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1、通 风 工 程Ventilation Engineering,授课：杨卫波E-mail：扬州大学能源与动力工程学院建筑环境与设备工程系,通风工程课程的主要内容,3、通风除尘测试,2、净化除尘技术,1、通风技术,教材目录,第1章 概述第2章 全面通风第3章 自然通风第4章 局部排风第5章 隧道通风（不作要求）第6章 空气净化原理与设备第7章 防烟排烟通风第8章 通风管道系统的设计计算第9章 通风系统的测量与调试（自学为主）,第1章 概 述,1.1 工业有害物及其卫生毒理学基础,1.1.1 工业有害物的种类与来源 1.1.2 工业有害物卫生毒理学基础 1.1.3 工业有害物对工农业生产的影响 1.
2、1.4 工业有害物对大气环境的影响,1.2.1 人体与周围环境的热交换 1.2.2 影响人体热舒适的基本参数,1.2 防治有害物的通风方法,1.3 空气中有害物含量与有关标准,1.3.1 有害物浓度1.3.2 卫生标准 1.3.3 排放标准,1.4 防治有害物的通风方法,1.4.1 有害物在室内的传播机理 1.4.2 防治有害物的通风方法 1.4.3 防治有害物的综合措施,1 工业有害物的种类,1.1 工业有害物及其卫生毒理学基础 1.1.1 工业有害物的类型及其来源,（1）粉尘（2）有毒有害气体（3）有害蒸气（4）热湿,三个概念：粉尘：粉尘是分散于空气中的细小固体粒子（Dust）。分散系统：
3、一种物质的微粒分散在另一种物质之中组成一个分散系统。气溶胶：固体或液体微粒分散在气体介质中所构成的分散系统。按照微粒的来源及物理性质，气溶胶可细分为 灰尘 烟 雾 烟雾,（1）粉尘,空气中微粒,固体微粒,液体微粒,烟或尘,尘,烟,凝聚性固体微粒,机械分散性固体微粒,雾,包括所有固态分散性微粒。粒径上限约为200m。降尘：粒径在10m以上的较大的微粒沉降速度快，经过一定时间后会沉降到地面或其他物体上，称为“降尘”或“落尘”。,1）灰尘（dust）,灰尘弥漫下的兰州,浮尘：粒径在10m以下的会悬浮在空气中称为“浮尘”或“飘尘”。大气中浮游数量最多的微粒粒径为0.110m。飘尘对人体的危害极为严重。
4、,包括所有凝聚性固态微粒以及液态粒子和固态粒子因凝聚作用而生成的微粒。通常是高温下生成的产物，粒径范围：约为001一1m。,2）烟（smoke）,石嘴山河滨工业园区的高耗能企业，浓黄色的毒烟从炼焦炉里滚滚冒出，随着西风向东飘散。,包括所有液态分散性微粒的液态凝聚性微粒。雾是液体受机械力的作用分裂或蒸气在凝结核上凝结而成的。如化工生产过程中产生的酸、碱雾，镀铬过程产生的铬雾、喷漆过程飞溅的漆雾以及油雾等。粒径在0.110m之间。,3）雾（mist）,2003年9月23日，遵义城区大部地区被酸雾笼罩，以屡禁不止的燃煤炉具产生的二氧化硫为主。,烟雾原指大气中形成的自然雾与人为排出的烟气（煤粉尘、二氧
5、化硫等）的混合体，如伦敦烟雾（煤烟型污染）。光化学烟雾，是工厂和汽车排烟中的氮氧化物和碳氢化物经太阳紫外线照射而生成的二次污染物，是一种浅蓝色的有毒的烟雾，亦称洛杉矶烟雾（近代燃油型污染）。,4）烟雾(smog),英国伦敦烟雾事件,洛杉矶烟雾,在常温、常压下，在空气中呈现气态的物质。如煤气、氨气、氯气、一氧化碳等等。,固体直接升华或液体蒸发所形成的气态物质。如溶剂蒸发的蒸汽、磷蒸汽、汞蒸汽等等。,在生产过程中散发的热，包括对流热、辐射热，它们直接影响工作区的空气温度，并对人体产生热辐射的作用。,(2)气体,(3)蒸汽,(4)热,2 工业有害物的来源,(1)粉尘的来源固体物料的破碎和研磨。粉状物
6、料的混合、筛分、包装及运输。可燃物的燃烧与爆炸。生产过程中物质加热产生的蒸气在空气中的氧化和凝结。(2)有害气体、蒸汽的来源 在化工、造纸、纺织物漂白、金属冶炼、浇铸、电镀、酸洗、喷漆等工业生产过程中常常会产生有害蒸气和气体。(3)矿井内有害物质的来源（不作要求）,1.1.2 工业有害物卫生毒理学基础,1 有害物侵入人体的途径,据统计大约有95%的工业中毒都是通过呼吸道入侵所致。有些有害物质，能够通过皮肤和粘膜侵入人体。有害物质单纯从消化道侵入而吸收者为数不多。,全球工伤事故和职业病每年掠走200万人生命。,造成的经济损失约占全球国民生产总值的。,工伤事故和职业病不容忽视！,从职业病危害说起,
7、我国的职业病有10大类150种：尘肺；职业性放射性疾病；职业中毒；物理因素所致职业病；生物因素所致职业病；职业性皮肤病；职业性眼病；职业性耳鼻喉口腔疾病；职业性肿瘤；其他职业病,武汉发生有机磷中毒事件19人被毒倒,我国职业病危害,职业病分布在30多个行业，以煤炭、冶金、建材、有色金属、机械、化工行业等最为严重。仅尘肺病55万，年增1.52万。估计职业病及疑职业病100万。19992000年间，我国共报告职业病新病例总数为167587例，年均增加新职业病人数为15235例。急性职业中毒：1999比1998增加15.13，中毒人数增加47，死亡人数增加67；2000与1999相比，死亡率增加8左右
8、。,“慢性正己烷中毒”,2 粉尘对人体的危害,（1）引起尘肺病 有些非金属粉尘如硅、石棉、碳黑等，由于吸入人体后不能排除，将变成矽肺、石棉肺或尘肺。例如含有游离二氧化硅成分的粉尘，在肺泡内沉积会引起纤维性病变，使肺组织硬化而失去呼吸功能，发生“矽（硅）肺”病。,中国百万矿工生命遭“尘肺病”威胁,（2）引起中毒甚至死亡 有些毒性强的金属粉尘（铬、锰、镉、铅、镍等）进入人体后，会引起中毒以致死亡。例如铅使人贫血，损伤大脑；锰、镉损坏人的神经、肾脏；镍可以致癌；铬会引起鼻中隔溃疡和穿孔，以及肺癌发病率增加。,惠州超霸电池厂镉中毒 事件,3.有害气体和蒸气的危害,根据气体（蒸汽）类有害物对人体危害性质
9、，大致可分为麻醉性、窒息性、刺激性、腐蚀性等四类。下面列举几种常见的气体（蒸汽）对人体的危害。,(6)二氧化硫（SO2）(7)硫化氢（H2S）(8)氮氧化物（NOx）(9)甲烷（CH4）(10)甲醛（HCHO）,(1)汞蒸汽（Hg）(2)铅（Pb）(3)苯（C6H6）(4)二氧化碳（CO2）(5)一氧化碳（CO）,剧毒物质，即使在常温或0以下汞也会大量的蒸发，通过呼吸道或胃肠道进入人体后便发生中毒反应。急性汞中毒主要表现在消化器官和肾脏，慢性中毒则表现在神经系统，产生易怒、头痛、记忆力减退等症状或造成营养不良、贫血和体重减轻等症状。职业中毒以慢性中毒较多。,甘肃白银公司西北铅锌冶炼厂硫酸车间作
10、业的名白银公司动力厂职工和名在附近干活的民工，先后出现身体发热、头晕、头痛等症状，后被确诊为急性汞中毒。,(1)汞蒸汽（Hg）,铅及其化合物通过呼吸道进入人体后，再由血液输送到脑、骨髓、及骨髓各个器官，损害骨髓造血系统引起贫血。铅对神经系统也将造成损害，引起末梢神经炎，出现运动和感觉异常。儿童经常吸入或摄入的浓度的铅，会影响儿童智力发育和产生行为异常。,铅中毒的孩子好动,(2)铅（Pb）,苯进入人体的途径是呼吸道或从皮肤表面渗入。急性苯中毒：主要表现为中枢神经系统的麻醉作用，轻者表现为兴奋、欣快感，步态不稳，以及头晕、头痛、恶心、呕吐等，重者可出现意识模糊，由浅昏迷进入深昏迷或出现抽搐，甚至导
11、致呼吸、心跳停止。慢性苯中毒：主要是对神经系统、造血系统的损害，表现为头痛、头昏、失眠，白血球持续减少、血小板减少而出现出血倾向。,苯中毒引起再生障碍性贫血，成职业病杀手,(3)苯（C6H6）,当肺泡中CO2增多时，能刺激人的呼吸神经中枢，引起呼吸频繁，呼吸量增加，所以在急救受有害气体伤害的患者时，常常首先让其吸入含有5%CO2的氧气以加强呼吸。但空气中CO2浓度过高时，又会相对地减少氧的浓度，并使人窒息。,(4)二氧化碳（CO2）,CO多数属于工业炉、内燃机等设备不完全燃烧时的产物，或来自煤气设备的渗漏。CO是一种对血液、神经有害的毒物。由呼吸道吸入的CO容易与血红蛋白相结合生成碳氧血红蛋白
12、，CO与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200300倍，碳氧血红蛋白的存在影响氧和血红蛋白的解离，阻碍了氧的释放，导致低氧削症，引起组织缺氧。中枢神经系统对缺氧最敏感。缺氧引起水肿、颅内压增高，同时造成脑血液循环障碍，部分重症CO中毒患者，在昏迷苏醒后，经过2天至2个月的假愈期，出现一系列神经精神障碍等迟发性脑病。,(5)一氧化碳（CO）,(6)二氧化硫（SO2）SO2主要来自含硫矿物氧化、燃烧、金属矿物的焙烧、毛和丝的漂白、化学纸浆和制酸等生产过程，含硫矿层也会涌出SO2。SO2是无色、强刺激性的一种活性毒物，它对人的眼、呼吸器官有强烈的刺激作用，使鼻、咽喉和支气管发炎。,图解二氧化
13、硫中毒,(7)硫化氢（H2S）H2S对人体全身的致毒作用在于它和氧化型细胞血素酶的三价铁结合，使酶失去活性，影响细胞氧化，造成人体组织缺氧。空气中H2S浓度过高（900mg/m3以上）可直接抑制呼吸中枢，引起窒息而迅速死亡。急性中毒后遗症是头痛与智力下降，慢性中毒症状是眼球酸痛，有灼伤感，肿胀畏光，并引起气管炎和头痛。,造纸厂淤泥硫化氢中毒(组图),(8)氮氧化物（NOx）氮氧化物主要指NO和NO2，来源于燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程。NO2呈棕红色，对呼吸器官有强烈刺激，常导致各种职业病，比如由高浓度NO2中毒引起急性肺气肿，以及由慢性中毒引起的慢性支气管炎和肺水肿。NO对人体的生理影响
14、还不十分清楚，它与血红蛋白的亲和力比CO还要大几百倍。如果动物与高浓度的NO相接触，可出现中枢神经病变。,被污染的河流,(9)甲烷（CH4）甲烷无毒，但当浓度较高时，会引起窒息。不助燃，但在空气中具有一定浓度并遇到高温（650750）能引起爆炸，煤矿中经常发生的瓦斯爆炸事故，其爆炸气体中的主要成分就是甲烷。,(10)甲醛（HCHO）甲醛又称蚁酸，是无色有强烈刺激性气味的气体略重于空气。几乎所有的人造板材、某些装饰布、装饰纸、涂料和许多新家具都可以释放出甲醛，因此它和苯是现代房屋装修中经常出现的有害气体。甲醛浓度高的居室中有明显的刺激性气味，可导致流泪、头晕、头痛、乏力、视物模糊等症状，检查可见
15、结膜、咽部明显充血，部分患者听诊呼吸音粗糙或有干性罗音。较重者可持续咳嗽、声音嘶哑、胸痛、呼吸困难等病状。,4 工业有害物对人体危害程度的影响因素,1.粉尘的粒径2.有害物的成分及物理、化学性质3.有害物的浓度4.有害物对人体作用的时间5.劳动场所的气象条件6.人的劳动强度及个体方面的因素,呼吸性粉尘：粒径小于或等于5微米车间产尘粒径小于10微米。2微米以下占40%90%,吸入呼吸器官的气溶胶粒子,1.1.3 工业有害物对工农业生产的影响,（1）粉尘对生产的影响 降低产品质量和机器工作精度。粉尘还会降低光照度和能见度，影响室内作业的视野。一定条件下会发生爆炸，造成人员伤亡和经济损失。（2）有害
16、气体和蒸汽对生产的影响 腐蚀材料、缩短设备使用寿命等。（3）粉尘、有害气体和蒸汽对农作物的危害 酸雨。粉尘沉积影响植物的健康和生长。,1.1.4 工业有害物对大气环境的影响,（1）全球气候变暖,气候变暖了？看来咱北极居民也要准备装空调了！,（2）臭氧层破坏,1.2.1 人体与周围环境之间的热交换,1.2 气象条件对人体生理的影响,对流辐射蒸发,（1）空气温度,1.2.2 影响人体热舒适的基本参数,（4）新风量,（3）空气流速,（2）空气湿度,（5）其他因素,1.3 空气中有害物含量与有关标准,ppmparts per million百万分之一ppbparts per billion百亿分之一,
17、体积浓度和质量浓度换算关系为:,1.3.1 有害物浓度 体积浓度：单位体积空气中所含有害气体的体积。单位:毫升/米3(mL/m3)，ppm或。关系:1mL/m3=1ppm=110-4。质量浓度：单位体积空气中所含有毒气体的质量。单位：毫克/米3(mg/m3)，毫克/升（mg/L）。,1.3.2 卫生标准,1.3.3 排放标准,为了防止有害物危害人体,作业环境空气中的有害物浓度必须符合(TJ36-79)的要求。,为了防止有害物排入大气造成大气污染.工业通风排入大气的有害物量或浓度必须符合(GBJ4-73)的规定。,1.4 防治有害物的通风方法,1.4.1 工业有害物在工作空间内的传播机理,1.扩
18、散作用2.外部机械力作用3.空气流动输运作用,有害物的尘化和传播：使有害物从静止状态变成悬浮于空气中，并传播到空气中的作用。一般来说，有害物的传播机理有下面几种。,1扩散作用 当有害物浓度在空间上分布不均匀时，就会由于浓度差的作用而使有害物从高浓度区域向低浓度区域运动，这种有害物的传播机理称为扩散作用。,2外部机械力作用 机械加工和许多其他工业生产过程，以及人本身的运动都会对加工和生产对象、周围物体产生挤压、剪切、拉伸等作用，这些作用力加上重力和浮力统称为外部机械力作用。,点击这里查看,剪切气流造成的尘化,3空气流动输运作用一次气流：许多生产加工和人员活动过程中，因为块、粒状物料在空气中的高速
19、运动和人、热气流上升运动，会带动周围空气随其流动，这部分空气我们称之为诱导空气（一次气流）。二次气流：由于通风或冷热气流对流所形成的室内气流。空气流动输运作用：由于局部的诱导空和室内大范围的空气对流，即一次气流和二次气流的运动，有害物实现从染源到人员所在地点的大范围转移，我们把这种由于空气对流的有害物传播机理称为空气流动输运作用。,点击这里查看,车辆,平板,粉尘颗粒,诱导气流,综合气流造成的尘化,计算表明，直径为l0m的粉尘以初速lO ms作水平运动，仅仅经过0.01s其速度几乎降为O，很快失去进一步传播的能量，在此过程中仅仅运动了8mm远。可见，细小的粉尘本身并没有独立运动能力，一次气流给予
20、粉尘的能量是不足以使粉尘扩散飞扬的，它只造成局部地点的空气污染。造成粉尘进一步扩散污染室内空气环境的主要原因是二次气流，即由于通风或冷热气流对流所形威室内气流。,1.自然通风优点：不需要专设动力装置，经济。缺点：室外空气无法预先进行处理；从室内排出的空气，无法进行净化处理；换气量一般要受室外气象条件的影响，通风效果不稳定。,2.机械通风 按通风系统作用范围，可分为局部通风（包括局部排风和局部送风）和全面通风。,1.4.2 防治有害物的通风方法,1.4.3 防治有害物的综合措施,1.源头：工艺方法,设备,布置及操作方法合理化;2.路径：采用通风净化除尘措施;3.终端：加强管理;采用个体防护等。,第一章 习题作业：1-31-51-8,
