Обеспечение БЖД в ремонтно-механическом цехе (РМЦ) хлебозавода

d₅₀ = 4.5 / 1800) * (22.2 * 10^-6) * (3.5/2.99)=5,85 (мкм)

  8. Параметр  X по формуле (4.6) 

 

х = 
 

х = lg (25/5.85) / =  0,91

а по табл. 4.5 находим  параметр Ф(х). Ф(х)=0,8413

  9. Определяем  эффективность очистки газа в  циклоне по формуле (4.7)

  h = 0.5(1+Ф(х)),

  где Ф(х) - табличная функция от параметра  х, рассчитанного по формуле (4.6).

  h = 0.5(1+0,8413) = 0,92 [3].

Расчетное значение h больше необходимого по заданию, расчет верен.

Задание.

   Определить  размеры, энергозатраты и время  защитного действия адсорбера для  улавливания паров этилового  спирта, удаляемых местным отсосом от установки обезжиривания при условии непрерывной работы в течение 8 ч. Расчет выполнить по исходным данным . При этом приняты следующие обозначения и исходные значения; производительность местного отсоса Lм , м³/ч; начальная концентрация спирта Со, г/м³; температура в адсорбере t_Р = 20°С и давление Р = 9,8*10⁴ Н/ м²;плотность паровоздушной смеси рг= 1,2 кг/м³ и ее вязкость v = 0,15-10"⁴ м²/с; диаметр гранул поглотителя (активированный уголь) (1=3 мм; длина гранулы 1=5 мм; насыпная плотность рп = 500 кг/м³; кажущаяся плотность р_к= 800 кг/м³.

Исходные  данные

Lм,м³/ч 110 
 
 
 
 
 

С₀, г/м³ 6 Решение

1. Выбираем тип сорбента и рабочую температуру. Для увеличения его емкости рабочая 
   температура выбирается минимально возможной. Изотерма адсорбции паров этилового спирта на 
   активированном угле при 20 °С представлена на рис. 4.1. По изотерме адсорбции и заданной 
   величине Со г/м³, находим статическую емкость сорбента а₀ г/кг. а₀= 140 г/кг.
2. Определяют весовое количество очищаемого газа. G-, кг/с, из выражения (4.15)

G = Lм * pг/3600

где Lм - производительность местного отсоса от паровоздушной смеси, м³/ч;

рг - плотность паровоздушной смеси, кг/м³.

G=110*1,2/3600 = 0,037 (кг/с)

3. Переводят  весовую статическую емкость  сорбента а_о, в объемную а'₀, кг/м , по формуле (4.16):

а'₀ = а₀ * pн/1000

где рн - насыпная плотность выбираемого сорбента, кг/м³.

а'₀ = 140 -500/1000=70 (кг/м^3)

4. Определяют массу сорбента, кг, по формуле (4.17) 
m_с=К*G*С₀* τ/а'_о

где К. = 1,1... 1,2 - коэффициент  запаса;

 τ- продолжительность процесса сорбции, с;

G - весовое количество очищаемого газа, кг/с;

Со - концентрация поглощаемого вещества на входе в  адсорбер, кг/м³;

 а'_о - статическая емкость адсорбера, кг/м³.

 m_с= 1,15*0,037*0,006*28800/70= 0,11 (кг)

5. Выбирают скорость потока газа в адсорбере W, м/с. Обычно фиктивная скорость 
   паровоздушной смеси или скорость, рассчитанная на полное сечение слоя, выбирается в пределах 
   0,1...0,25 м/с. W = 0,17 м/с.
6. Определяют геометрические размеры адсорбера. Так, для цилиндрического аппарата диаметр 
   Да, м, и длину (высоту) слоя адсорбента Lа, м, подсчитывают по формулам (4.18 - 4.19)

   Да =

   Да = = 0,48 (м)

   Lа = mc*W/G

   Lа = 0,11 * 0,17/ 0,037=0,48 (м)

7. Находят  пористость сорбента по формуле  (4.20)

П = р_к - р_н

р_н 

где р_к и р_н 

- кажущаяся и насыпная плотность сорбента, кг/м 

П= 800-500 = 0,375

          800        

8. Рассчитываем  эквивалентный диаметр зерна  сорбента, м, по формуле (4.21)

d_э =        П*d * l       

   (1-П) * (d/2 + l)

где d и l - диаметр и длина зерна сорбента, м.

      d_э =          0.375*3*10^-3*5*10^-3        = 1,39 * 10^-4 

   (1 - 0.375) * (3 * 10^-3 / 2 + 5 * 10^-3)    

9. Коэффициент трения λ находят в зависимости от характера движения по выражению

при Rе<50     λ = 220 /Rе ; (4.22)

где Rе = W*dэ/(v*П) - критерий Рейнольдса; v - кинематическая вязкость газа, м/с.

Rе =0,175 * 1,39 * 10^-4/(0,15*10^-4*0,375 = 41,84

λ = 220/41,84=5,26

  10. Определяем гидравлическое сопротивление, оказываемое слоем зернистого поглотителя при 
прохождении через него потока очищаемого газа Δр, Па, по формуле (4.24)

ΔР = 3/4 * λ* La * p_г * (1-П) *W²

                              Ф * d_э * П³

где Ф= 0,9 - коэффициент  формы.

0,48*1,2*(1-0,375)*017²

ΔР = 3/4* 5,26*  0,9 * 1,39 * 10^-4 * 0,375           =627.65(Па)

  11 . Определяем  коэффициент молекулярной диффузии  паров этилового спирта в воздухе  при заданных условиях Т и Р по формуле (4.25)

Д = Д₀ * (Т/Т_о)^3./2 * P/P₀

где Д_о = 0,101 10^-4 при То = 273°К и атмосферном давлении Ро = 9,8*1 0⁴ Па.

Д = 0,101 * 10^-4 (273 +20) ^3/2 * 9,8* 10⁴  = 1,1 * 10^-5

                                273              9,8* 10⁴

12. Находят диффузионный  критерий Прантля по формуле  (4.26)

 Рr = v/Д.

 Рr = 0,15*10^-4/1.1*10^-5=1.36 

 

 

13. Для заданного режима течения  газа (определяется значением Rе) вычисляем величину коэффициента массопередачи для единичной удельной поверхности, м/с:

 при Rе>=30    β=0.53*(Rе)^0,64*(Рr)^0,33*Д/dэ

β = 0.53*(41,84)^0,64 *(1,36)^0,33 * 1.1*10^-5/1.39* 10^-4=0.01

  14. По изотерме адсорбции (см. рис. 4.1) находят величину - количество вещества, максимально 
сортируемое поглотителем при  а ∞/2   данной температуре, и величину концентрации 
поглощаемого вещества на входе в адсорбер Сх, соответствующую величине

а ∞ = 180 г/кг

 а ∞/2 = 90 г/кг Сх = 2,5 г/м³

15. Рассчитываем удельную поверхность адсорбента f м² /м³ по формуле (4.29):

 f = 4 * (1-П)  * (d/2 + l)

         d * l

 f = 4*(1-0.375)   *(3 *10^-3/2 + 5*10^-3)=1083(м²/м³)                3*10^-3*5*10^-3

  16. Определяют концентрацию паров этилового спирта на выходе из аппарата, г/м³, по формуле 
(4.30) 

c_к = с₀ (1-η)

где η - эффективность процесса очистки.

  с_к = 6(1-0,99)=6*10^-5(г/м³)

17. Находим продолжительность  защитного действия адсорбера,  с, по формуле(4.31):

τ =    a₀     

      W * C₀

 

τ =    70                = 27507

      0,17 * 6 * 10^-3

18. Если получаемое  время защитного действия адсорбера  отличается от заданного на  величину Δτ, то изменяем длину (высоту) слоя сорбента на величину ΔLа, м, определяемую по формуле (4.32) Δτ=27507-28800= -1293

ΔL_a = G * C₀ * Δτ

           P_н * F * a₀       *  10^-3

где - площадь поперечного сечения слоя адсорбента, м². F=π*Dа^2/4=0.18 (м^2)               ΔLa = 0,037*6* 10-³*1293

       500*0,17*140       * 10^-3 = -0,018 (м)

[4] 

 

  Кожный  покров следует защищать с помощью специальных составов (биологическая защита), резиновых перчаток, передников, специальных костюмов, резиновых сапог.

  Утомление человека в условиях производства вызывается действием многих факторов: загрязненностью воздушной среды, повышенной или пониженной температурой, шумом и вибрацией, подъемом и перемещением тяжестей, световым, электромагнитным и радиоактивным излучением, повышенной влажностью, изменением атмосферного давления. Кроме того, выполнение производственного процесса требует затраты физических сил. Необходимо стремиться к улучшению условий труда, уменьшая совокупное действие перечисленных факторов на организм человека. Проведем идентификацию опасных и вредных факторов на рабочем месте сварщика РМЦ, дадим гигиеническую оценку условий труда [1].

Идентификация опасных и вредных факторов

Исходные  данные

Вредные факторы

1. Окислы азота (мг/м³) Ф=8 мг/м³
2. Окись углерода(мг/м³) С=95 мг/м³.
3. Окислы марганца (мг/м³) С =0,6 мг/м³.
4. Сварочная аэрозоль (промышленная пыль) (мг/м ) С=7 мг/м .
5. Шум дБА 87
6. Инфракрасное излучение (Вт/м ) 210 Вт/м² .
7. Температура воздуха (ТНС - индекс) °С 30 °С.

8. Статическая нагрузка одной рукой за смену кг*с* 10^-3 45 кг*с* 10^-3 . 
   Решение

1.Оценка условий  труда по воздействию химических  факторов согласно таблице 4.11 РД 2.2.755-

99.

Для окиси азота: класс опасности III, ПДК=2 мг/м .

Определяем превышение ПДК

Ф/ПДК=8/2=4, превышение в 4 раза, согласно таблице 4.11.1 РД 2.2.755-99 класс условий труда

3.2

Для окиси углерода: класс опасности IV, ПДК = 20 мг/м³.

Определяем превышение ПДК

С/ПДК=95/20=4,75, превышение в 4,75 раза, согласно таблице 4.11.1 РД 2.2.755-99 класс условий

труда 3.3

Для окиси марганца: класс опасности Iа, ПДК=0,5 мг/м³.

Определяем превышение ПДК

 

 

С/ПДК=6/0,5 = 1,2, превышение в 1,2 раза, согласно таблице 4.11.1 РД 2.2.755-99 класс условий

труда 3.1

Класс опасности  для химических факторов 3.3.

Оценка по сварочной  аэрозоли. ПДК = 4 мг/м³, класс опасности IIа.

Определяем превышение ПДК

С/ПДК=7/4=1,75, превышение в 1,75 раза, согласно таблице 4.11.1 РД 2.2.755-99 класс условий

тру да 3.1

Оценка по шуму, согласно таблице 4.11.4 РД 2.2.755-99 ПДУ=80 дБА

Определяем превышение ПДУ

Δl = l-ПДУ

Δl = 87 - 80 = 7 дБА, класс условий труда 3.2 Классификация условий труда по микроклимату.

 В нашем случае имеет место нагревающий микроклимат, для оценки которого используется ТНС - индекс. Тепловое облучение тела человека, превышающее 100 Вт/м². характеризует условия труда как опасные (класс 4) вне зависимости от ТНС - индекса.