Безопасность технологических процессов (стр. 4 )

При окраске поверхности изделия различают несколько периодов выделения летучих веществ:

а) начальный - нанесение материала на поверхность сопровождается выделением летучих веществ с возрастающей интенсивностью;

б) основной - при нанесении окрасочного материала интенсивность выделения летучих веществ со всей окрашенной поверхности постоянна;

в) конечный - окрасочный материал на поверхность не наносится, интенсивность выделения летучих веществ уменьшается.

Общее количество вредных веществ, выделяющихся в атмосферу, при полном высыхании изделий может быть определено по формуле, г

, (5.38)

где В - количество испарителя, выделившегося с единицы площади окрашенной поверхности при полном высыхании краски, г/м2;

W - скорость окраски, м2/мин;

t - время высыхания краски, мин.

Коэффициент, характеризующий интенсивность испарения летучих веществ для лакокрасочных изделий определяется по формуле

, (5.39)

где - продолжительность высыхания лакокрасочных материалов до условия «от пыли», ч. Под временем высыхания до условия «от пыли» понимают время образования на выкрашенной поверхности тончайшей пленки, к которой пыль не прилипает. При окраске нитрокрасками принимают =0,5 ч.

Коэффициент, характеризующий интенсивность испарения растворителя при определенных метеорологических условиях, определяется соотношением

, (5.40)

где - коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды при окраске (табл. 5.7)

- коэффициент, учитывающий относительную влажность воздуха (табл. 5.8);

- коэффициент, учитывающий подвижность воздуха в месте окраски (табл. 5.9);

- коэффициент, учитывающий фактическую толщину слоя пленки. При расчетах может быть принят = 1.

Таблица 5.7

Значение коэффициента

t, оC	- 30	- 20	- 10	0	+10	+20	+30	+40	+50
	0,1	0,15	0,2	0,4	0,6	1,03	1,9	2,4	3,7

Таблица 5.8

Значение коэффициента

j, %	60	70	80	90	100
	0, 8	0, 9	1,0	0, 8	0, 6

Примечание. j - относительная влажность воздуха, %.

Таблица 5.9

Значения коэффициента

w, м/с	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
	1,0	1,7	2,3	2,5	2,8	2,0

Примечание. w - скорость воздуха в месте окраски, м/с.

Количество выделяющихся вредных парообразных веществ в начальный и основной периоды высыхания нитрокраски можно определить по формуле,

, (5.41)

где - продолжительность сушки, мин.

Продолжительность начального периода высыхания, мин:

, (5.42)

время основного периода, мин

. (5.43)

Интенсивность выделения летучих веществ в основной период сушки, г/мин:

. (5.44)

Количество летучих веществ, выделяющихся в основной период сушки:

. (5.45)

Количество летучих веществ, выделяющихся в начальный период сушки, с учетом формулы (5.41):

. (5.46)

Количество вредных летучих веществ, выделяющихся в конечный период сушки, после окончания окраски:

. (5.47)

Расчет выделений вредных веществ

при разливе легкоиспаряющейся жидкости

При хранении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, в результате нарушения технологического режима или аварии эти жидкости могут оказаться разлитыми на полу помещения. Свободные поверхности жидкостей также имеются при хранении в открытых резервуарах, промывке оборудования, пропитке деталей и т. п. Это может привести к пожаровзрывоопасной ситуации и опасным для здоровья и жизни человека концентрациям паров жидкостей в воздухе рабочей зоны. Возникшая ситуация может усугубиться, если в местах разлива жидкости существует перемещение масс воздуха, т. е. существует конвекция.

Количество вредных веществ, испаряющихся со свободной поверхности жидкости, зависит от ее химических свойств, температуры, площади зеркала испарения, продолжительности испарения, подвижности воздуха и т. п. Процесс переноса образовавшихся паров от источника испарения в окружающую среду может быть диффузионным, а также обусловленным естественной или вынужденной конвекцией.

При испарении жидкости из глубоких сосудов, когда создается пленочный режим, характеризующийся образованием над поверхностью жидкости пленки неподвижного воздуха сравнительно большой толщины, количество вредного i вещества , поступающего в атмосферный воздух, можно вычислить по формуле [30], г/ч

, (5.48)

где - коэффициент, учитывающий снижение интенсивности испарения со свободной поверхности от понижения температуры поверхности жидкости при испарении, определяемый по табл. 5.10;

- коэффициент, учитывающий интенсивность испарения в зависимости от отношения открытой поверхности испарения (люка, отверстия и т. п.) к полной поверхности испарения , значения которого приведены в табл. 5.11;

- коэффициент диффузии пара i компонента в смеси, м2/ч;

- площадь поверхности испарения, м2;

- объемная концентрация i компонента в газовой смеси, мг/м3;

h - глубина от поверхности испарения до верхнего края горловины сосуда, м;

- атмосферное давление, Па;

- парциальное давление паров i компонента смеси на некотором удалении от поверхности испарения, Па;

- парциальное давление паров i компонента смеси над поверхностью жидкости при температуре испарения, Па.

Таблица 5.10

Температура кипения жидкости, оС	< 80	100	150	> 150
Коэффициент	1,5	1,3	1,1	1,0

Таблица 5.11

Отношение поверхностей	0,0001	0,001	0,01	0,1	0,5	0,8	> 0,8
Коэффициент	0	0,01	0,1	0,2	0,3	0,6	1,0

Коэффициент диффузии пара i компонента можно определить по формуле, м2/ч

, (5.49)

где – коэффициент диффузии i компонента смеси при температуре = 273 К и давлении =101308 Па, м2/ч;

Т – температура испаряющейся жидкости, К.

Значение может быть определено по формуле, м2/ч

, (5.50)

где – молекулярная масса i компонента, кг/кмоль, которая может быть принята из табл. 5.12.

Объемную концентрацию насыщенных паров i компонента в газовой смеси над поверхность жидкости, мг/м3

, (5.51)

где – давление насыщенных паров i вещества над чистым компонентом при заданной температуре Т, Па.

Зависимость давления насыщения пара чистого вещества от температуры описывается уравнением, Па

, (5.52)

где А и В – эмпирические коэффициенты для чистых веществ, значения которых приведены в табл. 5.12.

Таблица 5.12

Физико-химические свойства веществ [1]

Вещество	Хими-ческая формула	Молекулярная масса m, кг/кмоль	Температура кипения , К	Постоянные определения парциального давления паров жидкости
А	В
Азот	N2	28,01	77,35	4,428	52,7
Аммиак	NН3	17,03	239,9	5,007	1198
Анилин	С6Н7N	93,13	457,6	6,9212	1457
Ацетон	С3Н6О	58,08	329,7	7,2506	1281,7
Бензол	С6Н6	78,12	353,3	6,984	1252,8
Вода	Н2О	18,01	373,2	7,9608	1678
Дибутиламин	С8Н19N	129,25	432,8	7,266	1616,4
Изобутил-бензол	С10Н14	134,22	445,9	6,928	1525,4
Кислота уксусная	С2Н4О2	60,05	391,1	7,557	1642,5
Метан	СН4	16,03	111,7	6,6118	389,92
Метанол	СН4О	32,04	337,9	8,349	1835
Метиламин	СН5N	31,06	266,7	8,911	1577
Метилхлорид	СН3Сl	50,49	249	6,994	902,4
Пропилацетат	С5Н10О2	102,14	374,8	7,0481	1294,4
Спирт изобутиловый	С4Н10О	74,12	381	8,7051	2058,4
Стирол	С8Н8	104,15	418,4	7,267	1604,6
Уайт-спирит		147,3	413,2	8,0113	2218,3
Фенол	С6Н6О	94,11	455	11,563	3586,3
Формальдегид	СН2О	30,03	254	6,905	847,1
Этанол	С2Н6О	46,07	351,6	9,274	2239
Этилбензол	С8Н10	106,17	409,3	6,959	1425,5
Этилен-гликоль	С2Н6О2	62,07	470,4	9,0126	2753,2
Этилхлорид	С2Н5Cl	64,52	285,5	6,9491	1012,8

Более подробно с методиками расчета выделений вредных веществ при испарении жидкостей можно ознакомиться в справочной литературе [1].