Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Загрязнение воздушной среды при производстве оцинкованных изделий

Статья посвящена изучению причин выбросов вредных веществ в виде «белых дымов», поступающих в воздушную среду и определению их объёмов при горячем цинковании, являющимся современным методом обработки металлических изделий. Предложена методика для расчета поступлений цинка при испарении с поверхности расплава ванны горячего цинкования.

Горячее цинкование является современным методом обработки металлических изделий и позволяет защитить их от коррозии. Процесс горячего цинкования сопровождается выделением «белых дымов» и загрязнением воздушной среды вредными веществами, в числе которых содержание цинка и его соединений составляет более 24%. Согласно гигиеническим нормативам, предельно-допустимая концентрация оксида цинка в воздухе населённых мест составляет 0,05 мг/м3, а в воздухе рабочей зоны 0,5мг/м3.

Необходимость исследований подтверждается предложениями ОАО «Уралэлектромедь» по изучению причин выбросов «белых дымов» в рабочую зону и определению их объёмов при горячем цинковании, направленными кафедре теплогазоснабжения и вентиляции УРФУ в 2009г.

Технология горячего цинкования осуществляется погружением предварительно подготовленных металлических изделий в ванну с расплавом цинка с температурой около 450 °C [1]. В состав «белых дымов» входят пары цинка и его соединений. Поступление их в воздушную среду происходит за счёт испарения с поверхностей расплава и от металлических изделий после цинкования при их транспортировке.

Определение количества вредных веществ представляет сложную задачу, которая практически не может быть решена путём непосредственных измерений в условиях действующего производства.

В настоящее время для оценки загрязнения воздуха используются методики определения концентраций вредных веществ, включающие отбор проб воздуха и последующие анализы на содержание различных веществ в химических лабораториях предприятий. Количество этих веществ может быть определено косвенно при известном объёме воздуха в конвективных потоках или удаляемого от местных и технологических отсосов. Более достоверные данные можно получить из анализа процессов испарения, происходящих в ваннах с жидкими металлами.

Для расчета поступлений цинка при испарении с поверхности расплава ванны горячего цинкования была использована методика, разработанная проф. Р.Н. Шумиловым [2]. Методика основана на аналогии процессов массо - и теплопереноса и апробирована при разработке мероприятий по повышению экологической безопасности свинцового производства [3,4].

Массоперенос на границе двух фаз (расплав и воздух) можно выразить через скорость молярного переноса и разность концентраций:

g = vD ■ s ■ (ks - k0), (1)

где G - интенсивность испарения, кг/с; vD - скорость переноса массы, м/с;

S - площадь поверхности расплава, занимаемая атомами металла, м2ks, k0 - концентрации насыщенных паров металла у поверхности расплава и в окружающем воздухе соответственно, кг/м3.

Примем, что атомы металла на поверхности расплава занимают площадь S, пропорциональную массовой концентрации в расплаве п, то есть S = п S0, где S0 - площадь поверхности расплава.

Согласно данным о составе расплава, предоставленным предприятием, в составе расплава более 99% цинка. Полагая концентрацию k0 в окружающем воздухе пренебрежимо малой по сравнению с концентрацией ks у поверхности расплава, получим из (1) выражение для определения количества паров металла, поступающего в воздух помещения с поверхности расплава:

g = vD ■s ■ ks . (2)

Скорость переноса массы vD зависит от коэффициента диффузии паров металла D и физических свойств (молекулярная масса, плотность, температуропроводность и другие). Концентрация насыщенных паров металла у поверхности расплава ks зависит от парциального давления паров металла. Определяющим фактором при этом является температурный режим технологического процесса.

Таким образом, для оценки интенсивности испарения металла требуются следующие данные:

  • константы, отражающие физические свойства испаряющегося вещества;
  • парциальное давление паров металла;
  • коэффициент диффузии;
  • температурный режим процесса.

Известно, что физические свойства, коэффициенты диффузии и парциальные давления паров металлов существенно зависят от температуры. Для вывода зависимости парциального давления паров цинка от температуры мы воспользовались данными о парциальных давлениях расплава цинка при различных температурах, приведёнными в работе [1]. Данные представлены на рис.1 и аппроксимированы уравнением:

InP = 0,0158P - 10,7,

где Р - парциальное давление паров цинка, Па; Т - температура, К.

Как видно из рис.1, подобранная зависимость достаточно точно обобщает экспериментальные данные и позволяет определить парциальное давление паров цинка при любой температуре.

Далее рассмотрим процесс диффузии (испарения) металла в воздух. Так как в составе воздуха присутствует около 80 % азота, примем в качестве модели процесса взаимодействие в системе металл - азот.

Для сравнения можно воспользоваться данными предприятия по лимиту выбросов соединений цинка, составляющему 0,015 г/с, что подтверждает достоверность результатов.

Представляется возможным оценить также количество цинка, испаряющегося с поверхности оцинкованных изделий. Расчёты показывают, что с поверхности трубы диаметром 500 мм длиной 10 м после цинкования при транспортировке испаряется почти такое же количество цинка, как с поверхности ванны.

Этому процессу сопутствует поступление в воздух значительного количества хлористого аммония, входящего в состав флюсов. Однако предельно-допустимая концентрация его в воздухе населённых мест составляет 0,2 мг/м3, а в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3, что свидетельствует о меньшей опасности для здоровья работающих и загрязнения воздушного бассейна.

Полученные данные необходимы для расчёта количества вентиляционного воздуха для ассимиляции вредных выделений и определения концентраций загрязняющих веществ в рабочей зоне и в приземном слое атмосферы.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. М.: Металлургия, 1982.352с.
  2. Шумилов Р.Н. и др. Применение метода аналогии при определении исходных данных для проектирования отопления корпусов обогащения железной руды //Проблемы теплоснабжения и вентиляции в условиях климата Восточной Сибири. Иркутск: Ирк. ПИ. 1979. - С.76-79.
  3. Шумилов Р.Н., Пастухова Л.Г., Толстова Ю.И. Оценка интенсивности загрязнения воздуха при производстве чернового свинца //Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений: Сборник научных трудов. Пермь: Пермский государственный технический университет, 1997. - С. 117-126.
  4. Шумилов Р.Н., Толстова Ю.И., Пастухова Л.Г. Вентиляция начинается с технологии. Совершенствование вентиляции плавильных цехов свинцовых заводов //Инженерные системы. АВОК- Северо-запад, 2002. - № 4 (8). - С. 27-29.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.