Характеристика аэрозолей и возможности обеспыливания воздуха в наборных цехах полиграфических предприятий

Государственный комитет Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли

Государственный проектный
и научно-исследовательский институт
по комплексному проектированию
предприятий полиграфической промышленности
(Гипронииполиграф)

ТРУДЫ

Выпуск 5

Вентиляция
и кондиционирование
воздуха
на полиграфических
предприятиях

Издательство
Москва

"Книга»
1974

УДК 655.1/3.22:697.941.001.11

ХАРАКТЕРИСТИКА АЭРОЗОЛЕЙ И ВОЗМОЖНОСТИ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ 
ВОЗДУХА В НАБОРНЫХ ЦЕХАХ ПОЛИГРАФИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В. Т. Самсонов

Проблемы снижения запыленности воздуха в цехах и окружающей атмо
сфере приобретают особую важность в связи со строительством крупных полиграфических комбинатов и расширением действующих предприятий, расположенных в густонаселенных районах городов. Интенсификация технологических 
процессов приводит к увеличению количества выделяющихся в воздух токсичных веществ, поэтому становится все более трудным обеспечить необходимую 
чистоту вентиляционного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

В наборных цехах многие технологические процессы сопровождаются вы
делением в воздух пыли от типографских сплавов, состоящих на три четверти из 
свинца. Концентрация свинцовой пыли в воздухе производственных помещений 
наборных цехов не должна превышать 0,01 мг/м3, а в воздухе прилегающих к 
предприятиям населенных мест 0,0007 мг/м3. Обеспечить столь низкую концентрацию свинцовой пыли в воздухе технически довольно трудно и не всегда 

удается. Данные многочисленных обследований, выполненных на различных 
полиграфических предприятиях, свидетельствуют о том, что зачастую концентрация свинца в воздухе цехов и в атмосфере превышает предельно допустимую.

Одной из причин возникновения повышенных концентраций пыли в 

наборных цехах является то, что системы местной вытяжной вентиляции и пылезадерживающие устройства недостаточно эффективны, так как при разработке 
проектов эффективность рассчитывается приближенно из-за отсутствия достоверных данных о количестве и характере пыли, выделяющейся из оборудования. В опубликованных работах часто приводятся противоречивые данные: 
одни авторы полагают, что загрязнения воздуха свинцом невелики [1], другие, 
наоборот, считают их значительными [2]. Достоверные данные о валовых выделениях свинца при переплавке гарта до сих пор отсутствуют.

В лаборатории очистки воздуха и промышленных выбросов Гипрониипо
липрафа совместно с Ташкентским филиалом выполнены исследования по 
определению количества, дисперсности и других свойств пыли, выделяющейся в 
наборных цехах. Установлено, что пыль выделяется в результате механической 
обработки изделий из гарта (резка ножами в наборных машинах, механическая 
обработка стереотипов на станках и т. п.), при плавлении гарта в результате 
испарения и последующей конденсации паров (в наборных машинах, гартоплавильных установках, оборудовании для отливки стереотипов и т. п.), а также 
при загрузке оборудования шихтой и в результате взмучивания осевшей на 
различных поверхностях пыли под действием сквозняков, вибрации и др. 

Пыль диспергационного происхождения является относительно крупной 

и сравнительно легко осаждается из воздуха. Наибольшие трудности представляют конденсационные аэрозоли свинца. Изучению их характеристик уделено особое внимание. Затруднения с очисткой воздуха от конденсационных 
аэрозолей связаны со специфическими особенностями загрязнений, образующихся при переплавке гарта. Основные из них:

а) высокая дисперсность;
б) присутствие в воздухе сопутствующих примесей в виде продуктов не
полного сгорания веществ, вносимых в плавильные котлы переплавляемыми 
отработавшими изделиями;

в) малая концентрация аэрозолей;
г) высокая температура воздуха и возможность воспламенения филь
трующих элементов;

д) наличие в удаляемом воздухе паров гарта, которые при высоких тем
пературах беспрепятственно проходят через фильтрующие устройства и при 
попадании в атмосферу с более низкой температурой конденсируются, образуя 
конденсационные аэрозоли в недопустимом по санитарным нормам количестве;

е) недопустимость возврата очищенного воздуха в производственные 

помещения (рециркуляция воздуха на производствах, связанных с переработкой свинца, запрещена санитарными нормами СН 245—71).

Изучение количества и дисперсности испаряющегося свинца.

Количество и дисперсность аэрозоля, выделяющегося при плавлении гарта, 

изучались в производственных и лабораторных условиях (исследования проводились под руководством В. П. Ильина). В лабораторных условиях исследования выполняли на установке, схематически изображенной на рис. 1. Воздух с 
парами гарта отсасывался из котла 1 и затем фильтровался. Частицы металла 
осаждались на фильтре 2, состоящем из двух слоев фильтровального материала 
ФПП, которые закреплялись с помощью уплотнительных колец непосредственно 
в вентиляционном укрытии 3. Для проверки полноты улавливания частиц 
фильтрами воздух охлаждали и дополнительно пропускали через фильтр 4. Расход воздуха определяли расходомером 5, температуру расплава контролировали 
с помощью термопары 6, а температуру воздуха — термометром 7. В качестве 
побудителя тяги использован пылесос 8. Количество металлической пыли, задержанной фильтрами, определяли методом радиоактивационного анализа, обладающим высокой чувствительностью и точностью.

Рис. 1. Экспериментальная установка для исследования процесса испарения гарта

В производственных условиях исследования были выполнены на анало
гичной установке, собранной по упрощенной схеме. В установке использован 
плавильный котел наборной машины. Эти исследования позволили установить, 
что при низких температурах (ниже 300°С); количество испаряющегося свинца 
сравнительно невелико.

С увеличением температуры расплава ко
личество испаряющегося металла резко возрастает. Установлено также, что скорость испарения 
зависит от интенсивности перемешивания металла, наличия окисной и шлаковой пленки, скорости воздуха, движущегося над поверхностью 
расплава и других факторов.

Рис. 2. Зависимость интенсивности испарения гарта G
от температуры t

B результате обобщения опытных данных, 

полученных в Ташкентском филиале, и литературных данных [3, 4] предлагается 
расчетная зависимость для определения количества гарта, испаряющегося с 
открытой поверхности расплава в производственных условиях. Эта зависимость 
представлена на рис. 2. Она подтверждается замерами в производственных 
условиях. Так, по результатам испытаний института «Гипрогазоочистка», в 
воздухе, удаляемом от укрытия гартоплавильных котлов в 1-й Образцовой 
типографии, концентрация свинца не превышала 0,5 мг/м3, что в пересчете