مخاطر الغبار وتصنيف المرسب

تصنيف الغبار:

    1》بناءً على الخواص الفيزيائية والكيميائية، يمكن تقسيم الغبار إلى غبار غير عضوي (الغبار المعدني، مثل الفحم والأسبستوس؛ والغبار المعدني، مثل الحديد والزنك؛ والغبار الاصطناعي غير العضوي، مثل الماس والأسمنت)، والغبار العضوي (الغبار النباتي، مثل القطن والكتان؛ والغبار الحيواني، مثل شعر الحيوانات والريش؛ والغبار العضوي الاصطناعي، مثل الأصباغ العضوية) والغبار المختلط.

    2》حسب خطورة الغبار على صحة الإنسان فإنه ينقسم إلى غبار كامل وغبار قابل للتنفس. الغبار الكامل: يشير إلى جميع أنواع الغبار بما في ذلك أحجام الجسيمات المختلفة التي يتم الحصول عليها أثناء أخذ عينات الغبار. الغبار القابل للتنفس: يشير إلى جزيئات الغبار الدقيقة التي يقل حجم جسيماتها عن 5 ميكرون. ويمكن أن يدخل إلى المنطقة السنخية من خلال الجهاز التنفسي العلوي لجسم الإنسان، وهو السبب الرئيسي لمرض تغبر الرئة وهو ضار جدًا لجسم الإنسان.

    3》مقسمة حسب محتوى SiO2 الحر في الغبار المعدني: غبار السيليكا: يشير إلى الغبار الذي يحتوي على محتوى سيليكا حر يزيد عن 10%. وهو العامل الرئيسي الذي يسبب داء السيليكات. الغبار الصخري في المناجم هو عموما غبار السيليكا. الغبار غير السيليكا: يشير إلى الغبار الذي يحتوي على نسبة سيليكا حرة أقل من 10%. على سبيل المثال، غبار الفحم الموجود في مناجم الفحم عادة ما يكون غبارًا غير سيليكا.

    4》مقسمة حسب حالة وجود الغبار المعدني: الغبار المعدني العائم يشير إلى الغبار المعلق في الهواء، ويشار إليه بالغبار العائم. الغبار المعدني المترسب: هو الغبار الذي يستقر من الهواء ويشار إليه بالغبار المتساقط.

    5》 مقسمة حسب حجم جسيمات الغبار: يحتوي الغبار الخشن على حجم جسيمات أكبر من 40 ميكرون، وهو ما يعادل الحد الأدنى لحجم الجسيمات للفحص العام ويمكن أن يستقر بسهولة في الهواء. الغبار الناعم: يتراوح حجم جسيماته من 10 إلى 40 ميكرون. يمكن رؤيته بالعين المجردة تحت الضوء الساطع ويخضع لحركة استقرار متسارعة في الهواء الساكن. الغبار الناعم: حجم جسيماته يتراوح بين 0.25 إلى 10 ميكرون، ويمكن ملاحظته باستخدام المجهر الضوئي ويخضع لحركة استقرار متساوية الحركة في الهواء الساكن. الغبار المتناهي الصغر: حجم جسيماته أقل من 0.25 ميكرون، ولا يمكن رؤيته إلا بالمجهر الإلكتروني، وينتشر في الهواء.

 كثافة الغبار:

       بما في ذلك الكثافة الظاهرية والكثافة الحقيقية، الكثافة الظاهرية: تسمى أيضًا الكثافة الظاهرية أو الكثافة الظاهرية، وتشير إلى كتلة الجسيمات لكل وحدة حجم كبيرة من الغبار. الكثافة الحقيقية: تشير إلى كتلة الجسيمات لكل وحدة حجم (باستثناء المسافات بين الجسيمات وحجم الفتحات الخارجية والمسام الداخلية المغلقة). ρb=ρp(1-ε)  

انتشار الغبار:

       يشير التشتت إلى نسبة كتلة أو كمية جزيئات الغبار ذات الأحجام المختلفة في الغبار. ويسمى بالتشتت الكتلي من حيث الكتلة (أي أن كتلة جزيئات الغبار من كل حجم جسيم تمثل النسبة المئوية من الكتلة الكلية)، ويسمى بالتشتت الكمي من حيث الكمية (أي أن عدد جزيئات كل حجم جسيم يمثل النسبة المئوية من إجمالي عدد الجزيئات). وتسمى نسبة الجزيئات الصغيرة بالتشتت العالي

تصنيف الغازات السامة والضارة:

       وبحسب التأثيرات الضارة على جسم الإنسان، تنقسم الغازات السامة والضارة إلى خمس فئات التالية: 1. الغازات الخانقة البسيطة. والغاز في حد ذاته ليس ساما، ولكن مع زيادة تركيزه، ينخفض ​​محتوى الأكسجين في الهواء تبعا لذلك، مما يؤدي إلى اختناق الإنسان، مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان والنيتروجين. 2. الغازات الكيميائية الخانقة. ويخضع هذا النوع من الغاز لتفاعل كيميائي بعد دخوله إلى جسم الإنسان مع التنفس. قدرته على الارتباط مع خلايا الدم الحمراء في الدم أكبر من قدرة الأكسجين على الارتباط مع خلايا الدم الحمراء، مما يسبب نقص الأكسجة في جسم الإنسان ويسبب الاختناق. مثل هذه الغازات، مثل أول أكسيد الكربون وسيانيد الهيدروجين وما إلى ذلك، تهيج الجهاز التنفسي العلوي. مثل هذه الغازات يمكن أن تهيج الأنف والحلق وغيرها وتسبب الالتهابات، مثل الأمونيا وثاني أكسيد الكبريت وغيرها. 4. الغازات التي تهيج الرئتين. مثل هذه الغازات يمكن أن تهيج الرئتين بشدة وتسبب الالتهاب الرئوي والوذمة الرئوية وأعراض أخرى، مثل الفوسجين وثاني أكسيد النيتروجين وغيرها. 5. الغازات التي تضر الجهاز العصبي المركزي. وبعد دخولها إلى جسم الإنسان، تعمل هذه الغازات على شل وتخدير الجهاز العصبي المركزي، مما يؤدي إلى تلف الجهاز العصبي المركزي، مثل البنزين.

تصنيف أنظمة إزالة الغبار:

① التصنيف وفقًا لخصائص الحجم والتكوين لنظام إزالة الغبار (نظام إزالة الغبار في الموقع، والنظام اللامركزي، ونظام إزالة الغبار المركزي)

②التصنيف حسب نوع مجمع الغبار (نظام إزالة الغبار الجاف، نظام إزالة الغبار الرطب)

③التصنيف حسب القسم الذي تم تركيب مجمع الغبار فيه (نظام إزالة الغبار بمرحلة واحدة، نظام إزالة الغبار متعدد المراحل)

④التصنيف وفقًا لموضع مجمع الغبار في نظام إزالة الغبار (نظام إزالة الغبار ذو الضغط السلبي (مجمع الغبار قبل جهاز التنفس الصناعي)، نظام إزالة الغبار ذو الضغط الإيجابي (مجمع الغبار بعد جهاز التنفس الصناعي)

 
الشكل الأساسي لغطاء تجميع الهواء:

       وفقًا لوضع التدفق، يتم تقسيمه إلى فئتين: غطاء الشفط وغطاء تجميع الهواء بالنفخ. تنقسم شفاطات الشفط إلى (شفاطات مغلقة، شفاطات شبه مغلقة من النوع الخزانة، شفاطات تجميع الغاز الخارجية) حسب ظروف الغلق الخاصة بها ووضعياتها النسبية. ويمكن تقسيم الشفاطات المغلقة إلى (الشفاطات المغلقة جزئيًا، والشفاطات المغلقة بشكل عام، والشفاطات المغلقة ذات الحجم الكبير) وفقًا للخصائص الهيكلية. أغطية الشفط: يتم وضع صف أو منفذ نفخ هواء على شكل شق مقابل غطاء تجميع الغاز الخارجي. يتم دمجه مع غطاء تجميع الغاز الخارجي ويسمى شفاط النفخ.

آلية عمل مجمع الغبار بالقصور الذاتي:

       في مجمع الغبار بالقصور الذاتي، الغرض الرئيسي هو جعل تدفق الهواء يدور بسرعة أو يصطدم بالحاجز ثم يدور بسرعة. بسبب تأثير القصور الذاتي، يختلف مسار حركة جزيئات الغبار عن مسار تدفق الهواء، وبالتالي يتم فصلها عن تدفق الهواء. كلما زادت سرعة تدفق الهواء، زاد تأثير القصور الذاتي وزادت كفاءة إزالة الغبار.

مبدأ العمل لمجمع الغبار الإعصار:

       بعد أن يدخل تدفق الهواء المغبر من مدخل الهواء بسرعة عالية تتراوح من 15 إلى 25 م/ث، يتم تقييده بواسطة الغطاء العلوي للأسطوانة الخارجية وجدار الأسطوانة الداخلية، مما يجبر تدفق الهواء على الدوران من الأعلى إلى الأسفل. تسمى هذه الحركة عادةً بالتدفق الدوامي الخارجي. تتشكل قوة طرد مركزية كبيرة أثناء دوران تدفق الهواء. تحت تأثير قوة الطرد المركزي، يتم طرح جزيئات الغبار تدريجيًا نحو الجدار الخارجي، ثم تدور على طول الجدار الخارجي تحت تأثير الجاذبية وتسقط في صندوق تخزين الرماد. يتقارب التدفق الدوامي الخارجي الدوار والهابط تدريجيًا نحو المركز بسبب انكماش المخروط. وعندما يهبط إلى مستوى معين، فإنه يبدأ بالعودة والارتفاع، مشكلاً حركة دورانية من أسفل إلى أعلى. وتسمى هذه الحركة عمومًا بالتدفق الدوامي الداخلي. لا يحتوي التدفق الدوامي الداخلي على جزيئات كبيرة من الغبار، لذلك فهو نظيف نسبيًا ويمكن تفريغه إلى الغلاف الجوي من خلال الأسطوانة الداخلية. ومع ذلك، نظرًا للتداخل والاختراق المتبادل لتدفقات الهواء الدوارة الداخلية والخارجية، فمن السهل إزالة الغبار الذي استقر في الأسفل، ويتم إزالة بعض الجزيئات الدقيقة. من أجل تحسين كفاءة إزالة الغبار، غالبًا ما يتم تركيب جهاز حجب الهواء وعادم الغبار في الجزء السفلي من المخروط.

مبدأ جامع الغبار في الأكياس:

       عندما يمر الغاز المحتوي على الغبار عبر كيس فلتر نظيف، نظرًا للشبكة الأكبر من مادة الفلتر نفسها، فإن معظم الغبار الناعم سوف يمر عبر شبكة كيس الفلتر مع تدفق الهواء. ولذلك، فإن كفاءة إزالة الغبار لحقيبة مرشح الائتمان منخفضة. يتم احتجاز جزيئات الغبار الخشنة بسبب الاصطدام بالقصور الذاتي، والاعتراض، والانتشار البراوني، والكهرباء الساكنة، وترسيب الجاذبية، وما إلى ذلك، وتنتج ظاهرة "الجسر" في الشبكة. مع استمرار الغاز المحتوي على الغبار في المرور عبر فجوات الألياف في كيس الفلتر، تستمر ظاهرة "الجسر" للغبار بين الألياف في التعزيز. بعد فترة من الوقت، سيتم تشكيل طبقة أولية من الغبار على سطح كيس الفلتر. في عملية إزالة الغبار اللاحقة، سوف تتفاعل الطبقة الأولية من الغبار مع غبار تدفق الهواء لتشكيل طبقة المرشح الرئيسية. مع تراكم الغبار على قماش الفلتر، فإن كفاءة إزالة الغبار سوف تزيد وفقًا لذلك، وبالتالي تحقيق تأثير إزالة الغبار.

آلية إزالة الغبار لمجمع الغبار الرطب:

       أثناء الحركة النسبية بين الماء أو السوائل الأخرى والغاز المحتوي على الغبار في مجمع الغبار الرطب، يتم التقاط جزيئات الغبار بواسطة الوسط السائل تحت تأثير الاصطدام بالقصور الذاتي، والاعتراض، والانتشار والتكثيف بين الوسط السائل وجزيئات الغبار، وبالتالي تحقيق غرض إزالة الغبار.

مبدأ عمل جهاز الغسيل الفنتوري:

       يتكون الأنبوب الفنتوري من قسم انقباضي وحلق وقسم متباعد. بعد دخول الغاز المحتوي على الغبار إلى قسم الانكماش، تزداد سرعة التدفق وتصل إلى القيمة القصوى عند دخوله إلى الحلق. يضاف سائل الغسيل من قسم الانقباض أو الحلق، ويكون معدل التدفق النسبي بين مرحلتي الغاز والسائل كبيرا جدا. يتم تفتيت قطرات السائل تحت تدفق الهواء عالي السرعة، وتصل رطوبة الغاز إلى التشبع، ويتم ترطيب جزيئات الغبار بالماء. تحدث تصادمات وتكتلات عنيفة بين جزيئات الغبار وقطرات السائل أو جزيئات الغبار. في قسم الانتشار، تنخفض سرعة الغاز السائل، ويرتفع الضغط، ويحدث تأثير التكثيف مع جزيئات الغبار مع تسارع نوى التكثيف، وتتكثف في قطيرات تحتوي على غبار بأقطار أكبر، ثم يتم التقاطها في مزيل الضباب.

مبدأ عمل المرسب الكهروستاتيكي:

       ويتضمن بشكل أساسي أربع عمليات أساسية: تفريغ الإكليل، وشحن جزيئات الغبار، والهجرة والتقاط الجزيئات المشحونة في المجال الكهربائي، وإزالة الغبار. تفريغ كورونا، في مجال كهربائي غير منتظم، عندما يكون الجهد المستمر كبيرًا بدرجة كافية، يقوم كوب الإلكترون الحر الموجود في الغاز بتسريع التصادم العشوائي لتأيين الجزيئات المحايدة للغاز لتكوين إلكترونات حرة وأيونات موجبة جديدة. يتم تسريع الإلكترونات الحرة والأيونات الموجبة الجديدة وتتصادم مع الجزيئات المحايدة للتأين، مما ينتج عنه عدد كبير من الأيونات، مما يؤدي بعد ذلك إلى شحن جزيئات الغبار (شحنة المجال الكهربائي - أكبر من 1 نانومتر، شحنة الانتشار - أقل من 0.4 ميكرومتر)، التأثير المشترك لشحن المجال الكهربائي وشحن الانتشار مناسب بشكل أساسي للجسيمات في نطاق حجم الجسيمات المتوسطة. جمع الجزيئات هو محطة توليد غير متساوية تتولد بين الأقطاب الكهربائية، ويتأين الغاز، ثم يتم شحن الغبار، ويصل إلى عمود تجميع الغبار تحت تأثير قوة المجال الكهربائي. أخيرًا، يتم رج الغبار إلى قادوس الرماد من خلال جهاز تنظيف الغبار، ويتم إزالة الغبار. تستخدم المرسبات الكهروستاتيكية بشكل عام الاهتزاز الكهرومغناطيسي أو اهتزاز المطرقة لإزالة الغبار، بينما تستخدم مراحل الإكليل بشكل عام الاهتزاز الميكانيكي لإزالة الغبار.

       العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء المرسب الكهروستاتيكي: 1. خصائص الدخان: ① خصائص الغبار (تأثير مقاومة محدد: α غبار ذو مقاومة محددة منخفضة غير قابل للتطبيق. الغبار ذو المقاومة النوعية العالية مناسب، كلما زادت المقاومة المحددة، ارتفع معدل إزالة الغبار. ب. كلما زاد قطر الجسيمات، زادت كفاءة إزالة الغبار. بعد الحد الأقصى لكفاءة إزالة الغبار، يزيد حجم الجسيمات وتصبح الكفاءة أقل. الغبار ذو كثافة التراكم الصغيرة له كفاءة منخفضة، والتصاق كبير وكفاءة منخفضة.) ② خصائص غاز الدخان (رطوبة غاز المداخن عالية والكفاءة عالية. درجة الحرارة منخفضة والتركيب مختلف، وهجرة الناقل مختلفة. تكوين غاز المداخن له تأثير كبير على تفريغ الهالة السلبي. ضغط غاز المداخن مرتفع ويزيد جهد التفريغ. يمكن تنقية تركيز الغبار في غاز المداخن ضمن نطاق معين. إذا تجاوز النطاق، تنخفض الكفاءة.) 2. حالة المعدات ① جودة تركيب المعدات: سلك كهربائي غير متساوي السُمك والمسامير الحادة وحواف التجعيد غير المستوية ستقلل من الكفاءة ② توزيع تدفق الهواء في الأسفل، تكون سرعة تدفق الهواء منخفضة والكفاءة عالية، والعكس صحيح. 3 ظروف التشغيل ① سرعة تدفق الهواء هي نفسها المذكورة أعلاه ② تنظيف الاهتزاز: طرق تنظيف الغبار الأخرى مثل اهتزاز الكامة والاهتزاز الكهرومغناطيسي ستقلل من كفاءة إزالة الغبار ③ سوف يقلل انبعاث الغبار الثانوي من كفاءة إزالة الغبار

       تشمل التدابير الفنية لمنع انفجارات غبار الفحم بشكل رئيسي ثلاثة جوانب: أ. تدابير للحد من الغبار والحد منه؛ حقن الماء لكل طبقة (حقن الماء للثقوب القصيرة 2-3.5م، حقن الماء للثقوب العميقة 5-25م، حقن الماء للفتحة الطويلة المائلة لوجه العمل وحفر الأنفاق بطول 30-100م) ب. تدابير الوقاية من اشتعال غبار الفحم؛ القضاء على مصادر النيران المتفجرة (إزالة اللهب المكشوف تحت الأرض، واللهب المتفجر، والانفجارات الكهربائية، ومصادر الحريق الأخرى، ومنع اشتعال الغاز) ج. الحد من توسيع نطاق انفجارات غبار الفحم: إزالة الرماد المتساقط ومسحوق الصخور المتناثرة، وإنشاء سقائف مسحوق الصخور، وإنشاء سقائف المياه، وإنشاء سقائف أوتوماتيكية مقاومة للانفجار.

    طريقة حقن ماء التماس الفحم: حقن الماء بفتحة قصيرة: يتم حقن الماء في جدار الفحم العمودي لوجه التعدين أو عن طريق حفر حفرة قطريًا عبر جدار الفحم. يبلغ طول فتحة حقن الماء بشكل عام من 2 إلى 3.5 متر. حقن الماء بفتحة طويلة: من مسار النقل أو مسار الهواء الراجع لوجه عمل التعدين، يتم حفر ثقوب لأعلى أو ثقوب لأسفل موازية لوجه العمل على طول اتجاه ميل خط الفحم، ويكون طول الثقب من 30 إلى 100 متر؛ حقن الماء في بئر النفق: حفر المياه من الممر العلوي المجاور لطبقة الفحم إلى طبقة الفحم السفلية، أو حفر المياه من النفق الأرضي إلى طبقة الفحم.

      تتجلى آلية وعملية انفجار غبار الفحم بشكل رئيسي في الجوانب التالية: أ. يتم تفحيم غبار الفحم المعلق إلى غاز قابل للاشتعال تحت تأثير مصدر الحرارة ذو درجة الحرارة العالية. ب. تمتزج الغازات القابلة للاحتراق مع الهواء وتحترق. ج: يطلق الاحتراق الحرارة وينقلها إلى غبار الفحم المعلق القريب، مما يتسبب في استمرار دورة الاحتراق وتصبح سرعة رد فعله أسرع فأسرع. من خلال الاحتراق العنيف، يتشكل الانفجار أخيرًا.

       يجب أن يستوفي انفجار غبار الفحم ثلاثة شروط في نفس الوقت: أ. يجب أن يكون غبار الفحم معلقًا في الهواء ويصل إلى تركيز معين؛ ب. بشكل عام، الحد الأدنى لتركيز انفجار غبار الفحم هو 30 ~ 50 جم / م 3، وتركيز الحد الأعلى هو 1000 ~ 2000 جم / م 3. ج. يوجد مصدر حرارة عالي الحرارة يمكن أن يشعل انفجارات غبار الفحم

    تصميم نظام إزالة الغبار: 1. ارسم مخططًا متساوي القياس لنظام التهوية، وقم بتسمية كل أنبوب ولاحظ معدل التدفق وطول كل قسم من الأنابيب (Q وD لا يصبحان مقطعًا واحدًا من الأنابيب، مرقمتين من بعيد إلى قريب). يتم حساب طول مقطع الأنبوب وفقًا لطول الخط المركزي الرئيسي، دون خصم طول تركيب الأنبوب نفسه. 2 حدد حلقة الحساب (تبدأ عمومًا من قسم الأنبوب الطويل)، أي قسم الأنبوب الأكثر سلبية 3 حدد معدل التدفق (حدد أقل سرعة رياح وفقًا للحالة والموقع) 4 احسب قطر الأنبوب ومقاومة الاحتكاك 5 احسب المقاومة المحلية ومقاومة معدات إزالة الغبار 6 حساب توازن مقاومة خط الأنابيب المتوازي وقطر الأنبوب 7. المقاومة الإجمالية وحجم الهواء الإجمالي لنظام إزالة الغبار 8 حدد جهاز التنفس الصناعي والمحرك

    تصميم غرفة الترسيب بالجاذبية: 1. سرعة ترسيب جزيئات الغبار 2 زمن بقاء جزيئات الغبار في غرفة الترسيب 3 مساحة المقطع العرضي لغرفة الترسيب 4 ارتفاع وعرض وطول مجمع الغبار 5 كفاءة إزالة الغبار 6 مقاومة مجمع الغبار

    تغبر الرئة: مرض جهازي يسوده تليف منتشر في أنسجة الرئة ناجم عن استنشاق غبار الإنتاج على المدى الطويل في الحياة المهنية والتدفق المباشر إلى الرئتين. داء السيليكات: مرض رئوي يسوده التليف الرئوي الناجم عن استنشاق كميات كبيرة من الغبار المحتوي على sio2 على المدى الطويل أثناء الإنتاج.