1、 第一章 概 论人们需要适合于劳动、工作和生活的空气环境除了要求它符合一定的温度，湿度和风速外，还要求空气具有一定的清洁度。但是，在工业生产中散发的各种粉尘、有害气体和蒸气等有害物使空气 环境受到污染，对人的健埭、工业生产过程本身以及生态造成危害。随着上业生产的发展和社会的进步，控制有害物 对室内外空气的污染，满足人们的要求和生产的需要，成 为愈来愈迫切需要解决的问题。工 业通风就是研究和解决这一问题的重要技术本章首先分析工业通风的控制对象即工业有害物的来源、性质和危害、传播机理，然后介 绍控制有害物的标准，包括工业企业设计卫生标准(丁 J3679)(以下简称卫生标准) ，工业“三废排放试行标
2、准(GBJ473)(以下简称排放标准)以及关于有害物的综合防治措施。基本要求1熟悉主要有害物的性质和对人体的危害。2掌握粉尘的传播机理。 3，熟悉卫生标准和排放标准及其制订根据4熟悉通风方法。5熟悉改善空气环境的正确途径(综合措施)第一节 工业有害物的来源与危害工业有害物指的主要是工业生产中散发的粉尘、有害气体及蒸气、余 热和余湿一、工业有害物的来源(一)粉尘 粉尘是指悬浮在气体中的固体微粒。它来源于机械、冶金，建材、电力等工业部门的生产；过程，主要有：(1)粉粒状物料的筛分、混合、装卸，运 输过程，例如煤粉、面粉、水泥的生产和运输， 铸造车间的混砂和落砂工艺；(2)固体物料的破碎，碾磨和加工
3、，例如耐火材料、建材车间的原材料破碎和碾磨，金属件的切削加工 过程；(3)燃烧过程，例如燃煤产生的大量烟尘；(4)物质加热过程中形成的蒸气在空气中氧化、凝结，例如冶炼过程中产生的锌蒸气，在空气中冷凝成氧化锌微粒在通风与除尘技术中，常将悬浮在气体(主要是空气)中的固体或液体微粒所组成的分散体系，称为气溶胶。它是两相系统。把分散在气相中的微粒为固相的称为粉尘，微粒第 1 页为液相的称为雾根据气溶胶微粒的不同成因， 还可将微粒分为分散性和凝聚性两种，前者 为粉尘，后者为烟，有时统称为烟尘粉尘包括所有的固态分散性微粒，其尺寸范围从亚微米到数百微米其中粒径在 10m 以上的称为“降尘 ，粒径在 10#m
4、 以下的称为飘尘飘尘是除尘技术研究的主要 对象烟则包括所有凝聚性固态物质微粒和液 态、固态微粒因凝聚作用的生成物通常它是燃烧过程或其他化学高温过程的产物，粒径范围约为 001 一 l#m，如铅蒸气氧化成的氧化铅，煤、炭燃烧生成的烟就屑此类随着对空气污染控制的要求日益严格，新近又提出了 “超细粉尘“这一名词一般是指 3am 以下的粉尘； (二)有害气体和蒸气 在化工。造纸、油漆、金属冶 炼、 铸造、金属表面处理过程中，均会产生大量的有害气体和蒸气。例如，在汞矿石冶炼和用汞的生产工艺过程中会散发出汞蒸气；在有色金属冶炼和红丹、橡胶、蓄电池等生产过程中会产生铅蒸气；在焦炉煤气制造和以苯为原料和溶剂的
5、生产过程中挥发出苯蒸气。此外在燃烧过程和一些化工过程中产生CO，NOx 和硫氧化物。 二、工业有害物的危害有害物的危害是多方面的，首先是对人体的危害。此外，对生产过程和产品质量。建筑物，动植物都有危害。(一)有害物对人体的危害 有害物对人体的危害是经呼吸道进入、皮肤进入和消化道进入等三个途径造成的，其中以呼吸道 进入最为主要和最为危险。有害物在进人人体以后，与人体组织发生化学、物理化学作用后，在一定条件下会影响甚至破坏人体正常的生理机能，引起某些器官和系统的暂时或永久性病变，这在医学上称之为中毒。不同的右害物 对人体的毒害是不同的 1粉尘对人体的危害粉尘对人体的危害程度取决于粉尘的性质、粒径大
6、小和进人人体的粉尘量。粉尘对人体的危害与其化学性质有密切关系粉尘的化学性质决定着它在人体内参与和干扰生化 过程进行的程度和速度，从而决定了危害的程度。一些强毒性的金属粉尘，会引起中毒直至死亡如 铅会使人贫血，损害大脑；镍，铬会使人肺癌发病率增加一般的非金属粉尘对人体的危害也是明显的 铸工长期吸人矽尘会引起“矽肺病长期吸入石棉尘，会引起“石棉肺” 病并可能并发肺癌粉尘对人体的危害程度与粉尘粒径有密切关系。不同大小粒径的粉尘在呼吸系统部位的沉积情况并不相同。图 1-1 表示不同粒径的粉尘在鼻部、气管和肺组织的不同沉积量大小与较粗的粉尘(5,urn)不同，细粉尘(5um)会深入到并滞留在肺泡造成危害
7、。矽肺死者肺中的粉尘直径在 16(m 以下：的占 86， 32#m 以下的 为100一般认为小于 04um 的粉尘在人第二章 通风方法与全面通风量通风的任务是以通风换气的方法改善车间的空气环境；概括地说，是把局部地点或整个房间内的 污浊空气排至室外(必要时先经过净化处理)，把新鲜(或经过处理)的空气送人室内。前者称为排风，后者称为进风由实现通风任务所需要的设备，管道及其部件组成的整体，称之为通风系统-本章介绍控制工业有害物的主要通风方法，重点阐述全面通风的基本原理局部通风是十分有效的通 风方法，设计时一般应优先考虑，将在后面章节作详细介绍。基本要求1了解主要的通风方法 2熟悉局部通风系统的组成
8、3掌握全面踊风的原理，正确计算全面通风量，熟练掌握空气平衡与热平衡、气流组织。4.熟悉事故通风的特点及其应用。第一节 房间通风的主要方法按照通风动力的不同，通风可分为自然通风和机械通风 一、自然通风 自然通风足依靠室内外空气的温度差(实质是密度差)造成的热压，或者星室外风造成的风压，使房间内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境自然通 风不需要另外设置动力设备， 对于有大量余热的车间，是一种经济、有效的通风方法其缺点是，无法 处理进入室内的室外空气，也难与对从室内向室外排出的污浊空气进行净化处理；其次，自然通风量受室外气象条件影响，通风效果不稳定。 二、机械通风依靠通风机作用使空气流动，造成
9、房间通风换气的方法，称为机械通风由于 风机的风量利风压可根据需要确定，这种通风方法能保证所需要的通风量，控制房间内的气流方向和速度， 对进风和排风进行必要的处理，使房间空气达到所要求的参数。因此，机械通风方法得到了广泛应用按照通风的作用范围，可以分为局部通风和全面通风三、局部通风局部通风分为局部进风和局部排风，其基本原理都是通过控制局部气流，使局部工作范围不；受有害物的 污染，并且造成符合要求的空气环境。(一)局部排风系统典型的局部排风系统如图 21 所示，通常由下述几个部分组成。第 10 页1局部排风罩 局部排风罩是用来捕集有害物的装置，其设计和安装是否合理，性能是否良好，直接影响到局部排
10、风系统的效果性能良好的局部排风罩，如密 闭罩只需较小的风量就能够获得良好的通风效果。排 风罩的形式多种多样，以能和生产设备及操作条件实现良好配合的为优 2风管 通风系统中用来输送气体的管道称为风管，它把系统中的各种设备和部件连接成一个整体。风管通常用薄 钢板制作，也可用聚氯乙烯、玻璃钢板、混凝土板等其他材料制作风管布置要合理，力求短、直、顺为了保证系统的技术经济性能，风管内的流速要合理确定。3净化设备 为了保护大气环境或回收原材料，当排气中的粉尘或其他有害物的含量超过排放标准时，必须采用除 尘器或有害气体净化设备处理，在达到排放标准后排人大气4风机风机由电动机带动，为空气流动提供动力。 为 了
11、防止风机的磨损和腐蚀，一般把它装置在 净化设备的后面。(二)局部送风系统对于操作人员少，面积大的车间，用全面通 风 改善整个车间的空气环境，既困 难又不经济，而且也无此必要只向局部工作地点送风，在局部地点造成良好的空气环境，称此种通 风方法为局部送风，也称岗位吹风炼钢。铸造等高温车间经常采用这种通风方法局部送风分为系统式和分散式两种。图 22 是铸造车间浇注工段采用的系统式局送风系统送风空气一般先经处理再送人工作区。分散式局部送风一般采用轴流风扇或喷雾风扇。在散发粉尘或其他有害物的工作地点，为防止高速气流造成有害物在整个车间扩散飞扬，不宜采用分散式局部送风系统。四、全面通风全面通风是对整个房间
12、进行通风换气。其基本原理是，用清 洁空气稀释(冲淡)室内空气中的有害物浓度， 同时不断地把污染空气排至室外，保证室内空气环境达到卫生第三章排风罩局部排风罩是局部排风系统的重要组成部分，它通过控制污染气流的运动，来控制工业有害物在空气中的 扩散和传播设计完善的排风罩，能在不影响生 产工艺和设备操作的前提下，用 较小的风量获得良好的通风效果，保证工作区的空气环境达到卫生标准局部排风罩有不同的分类方法。例如，按照操作温度分 为热过程排风罩和冷过程排风罩；按照排 风罩的工作原理，则可分为密闭罩、外部吸气罩、接受式排 风罩、槽边排风罩、吹吸式排风罩和通风柜不论哪种形式的排风罩，都是通过控制局部气流来控制
13、工业有害物的。因此，研究和掌握局部排风罩口的气流运动规律是本章的重点基本要求1熟悉排风罩的基本形式。 2掌握各种排风罩的原理3掌握各种排风罩口的气流运动规律和风量计算方法4 掌握控制风速法和流量比法的应用5掌握空气幕的计算方法。第一节 防尘密闭罩密闭罩是把有害物源全部密闭在罩内，隔断生产过程中造成酌一次尘化气流和室内二次气流的 联系，防止粉尘等有害物随室内气流传播到车间其他部位。设计正确，密闭良好的密闭罩，用 较小的排风量就能获得良好的效果。密闭罩上一般均设有较小的工作孔 1(图 31)，以能观察罩内工作情况，并从罩外吸人空气罩内污染空气由风机 2 排走密闭罩工作时，必 须保证罩内各点均为负压
14、，以防止 污染气流经工作孔或不严密的缝隙渗出并扩散到车间防尘密闭罩是应用较广的一种密闭罩，现在来分析它的工作原理，计算必需的排风量由 yu 2 以下一些原因，防尘密闭罩内会造成正压一、机械设备运动在罩内造成的正压图 32 所示为一碾轮机，当碾轮高速旋转时会带动周围空气一起运动，造成一次尘化气流高速气流在与罩壁发生冲撞时，其动压转化为静压，使罩内 压力升高，形成定的正压。二、物料运动在罩内造成的正压 图 33 所示的是皮带输送机转落点的工作情况当物料的落差较大时，高速下落的物料诱导周 围空气一起从上部罩口进入下部密闭罩，并使下部密闭罩内的压力升高此外，物料下落 时的飞溅也会造成罩内正压为了消除诱
15、导空气对下部密闭罩内压力的影第 25 页响，根据物料落差大小，在不同部位抽风当物料落差小于 lm 时，物料诱导的空气量较小，可按图 3-3 中(a)所示设置排风口。当物料的落差大于 lm 时， 则应按图 3-3 中(b)所示在下部设置排风口图 3-4 是物料发生飞溅时的情况。由于这种局部气流飞溅速度较高，用一般抽风方法难于抑止局部高速气流正确的办法是采取预防措施，避免或堵塞飞溅区域内的孔口或者缝隙；或者采用宽大密闭罩，使 尘化气流在到达罩壁上的孔口或缝隙前速度已大为减弱。三、罩内外温度差造成的正压当图 3-5 所示的斗式提升机提升高第四章 粉尘的特性和净化机理固体物料的破碎、研磨，粉粒状物料的
16、筛分、输送、包装，以及燃烧，焊接浇铸，切削等 许多生产 工艺中，都会散发大量的粉尘，它们统称为工业粉尘，是空气的主要污染物。 对含尘气体必须进行净化处理，达到排放 标准后才能排人大气为了保证室内空气的清洁度，空调和通风系统的进风也需要净化处理。一般空调系纫进风的含尘浓 度不超过 Imgm3，对于有净化特殊要求的如电子、精密仪表车间，其 边风中的灰尘浓度还要低得多。在通风与空调工程上，用于通风排气或工艺尾气中粉尘净化的设备称为除尘器，用于进气净化的 设备常称为空气过滤器，它们是通风和空调工程上的重要设备。在第一章已分析过，粉尘的物理、化学性 质不同，对人体的影响也是不同的因此，粉尘的物化性质(特
17、别是粒径)是 评价车间空气环境质量的重要依据之一；而且，粉尘 6(物理性质对除尘器的分离过程和效率，以及选用都具有重要意义本章先介绍粉尘的主要特性，重点介绍粉尘的净化设备(除尘器和过滤器)所运用的主要机理基本要求1了解粉尘的主要性质：真密度、粘附性， 比表面积， 自燃性和爆炸性、带电性、可湿性、 自然休止角和粒径分布等，着重掌握粉尘的粒径分布2掌握粉尘的净化机理：重力沉降，离心力分离、惯性分离、空气动力捕集， 电力分离等， 以及机理的应用第一节粉尘的特性粉尘和气体组成的混合物是非均相系，其中粉尘的性质与除尘技术有密切关系。粉尘的主要性质 列述如下：一、粉尘的密度(尘粒密度)粉尘的密度分为真密度
18、和容积密度两种自然堆积状态下的粉尘在颗粒之间以及颗粒内部存在空隙，此状态下单位体积的粉尘质量称为(粉尘的)容积密度在密实无空隙状态下单位体积粉尘的质量称为(粉尘的 )真密度在研究单个尘粒的受力和在气流中的运动时应用真密度，在设计计算除尘器灰斗和中间料仓时应用容积密度。本书未作说明的均指真密度。二，粘附性粉尘附着在固体表面，或者粉尘互相粘附的现象称为粘附。前者会引起除尘设备或管道堵塞， 诱发故障；后者会使粒径增大，有利于提高除尘效率三、比表面积单位质量粉尘的表面积称为粉尘的比表面积大部分工业粉尘的比表面积为 103 一 104cm22，粉尘的物化活性与比表面积有密切关系。第 70 页四，自然性和爆炸性固体物料破碎以后，其表面积急剧增加例如每边长 1cm 的立方体物料粉碎成每边长 1um 的微粒， 总表面积由 6cm2 增大到 6m2随着粉 尘比表面积增加，系统中粉尘的自由表面能也随之增加，从而提高了粉尘的化学活性，尤其提高了氧化产热的能力，在一定的条件下会燃烧粉 尘自燃是由于放热反应时散热速度超过系统的排热
