Загрязнение атмосферы выбросами машиностроительных предприятий

 

      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 цеха.

      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

      Фракционный 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 цеха.

      Вентиляционный  воздух, 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/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 цианистого водорода на один агрегат цианирования.

      Гальванические  цеха.

      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, H₂SО₄, 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.

      Цеха 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          -	0,02        -        -          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

      Массовые 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 таблице 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 цеха. 

      На  участках сварки и резки металлов состав и масса выделяющихся 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 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 800-900⁰С, 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.