Научная статья на тему 'Очистка воздуха от цианистой пыли и цианистых соединений, выделяющихся при цианировании стали'

Очистка воздуха от цианистой пыли и цианистых соединений, выделяющихся при цианировании стали Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
303
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Очистка воздуха от цианистой пыли и цианистых соединений, выделяющихся при цианировании стали»

чением экранирования рабочих контуров, которое требует специальной технической разработки;

б) размещение высокочастотной установки в боксе как в случаях эксплуатации ее в отдельном помещении, так особенно при расположении в общем цехе. Боксы должны быть оформлены в виде клетки, имеющей металлические (листы, сетки, комбинации их) стены, потолок, пол (с соответствующим заземлением). Допустимы общие боксы для нескольких агрегатов;

в) при расположенйи высокочастотных установок в отдельном помещении желательно экранирование всего помещения: покрытие железными листами или металлической сеткой стен, потолка и пола. В помещениях первого этажа, если под ними не имеется подвальных рабочих помещений, металлическое покрытие пола необязательно.

* Ъ

П. А. Кугушев

Очистка воздуха от цианистой пыли и цианистых соединений, выделяющихся при цианировании стали

Из Горьковекой лаборатории Всесоюзного научно-исследовательского института

охраны труда ВЦСПС

Проблема очистки воздуха цеховых помещений и вентиляционного воздуха от газообразных веществ и пылевых частиц, содержащих цианистые соединения, представляется особо актуальной по двум соображениям: во-первых, вследствие широкого распространения в машиностроительном производстве процессов цианирования и, во-вторых, вследствие общеизвестной высокой токсичности циана и его соединений.

Цианирование производится для повышения наружной твердости и уменьшения изнашиваемости металла за счет насыщения поверхности изделий азотом и углеродом.

Оборудование цианистых участков состоит из специальных цианистых ванн-печей, ковшей для закалки деталей в цианистых ваннах-печах и шкафа для взвешивания цианистых солей. Цианистая ванна-печь состоит из стального тигля, вставленного в железный кожух, обмурованный огнеупорным кирпичом. Сверху тигель укрывается металлическим цилиндрическим кожухом с вытяжкой. Рабочее отверстие укрытия минимального размера имеет закрывающиеся сдвижные дверки. В тигле находятся цианистые соли в расплавленном виде при температуре 800—870°. Обычно в общем количестве солей цианистый натрий или калий содержится в количестве 1—5 или 20—25%, а остальное составляет сода и поваренная соль.

Ковши для цианирования изготовляют из перфорированной листовой стали. Они имеют длинную ручку и вмещают мелкие детали весом в несколько килограммов. Для остывания ковшей отводится определенное место на полу.

Взвешивание цианистых солей обычно производят в отдельном помещении, где установлен стол с весами, имеющими укрытие в виде вентилируемого шкафа с закрывающимся рабочим отверстием.

В цианистых ваннах производят обработку мелких деталей. Ковш подогревают в цианистой ванне, ставят на выделенное место в помещении, загружают деталями. Детали, нагревшиеся от ковшей в течение 15 минут, поступают в цианистую ванну для дальнейшего нагрева, а затем охлаждаются в водяных или масляных ваннах Промывку деталей производят в содовой воде.

Вытяжка от цианистых ванн обычно осуществляется от металлического укрытия ванны цилиндрической или прямоугольной формы с верхним отсосом газов. Иногда добавляется бортовая вытяжка на уровне края ванны через несколько отверстий в обмуровке тигля. Вытяжку от места остывания ковшей делают в виде металлического зонта, расположенного на уровне 0,4—0,5 м от пола. Взвешивание и хранение цианистой соли происходят в металлическом вытяжном шкафу с двумя закры-

вающимися проемами: для размещения тары с солью и для взвешивания соли на весах.

Вентиляционный воздух от всех перечисленных местных отсосов удаляется наружу через шахту высотой в 5—6 м обычно с помощью механической или естественной тяги.

В процессе работы на участках цианирования происходит выделение паров цианистых соединений с поверхности ванн-печей, изделий и ковша; выделение окиси углерода вследствие неполного сгорания топлива или утечки газа; выделение углеводородов при сгорании масла в момент погружения разогретых деталей в масляные ванны; выделение пыли цианистых солей при загрузке их в виде порошка в ванны и при взвешивании в кладовой; теплоизлучение от открытых отверстий цианистых ванн-печей и нагретых ковшей с деталями; тепловыделения от нагревательных ванн-печей, деталей и ковшей.

Результаты исследований воздушной среды и работы вентиляции цианистых отделений показали, что десятикратный воздухообмен обеспечивал относительно удовлетворительные условия. При этом содержание вредных веществ в рабочей зоне не превышало предельно допустимых концентраций. Испытания эффективности отсосов с верхней вытяжкой при средней скорости всасывания в рабочем отверстии укрытия более 1,5 м/сек показали, что загрязнение воздушной среды на рабочем месте не превышает уровня предельно допустимой концентрации.

В случае комбинированного отсоса (верхний и бортовые отсосы), несмотря на то, что скорость движения воздуха в рабочем отверстии равна 1,2 м/сек, содержание цианистых соединений на рабочем месте оказывается выше предельно допустимой концентрации (0,0004 мг/л) и еще больше позади ванны (0,00053 мг/л).

Вследствие гидростатического напора в данном случае наибольшие скорости выбивания создаются у верхней кромки проема. Здесь должны быть и максимальные скорости отсоса. Нижний же отсос, выравнивая скорости по высоте, уменьшает скорости вверху и тем самым ухудшает эффективность отсоса.

Зонты с закрытыми торцевыми сторонами над местом остывания ковшей при скоростях в рабочем отверстии менее 1 м/сек недостаточно эффективны.

Вытяжные шкафы для хранения и взвешивания цианистой соли оказались мало эффективными вследствие малой скорости в рабочем отверстии (0,45 м/сек).

В отделении печей цианирования вентиляция должна быть устроена следующим образом.

1. Цианистые ванны-печи должны быть оборудованы местными отсосами типа шкафов с дверками. Отсос воздуха должен осуществляться в верхней части шкафа. Объем отсасываемого воздуха определяется по формуле:

з_

мз/час,

где Н — высота шкафа в м;

№ — площадь сечения открытой дверки шкафа в м2; — количество тепла, подводимого к шкафу ккал/час.

Однако средняя расчетная скорость всасывания в открытый проем шкафа не должна быть меньше 1,5 м/сек.

2. Зонты над местом остывания ковшей следует располагать на высоте 0,5 м от пола с углом раскрытия не больше 60°. Они должны иметь по трем сторонам съемные фартуки до пола.

Объем отсасываемого воздуха должен приниматься по скорости всасывания через открытую площадь (между иолом и краем зонта), равную 1 м/сек.

3. Место хранения и взвешивания цианистых солей необходимо оборудовать вытяжным шкафом с дверками.

Отсос из шкафа следует производить по всей ширине задней стенки на высоте 300 мм. Объем отсасываемого воздуха должен приниматься по скорости всасывания в открытом рабочем проеме, равной 1,5 м/сек.

4. Вытяжка от перечисленных местных отсосов должна быть механическая и самостоятельная, не связанная с отсосами от другого оборудования термического цеха.

'5. Приточный воздух должен подаваться в рабочую зону с малыми скоростями.

В качестве приточных насадок рекомендуется использовать полочный насадок, обеспечивающий малые скорости выпуска воздуха.

Объем приточного воздуха должен быть принят в 80% от общего объема (местной) вытяжки.

Вытяжные вентиляционные установки от цианистого оборудования термических цехов удаляют воздух с содержанием в нем вредных веществ в виде пыли и паров цианистых соединений.

Концентрация пыли с содержанием цианистой соли в воздуховоде, выбрасывающем вентиляционный воздух в атмосферу, при температуре 820° и содержании 18—26% цианистых солей в ваннах, по литературным источникам, достигает 108 мг/м3. Это подтверждается данными, полученными при наших обследованиях. Мы получили концентрации 81,9, 87,8, 115,2, 208,5 мг/м3 (средняя 123,3 мг/м3). Пыль эта растворима в воде и хорошо смачивается.

Концентрация паров цианистых соединений в воздуховоде в пересчете на HCN составляет при этом: по литературным данным, 0,003—0,0137 мг/л, по данным нашего обследования, 0,00225—0,00337 мг/л.

В том случае, если вентиляционный воздух не очищается от пыли цианистых соединений, он может загрязнять наружный воздух, а пыль постепенно и непрерывно откладываться в значительном количестве в виде белого осадка на кровле здания, где установлена шахта, а-также на кровле соседних зданий и на окружающей территории.

Зона распространения цианистой пыли и оседания ее главным образом в направлении господствующих ветров является значительной и может достигать более 100 м по прямой от шахты. Выбрасываемая с вентиляционным воздухом пыль является высокодисперсным аэрозолем с размером пылинок до 5 ц Как в воздухе, так и в виде отложений на кровле она содержит значительное количество цианистого натрия.

По нашим обследованиям, обнаружено NaCN в пыли воздуха вентиляционной системы 0,82, 1,19, 2,75 и 3,2%; в пыли, покрывающей кровлю,—0,74, 1,17,2,1%.

Санитарные нормы (НСП 101-51) требуют очистки удаляемого запыленного вентиляционного воздуха перед выбросом его в атмосферу, если концентрация минеральной нейтральной пыли в нем превышает 150 мг/м3.

Высокое содержание циансодержащей пыли в нашем случае, а также особая токсичность этой пыли показывают очевидную необходимость очистки воздуха, отсасываемого местными отсосами цианистых отделений, перед выбросом его в открытую атмосферу.

Горьковской лабораторией Всесоюзного научно-исследовательского института охраны труда ВЦСПС произведено испытание очистного сооружения в виде пылеотслойной камеры, установленной на кровле корпуса цеха холодной высадки.

Пылеотслойная камера размером 2X6,4X2,7 м была сварена из листового железа. Внутри камеры установлены в шахматном порядке три перегородки на расстоянии 1,8 м одна от другой, поперек потока воздуха, чем гасится скорость потока воздуха и создаются благоприятные условия для выпадения пыли.

Наше исследование имело целью выявить эффективность камеры и возможность ее использования в дальнейшем для аналогичных условий.

Концентрация пыли до и после фильтра определялась при помощи стеклянного пылевого аллонжа, заполненного стеклянной ватой.

Пропускная способность камеры составляла: I = 22 ООО м3/час. Живое сечение /^ж = 5,4 м2. Сопротивление камеры — 60 мм водяного столба. Средняя скорость в живом сечении камеры 1/= 1,13 м/сек.

Количество паров цианистых соединений в воздуховодах до и после камеры определялось путем пропускания воздуха через аллонж с алиг-нином (для задержания пыли) и с последующим поглощением в поглотителях Зайцева, заполненных 0,05 н. раствором ЫаОН. Раствор щелочи в дальнейшем анализировали на присутствие цианистого водорода колориметрическим методом с пикриновой кислотой.

В результате обнаружено содержание паров циансоединений: до камеры 0,00225 мг/л и после камеры 0,00337 мг/л. Это увеличение показывает, что камера не только не очищает воздуха от паров цианистых соединений, а, наоборот, цианистая пыль, постепенно разлагаясь в токе воздуха, еще больше насыщает его парами цианистых соединений.

Химические анализы пыли, осевшей в камере и на кровле цеха, показали, что цианистый натрий обнаруживается на расстоянии 45 м от шахты.

Для увеличения эффекта пылеотделения имеющейся камеры мы рекомендовали установить на кровле цеха дополнительно два параллельно соединенных конических инерционных пылеотделителя.

После установки инерционных пылеотделителей проведено повторное испытание эффективности пылеулавливающего устройства.

При этом были получены следующие результаты. При одинаковых начальных концентрациях пыли в 80 и 81,9 мг/м3 процент очистки при помощи одной камеры составлял 29,2; процент же очистки от комбинированного пылеулавливающего устройства составляет 69.

Исследования показали, что осаждаются в основном не только нейтральные частицы пыли (сода, сажа), но и токсические (содержащие ШСМ).

При определении запыленности по счетному методу установлено, что число пылевых частиц снижается незначительно. Следовательно, снижение весового содержания пыли происходит за счет оседания более крупных фракций пыли.

Таким образом, дополнительная установка инерционных пылеотделителей дала существенный положительный эффект по сравнению с очисткой воздуха только в камере.

Ввиду высокой токсичности пыли, необходимости нейтрализации осевшей пыли и недостаточно высокого процента очистки вентиляционного воздуха настоящий метод следует признать еще несовершенным.

Учитывая указанное, Горьковская лаборатория Всесоюзного научно-исследовательского института охраны труда ВЦСПС на основании опыта одного из московских заводов рекомендует для улавливания и нейтрализации цианистой пыли более совершенную установку. Загрязненный циансодержащей пылью воздух должен проходить перед выбросом в атмосферу через мокрый металлический фильтр с распылителями жидкости, устроенный по принципу и конструкции гравиевого фильтра для очистки воздуха от высокодисперсной пыли.

Ячейки металлического фильтра следует заполнить прессованными отходами металлопромышленности в виде тонкой ржавой металлической стружки толщиной 0,1 мм, получаемой при чистовой обработке деталей на токарных станках, или более толстой стружки, но сломанной по отдельным кольцам.

Вместо применяемой в таких установках воды, подаваемой рецир куляционным насосом, рекомендуем применять раствор щелочи (напри-

мер, 5% раствор №ОН или КОН). Тогда воздух, проходя через слой ржавых железных стружек, оставит пыль на влажной поверхности стружек, окись железа которых вступит в реакцию с солями циана осевшей пыли в присутствии щелочного раствора и образует безвредный раствор. Эту рециркулирующую жидкость следует время от времени сливать и заменять свежим щелочным раствором после того, как при помощи химического анализа в ней будет обнаружено присутствие цианистых солей.

Таким образом, в фильтре одновременно с улавливанием цианистой пыли будет происходить ^разложение цианистых солей и их обезвреживание. Для более полной очистки воздуха от пыли и улавливания взвешенных в воздухе водяных частиц рекомендуем пропускать его через два слоя металлического фильтра. Фильтр устанавливают на вентиляционной площадке внутри помещения. Нагрузка на поверхность слоя фильтра должна быть не более 1 ООО м3/час на ячейку фильтра размером 0,5X0,5 м (0,25 м2). Скорость движения воздуха в сечении фильтра не должна превышать 1 м/сек. Сопротивление такого фильтра будет зависеть от степени уплотнения стружек и составит около 10 мм водяного столба.

Необходимо также отметить еще одно достоинство рекомендуемой установки, состоящее в том, что очистка фильтра от задержанной из воздуха ядовитой цианистой пыли в нем происходит без непосредственного соприкосновения с ней обслуживающего персонала.

тйг *

А. И. Павловская

Развитие энтеротоксического стафилококка в молочнокислых продуктах

Из Научно-исследовательского санитарного института имени Эрисмана

Способность стафилококков вырабатывать энтеротоксин связана с высокой гемолитической активностью штамма, что подтверждается работами Выгодчикова (1950), Туржецкого (1946) и др.

Пользуясь этим показателем, мы провели исследование с целью выяснить условия, при которых стафилококк способен вырабатывать энтеротоксин в простокваше, изготовленной из сырого, пастеризованного и стерилизованного молока.

Штаммы стафилококка хранились на косом агаре, а молочнокислые бактерии — в пробирках со стерилизованным молоком. Для поддержания нормальной жизнедеятельности бактериальных культур их еженедельно пересевали.

Экспериментальную работу мы проводили в следующей последовательности.

Отобранные штаммы стафилококка пересевали на косой агар. На другой день пастеризовали молоко, для чего в мерные бутылочки объемом 200 мл наливали по 180 мл сырого молока, закрывали их ватными пробками, в одну из них вставляли термометр. Бутылочки с молоком ставили в кастрюлю с водой и прогревали при температуре 63—65° в течение 30 минут, после чего кастрюлю снимали с огня и вынимали бутылочки. Пока молоко остывало, готовили смыв с суточной культуры стафилококка на косом агаре. Микробную взвесь готовили по стандарту.

Бутылочки с молоком, зараженным стафилококком, оставляли при комнатной температуре на время, намеченное заданием опыта. В этот же день подготовляли закваску, для чего в бутылочку со 100 мл стерилизованного молока вносили 1 мл культуры молочнокислого стрептококка или другую культуру (смотря по заданию) и ставили на сутки в термо-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.