Расчет бортовых отсосов

2.2.2.20. Все работники должны  уметь оказывать первую помощь  пострадавшим при отравлении  и ожогах кислотой, щелочью и  другими химическими веществами, а также при поражениях электрическим  током. Правила оказания первой  помощи должны быть вывешены  в цехе на видном месте.

 
 

 

ГЛАВА 3. МЕРОПРИЯТИЯПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССОВ ГАЛЬВАНПРОИЗВОДСТВА  

 

3.1 АНАЛИЗ ОВПФ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО  ПРОИЗВОДСТВА

В гальванических цехах источниками опасности являются технологические процессы подготовки поверхности, приготовления растворов и электролитов, нанесение покрытий. Методы очистки поверхностей характеризуются повышенной запыленностью, шумом и вибрацией. Используемые для приготовления растворов щелочи, кислоты, соли при воздействии на организм могут вызвать отравление или профзаболевание. Использование ручного виброинструмента для шлифования поверхностей может быть причиной виброболезни. Работа на ультразвуковых ваннах очистки сопряжена с воздействием на работающего звуковых и ультразвуковых колебаний. Кроме того, обилие промывных ванн в помещении создает повышенную влажность. Нормальные для работы условия обеспечиваются хорошим освещением, приточно-вытяжной вентиляцией и поддержанием нормальной температуры воздуха в цехе.

Наиболее вредными и опасными в обращении веществами являются:

НАТР ЕДКИЙ (NaOH)

При попадании раствора или пыли на кожу образуется мягкий струп. Возникают язвы, экземы, особенно в суставных складках пальцев. Опасно попадание даже самых малых количеств NaOH в глаза; поражается не только роговица, но и в следствии быстрого проникновения NaOH в глубь страдают и глубокие части глаза. Исходом может быть слепота. При попадании на кожу —обмывание пораженного участка струей воды в течении 10мин, затем примочки из 5% раствора уксусной или лимонной кислоты. При попадании в глаза —тщательное немедленное промывание струей воды или физиологическим раствором в течении 10— мин. ПДК —0,5 мг/м3.

Индивидуальная защита: спецодежда из плотной ткани, резиновые перчатки, нарукавники, фартуки, обувь.

СОДА КАЛЬЦИНИРОВАННАЯ (Na2 CO4)

При работе с содой кальцинированной наблюдаются изъявления слизистой носа, подобно возникающим при действии соединений хрома. Вдыхание пыли может вызывать раздражение дыхательных путей, коньюктивит. При длительной работе с растворами возможны: экземы, раздражение кожи. Концентрированный раствор Na2CO4 вызывает ожог, некроз, а в последующем помутнение роговицы. ПДК —2мг/м3.

Индивидуальная защита: спецодежда из плотной ткани, резиновые перчатки, нарукавники, фартук, обувь.

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (HCL)

При высоких концентрациях — раздражение слизистых, в особенности носа, коньюктивит, помутнение роговицы, покалывание в груди, насморк, кашель, хроническое отравление вызывает катары дыхательных путей, разрушение зубов, изменение слизистой носа и даже пропадение носовой перегородки; желудочно-кишечные расстройства, возможны воспалительные заболевания кожи. Обычно причина отравлений не газообразный HCL, а туман HCL, образующийся при взаимодействии газа с водяными парами воздуха.

При отравлении, немедленно вывести пострадавшего на свежий воздух, освободить от стесняющей дыхание одежды. Ингаляция кислородом. Промывание глаз, носа, полоскание 2% раствором соды. При поражении глаз после промывания впустить в глаза по 1 капле 2% раствора новокаина. При попадании крепкой кислоты на кожу — немедленное обмывание ее водой в течении 5 — мин. ПДК — 5 мг/м3.

Индивидуальная защита: фильтрующий промышленный противогаз марки В, защитные герметичные очки. Спецодежда из кислотоупорной ткани. Рукавицы, перчатки из стойкой резины. Сапоги из противокислотной резины.

СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА (HCN)

Отравления синильной кислотой и её соединениями возможны при обработке руды (цианировании), гальваническом покрытии металлов, дезинсекции и дератизации помещений и т. п. Попадая в организм через дыхательные пути, реже — через кожу, синильная кислота блокирует дыхательный фермент цитохромоксидазу и вызывает кислородное голодание тканей. При острых отравлениях наблюдаются раздражение слизистых оболочек, слабость, головокружение, тошнота, рвота; затем преобладают дыхательные расстройства — редкое глубокое дыхание, мучительная одышка, наступают замедление и остановка дыхания. При хронических отравлениях синильной кислотой беспокоят головная боль, утомляемость, отмечаются низкое артериальное давление, изменения электрокардиограммы, в крови — снижение уровня сахара и повышенное содержание гемоглобина, молочной кислоты и т. д. Действие цианидов калия и натрия на кожу может вызвать образование трещин, развитие экземы.

Индивидуальная защита: фильтрующий промышленный противогаз, защитные герметичные очки. Спецодежда из кислотоупорной ткани. Рукавицы, перчатки из стойкой резины. Сапоги из противокислотной резины.

АММИАК (NH3)

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это мы и воспринимаем как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. ПДК в воздухе рабочей зоны производственного помещения составляет 20 мг/м³. 

 

 
 

 

3.2 ВЕНТИЛЯЦИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО  ЦЕХА

Существуют нормы предельно допустимых концентраций ПДК вредных веществ в воздухе рабочих помещений. Эти нормы включают довольно много веществ, выделяющихся в процессе работы гальванического оборудования (брызги и пыль химикатов, пыль абразивов, пары растворителей и т.п.). Для того чтобы их концентрация не превысила допустимого предела, применяются различные меры. Наиболее распространенной и наиболее действенной из них является оборудование цеха приточно- вытяжной вентиляцией, назначение которой состоит в том, чтобы за счет обмена воздуха, т.е. отсоса загрязненного и подачи свежего, поддерживать содержание вредных веществ в воздухе гальванического цеха на уровне, не превышающем требований ПДК.

Вентиляция воздуха может происходить за счет разности его температур внутри и снаружи помещения, через открытые окна, случайные щели, даже через стены при их относительно пористом материале, но эта так называемая естественная вентиляция мало производительна, а по направлению и скорости движения воздуха плохо поддается управлению. Значительно более эффективна принудительная промышленная вентиляция, при которой воздух отсасывается или подается вентилятором с силовым приводом. Принудительная вентиляция позволяет отсасывать воздух с нужной интенсивностью непосредственно из мест вредных выделений и подавать свежий воздух, рационально распределяя его по помещению.

Вся приточно - вытяжная система вентиляции гальванического производства, а часто и сообщающихся с ним соседних помещений, представляет собой единое целое, в котором все движения воздуха в трубопроводах и в самом помещении связаны между собой.

Поэтому, какое-либо нарушение предусмотренной проектом взаимозависимости путем, например, переделки каких-нибудь элементов воздуховода или, что гораздо хуже и абсолютно недопустимо, присоединением дополнительных потребителей, не подкрепленное расчетом и соответствующими конструктивными мероприятиями, может катастрофически сказаться на вентиляции всего помещения.

Изготовление и переделки вентиляции должны проводится только квалифицированным специалистам, так как исправность вентиляции - это вопрос здоровья и даже жизни работающих в гальваническом цехе специалистов.

Бортовые отсосы гальванического оборудования

Конструкция бортового отсоса сказывается не только на эффективности работы вентиляции, но и на удобстве работы гальваника, а, следовательно, и на его производительности.

Системы вентиляции, применяемые в гальванических цехах это: вытяжные шкафы, внутри которых устанавливается оборудование; вытяжные зонты (колпаки), устанавливаемые над оборудованием, в том числе над электрофлотаторами; отсасывающие решетки, устанавливаемые сбоку от оборудования с его нерабочей стороны; бортовые отсосы, устанавливаемые на уровне верхнего края гальванических ванн и установок обработки поверхностей. Эти системы показаны на Рис.1

Рис.1 Воздухопринемные устройства местных вытяжных систем: вытяжной зонт (а); вытяжной шкаф (б); бортовой отсос (в).

Характеристика отсасывающих устройств представлена в Таблице 2.

Таблица 2. Характеристика вентиляционных отсосов, применяемых в гальванических цехах.

Тип	Достоинства	Недостатки	Области применения
Вытяжной шкаф	Хорошо изолирует помещения от вредных выделений из оборудования, стоящего внутри шкафа	Затрудненность доступа к оборудованию. При работе над оборудованием человек находится в зоне вредных выделений	При травлении цветных металлов
Вытяжной зонт (колпак)	Простота изготовления	При работе над оборудованием человек находится в струе отсасываемых вредных веществ. Расход воздуха очень велик, гак как трудно избежать непроизводительного подсасывания воздуха с боков	При работе в наливных колоколах с газвыделяющими щелочными электролитами или при очистке колоколов от наростов травлением в кислотах
Панель Чернобережского (панели равномерного всасывания)	Мало мешает работе, особенно если оборудование стоит у стены и панель не мешает проходу. Хорошо улавливает выделения легких газов, например водяного пара	Требует значительного расхода воздуха. Неудобен ее монтаж при свободно стоящем оборудовании	На промывочных ваннах с горячей водой при их одностороннем обслуживании. В гальванических цехах применяется редко
Бортовой отсос	Хорошо удаляет брызги и тяжелые газы и в большинстве случаев легкие газы. Рабочий, наклоняющийся над оборудованием, находится вне зоны вредных выделений	Увеличивает ширину оборудования, несколько затрудняя доступ к противоположному от рабочего краю ванны	На всех видах гальванического оборудования, включая даже некоторые типы вращающихся колоколов и барабанов

Принцип работы наиболее универсального для гальванического оборудования вентиляционного оборудования - «бортового отсоса» в том, что всасываемый с большой скоростью через узкую заборную щель отсоса воздух образует над зеркалом раствора электролита сильную горизонтальную струю (факел), которая сбивает с вертикального пути выбрасываемые из раствора капли и этим заставляет их главную массу упасть обратно в ванну, а остальные капли и газы увлекаются в вентиляционные отсосы.

Эта работа местного вентиляционного отсоса особенно хорошо наблюдается над гальванической ванной хромирования, брызги от которой ярко окрашены и их путь легко проследить. 

 

3.2.1 РАСЧЁТ БОРТОВОГО ОТСОСА

Бортовые отсосы получили наибольшее распространение в гальваническом производстве, так как они удобны, эффективны и экономичны.

Бортовые отсосы применяют для удаления вредных выделений с поверхности растворов, находящихся в различных ванных, где происходят процессы металлопокрытия и травления. Различают однобортовые отсосы, когда щель отсоса расположена вдоль одной из длинных сторон ванны, двухбортовые, когда щели расположены у двух противоположных сторон, и угловые — при расположении щелей у двух соседних сторон.

Бортовой отсос называют простым (рис. 2,а), когда щели расположены в вертикальной плоскости, и опрокинутым (рис. 2, б),

Рис. 2. Бортовые отсосы: а — простой; б — опрокинутый.

 

Когда щели расположены горизонтально в плоскости, параллельной зеркалу ванны. Чем токсичнее выделения с зеркала ванны, тем ближе их нужно прижать к зеркалу, чтобы не допустить попадания вредных веществ в зону дыхания работающих у ванн.

Простые отсосы следует применять при высоком стоянии уровня растврра в ванне, когда расстояние до щели отсоса Н составляет менее 80—150 мм; при более низком стоянии уровня раствора (//=150... 300 мм и более) значительно меньшего расхода воздуха требуют опрокинутые бортовые отсосы.

Расход воздуха на все виды бортовых отсосов тем больше, чем больше ширина ванны В, выше температура раствора и чем ближе к поверхности раствора необходимо прижать поток с учетом токсичности выделений.

Определение расхода воздуха, отсасываемого от горячих ванн. Расход воздуха, отсасываемого от промышленных ванн, впервые теоретически определил инж. И. Л. Виварели.

При работе бортового отсоса на частицу воздуха, находящуюся у поверхности раствора в ванне, действуют подъемная сила и сила всасывания. Под влиянием их частица движется по криволинейной траектории.

Исходя из условия постоянства подъемной силы Р в потоке (при постоянных температуре и плотности среды) по всему его пути, можно записать

где  — плотность воздуха в потоке;  — плотность окружающего воздуха;   — масса потока в том же сечении.

Пренебрегая увеличением массы на небольшом расстоянии от ванны, можно принять ускорение постоянным, и тогда сила Р может быть определена как

где u — скорость восходящего потока; t—время с момента отрыва потока от зеркала ванны; отсюда

Заменяя отношение плотностей отношением абсолютных температур, получим:

После интегрирования при uнач=0 определим

На небольшом расстоянии от ванны отношение избыточных температур может быть принято равным

где Тв — абсолютная температура нагретой жидкости в ванне.

Подставляя вместо

 

получим:

Скорость, создаваемая однобортовым отсосом, рассматриваемым как линейный сток, может быть определена по формуле

где L—объемный расход воздуха для всей щели отсоса. м3/с;  — угол, образованный границами всасывающего факела; г — расстояние от щели до рассматриваемой точки.

На основании приведенных рассуждений И. Л. Виварели были получены расчетные формулы.

Ванна считается холодной, если температура жидкости в ней примерно равна температуре воздуха в помещении  и горячей, если  Объемный расход воздуха L, м3/ч, отсасываемого от горячих ванн, может быть определен по формуле

где Кз— коэффициент запаса, равный 1,5—1,75; для ванн с особо вредными растворами Кз=1,75...2; КТ— коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны, зависящий от отношения ширины ванны В к ее длине l для однобортового простого 

для двухбортового   при наличии сдува КТ=1;

Б — безразмерная характеристика, равная для однобортового отсоса 0.35, а для двухбортового 0,5; р — угол между границами всасывающего факела, рад; ТВ и ТПОМ — абсолютные температуры соответственно жидкости в ванне и воздуха в помещении К.

Пример 1. Определить расход воздуха, удаляемого двухбортовым отсосом ванны травления серной кислотой, установленной у стены, при следующих данных tn=60° С; tПОМ= 16° С; B=0,9 м; l= 1 м; φ = π/2.

Решение. Принимаем коэффициент запаса K3=1,5, коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны 

безразмерную характеристику Б=0,5.

В этом случае объемный расход отсасываемого воздуха будет равен:

 

 

3.3 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД  ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЦЕХА

Предназначение очистных сооружений заключается в том, чтобы очистить сточные воды (кислотно-щелочных, хромсодержащих, цианистых, фторсодержащих) после операций промывки в гальваническом производстве до норм предельно допустимых концентраций ПДК вредных веществ по тяжелым металлам с последующим сбросом очищенной воды в систему канализации или возвратом на повторное использование в цикле оборотного водоснабжения предприятия.

Сточные воды из гальванического цеха поступают самотеком на очистные сооружения по раздельным трубопроводам для каждого вида загрязнений. Смешение стоков разных видов не допускается. Стоки содержат циан, 6-ти валентный хром, кислоты, щелочи и соли тяжелых металлов (никеля, цинка, железа), содержание которых при сбросе в городскую канализацию лимитируется санитарными нормами.