Строительные технологии

Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Отбор проб осуществляется с целью количественного улавливания токсической примеси из измеренного объема воздуха в удобном «ля последующего анализа виде. Для этого исследуемый воздух с помощью побудителя расхода просасывают через поглотительное устройство. Количество аспирированного воздуха измеряют индикатором расхода.

Эффективность улавливания вредного вещества аналитическим фильтром или поглотительным устройством должна быть не менее 95%. Погрешность в измерении объема аспирированного воздуха не должна превышать ±10%. При определении количества вредного вещества в отобранной пробе допускается отклонение до ±10%. Максимальная общая погрешность определения содержания вещества в воздухе разрешается не выше ±25%. Отбор проб при определении максимально разовой концентрации может продолжаться не более 0,5 ч, а применяемый метод химического анализа должен обеспечивать избирательное определение вредного вещества на уровне 0,5 ПДК. Контроль приточного воздуха на содержание вредных веществ производят с точностью до 0,3 ПДК при неограниченной продолжительности отбора проб.

Промышленностью освоен и налажен выпуск нескольких переносных приборов облегченного типа для отбора проб воздуха производственных помещений. Эти приборы рассчитаны на включение в электрическую сеть переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Прибор состоит из электродвигателя, небольшого воздушного насоса (побудитель расхода) и нескольких ротаметров (индикаторы расхода).

Аспиратор для отбора проб воздуха ТУ 64-1-862-77, модель 822, выпускается Ленинградским объединением предприятий медицинской техники «Красногвардеец» (Ленинград, П-22, Инструментальная, 3). Прибор позволяет отбирать одновременно две пробы на пыль (аэрозоли) с объемной скоростью до 20 л/мин и Две пробы иа газы (пары) с объемной скоростью до 1 л/мин. Масса прибора около 8 кг.

При расходе воздуха 20 л/мин или подсосе воздуха через «разгрузочный» клапан длительность работы аспиратора практически неограничена. Аспиратор нуждается в тщательном уходе и строгом соблюдении правил эксплуатации, которые подробно изложены в прилагаемой к прибору инструкции. Запрещается пользоваться аспиратором для отбора проб воздуха взрывоопасных цехов

Ротационная установка ПРУ-4 изготовляется экспериментально-техническими мастерскими при НИИ гигиены труда и профзаболеваний (Ленинград-36, 2-я Советская, 4). Установка позволяет отбирать одновременно две пробы на газо(паро) образные примеси и две пробы — на аэрозоли  (пыли). Масса ротационной установки 8,5 кг.

Установка оборудована ротаметрами, два из них откалибр.ова-ны на расход в пределах от 0,1—0,2 до 3—4 л/мин, два других — на расход от 1 до 15—25 л/мин.

При соблюдений правил эксплуатации допускается отбор проб в течение 2—3 ч без перегрева двигателя и воздушного насоса. Пользоваться установкой во взрывоопасных помещениях не разрешается.

Электроаспиратор для отбора проб воздуха типа ЭА-40-Л выпускается экспериментально-техническим производством Московского НИИ гигиены им. Эрисмана (Москва, Ж-4, Большой Дровяной пер., д. 12). Электроаспиратор предназначен для отбора одновременно двух проб на пыль (аэрозоли) с объемной скоростью до 20 л/мин или двух проб на газо(паро) образные примеси с объемной скоростью до 3 л/мин. Масса электроаспиратора 10 кг.

Разрежение, создаваемое воздуходувкой, достигает 2000— 3000 мм вод. ст. (150—220 мм рт. ст.). Продолжительность непрерывной работы с нагрузкой — не менее 40 мин. Электроаспиратор включают в сеть переменного тока напряжением 220 В.

Общим недостатком электроаспираторов модели 822 типа ЭА-40-Л, а также ПРУ-4 является сравнительно малая производительность и обусловленная этим их непригодность для отбора проб токсических веществ, при анализе которых требуется аспирация увеличенных объемов воздуха (от 1—2 до 5—10 м3).

Повышенные объемы воздуха (до 10 м3 и более) требуется пропускать также при весовом (гравиметрическом) определении малых концентраций пыли в системах тонкой очистки воздуха. В этих случаях для сокращения продолжительности отбора проб целесообразно производить эту операцию с повышенными скоростями, используя высокоэффективные аналитические фильтры и более производительную аппаратуру. Заметного ускорения отбора проб воздуха можно достичь при использовании переносной ротационной установки опытного образца типа ПРУ-4-150, укомплектованной четырьмя ротаметрами: два из них на расход по 50 л/мин и два других — до 25 л/мин. Производительность воздушного насоса достигает 150 л/мин при разрежений 1000 мм вод. ст.

Высокопроизводительная аппаратура в комплектном виде приборостроительной промышленностью не выпускается. При необходимости гравиметрического определения малых концентраций пыли в системах тонкой очистки воздуха такую аппаратуру собирают из отдельных, поставляемых промышленностью приборов.

В качестве побудителей для ускоренного отбора проб могут быть использованы:

бытовые электропылесосы мощностью 300—500 Вт;

лабораторные воздуходувки (производительностью выше 200 л/мин и массой не более 10 кг), а также во взрывоопасных помещениях   (при наличии сжатого воздуха) — эжекторы.

Для измерения скорости просасывания воздуха или непосредственного определения количества воздуха, аспирированного при отборе пробы, применяют: газовые счетчики, ротаметры, реометры. Газовые счетчики указывают непосредственно объем прошедшего через систему воздуха (газа), подсчитываемого по разности показаний счетчика до и после опыта.

Лабораторный газовый счетчик ГСБ предназначен для точного измерения небольших количеств газа (воздуха) в лабораторных или гфоизводственных условиях. Счетчик работает при наличии в нем жидкостного заполнителя (обычно — чистой воды). Принцип действия счетчика основан на вытеснении жидкостью равных объемов газа из измерительных камер барабана, вращающегося под действием разности давлений.

Ротаметры предназначены для измерения объемной скорости потока газа (воздуха), выраженной в л/мин или м3/ч. Ротаметр состоит из вертикальной конической трубки, расширяющейся кверху, и свободно перемещающегося внутри нее поплавка. Отклонение оси трубки от вертикального положения на 10° вызывает дополнительную погрешность в 1%.

Количество аспнрированного воздуха при использовании ротаметров подсчитывают умножением установленной величины объемной скорости (она в течение опыта поддерживается постоянной) на продолжительность отбора пробы

Ротаметрами нельзя пользоваться при пульсирующем характере потока. Для удобства пользования ротаметром РС-5 фланцы заменяют на ниппели (по типу ротаметров РС-3). При этом массу видоизмененных ротаметров РС-5 удается снизить до 0,75 кг.

Принцип действия реометров основан на измерении перепада давления, создаваемого сопротивлением (капилляром или диафрагмой) на пути газа (воздушного потока).

Согласно ГОСТ 9932—75 реометры (стеклянные, лабораторные) изготовляются двух типов РДС с диафрагмой на расход до 100— 160 л/мин и РКС с капилляром на малые расходы. Реометры изготовляются Клинским заводом «Лаборприбор» (Клин Московской обл.).

В качестве манометрической жидкости для заполнения реометра применяют воду, керосин, концентрированную серную кислоту и др,

Название жидкости, ее удельный вес и газ, по которому тарирован реометр, указываются на шкале прибора.

Там же приводятся условия тарировки (давление, температура). Стрелка  (см. рис. 11.45)  указывает направление движения воздуха.

Аналитические фильтры и фильтродержатели

Способ отбора пробы и вид улавливающего устройства выбирают в зависимости от состояния токсического вещества в воздушной среде. Токсические примеси могут находиться в воздушной среде промышленных предприятий в виде газов или паров или же в виде аэрозолей (дыма, пыли, тумана). Если дисперсная фаза аэрозоля имеет относительно высокую летучесть, то токсическое вещество может существовать одновременно в газовой и аэрозольной фазах.

Лучшим средством для улавливания аэрозолей с малолетучей дисперсной фазой являются фильтры типа АФА, изготовляемые из фильтрующих материалов ФП-фильтров Петрянова. Фильтры Пет-рянова представляют собой ткани из полимерных волокон толщиной 1—2 мкм. Для улучшения механической прочности ткань выпускается на марлевой подложке.

Для повышения задерживающей способности на волокна нанесен статический электрический заряд, устойчиво удерживаемый материалом в течение длительного времени.

Фильтры АФА выпускаются следующих марок: В-20, В-10, ХП-20, ХС-20, ХА-20, ХМ-20 и др.; фильтры поставляются Всесоюзным  объединением  «Изотоп»

Аналитические аэрозольные фильтры АФА-В представляют собой кружочки с опрессованными краями, изготовленные из перхлор-винилового фильтрующего материала (ткани ФПП-15), и предназначены для определения весовой концентрации аэрозолей. Материал фильтров АФА-В гидрофобен, поэтому собственный их вес остается постоянным и не зависит от влажности воздуха.

Фильтры АФА-В выпускаются двух типоразмеров: АФА-В-20 и АФА-В-10 с фильтрующей поверхностью соответственно 20 и 10 см2

Аналитические аэрозольные фильтры типа АФА-Х выпускаются четырех видов и предназначены для выполнения микрохимических и радиометрических анализов дисперсной фазы аэрозолей. Аэрозоли улавливаются просасыванием измеренного объема исследуемого газа через фильтр, закрепленный в аллонже (аэрозольном патроне).

Фильтры АФА-ХА изготовляют из ацетилцеллюлозного фильтрующего материала (из ткани ФПА-15) и применяют при микрохимическом анализе дисперсной фазы аэрозолей, выполняемом «мокрым» сжиганием» осадка при слабом нагревании в смеси концентрированных серной и азотной кислот, смешанных в отношении 1 : 1,5 (по объему). Фильтр АФА-ХА гидрофилен (смачивается водой), к химическим агрессивным средам нестоек, в большинстве органических растворителей не растворяется.

Фильтры АФА-ХП изготовляют из перхлорвинилового фильтрующего материала (ткани ФПП-15) и они по своим свойствам весьма близки к фильтрам типа АФА-В (они -гидрофобны и стойки к действию кислот и щелочей).

Фильтры АФА-ХС изготовляют из полистирольного фильтрующего материала и применяют для микрохимического анализа аэрозолей, дисперсная фаза которых растворима в щелочах. Материал фильтра гидрофобен (плохо смачивается водой) и стоек к кислотам и щелочам.

Фильтры АФА-ХМ изготовляют из ткани ФПМ-15 (метилметакрилатного фильтрующего материала) и предназначают для микрохимического анализа нелетучих аэродисперсных примесей. Анализ осуществляется сжиганием фильтра с осадком в тигле при температуре 400—500° С и последующим растворением осадка в соответствующих средах   Фильтр гидрофобеи, стоек к кислотам и щелочам.

Аллонжи (аэрозольные патроны, фильтродержатели) служат для закрепления аналитических фильтров при отборе проб. На рис 11.47 показано устройство металлического аллонжа для закрепления фильтров АФА-20.

Объединением «Изотоп» поставляются также пластмассовые фильтродержатели двух типоразмеров для использования аналитических фильтров АФА-20 и АФА-10.

Поглотительные приборы  для   улавливания из воздуха парообразных и газообразных токсических веществ

Отбор проб воздуха на содержание газо- и парообразных токсических примесей сводится к концентрированию малых количеств анализируемых веществ в небольшом объеме поглотительной жидкости или на поверхности адсорбента.

При применении жидких сред процесс поглощения называется абсорбцией, в основе которой лежит массообмен, т. е. переход вещества из газообразной фазы (воздуха) в жидкую, через поверхность раздела обеих фаз При этом исследуемое вещество поглощается жидкостью с образованием раствора.

Если вещество вступает с поглотительной жидкостью в химическую реакцию, то процесс называется хемосорбцией. Поглощение примесей, основанное на хемосорбции, отличается большей эффективностью.

Жидкостные поглотительные приборы (абсорберы). Поглотители  для   улавливания   из   воздуха   газообразных  веществ  приборостроительная промышленность выпускает в ограниченном ассортименте. Эти приборы изготавливают в стеклодувных мастерских по чертежам, имеющимся в практических руководствах по промышлен-но-санитарной химии или в сборниках «Технических условий на методы определения вредных веществ в воздухе».

Для перечисленных видов поглотителей (абсорберов) установлены следующие оптимальные скорости отбора проб: Полежаева — 0,2—0,3 л/мин (рис. 48,6); Зайцева — 0,5—1 (рис. 48,а); Зайцева видоизмененный—1—3 (рис. 48,б); с пористой пластинкой—1— 1.5 (рис. 48, г); Рихтера (средней модели) до 5 (рис. 48, д); Рихтера малой модели) до 1 л/мин (рис. 48, е).

Увеличению расхода воздуха препятствует унос поглотительной жидкости при повышенных скоростях и ограниченная скорость абсорбции анализируемой примеси. Эффективность абсорбции увеличивается с понижением температуры, поэтому в ряде случаев поглотительные приборы рекомендуется охлаждать, помещая их в сосуд со льдом.

Приборы для отбора проб на зерненые сорбенты (адсорбенты). Зерненые сорбенты для отбора проб можно применять в виде неподвижного или «кипящего» слоя. В первом случае исследуемый воздух с объемной скоростью 3—5 л/мин пропускают через гофрированную трубку или U-образ-ную трубку, заполненную силикагелем с размерами зерен от 0,2—0,3 до 1—1,5 мм. Концы пробоотборных трубок для предотвращения уноса (выдувания) сорбента закрывают тампоном из ваты или другого неактивного материала.

Трубки с неподвижным слоем сорбента имеют сравнительно большое сопротивление, резко возрастающее с уменьшением размеров зерен. Для отбора проб воздуха на «кипящий» слой сорбента применяют поглотительные приборы Яворовской. Анализируемое вещество, поглощенное силикагелем, десорбиру-ют в соответствующую жидкую среду струей нагретого и чистого воздуха или экстрагируют подходящим растворителем. Отбор проб в «кипящий» слой сорбента характеризуется сравнительно низким сопротивлением системы, в связи с чем имеется возможность увеличить скорость аспирации до 10—12 л/мин и соответственно сократить продолжительность отбора проб.

Важным преимуществом способа отбора проб на зерненые сорбенты является его применимость при отрицательных температурах, когда многие жидкие поглотительные среды замерзают.