення в цьому випадку приймають 600 г на 1 м³ витраченого СО₂.

Кількість плюмбію, який випаровується із типографських сплавів (стопів) залежить від тиску пари Pb над поверхнею металу та швидкості навколишнього повітря і може бути обрахована за формулою

мг/год (5.94)

де – площа поверхні випаровування, м²; – температура плюмбію, К; – парціальний тиск пари плюмбію, який приймається в залежності від температури плюмбію :

Приклад 5.13. Визначити кількість СО, який виділяється в приміщення гаражу при виїзді автомобіля з 8-ми цилінровим карбюраторним двигуном (В = 6 л).

Розв’язування.

Скориставшись даними табл. 5.20 і 5.21, визначаємо

кг/год.

Кількість СО, що виділяється в приміщення при відведенні продуктів згорання палива в димоходи або зонти від печей, в яких спалюється мазут, приймають: 40 … 50 г на 1 кг мазуту або 5 … 12 г на 4190 кДж згоряння; на твердому паливі, у залежності від його гатунку і калорійності – 5,75 … 7,3 г на 4190 кДж; на газоподібному паливі – 2 … 2,5 г на 4190 кДж теплоти згоряння; від вугільних ковальських горнів – 40 … 80 г на 1 кг вугілля, або 3,75 … 11,5 г на 4190 кДж теплоти згоряння.

При заливанні розтопленого металу в земляні форми виділення СО в приміщення належить приймати у залежності від маси виливка і часу перебування відкритої форми у приміщенні (див. додаток 14).

5.6. Пиловиділення в приміщення

Багато технологічних процесів супроводжуються пиловиділеннями. Насамперед сюди можна віднести обробляння металу абразивними кругами, очищення його поверхні і полірування, зварювальні роботи, розпилювання і обробляння на верстатах деревини, дроблення, розмелювання і просіювання матеріялів, транспортування сипких матеріялів тощо. Місця пилоутворення, як правило, оснащують смоками (локалізаторами) систем місцевої витікальної вентиляції. Тим не менше необхідно знати кількість пилу, що утворюється при цьому чи іншому технологічному процесі, по перше, для встановлення ГДК пилу у внутрішньому повітрі РЗ і, по друге, для розв’язування питань захисту атмосфери від забруднення. При цьому можна скористатись даними, які подані в літературі [30].

Пиловиділення при зварювальних роботах в більшості випадків є визначальними для повітрообміну приміщення. Пил, який виділяється при зварюванні, містить фтористі сполуки, оксиди марганцю, заліза і алюмінію, мідь, марганець та інші речовини. В табл.5.38 вказані дані про кількісний і хімічний склад пилу, що виділяється при зварюванні деякими марками вітчизняних фтористокальцієвих рутилових електродів.

Таблиця 5.38

Питомі виділення і хімічний склад пилу при зварюванні електродами [30]

Найбільш шкідливо впливають на організм людини марганцеві руднокислі електроди ЦМ-7, ЦМ-8, ОЗС-3 і ОММ-5, які вміщують в складі покриття до 30 % феромарганцю. Виділення пилу і вміст в ньому оксидів марганцю, на 1 кг витрачених електродів, подані в табл. 5.39.

Таблиця 5.39

Питомі виділення пилу і оксидів марганцю [30]

Для наближених розрахунків можна приймати, що при згорянні одного електрода діаметром 4 мм виділяється 0,5 г аерозолів, електрода діаметром 5 мм – 1 г аерозолів і електрода діаметром 6 мм – 1,5 г аерозолів.

Для розрахунку загального повітрообміну приміщень сумарні виділення в них забрудників зручно представляти в табличній формі (табл. 5.40).

Таблиця 5.40

Зведена таблиця виділень забрудників в приміщеннях

Заувага. Графа 6 – відношення надлишків явної теплоти до внутрішнього об’єму приміщення є характеристикою теплонапруги приміщення.

5.7. Вибухливість газових, парових і пилоподібних речовин в сумішах з повітрям

Концентрації газів і пари деяких речовин в повітрі є вибухонебезпечними. Підвищена вибухливість властива ацетилену, етилену, бензолу, метану, аміаку, водню тощо.

Під нижньою межею вибухливості розуміють той мінімальний вміст газової, парової чи пилоподібної речовини в повітрі, який при її запалюванні може спричинити вибух.

Під верхньою межею вибухливості розуміють той максимальний вміст газової, парової чи пилоподібної речовини в повітрі, який при її запалюванні ще може спричинити вибух.

Концентрації газової, парової чи пилоподібної речовини в повітрі виробничих приміщень менші від нижньої і більші від верхньої межі вибухливості є вибухобезпечними, оскільки вони не спричиняють активного горіння і вибуху – в першому випадку завдяки надлишку повітря, а в другому завдяки його недостачі.

Таблиця 5.41

Вибухонебезпечні концентрації С_виб газових і парових речовин в повітрі [1]

Для визначення межі вибухливості декількох газів в повітрі можна скористатись формулою Ле-Шательє

, (5.95)

де – концентрації окремих газів в їх спільній суміші з повітрям, % (за об’ємом); – вибухонебезпечні концентрації відповідних газів, % (по об’єму), див. табл. 5.41.

Приклад 5.18. Визначити нижню і верхню межі вибухливості для пароповітряної суміші, яка складається із 10% бензолу, 20% етилового спирту і 70% повітря (по об’єму).

Розв’язування.

За табл. 5.41 знаходимо нижні межі вибухливості: для бензолу 1,4%; для етилового спирту 4 %.

Нижню межу вибухливості суміші розраховуємо за формулою (5.95).

(по об’єму).

За табл. 5.41 знаходимо верхні межі вибухливості: для бензолу 7%; для етилового спирту 19%.

Верхню межу вибухливості суміші розраховуємо за формулою (5.95)

(по об’єму).