Определение запыленности газовоздушных потоков

Под запыленностью воздуха понимают массовую концентрацию пыли в воздухе. Отбор пыли проводят с помощью пылезаборных трубок. При отборе пробы необходимо соблюдать условие изокинетичности, т.е. равенства скорости газовых потоков в точке отбора и во входном отверстии заборной трубки.

Для улавливания пыли, содержащейся в отобранном объёме воздуха, применяют два основных способа осаждения пыли: внешняя и внутренняя фильтрации. Под фильтрацией понимают процесс осаждения пыли на бумажных, тканевых, керамических фильтрах и на слое стекловаты.

При внешней фильтрации осаждение пыли из отобранного объёма воздуха происходит в фильтрующем устройстве, расположенном вне воздуховода, а при внутренней – в воздуховоде. Метод внешней фильтрации обеспечивает быструю смену фильтра без извлечения заборной трубки из воздуховода. Метод внутренней фильтрации применяют для отбора проб влажного воздуха, а также при конденсации из воздуха капельной влаги и наличии в нём смол, агрессивных и др. компонентов, осаждающихся на внутренних стенках заборной трубки.

Оборудование:

1) пылезаборная трубка;

2) аспиратор для отбора проб воздуха типа М-822;

3) фильтры АФА-ВП-20;

4) фильтродержатель;

5) аналитические весы;

6) секундомер;

7) резиновые шланги, пробки;

8) ртутный технический термометр.

Ход работы:

1) аэродинамические характеристики газовоздушного потока (Vм/с, Q м³/с) в воздуховоде до пылеулавливающей установки и на выбросе берутся по результатам предыдущей работы;

2) фильтры АФА взвешивают на аналитических весах, по три фильтра на каждую точку измерения;

3) вставляют фильтр в фильтродержатель, присоединяют последний к заборной трубке. Установку проверяют на герметичность;

4) собирают установку для определения запылённости методом внешней фильтрации. Отбирается проба, для чего пылезаборная трубка вводится в воздуховод на 1/3-1/2 его диаметра загнутым концом против движения газа. Включается аспиратор для отбора пробы воздуха. Пробы отбирают в тех точках, где измеряли скорость газового потока. Отбор ведется в условиях изокинетичности в течение 10-ти минут. Отбирают 3 пробы на входе в пылеулавливающую установку (ПУ) и 3 пробы на выбросе в атмосферу;

5) после отбора взвешивают на аналитических весах до постоянной массы, определяют массу пыли на фильтрах и рассчитывают концентрацию пыли С мг/м³ до очистки и после.

Расчёт

мг/м³

где т - масса пыли на фильтре, мг;

V₀ -объём отобранного воздуха, приведённый к нормальным

условиям, м³.

Масса выброса равняется

мг/с

где С -концентрация пыли в газовоздушной смеси на выбросе в

атмосферу;

Q -расход газовоздушной смеси, м³/с.

Зная время работы источника пылеобразования, можно определить массу в т/год.

Эффективность ПУ определяется по формуле

где С_вх – концентрация пыли на входе в ПУ, мг/м³;

С_вых – концентрация пыли на выходе в ПУ, мг/м³.

Сейчас промышленностью освоен выпуск различных приборов и установок для анализа аэрозолей: радиоизотопный пылемер «Приз–2» (определение концентраций пыли в воздухе рабочей зоны в диапазоне 1–500 мг/м3); контрольно-измерительный комплекс «Пост–1» (автоматическое измерение и запись содержания в атмосферном воздухе пыли и сажи), лаборатория комплексная «Пост–2», автоматический одноканальный пробоотборник АПП–6–1 (отбор аэрозоля из воздуха для

определения концентраций прямым методом), дозиметр пыли индивидуальный ДП–1 (отбор проб аэрозоля для определения концентраций прямым методом при запыленности воздуха более 15 мг/м3), пробоотборное устройство ПУ-ЭР-220, пробоотборное устройство ПУ-ЭР-12 (отбор проб воздуха с последующим определением концентрации, дисперсного, минерального, химического, микробиологического состава и исследования свойств аэрозоля при параллельном использовании весового, оптического, гранулометрического, электронно-зондового и микробиологического анализа осажденных частиц аэрозоля). Рассмотрим некоторые из них (рис.9,10.11).

Дозиметр пыли ДП-01 является современным прибором для замера массовой концентрации пыли в шахтах и индивидуальных пылевых нагрузок и имеет ряд достоинств:

· небольшие габариты (110 х 92 х 40 мм) и вес (800 г) дозиметра позволяют переносить его и проводить индивидуальный пылевой контроль на каждом рабочем месте и в зонах с различным уровнем запыленности;

· возможность проводить пылевой контроль в течении всей рабочей смены без замены фильтра, так как дозиметр имеет фильтр с большой пылеемкостью, рассчитанный на работу в течение 8 часов.

· ДП-01 не имеет собственной цифровой индикации, анализ осуществляется весовым методом (предварительный отбор проб на фильтр за определенный период времени и последующее взвешивание на аналитических весах).

· Фильтр дозиметра улавливает частицы пыли с размером от 1 мкм

Запыленный воздух прокачивается диафрагменным насосом (габариты 48 х 92 х 40 мм), приводимым в действие электрическим приводом. Источник питания дозиметра - автономный от 3-х встроенных аккумуляторов, одна зарядка аккумулятора рассчитана не менее чем на 8 часов работы дозиметра. Число циклов заряда-разряда - не менее 500.

Дозиметр пыли ДП-01 имеет взрывобезопасный уровень взрывозащиты и эксплуатируется при температуре окружающей среды от +1° С до +40 ° С и относительной влажности до 90% при температуре +35 ° С

Предназначен для автоматического отбора проб аэрозолей, в том числе биологических, при проведении санитарного контроля воздуха различных помещений и атмосферы.

Автоматические переносные многокомпонентные газоанализаторы «АНГОР» предназначены для измерения содержания кислорода, оксида углерода, оксида и диоксида азота, диоксида серы в отходящих газах топливосжигающих установок; определения расчетным методом содержания диоксида углерода и суммы оксидов азота (NOX); измерения температуры и избыточного давления (разряжения) в точке отбора проб, а также индикации температуры окружающей среды; измерения перепада давления на пневмометрической трубке (трубке Пито) с целью расчета скорости газового потока в газоходе, определения расчетным методом технологических параметров топливосжигающих установок - коэффициента избытка воздуха, коэффициента потерь тепла и КПД сгорания топлива.

9. Методы анализа состава атмосферного воздуха:

Методы анализа делятся на химические, физические, физико-химические. Отнесение метода к той или иной группе зависит от того, в какой мере определение химического состава системы данным методом основано на использовании химических реакций, физических процессов или физико-химических свойств вещества.

Химические методы основаны на использовании химических реакций для определения состава системы. Так, используя реакцию, характерную для определяемого иона с образованием окрашенного комплекса, осадка, малодиссоцированного соединения, можно провести качественный и количественный химический анализ.

Физическими методами определяется свойство, непосредственно зависящее от природы атомов и их концентрации в системе, например интенсивность радиоактивного загрязнения.

Физико-химические методы основаны на зависимости физического свойства от химического состава анализируемой среды.

Физические и физико-химические методы объединяются общим названием инструментальные методы анализа, так как для их проведения обычно требуются специальные приборы и инструменты.

Методика проведения физико-химических методов в основном одинакова и сводится к следующему:

- в зависимости от анализируемой системы выбирается необходимый метод анализа;

- готовится ряд стандартных растворов (серий);

- измеряются физические свойства растворов на соответствующем приборе;

- по полученным данным строится градуировочный график в координатах состав-свойство;

- измеряется физическое свойство анализируемого образца и по графику определяется его состав.

Можно выделить три основные группы физико-химических методов: оптические, электрохимические, хроматографические.

В основе оптических методов анализа лежит связь между оптическими свойствами системы и ее составом. В эту группу входят следующие методы: колориметрический, нефелометрический, турбидиметрический, люминесцентный, поляриметрический и рефрактометрический.

Электрохимические методы анализа основываются на взаимосвязи электрохимических свойств системы с ее составом. К этой группе относятся следующие методы: кондуктометрический (низкочастотный и высокочастотный), потенциометрический, электрогравиметрический, кулонометрический и полярографический.

Хроматографические методы анализа позволяют определить глубину адсорбции различных по составу и строению веществ.

10. Методы физико-химических исследований состава атмосферного воздуха (АВ):

Для проведения экологических исследований в настоящее время широко применяются физико-химические методы исследования: фотометрический анализ (колориметрия, фотоколориметрия, спектрофотометрия); нефелометрический, спектральный, потенциометрический, полярографический анализы, хроматографический и т.д. Они позволяют определять микроконцентрации вредных веществ в объектах окружающей среды: атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны, питьевой воде, пищевых продуктах, а также одновременно определять комплекс веществ, находящихся в одной пробе [4].