Удельные выделения загрязняющих
веществ (кг/т) при плавке чугуна в открытых
чугунолитейных вагранках и в электродуговых
печах производительностью 7 т/ч приведены
ниже:
|
|
Пыль
|
Оксид
углерода |
Углеводороды
|
Оксиды
азота |
Диоксид
серы |
Открытая вагранка |
19 |
200 |
2,4 |
0,014 |
1.5 |
Электродуговая печь |
8,1 |
1,5 |
– |
0.29 |
– |
Удельные выделения загрязняющих
веществ (кг/т) при плавке цветных металлов
и сплавов составляют:
|
|
Пыль
|
Оксиды азота
|
Диоксид
серы |
Оксид углерода
|
Прочее вещества
|
Индукционные печи |
1,2 |
0,7 |
0,4 |
0,9 |
0,2 |
Электродуговые печи |
1,8 |
1,2 |
0,8 |
1,1 |
0,3 |
Печи сопротивления |
1,5 |
0,5 |
0,7 |
0,5 |
0,3 |
Газомазутные плавильные
печи (плавка алюминия) |
2,8 |
0,6 |
0,6 |
1,4 |
0,18 |
При работе плавильных агрегатов
кроме организованных нужно учитывать
неорганизованные выделения, произошедшие
вследствие неплотностей технологического
оборудования и при выполнении некоторых
операций (например, при выпуске расплавленного
металла в изложницы). Они составляют в
среднем 40 % массы веществ, выделяемых
плавильными агрегатами, поэтому для учета
количества неорганизованных выбросов
в формуле (10.1) принимают k= 1,4.
При выпуске 1 т чугуна из вагранок
в ковш в атмосферу цеха выделяется 18...22
г графитовой пыли и 125...130 г оксида углерода.
При разливе чугуна в формы в атмосферу
цеха дополнительно выделяется оксид
углерода в количестве:
Масса отливок, т
Удельное выделение
оксида углерода, кг/т |
0,1 |
0,2...0,3 |
0,5...1 |
1...2 |
|
1,05 |
0,9 |
0,75 |
0.7 |
При литье под действием теплоты
жидкого металла из формовочных смесей
выделяются бензол, фенол, формальдегид
и другие токсичные вещества. Их количество
зависит от состава формовочных смесей,
массы и способа получения отливки и других
факторов. Выделения газов при заливке
форм металлом и их охлаждении можно определить
по данным [10].
От участков выбивки отливок
на 1 м2 площади решетки выделяется
до 45...60 кг/ч пыли, 5...6 кг/ч оксида углерода,
3 кг/ч аммиака. Значительными выделениями
пыли сопровождаются процессы очистки
и обрубки отливок в дробеметных и дробеструйных
камерах, очистных барабанах и на столах.
Много пыли и газов выделяют
в атмосферу участки литейных цехов по
приготовлению, переработке и использованию
шихты и формовочных материалов. Интенсивность
выделения вредных веществ (приведено
к формальдегиду) при изготовлении стержней
из холоднотвердеющей смеси зависит от
состава связующего вещества (газовыделение
отнесено к 1 дм2 площади поверхности
стержня):
|
|
При заполнении
ящиков смесью
мг/(кг·ч) |
При отверждении
смеси, мг/(дм2·ч) |
Фенолоформальдегидныс
(ОФ-1) |
9,2 |
1,46 |
Карбамидоформальдегидные
(УКС) |
215 |
37,8 |
Карбамидофурановые
(БС-40) |
41 |
5,7 |
На основе синтетических
смол УГТС
|
61 |
10,3 |
В процессах нагрева и обработки
металла в кузнечно-прессовых
цехах выделяются пыль, оксид
углерода, диоксид серы и другие вредные
вещества.
Для определения массы выделений
вредных веществ от пламенных нагревательных
печей целесообразно пользоваться удельными
показателями по выбросам, приведенными
к единице массы (т) или объема (м3) сжигаемого
топлива (S — содержание серы в
исходном топливе, %; Ар—зольность топлива,
%)
|
Мазут, кг/т |
Пыль
1,2Ар |
Оксиды азота
12,4 |
Диоксид
серы
19S |
Оксид углерода
4,8·10-3 |
Углеводо-роды
0,38 |
|
Природный газ, кг/тыс,
м3 |
2,4·10-3 |
6,24 |
– |
Следы |
Следы |
Общеобменная вентиляция кузнечно-прессового
цеха выбрасывает в атмосферу оксиды углерода
и азота, диоксид серы. От пролетов с молотами
выбросы оксида углерода на 1 т мазута
составляют 7 кг, диоксида серы
— 5,2; от пролетов с прессами и ковочными
машинами — 3 и 2,2 кг.
Вентиляционный воздух, выбрасываемый
из термических
цехов, обычно загрязнен парами
и продуктами горения масла, аммиаком,
циановодородом и другими веществами,
поступающими в систему местной вытяжной
вентиляции от ванн и агрегатов для термической
обработки. Источниками загрязнений в
термических цехах являются нагревательные
печи, работающие на жидком и газообразном
топливе, а также дробеструйные и дробеметные
камеры. Концентрация пыли в воздухе, удаляемом
из дробеструйных и дробеметных камер,
где металл очищается после термической
обработки, достигает 2...7 г/м3. При закалке
и отпуске деталей в масляных ваннах в
отводимом от ванн воздухе содержится
до 1 % паров масла от массы металла. При
цианировании выделяется до 6 г/ч циановодорода
на один агрегат цианирования.
В воздухе, удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества находятся
в виде тонкодиспресного тумана, паров
и газов. Наиболее интенсивно вредные
вещества выделяются в процессах кислотного
и щелочного травления.
Масса вредных веществ, выделяющихся
при травлении с поверхности зеркала ванны
(мг/мин), т = mудS, где тул — интенсивность выделения
вредных веществ с единицы площади зеркала
ванны,
мг/(м2 · мин); S— площадь зеркала ванны, м2.
Так, при травлении стали 20 в
15 %-м растворе серной кислоты при температуре
70°С выделяются пары и туман кислоты в
количестве до 200, а при травлении стали
10 в 20 %-м растворе соляной кислоты - 26 000
мг/(м2 · мин).
При нанесении гальванических
покрытий (воронении, фосфатировании,
анодировании и т. д.) образуются различные
вредные вещества. Так, при фосфатировании
изделий выделяется фтороводород, концентрация
которого в отводимом воздухе достигает
1,2...15 г/м. Концентрации кислот, оксидов
хрома, циановодорода и др. в удаляемом
от гальванических ванн воздухе колеблются
в значительных пределах, что требует
специальной очистки воздуха перед выбросом
в атмосферу. При проведении подготовительных
операций в гальванических цехах (механической
очистке и обезжиривании поверхностей)
выделяются пыль, пары бензина, керосина,
трихлорэтилена, туманы щелочей. Анализ
дисперсного состава туманов показал,
что размер частиц находится в пределах
5...6 мкм при травлении, 8...10 мкм при хромировании
и 5...8 мкм при цинковании.
Механическая обработка металлов на станках сопровождается
выделением пыли, туманов, масел и эмульсий,
которые через вентиляционную систему
выбрасываются из помещений. Значительное
выделение пыли наблюдается при механической
обработке древесины, стеклопластика,
графита и других неметаллических материалов.
Так, при обработке текстолита выделение
пыли составляет (г/ч) на токарных станках—50...80;
на фрезерных—100...120; на зубофрезерных
—20...40.
При механической обработке
полимерных материалов одновременно с
пылью могут выделяться пары различных
химических веществ и соединений (фенола,
формальдегида, стирола и др.), входящих
в состав обрабатываемых материалов.
На участках
сварки и резки металлов состав и
масса выделяющихся вредных веществ зависит
от вида и режимов технологического процесса,
свойств применяемых сварочных и свариваемых
материалов. Наибольшие выделения вредных
веществ характерны для процесса ручной
дуговой сварки покрытыми электродами:
при расходе 1 кг электродов в процессе
сварки стали образуется до 40 г пыли, 2 гфтороводорода, 1,5 г оксидов углерода и
азота; при сварке чугунов — до 45 г пыли и 1,9 г фтороводорода. При
полуавтоматической и автоматической
сварке (в защитной среде и без нее) общая
масса выделяемых вредных веществ меньше
в 1,5...2 раза, а при сварке под флюсом —
в 4…6 раз.
Сварочная пыль на 99 % состоит
из частиц размером 10-3...1 мкм, около
1 % —1...5 мкм, частицы размером более 5 мкм
составляют всего десятые доли процента.
Химический состав выделяющихся при сварке
загрязнений зависит в основном от состава
сварочных материалов (проволоки, покрытий,
флюсов) и в меньшей степени от состава
свариваемых металлов. В состав сварочного
аэрозоля входят соединения хрома, марганца,
фториды и др. Валовые выделения вредных
веществ при сварке находят в расчете
на 1 кг расходуемых сварочных
материалов.
Газовая и плазменная резка
металлов сопровождается выделением пыли
и вредных газов. Пыль представляет собой
конденсат оксидов металлов, размер частиц
которого не превышает 2 мкм. Химический
состав пыли определяется главным образом
маркой разрезаемого материала. При резке
обычно выделяются токсичные соединения,
хрома и никеля, марганец, вредные газы
— оксид углерода и оксиды азота, а при
плазменной резке образуется еще и озон.
Для приближенной оценки массы
(г) токсичных веществ, входящих в состав
пыли и выделяющихся при резке I м металла при толщине
листа 8, мм, можно использовать
следующие соотношения:
Оксиды алюминия при
плазменной резке сплавов алюминия
Оксиды титана при
газовой резке титановых сплавов
Оксиды железа при
газовой резке легированной стали |
1,28
3δ
0,25δ |
Марганец* при газовой
резке легированной стали |
0,25δ Mn/100
|
Оксиды хрома* при резке
высоколегированной стали |
0,065δ Сг/100 |
*Мп. Сг –содержание
марганца и хрома в стали. %.
В вентиляционный воздух на участках пайки и лужения выделяются токсичные газы (оксид
углерода, фтороводород), аэрозоли (свинец
и его соединения) и т. п. Удельные выделения
аэрозоля свинца (размер частиц 0,7...7 мкм)
при лужении и пайке оловянно-свинцовыми
припоями ПОС-40 и ПОС-61 при пайке электропаяльниками
мощностью 20—60 Вт составляют 0,02—0,04 мг/100
паек; при лужении погружением в припой
(отнесено к поверхности ванны) — 300...500
мг/(м2 · ч); при лужении и
пайке волной (отнесено к поверхности
волны)—3000...5000 мг/(м2·ч).
В окрасочных
цехах токсичные вещества
выделяются при обезжиривании поверхностей
органическими растворителями перед окраской,
подготовке лакокрасочных материалов,
нанесении их на поверхность изделий и
сушке покрытия. Воздух, удаляемый вентиляционными
отсосами от окрасочных камер, напольных
решеток, сушильных установок и других
устройств, всегда загрязнен парами растворителей,
а при окраске распылением, кроме того,
окрасочным аэрозолем. При окраске изделий
порошковыми полимерными материалами
в вентиляционном воздухе содержится
пыль.
Концентрации вредных веществ
в вентиляционных выбросах, удаляемых
от мест окраски, зависят от состава и
расхода лакокрасочных материалов, способа
их нанесения на окрашиваемую поверхность,
устройства вентиляции, окрасочного оборудования,
метода окрашивания. В вентиляционных
выбросах окрасочных цехов могут содержаться
окрасочный аэрозоль (до 1 г/м3) и пары растворителей
(до 10 г/м3).
Масса паров растворителей,
выбрасываемых в атмосферу от окрасочного
и сушильного оборудования,
где m1, — расход лакокрасочных
материалов, г/ч; k1 — доля растворителей в лакокрасочных
материалах (при покрытии лаком в лакокрасочных
машинах k1 равен 0,6 и 0,8 соответственно
для металлических и деревянных изделий); k2 — коэффициент, учитывающий
количество выделяющегося растворителя
из лакокрасочного материала за время
окраски и сушки (для камер окраски распылением k2 =0,3, для сушильных установок
0,7); k3 — коэффициент, учитывающий
поступление паров растворителей в рабочую
зону (обычно 2...3 %); k3= 0,975; ηр— эффективность
улавливания паров растворителей в системе
очистки вентиляционных выбросов (для
гидрофильтров 0,3…0,35).
Масса выбросов аэрозоля от
окрасочного оборудования с вентиляционным
воздухом в атмосферу
где т1 –расход лакокрасочных
материалов, г/ч; k1 –доля растворителей
в лакокрасочных материалах (при покрытии
лаком в лакокрасочных машинах k1 равен 0,6 и 0,8 соответственно
для металлических и деревянных изделий); k2 –коэффициент, учитывающий
количество выделяющегося растворителя
из лакокрасочного материала за время
окраски и сушки (для камер окраски распылением k2= 0,3, для сушильных
установок 0,7); k3 – коэффициент, учитывающий
поступление паров растворителей в рабочую
зону (обычно 2...3 %);
k3= 0,975; ηр –эффективность улавливания
паров растворителей в системе очистки
вентиляционных выбросов (для гидрофильтров
0,3...0,35).