化工廠工程控制的原則

化工廠工程控制的原則第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一化工廠工程控制的原則(2)7.稀釋通風(fēng)dilutionventilation:期望降低有害物濃度，配合過濾系統(tǒng)除去有害物8.濕法wetmethods:減少粉塵影響，使用waterspray等9.好的管理goodhousekeeping:設(shè)計(jì)清洗系統(tǒng)(用水或蒸汽),設(shè)計(jì)良好的排水系統(tǒng)，可供緊急情況下使用10.個(gè)人保護(hù):最後一道防線第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一工業(yè)通風(fēng)IndustrialVentilation簡單的說就是整體換氣(displacementventilation)與局部排氣(localexhaust)兩種工程，其目的在於控制作業(yè)環(huán)境中的有害物或危險(xiǎn)物的濃度，使在限制數(shù)值之下。整體換氣:是以新鮮的空氣稀釋被污染的空氣，希望改善室內(nèi)的空氣品質(zhì)(indoorairquality)[除污染物外，也要考慮溫度及濕度]整體換氣比較不適合:氣味及粉塵的控制，因?yàn)槎叩臄U(kuò)散能力強(qiáng)，所以需要的新鮮空氣量大，增加成本。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一換氣量計(jì)算依室內(nèi)人數(shù)計(jì)算:

每小時(shí)換氣量m3/hr=人數(shù)x每個(gè)人每小時(shí)換氣量

例如勞委會(huì)的規(guī)定:工作場所每一勞工所佔(zhàn)m3

每一勞工所需新鮮空氣m3/min<5.70.6以上

5.7<<14.20.4以上

14.2<<28.30.3以上

>28.30.14以上第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一換氣量計(jì)算(2)2.依室內(nèi)容積計(jì)算:每小時(shí)換氣量=室內(nèi)容積(m3)x每小時(shí)換氣次數(shù)(1/hr)場所種類換氣次數(shù)工廠一般作業(yè)室6

塗裝室20

發(fā)電變電室20

一般建築事務(wù)室6

會(huì)議室12

有害氣體塵埃發(fā)出的地方20以上第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一換氣量計(jì)算(3)依據(jù)液體蒸發(fā)速率，TLV值計(jì)算換氣量，適用於毒性物質(zhì):換氣量(m3/min)={1446x溶劑比重x106x蒸發(fā)率(kg/sec)xK}/(溶劑分子量xTLV);K為安全係數(shù)，取3-10之間，依TLV值大小建議如下:TLV(ppm)>500500400300200100<100K34568910第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一換氣量計(jì)算(4)對(duì)可燃液體而言，依據(jù)其蒸發(fā)量以及LEL計(jì)算之:換氣量(m3/min)CMM={1446x溶液比重x100x蒸發(fā)率(kg/sec)}/(分子量x{LELxC}xB}其中B=1當(dāng)溫度不高於250oF;B=0.75,當(dāng)溫度高於250oFC=25%for一般作業(yè);C=1–0.5%for特殊危害控制情況LEL:lowerexplosivelimit燃燒或爆炸下限，一般作業(yè)控制在該值的25%處，特殊危害物質(zhì)作業(yè)時(shí)，則降低到1–0.5%。第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一依有機(jī)溶劑中毒預(yù)防規(guī)則計(jì)算

溶劑種類換氣量CMM第一種溶劑作業(yè)時(shí)間一小時(shí)內(nèi)消費(fèi)量(g/hr)x0.3第二種溶劑作業(yè)時(shí)間一小時(shí)內(nèi)消費(fèi)量(g/hr)x0.04第三種溶劑作業(yè)時(shí)間一小時(shí)內(nèi)消費(fèi)量(g/hr)x0.01*適用於單純的有機(jī)溶劑或其混合物第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一計(jì)算範(fàn)例對(duì)象:乙酸異丙酯-基本數(shù)據(jù)TLV250ppm;MW=102;作業(yè)空間:9.3mx9mx3.3m;飽和蒸汽壓=47.5mmHg(作業(yè)溫度下);第二類有機(jī)溶劑;LEL=1.8%;比重=0.87;蒸汽密度=3.52kg/m3先估計(jì)蒸發(fā)速率,得到5.45x10-4kg/sec然後使用不同的方法，估算換氣量:結(jié)果得到

TLV法=142.8CMM;LEL法=3.73CMM

室內(nèi)容積法=138.1;有機(jī)溶劑中毒預(yù)防規(guī)則=78.5CMM理論上應(yīng)該選取最大的數(shù)值，也就是142m3/min,作為換氣量工程設(shè)計(jì)使用。第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一其他注意事項(xiàng)排氣管內(nèi)，要避免有機(jī)蒸汽的累積，避免引起火災(zāi)(方法之一為增設(shè)活性碳的設(shè)備，但必須注意活性碳吸附床的保養(yǎng)維修)科學(xué)園區(qū)的半導(dǎo)體廠，曾經(jīng)因?yàn)閺U棄的排氣管中，通入不相容的氣體，最後導(dǎo)致火災(zāi)抽氣量大，可能造成作業(yè)環(huán)境的溫度下降，也許對(duì)製程並不好的效果需要折中處理(在製程，環(huán)保，安全中，選擇最適化的作業(yè)條件)第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一人的呼吸進(jìn)入大型儲(chǔ)槽維修(or類似情況)，其內(nèi)的氧氣夠不夠?基本資料:正常人的肺部體積5L,每次約呼吸500ml,其中僅350ml與肺部交換，呼吸速度約30L/min(I.e.每秒一次)，肺部內(nèi)氧氣濃度約16%;人類吸入16%氧的空氣，就會(huì)發(fā)生不適應(yīng)現(xiàn)象;當(dāng)氧氣濃度降到11-12%,就會(huì)昏迷，6%呼吸停止如果進(jìn)入純氮容器內(nèi)工作，又未攜帶空氣鋼瓶，吸幾口氣後就會(huì)昏迷?多久會(huì)死亡?Vdy/dt=-m’y(m’=30L/min;V=5L;t=0,y=0.16)解之，當(dāng)y=11%時(shí)，t=6.9sec會(huì)昏迷當(dāng)y=6%,t=17.9sec會(huì)死亡第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一缺氧狀態(tài)的癥兆氧氣含量癥兆

12-14%呼吸深沈，脈搏加速，手腳不協(xié)調(diào)

10-12%Cheyne-Stokes呼吸(?)，昏眩，poorjudgement,嘴唇變藍(lán)

8–10%昏睡感，嘔吐，昏迷，臉泛紅

6–8%8min100%的生物都會(huì)死亡;6min可以救回一半;4-5mn大部分都能救回

4%40sec就昏迷，抽慉，呼吸停止，死亡第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一利用電腦模擬計(jì)算換氣量以上諸公式，明顯的僅為依據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到，所以不會(huì)太精確。若能利用我們對(duì)流體力學(xué)的知識(shí)，模擬作業(yè)環(huán)境內(nèi)的流場，物質(zhì)分佈，乃至於溫度，濕度分佈都可以得到，如此將更有助於精確的設(shè)計(jì)換氣量，不至於過大或不足。工研院經(jīng)驗(yàn):可用於噴漆作業(yè)，造漆作業(yè)，或噴砂作業(yè)等所需要的氣流亭設(shè)計(jì)。第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一氣流亭模組單元設(shè)計(jì)的流程圖第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一污染物隨著這氣流穿過右下方百葉槽縫進(jìn)入過濾區(qū)，而被濾除。氣流亭的概念第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一模組化氣流亭為有效的控制手段。取自工安環(huán)保報(bào)導(dǎo)第四期第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一氣流亭模組實(shí)體及其面速測試第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一局部排氣其設(shè)計(jì)步驟包括:氣罩設(shè)計(jì)

:如上吸，下吸，側(cè)吸，吹吸等不同的方式，在最恰當(dāng)高度，以最經(jīng)濟(jì)風(fēng)量捕集有害物質(zhì)管路設(shè)計(jì):計(jì)算各段的風(fēng)管壓損，及壓力平衡尾氣處理設(shè)計(jì):適合排氣成分的處理設(shè)備，例如集塵，濕式洗滌塔，活性碳塔等風(fēng)車:計(jì)算排氣量以及系統(tǒng)的靜壓損第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一輸送速度的範(fàn)圍

有害物輸送風(fēng)速(m/min)蒸汽，氣體，煙305-370燻煙fume427-610非常輕細(xì)粉塵610-762乾粉塵762-1070重粉塵1220-1370重或潮濕粉塵>1370第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一

吹吸式局部排氣設(shè)計(jì)示意圖。使用理由:該廢水槽區(qū)，污染源面積廣，且風(fēng)車換氣量有限，因此改為吹吸式，可以不必大幅增加換氣量，節(jié)省一些成本。9m活性碳第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一打粉機(jī)的示意圖。作業(yè)期間會(huì)造成粉塵溢出的幾個(gè)地方:A處，儲(chǔ)槽下料的地方B處，抽風(fēng)口C處，打完粉後，下料到另一個(gè)儲(chǔ)槽個(gè)別設(shè)計(jì)小型的局部抽氣罩，解決粉塵問題。第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一排風(fēng)機(jī)，進(jìn)氣口位置之良莠探討第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一理想的設(shè)計(jì)，都是希望避免污染的空氣接觸到操作人員第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一氣罩分類包圍型:一般排氣量較低，效果高，例如覆蓋型，套箱型(glovebox),崗?fù)な?，建築崗?fù)ば偷龋庋b式氣罩:例如側(cè)邊型氣罩，懸吊型全面開口氣罩，懸吊型三面開口氣罩，底邊型氣罩;側(cè)向吸引型，下向吸引型，上向吸引型等第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共29頁，2023