Борьба с загрязнителями воздуха в помещениях

Анжела Воутер
26.11.2020 265

Когда вы думаете о преступниках, первое, что приходит в голову, это, вероятно, не влажность или опасные пары и туман. Однако эти так называемые “преступные вредители” качества воздуха в помещении могут выделяться с открытой поверхности ванн, которые используются в процессах обработки металлов, причиняя вред операторам и разрушая окружающие конструкции и вспомогательные инженерно-технические системы.

Надлежащая вентиляция отработанного и подаваемого воздуха для этих ванн имеет первостепенное значение в поимке этих беглецов, прежде чем они смогут нанести ущерб, и, в конечном счете, может уберечь компанию от многих проблем.

АНОМАЛЬНАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СРЕДА

Аномальная производственная среда, то есть неэффективная и/или недостаточная вентиляция может стать причиной неприятной рабочей среды, заболеваний работников или даже их смерти. Нарушители качества воздуха часто оставляют после себя улики в виде коррозии на поверхности ванны или в окружающей области.

Следующие данные могут указывать на неэффективность вентиляционной системы:

  • Коррозия и изменение цвета на внешней поверхности металлических вытяжных колпаков и воздуховодов; выцветание, образование пузырей и другие изменения покрытий или неметаллических материалов, находящихся выше или по бокам от ванн; коррозия или изменение цвета элементов конструкции здания и стеновых элементов в помещении или зоне нахождения ванн; коррозия на внешней поверхности здания, прилегающего к подъемным дверям или дверям для персонала;
  • Повторяющиеся неисправности компонентов системы (клапаны, осветительные приборы, распылители) в помещении или зоне нахождения ванны;
  • Отложения на стенах, потолках, полах;
  • Специфический запах или отсутствие ясной видимости в зоне ванны.

Термин “неприятная рабочая среда” может означать разные аспекты для разных людей, однако большинство согласится с тем, что вызывающие раздражение пары, а также неконтролируемое тепло и влажность представляют собой неприятную рабочую среду. Сотрудники, испытывающие дискомфорт, скорее всего, будут менее эффективно выполнять свои обязанности. Фактически, специалисты по оценке затрат будут учитывать производственную среду при расчете потенциальной стоимости рабочей силы.

Поставщики химических реагентов зачастую могут предоставить более безопасную альтернативу для отделки металла, которая по-прежнему будет соответствовать отраслевым спецификациям. Например, лимонная кислота иногда становится приемлемой альтернативой для азотной кислоты в некоторых процессах пассивации, обеспечивая преимущества как для безопасности, так и для окружающей среды. Независимо от того, используются более безопасные химические реагенты, надлежащая вентиляция для рабочей ванны по-прежнему остается необходимой и должна оцениваться профессионалом. Местная вытяжная система не должна допускать туман и пары в зону дыхания операторов, чтобы защитить их от раздражающих, агрессивных и токсичных веществ.

СООБЩНИКИ

Нарушители качества воздуха часто уклоняются от захвата из-за отсутствия вентиляции или ее неэффективного использования. Такие сообщники как поперечные потоки воздуха и неудачно расположенные системы высокоскоростной подачи воздуха могут распространять испарения с поверхности ванны далеко от впускных отверстий вытяжной вентиляции.

Недостаточная скорость выпускной системы также может негативно повлиять на улавливание паров и тумана.

ЗАСАДА

Для улавливания выбросов из ванн с открытым верхом обычно используется 2 типа вентиляционных систем: бортовые отсосы и вентиляционные системы с передувкой. В вентиляции первого типа применяют один или несколько бортовых отсосов, которые втягивают воздух с поверхности жидкости в открытой ванне. Одного отсоса обычно достаточно для небольшой ванны, ширина поверхности жидкости в которой не превышает 92 см (36 дюймов) (размер в направлении воздушного потока). При ширине более 92 см (36 дюймов) обычно рекомендуется устанавливать два бортовых отсоса на противоположные стороны ванны. При определенных обстоятельствах одного бортового отсоса может оказаться достаточно для улавливания выбросов из ванны шириной вплоть до 122 см (48 дюймов). В этих случаях, как уже отмечалось выше, поперечные потоки отсутствуют. Вентиляцию с одним бортовым отсосом часто называют однобортной, а при использовании двух и более отсосов – двубортной.

Для эффективного улавливания выбросов бортовыми отсосами необходимо, чтобы отводимый воздух перемещался над поверхностью жидкости с соответствующей скоростью захвата. Требуемый расход воздуха можно рассчитать, используя несколько параметров, которые подробно описаны далее в разделе “Специальные агенты”. Говоря вкратце, важные параметры включают в себя:

  • Размеры ванны;
  • Потенциальную опасность жидких химических реагентов, которая определяется по предельно допустимой концентрации (ПДК), принятой Американской ассоциацией государственных промышленных гигиенистов (ACGIH), а также по температуре вспышки жидкости. Установленная ПДК – это концентрация химических веществ в воздухе (в газообразной или парообразной форме), безопасная для многократного воздействия на персонал в процессе работы в нормальном режиме;
  • Температуру жидкости относительно ее точки кипения;
  • Объем газовыделения или туманообразования, создаваемый в процессе: от нулевого до высокого значения. Скорость выделения газа или тумана зависит от типа и интенсивности перемешивания жидкости, плотности тока в электрохимических процессах, площади обрабатываемой поверхности и химической реакции, протекающей в ванне.

Вентиляция с передувкой предполагает использование вытяжного колпака и воздуховода, расположенных на противоположных сторонах на бортах ванны.

Воздуховод обычно изготавливается из поливинилхлорида (ПВХ) или хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ) с линейным набором отверстий, которые располагаются по всей длине ванны.

Воздуходувки обеспечивают подачу чистого нагнетаемого воздуха для процесса «передувки». В данной системе из воздуховода выдувается струя воздуха, которая проходит над всей поверхностью жидкости. Воздушная струя увлекает за собой выбросы в вытяжной колпак, который затягивает воздух.

Расход отводимого воздуха, требуемый для этой системы вентиляции рассчитывается иначе, чем для бортовых отсосов, и может отличаться в зависимости от предпочтений проектировщика. В публикациях Ассоциация ACGIH указывается скорость от 75 кубических футов в минуту на квадратный фут (куб. фут/мин на фут2 – cfm/ft²) площади ванны до 200 куб. фут/мин на фут2.

Указывается, что низкие расходы воздуха успешно применялись, однако в ваннах с воздушным перемешиванием, высокими плотностями тока и интенсивным протеканием реакции следует использовать более высокие скорости воздушного потока. Как показывает практика, универсальное значение для большинства процессов обработки металлов составляет 100 куб. фут/мин на фут2. В данной статье расход воздуха рассчитывается с использованием конструктивных данных сопла в разделе «Специальные агенты». Для расчета необходимы такие параметры, как размеры ванны, размеры сопла (отверстие или щель), диаметр или ширина сопла.

Вентиляция с передувкой часто требует несравненно меньше воздуха, чем его необходимо для систем с бортовыми отсосами (только вытяжка), чтобы обеспечить такую же эффективность удаления выбросов.

Поэтому в гальванической промышленности и сфере металлообработки экономически целесообразно устанавливать вентиляционные системы с передувкой. Более низкие скорости вентиляционного потока позволяют использовать меньшие размеры вытяжных воздуховодов, вытяжных вентиляторов и скрубберов. Отводимый воздух должен быть замещен чистым и подвергнуться кондиционированию. При использовании систем с передувкой обычно требуются устройства кондиционирования воздуха меньшего размера и с меньшим нагревом. Эти более мягкие требования к вытяжному и кондиционированному воздуху способствуют снижению капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Независимо от используемой системы, наибольшая эффективность обеспечивается, когда щели отсоса располагаются вблизи поверхности жидкости, а ванна конструируется таким образом, чтобы поток вытяжного воздуха был направлен по поверхности, а не в зону, прилегающую к ванне.

Съемные крышки для ванн помогают удерживать выбросы внутри ванны до тех пор, пока они не будут захвачены бортовым отсосом, в то время как перегородки (вертикальные пластины, установленные вдоль борта ванны) направляют поток отсасываемого воздуха по всей ширине ванны.

Хотя расположение вытяжной щели прямо над поверхностью жидкости кажется оптимальным, это может привести к катастрофе, если не сделать все должным образом.

Необходимо обеспечить достаточное расстояние по вертикали между поверхностью жидкости и нижним краем щели, чтобы компенсировать изменение глубины жидкости и предотвратить переливание жидкости в отсос. Фактическое вертикальное расстояние определяется, исходя из вытеснения жидкости, обусловленного максимальной загрузкой в ванну. Например, погружение листового металла приведет к меньшему начальному вытеснению жидкости, чем погружение детали реактивного двигателя или цилиндра такой же длины. Часто рекомендуется оставить дополнительное расстояние в 15 – 20 см (6 – 8 дюймов) на разбрызгивание и колебание поверхности жидкости. Тем не менее, рекомендуется всегда проектировать сливные и очистные отверстия в нижних точках этих вытяжных систем.

При обнаружении попадания жидкости в бортовой отсос или других нештатных ситуаций специалисты по техническому обслуживанию, руководствуясь благими намерениями, иногда перемещают точку отсоса слишком высоко над поверхностью ванны. К сожалению, в этой ситуации также может возникнуть ложное представление о том, что расположение точки отсоса вертикально на уровне или выше зоны дыхания оператора защитит его, но на самом деле это возымеет обратный эффект. Это приведет к тому, что опасные пары станут ближе к оператору, а также увеличится расход воздуха, необходимого для захвата выбросов. Поскольку большинство паров и аэрозолей, образующихся в ваннах металлообработки, тяжелее воздуха, без достаточной скорости захвата они будут перемещаться в направлении пола.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ АГЕНТЫ

Опытные проектировщики промышленных вентиляционных систем знают, что ванны с открытыми поверхностями требуют особого внимания и применения специальных средств вентиляции для эффективного улавливания выбросов и паров. Американская ассоциация государственных промышленных гигиенистов (ACGIH) опубликовала книгу “Промышленная вентиляция: практические рекомендации по проектированию”, которая содержит рекомендации по проектированию вентиляции в различных условиях работы, в том числе для ванн с открытыми поверхностями. Глава 13.70, «Открытые ванны», ориентирована на металлообрабатывающую промышленность и, помимо прочего, содержит данные по анодированию, металлизации, декапированию, травлению и щелочной очистке. Многие инженеры и проектировщики используют эту книгу при разработке новых и модернизированных систем вентиляции, поскольку понимание химических процессов лежит в основе проектирования эффективных систем.

Наряду с материалами по вентиляционным системам открытого типа, в руководстве Американской ассоциации гигиенистов приводятся рекомендации для отраслей, связанных с производством металлических изделий:

  • пескоструйная обработка и применение токарных станков;
  • фрезерование, абразивная обработка и шлифовка;
  • резка металла;
  • использование плавильных тиглей, печей и литья под давлением;
  • функционирование окрасочных камер, сушильных печей и помещений для хранения краски;
  • сварка и газовая резка;
  • металлизация распылением;
  • заполнение баков.

Привлекая к работе инженеров для разработки новой или модифицированной вентиляционной системы, производителям целесообразно установить стандарты, которые эти инженеры будут использовать в качестве основополагающих документов для проектирования. Руководство Американской ассоциации гигиенистов по промышленной вентиляции представляет собой основополагающий стандарт, который может служить базисом в работе инженера и гарантировать, что конструкция будет соответствовать признанной отраслевой практике.

Анжела Воутер, Компания BURNS & MCDONNELL

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Улучшение качества воздуха в помещении с помощью умных добавок
Улучшение качества воздуха в помещении с помощью умных добавок
При нахождении в помещении наше здоровье страдает из-за многочисленных токсинов, действию которых мы подвергаемся. Мы…
Николас Дэй, Джошуа Олсен, Джозеф Тиебес, Адриан Поллиак
14.09.2020
405
Открыта регистрация на выставку ExpoCoating Moscow
Открыта регистрация на выставку ExpoCoating Moscow
25-27 октября 2022 года в МВЦ «Крокус Экспо» пройдет ключевая выставка материалов и оборудования для…
15.06.2022
1083
Климат, который делают люди
Климат, который делают люди
Выставка Мир Климата Экспо 2023 пройдет под девизом «Климат, который делают люди». Одно из центральных…
24.10.2022
36
Открытые ванны могут быть чрезвычайно эффективными… или нет
Открытые ванны могут быть чрезвычайно эффективными… или нет
Аспекты вентиляции резервуаров, используемых при отделке металлов. Ванны с открытой поверхностью, используемые для очистки, травления,…
Эйса Холлидей, TRI-MER CORP.
22.08.2022
67
Мир климата Экспо 2023: состав участников
Мир климата Экспо 2023: состав участников
Мир климата Экспо – традиционное место встречи отечественных и зарубежных производителей и поставщиков HVAC/R решений…
09.11.2022
60