Загрязнение атмосферы машиностроением

и может колебаться в следующих пределах (мас. доли,%): SiO2 - 20-50; CaO – 2-12; Al2O3 – 0,5–6; MgO – 0,5-4; (FeO+Fe2O3) – 10-36; MnO – 0,5-2,5; C - 30-45. Диспераный состав ваграночной пыли приведён в табл. 2. Таблица 2 Размер частиц, мкм <5 5-10 10-25 25-50 50-75 75-150 >150 Фракционный состав: при горячем дутье, % 16,6 13,3 16,0 13,2 12,5 18,4 10 при холодном дутье, % -

2,4 6,2 21,8 26,4 29,9 13,3 Медианный размер пыли при горячем дутье 20 мкм, а при холодном дутье 70 мкм. В закрытых чугунл-литейных вагранках производительностью 5-10 т/ч на 1 т выплавленного чугуна выделяется 11-13 кг пыли, 190-200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др. Концентрация пыли в отходящих газах составляет 5-20 г/ куб м, медианный размер пыли 35 мкм. В табл. 3 приведены выбросы загрязняющих веществ электродуговыми печами при выплавке

стали. Таблица 3 Ёмкость печи, т Производитель ность печи, т/ч Выбросы, кг/т пыль СО NOx 0,5 0,33 9,9 1,4 0,27 1,5 0,94 9,8 1,2 0,26 5 2 9,4 1,3 0,26 10 3 8,8 1,4 0,27 20 5,9 8,1 1,5 0,29 50 11,4 6,9 1,4 0,28 100 21 6,6 1,5 0,29 При плавке стали в индукционных печах, по сравнению с электродуговыми. Выделяется незначительное количество газов и в 5-6 раз меньше пыли, по размеру более крупной. При литье под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид,

метанол и другие токсичные вещества, количество которых зависит от состава формовочных смесей, массы и способа получения отливки и ряда других факторов. Газовыделения при заливке металлом форм и их охлаждении можно определить по данным, приведённым в табл. 4. Таблица 4 Вещество Удельные газовыделения для марки связующего вещества, мг/(кг смеси*ч) ОФ-1 БС-40 УКС Бензол 418 - - Фенол 390 - - Фурфулол -

2 - Метанол 5,207 Аммиак - 823 Цианистый водород - 1,2 - Формальдегид 8,7 34,0 34,2 Оксид углерода 920,0 496,0 1921,0 Диоксид углерода 688,0 3260,0 8563,0 Метан 204,0 111,0 82,0 От участков выбивки литья на 1 м2 площади решётки выделяется до 45-60 кг/ч пыли, 5-6 кг/ч оксида углерода, до 3 кг/ч аммиака. Значительными выделениями пыли сопровождаются процессы

очистки и обрубки литья. Работа пескоструйных и дробеструйных камер, очистных барабанов и столов сопровождается интенсивным выделением пыли с медианным размером 20-60 мкм. Концентрация пыли в воздухе, отводимом от камер и барабанов, составляет 2-15 мг/м3 . Значительное количество пыли и газов выделяется в атмосферу участками литейных цехов по приготовлению, переработке и использованию шихты и формовочных материалов.

Так, содержание пыли, на 35-50% состоящей из диоксида кремния, в отводимом воздухе составляет: Технологический процесс Концентрация, мг/м3 Размол материалов: шаровые мельницы… 6-10 дробилки… 5-12 Сушка материалов 5-10 Приготовление смесей: сита… 0,8-4,3 смесители (бегуны)… 1,7-7,4 грохоты… 0,7-1,5 Интенсивность выделения вредных веществ (приведено к формальдегиду) при изготовлении стержней из холоднотвердеющей смеси зависит от состава связующего вещества (газовыделение отнесено к 1дм2 площади поверхности стержня):

Связующее При заполнении ящиков смесью, При отвержении смеси, мг/ (кг*ч) мг/ (дм2 *ч) Фенолоформальдегидные 9,2 1,46 Карбамидоформальдегидные 215 37,8 Карбамидофурановые 41 5,7 На основе синтетических смол 61 10,3 Кузнечно-прессовые и прокатные цехи. В процессах нагрева и обработки металла в кузнечно – прессовых и прокатных цехах выделяются пыль, кислотный и масляный аэрозоль (туман), оксид углерода, диоксид серы

и др. При прокатке пыль образуется главным образом в результате измельчения окалины валками, при этом 20% пыли имеет размер частиц менее10 мкм. Выброс пыли из цеха составляет в среднем 200 г на 1 т товарного проката. Если в процессе проката применяется огневая зачистка поверхности заготовки, то выход пыли возрастает до 500-2000 г/т. При этом в процессе сгорания поверхностного слоя металла образуется большое количество мелко дисперсной пыли, состоящей на 75-90% из оксидов железа:

Размер частиц, мкм…. <0,5 0,5-1 >1 Фпакционный состав, %… 20-25 60-65 10-20 При использовании в кузнечно-прессовых цехах для нагрева металла пламенных печей в атмосферу выбрасываются оксиды углерода, серы, азота и другие продукты сгорания. Общеобменной вентиляцией кузнечно-прессового цеха в атмосферу выбрасываются оксиды углерода и азота, диоксид серы. От пролетов с молотами выбросы оксида углерода на 1 т топлива составляют 7 кг/т (газ

или мазут), диоксида серы – 5,2 кг/т (мазут); от пролетов с прессами и ковочными машинами – соответственно 3 и 2,2 кг/т. Термические цехи. Вентиляционный вохдух, выбрасываемый из термических цехов, обычно загрязнён парами и продуктами горения масла, аммиаком, цианистым водородом и другими веществами, поступающими в систему местной вытяжной вентиляции от ванн и агрегатов для термической обработки. Источниками загрязнений в термических цехах являются также 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/м 3 . 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 гч цианистого водорода на один агрегат цианирования.

Гальванические цехи. В воздухе, удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества находятся в виде пыли, тонкодисперсного тумана, паров и газов. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и щелочного травления. При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование и т.п.) образуются различные вредные вещества. Так, при фосфатировании изделий выделяется фтористый водород, концентрация которого в отводимом воздухе

достигает 1.2 – 15 г/м3. Концентрации HCL, H2S04, HCN, Cr2O3, NO2, NaOH 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 (механическая очистка и обезжиривание поверхностей) выделяются пыль, пары бензина, керосина, трихлорэтилена, туманы щёлочей.

Анализ диспесного состава туманов показал, что размер частиц находится в пределах 5-6мкм при травлении, 8-10мкм при хромировании и 5-6мкм при цианистом цинковании. Цехи механической обработки. Механическая обработка металлов на станках сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются из помещений. В табл. 7 приведено количество паров воды, туманов масел и эмульсий, выделяющихся за 1 час при работе

станков в расчёте на 1 кВт мощности устанавливаемых на станках электродвигателей. Таблица 5 Оборудование Масса, г пары воды масляный туман туман эмульсона Металлорежущие станки при масляном охлаждении Металлорежущие станки при эмульсионном охлаждении Шлифовальные станки при охлаждении эмульсией и содовым раствором Шлифовальные станки при охлаждении маслом - 150 150 -

0,2 - - 30 - 0,0063 0,165 - Диаметр шлифовального круга, мм… 150 300 350 400 600 750 900 Выделение пыли, г/ч……… 117 155 170 180 235 270 310 Пыль заточных станков инструментального цеха имеет частицы неправильной формы следующего дисперсного состава: Размер частиц, мкм……… <10 10-16 16-25 25-40 40-63 >63 Мас. доли, %… 0,5 3 14,5 35 37 10 Медианный размер пыли 38 мкм при среднеквадратичном отклонении 1,64;

плотность материала частиц пыли 4,23 г/см3. Значительное выделение пыли наблюдается при механической обработке древесины, стеклопластиков, графита и других неметаллических материалов. Так, при обработке текстолита, стеклоткани, карболита и органического стекла выделения пыли составляют (г/ч на единицу оборудования): Обработка текстолита на станках: токарных… 50-80 фрезерных….…… 100-120 зубофрезерных…. 20-40 Раскрой стеклоткани на ленточном станке… 9-20

Обработка карболита на станках: Токарных и расточных… 40-80 Фрезерных… 180-280 Сверлильных… 36-50 Резание органического стекла дисковыми пилами 800-950 При механической обработке полимерных материалов одновременно с пылеобразованием могут выделяться пары различных химических веществ и соединений (фенол, формальдегид, стирол и др.), входящих в состав обрабатываемых материалов. Цехи производства неметаллических материалов.

В машиностроении широкое применение находят стеклопластики, которые содержат стекловолокнистый наполнитель и связующие смолы (ненасыщенные полиэфирные, фенолоформальдегидные и эпоксидные). Выделение вредных паров веществ при формировании и полимеризации для различных смол приведено в табл. 6. Таблица 6 Марка смолы Температура Формирования и полимеризации, градус Вредные вещества, г/кг стирол толуол малеиновый ангидрид гипериз ацетофенон

НПС-609-21м НПС-609-26с ПН-3 5-15 20-30 40-50 70 5-15 20-30 40-50 70 5-15 20-30 40-50 70 25 32 40 47 20 25 32 40 215 260 290 340 9 11 14 16 3,6 4,5 5,7 7 - - - - 0,9 1,1 1,4 1,6 0,07 0,09 0,11 0,14 4,4 5,2 6 7 0,05 0,07 0,08 0,1 0,07 0,09 0,11 0,14 0,3 0,4 0,5 0,5 0.04 0,05 0,06 0,07 0,05 0,04 0,05 0,06 0,07 0,22 0,25 0,3 При производстве эбонитовых изделий в вентиляционную систему попадают SO2, CO, H2S, пары бензина, толуола, глицерина, пыль. Особенно много вредных выбросов происходит в процессе производства пластмасс, синтетических волокон

и т.п. Сварочные цехи. На участках сварки и резки металлов состав и масса выделяющися вредных веществ зависит от вида и режимов технологического процесса, свойств применяемых сварочных и свариваемых металлов. Наибольшие выделения вредных веществ характерны для процесса ручной электродуговой сварки покрытыми электродами. При расходе 1 кг электродов в процессе ручной дуговой сварки стали образуется до 40 г пыли, 2 г фтористого водорода, 1,5 г оксидов углерода и азота; в процессе сварки чугунов – до 45 г пыли и 1,9

г фтористого водорода. При полуавтоматической и автоматической сварке (в защитной среде и без неё) общая масса выделяемых 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 от 10-3 до 1 мкм, около 1% пыли имеет размер частиц 1-5 мкм, частицы размером более 5 мкм составляют всего десятые доли процента. Участки пайки и лужения. В вентиляционный воздух на участках пайки и лужения выделяются токсичные газы

(оксид углерода, фтористый водород), 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 составляют: Пайка электропаяльниками мощностью 20-60 Вт…0,02-0,04 мг/100 паек Лужение погружением в припой (отнесено к поверхности ванны)…300-500 мг/ (м2*ч) Лужение и пайка волной (отнесено к поверхности волны)………….3000-5000 мг/ (м2*ч)

Массы оксида углерода, выделяющиеся при обжиге 1 г изоляции при температуре 800-900 С, следующие, мг: винипласт – 240, полихловинил – 180, полиэтилен – 100, фторопласт – 100, хлопок – 100, шелк – 200, шелк и винипласт – 190. При обжиге фторопластовой изоляции выделяется на 1 г изоляции 3 мг фтористого водорода.