Воздушные фильтры. Чупалов В.С. 2005

Воздушные фильтры
Чупалов В.С.
СПГУТД. С.-Петербург. 2005
167 страниц
ISBN 5-7937-0136-2
Воздушные фильтры. Чупалов В.С. 2005
Содержание: 

Книга посвящена технике и технологии очистки атмосферного воздуха от пыли, используемой в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Эта проблема касается также ряда химических производств и целых отраслей, так как от содержания пыли в атмосферном воздухе часто зависят качество и себестоимость продукции, надежность и долговечность работы приборов и машин. На основе новейшей нормативной документации монография обобщает различные аспекты выбора и эксплуатации воздушных фильтров, включая санитарно-экологические проблемы очистки воздуха. Приводятся необходимые данные для тестирования воздушных фильтров и их расчета. В такой редакции в отечественной литературе эта тема рассмотрена впервые. Монография может быть рекомендована специалистам, работающим в области проектирования и эксплуатации общеобменной и специальной вентиляции в различных областях, а также будет полезна инженерам, аспирантам и студентам вузов, специализирующимся в области охраны труда и экологии.

Рецензенты: доктор технических наук, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна Г.М. Позин; заведующий кафедрой химической технологии органических и неорганических веществ Северо-Западного государственного заочного технического университета, доктор технических наук, профессор А.И. Алексеев

Введение
1. Определения, состав и классификация атмосферной пыли
2. Оценка качества и классификация воздушных фильтров
3. Методы очистки атмосферного воздуха от пыли
4. Типы воздушных фильтров
5. Фильтрующие материалы
6. Технология применения и расчет воздушных фильтров
7. Технико-экономическое обоснование выбора типа воздушных фильтров и оценка их надежности
8. Основы конструирования систем очистки приточного воздуха
9. Важнейшие области и особенности применения воздушных фильтров
Заключение

Введение

Проблема чистого воздуха, в основном, возникла вместе с появлением промышленного производства. Однако практически до начала XX века загрязнение воздуха носило местный характер. Дым и копоть сравнительно редких труб небольших предприятий почти полностью рассеивались на большом пространстве. Однако в XX веке положение резко осложнилось вследствие быстрого развития промышленности и и транспорта. Выбросы в атмосферу пыли и других вредных веществ достигли уровня, когда они уже не могут быть рассеяны в атмосфере до безвредных для биосферы концентраций.

Непрерывный рост парка автомобилей и увеличение масштабов производства сопровождаются постоянным нарастанием загрязнения атмосферного воздуха. Это предопределяет повышение внимания к проблеме санитарной очистки воздуха от пыли в системах приточной вентиляции производственных, общественных и жилых зданий. Безусловный приоритет в решении проблемы повышение качества жизни, работоспособности и здоровья людей. Но эта проблема касается также ряда производств и даже целых отраслей. От содержания пыли в атмосферном воздухе часто зависят качество и себестоимость продукции, надежность и долговечность работы приборов и машин. Для очистки атмосферною воздуха от взвешенных частиц при их содержании до нескольких [Предельное содержание пыли в воздухе для применения воздушных фильтров принято ориентировочно, но даже при концентрации пыли более 2 мг/м3 резко снижается срок их эксплуатации и требуются специальные технические решения] мг/м3 в системах приточной вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления производственных, общественных и жилых зданий, подачи воздуха на технологические нужды, воздушного охлаждения газотурбинных установок и других, используются воздушные фильтры.

Воздушные фильтры используются в автомобильном транспорте и бытовых приборах, а также в фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. В ближайшем будущем практически не останется ни одного производства или вида деятельности, которые не потребуют воздушных фильтров. В развитых странах все современные промышленные и общественные здания оборудованы кондиционерами с обязательной очисткой атмосферного воздуха от пыли.

Широкое использование промышленных кондиционеров и других устройств в вентиляционных системах привело к возникновению ряда принципиально новых санитарных, экологических и иных инженерных проблем. Отсутствие соответствующей информации и подготовки персонала осложняет работу по обслуживанию и, безусловно, тормозит внедрение современных технологий очистки воздуха.

Фильтры очистки воздуха для промышленного использования появились относительно поздно - во второй половине XX века. К этому периоду времени относится условное разделение всех видов фильтров на воздушные, промышленные, туманоуловители и другие виды в зависимости от назначения фильтров и нагрузки.

Новая концепция гигиеничности воздушной среды ужесточила требования к санитарной и технологической чистоте воздуха, результатом чего стало обновление стандартов и других нормативных документов. Введены стандарты оценки качества воздушных фильтров в Европе EN 779-93 и EN 1822-98, а в России - ГОСТ Р 51251-99. Необходимо отметить, что в России стандарт на воздушные фильтры введен впервые [До 1 января 2000 г. в России официально действовали правила оценки эффективности воздушных фильтров в соответствии с требованиями Руководства, сопровождаемыми ведомственными инструкциями и дополнениями.]. При этом большая часть воздушных фильтров, рекомендованных ранее к использованию в народном хозяйстве, нашли свою "нишу" и в современных условиях. В тоже время расширилось количество классов эффективности фильтров и в ряде случаев повысились требования по их аттестации и применению. В целом, сведения по воздушным фильтрам, приведенные ранее в отечественной литературе, требуют коррекции.

Одной из проблем, требующих решения, является уменьшение "теплового" загрязнения окружающей среды. На долю зданий приходится до 40 % антропогенной "тепловой" нагрузки на окружающую среду. Системы вентиляции потребляют большую часть энергии, требуемой для содержания зданий, а перепад давлений на воздушных фильтрах может составлять значительную часть аэродинамического сопротивления вентиляционных систем. В последующих нормативных документах, вероятно, будут отражены требования по уменьшению энергозатрат при эксплуатации вентиляционных систем.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) третья часть вновь строящихся или реконструируемых зданий может содержать загрязненный воздух. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха предназначены для создания условий, благоприятных для высокопроизводительного труда, обеспечения условий быта и отдыха. В воздух производственных помещений, требующих особого внимания, при различных технологических процессах поступают пыль, а также газы и пары вредных веществ. Их количество зависит от особенностей технологического процесса, сырья и видов промежуточных и конечных продуктов производства. Содержание пыли в воздухе, подаваемом в производственные помещения системами вентиляции и кондиционирования, не должны превышать одной трети от значений ПДК рабочей зоны. На многих российских предприятиях в приземном слое атмосферы промышленных площадок запыленность превышает ПДК в несколько раз.

Воздействие пыли на организм человека зависит от ее концентрации в воздухе, дисперсности и химического состава. Наибольшую опасность представляют для организм человека частицы размерами менее 10 мкм, так как он проникают в верхние дыхательные пути и легкие. Пыль может стать причиной пневмокониозов, в том числе таких тяжелых заболеваний как, например, силикоз. Пневмокониоз может развиваться под влиянием пыли, содержащей двуокись кремния, оксиды железа и других металлов или угольную пыль. Практически любая пыль неорганического происхождения и некоторые виды органической пыли, том числе волокнистая пыль текстильных предприятий, при большой запыленности среды и продолжительном вдыхании приводят к заболеваниям органов дыхания. Таким образом, обеспечение условий труда и быта, достигаемое с помощью систем вентиляции и кондиционирования, социально необходимо независимо от того, обеспечивается ли при этом экономический эффект или нет.

Национальный институт охраны труда и здоровья США (NIOSH) по результатам обследования более 1000 случаев составил следующий перечень основных причин неудовлетворительного качества воздуха в помещениях (IAQ):

50 % случаев - неэффективность самой вентиляционной системы (например, недостаток наружного воздуха, неэффективное распределение воздуха, параметры температуры и относительной влажности не соответствуют значениям, установленным для комфортного самочувствия, наличие загрязняющих источников непосредственно в системе);

30 % случаев - наличие в воздухе специфических загрязняющих веществ (формальдегида, паров растворителей, пыли или микробиологических объектов);

10 % - внешние источники загрязнения (например, выхлопные газы автотранспорта, пыльца растений, грибок, дым, пыль от дорожных и строительных работ);

10 % - внутренние источники загрязнения воздуха, связанные с микробиологическими загрязнениями, выделяемыми мебелью, элементами обстановки и тканями.

Проблемы неудовлетворительного качества воздуха в отдельных случаях приводили к тяжелым последствиям, различного рода заболеваниям, причинами которых были признаны либо сами здания, либо установленные в них системы жизнеобеспечения. Агентство охраны окружающей среды EPA классифицировало неудовлетворительное качество воздуха (IAQ) одним из пяти основных факторов риска для общественного здоровья.

Наряду с костной пылью природного и антропогенного происхождений, не меньшую опасность для человека представляют так называемые техногенные инфекции. Летом 1976 г. из 4 400 участников конгресса организации "Американский легион" у 221 (5 %) развилась тяжелая пневмония. Из них умерли 34 (15,4 %). Этиологический агент пневмонии был выделен из легочной ткани умерших и охарактеризован лишь спустя полгода. Это сделали американские риккетсиологи J.E. McDade и С.С. Shepard. Его назвали легионеллой, а болезнь - "болезнью легионеров". Причиной заболевания явились нарушения в работе системы охлаждения воздуха в кондиционерах и отсутствие надежной системы очистки воздуха.

Открытие нового бактериального агента, очевидно, не имело такого глобального медико-социального резонанса, как открытие возбудителя ВИЧ-инфекции или новых вирусных заболеваний печени. Частота выявляемых случаев болезни легионеров уступает и другим недавно описанным возбудителям инфекционных болезней, например, Campylobacter spp. или Chlamydophila (ранее Chlamydia) pneumoniae. Тем не менее, состоявшаяся в сентябре 2000 г. 5 я Международная конференция по легионеллезу (г. Ульм, Германия), подтвердила значительный интерес к проблеме легионеллеза во всем мире. Хотя в целом уровень заболеваемости легионеллезом невелик, спорадические случаи и десятки эпидемических вспышек ежегодно выявляются в различных странах. Показательный пример - крупная эпидемия среди посетителей аукциона цветов в Голландии (1999), во время которой заболели 188 человек, из них 16 (8,5 %) умерли.

Легионеллез является типичным примером техногенной инфекции. Ее возникновение обусловлено активным использованием в промышленности и быту циркулирующих замкнутых водных систем, потенциального источника бактериального аэрозоля. Для микробиологов болезнь легионеров является труднодиагностируемой инфекцией, несмотря на внедрение современных иммунологических и молекулярно-генетических методов.

В начале 2003 г. мир оказался перед новой угрозой - эпидемией "атипичной пневмонии", зародившейся в Юго-Восточной Азии. Причина смертельного заболевания была установлена. Однако современный уровень знаний в области микробиологии не всегда позволяет однозначно определять все приоритеты развития систем очистки воздуха и вентиляционной техники, но выполнить основные требования по профилактике и защите людей от возможной угрозы их здоровью возможно уже в настоящее время.

К основным профилактическим мероприятиям по предотвращению техногенных инфекций, в том числе эпидемий легионеллеза и других проблем в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха, относят их грамотную инженерно-техническую эксплуатацию и, конечно, правильный расчет и подбор аэрозольных фильтров и других пылеулавливающих устройств.

В данном издании автор попытался осветить современное состояние техники и технологии очистки атмосферного воздуха от аэрозолей и смежных проблем, связанных с примененном воздушных фильтров. Приводятся справочные данные, необходимые для тестирования воздушных фильтров и их подбора, а также примеры расчетов. Даны некоторые рекомендации, полученные на основе опыта работы на пищевых, фармацевтических и химических предприятий в Санкт-Петербурге, Череповце и Великом Новгороде и области очистки атмосферного воздуха от пыли. Использованы результаты международного сотрудничества с коллегами из Университета прикладных наук Нидеррайн, г. Крефельд и Менхенгладбах (Германия). Совместно с немецкими коллегами, в частности, выполнен химический анализ атмосферной пыли в Санкт-Петербурге.

Книга предназначена для специалистов, работающих в облает проектирования и эксплуатации общеобменной и специальной вентиляции в различных отраслях промышленности. Она будет полезна инженерам, аспиратам и студентам вузов, специализирующимся в области охраны труда и инженерной защиты окружающей среды.

Автор выражает признательность за тщательный просмотр рукописи и конструктивную помощь заведующему кафедрой инженерной химии и промышленной экологии Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна, заслуженному работнику высшей школы РФ, профессору В.П. Панову и заслуженному деятелю науки и техники РФ, профессору Л.Я. Терещенко.

поддержать Totalarch

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер