Производственная и экологическая безопасность на участке

5. Производственная и экологическая
безопасность
Разработал: ______________ Нальский Д.А.
Консультант: ______________ Ларионов Н.М.
Производственная и экологическая безопасность на участке
химической обработки.
Техника безопасности при выполнении любой работы с химическими
реактивами должна быть предметом повседневного внимания как руководителей,
так и непосредственных исполнителей.
Работа с химическими реактивами по своему содержанию и методам
разнообразна. Число химических соединений, синтезированных человеком и
существующих в природе, постоянно увеличивается. Любое химическое вещество
таит в себе потенциальную опасность в зависимости от сочетания различных
факторов и условий.
5.1. Опасные и вредные факторы на участке химической обработки
Рассмотрим опасные и вредные факторы, возникающие на участке
химической обработки. Таких факторов шесть:
- отравление;
- химический ожог;
- порезы;
- травмирование осью движущихся частей оборудования;
- электроопасность;
- термоопасность.
Химические ожоги и отравления могут возникать при попадании на тело
человека или внутрь через органы дыхания и жидких и газообразных опасных и
вредных
химических
веществ,
пищеварения
применяемых
в
процессе
производства.
Повышенное значение напряжения в цепи, замыкание которой может
произойти через тело человека, происходит в случае прикосновения к открытым
токоведущим частям оборудования или к электрооборудованию с нарушенной
изоляцией или неисправным заземлением.
Тепловые ожоги возникают при прикосновении к горячим поверхностям и
116
жидкостям.
Источником порезов могут служить режущие и колющиеие части
используемого инструмента, острые кромки, шероховатости, заусенцы на
поверхности оснастки, пластин.
5.2. Правила техники безопасности при работе на участке
химической обработки
Чтобы избежать травматизма на рабочем месте, необходимо строго
соблюдать требования безопасности труда.
Перед началом работы необходимо:
- одеть технологическую одежду и средства индивидуальной защиты
(очки, перчатки);
- проверить целостность заземляющих проводов, надежность их крепления
к корпусам оборудования, отсутствие открытых токоведущих частей, доступных
для случайного прикосновения;
- проверить прочность крепления откидных крышек устройств, кожухов
вращающихся рабочих органов оборудования, правильность положения и
надежность креплении их в закрытом положении;
- проверить работает ли приточно-вытяжная вентиляция в соответствии с
требованиями
технологической
документации
(по
колебанию
матерчатой
салфетки)
- проверить
соответствие
надписи
на
химическом
реактиве
с
технологической документацией;
- проверить наличие подписи наладчка о готовности оборудования в
эксплуатационном журнале.
Только после этого можно приступать к работе. Во время работы надо
выполнять следующее требования:
• выполнять
следует
только
ту
работу,
которая
поручена
непосредственным руководителем (мастером, начальником участка, технологом);
• работать
на
оборудовании
следует
в
полном
соответствии
с
технологическими картами на данный маршрут;
• работать с кислотами, щелочами, травителями на их основе разрешается
117
только в вытяжном шкафу с кислотной футеровкой;
• открывать створки вытяжных шкафов только при заливке рабочих
растворов в ванны и загрузке кассет с пластинами;
• запрещается наклоняться под защитное стекло во время работы;
• заливку агрессивных сред и разбавление концентрированных кислот
следует производить осторожно, тонкой струйкой, небольшими порциями и
обязательно при работающей вентиляции;
• резиновые перчатки следует использовать только один раз. Особо
необходимо выделить правила работы с химическими реактивами.
5.3.
Основные
правила
безопасной
работы
с
химическими
веществами
1. Необходимо помнить, что дымящие кислоты (серная - уд. вес 1.87-1.94,
азотная - уд. вес 1.4) относятся к группе сильнодействующих веществ.
2. Работа с концентрированными кислотами и щелочами без защитных
приспособлений (очки, перчатки) запрещается. При работе с дымящей азотной
кислотой кроме очков и перчаток следует надевать также; длинный резиновый
фартук.
3. Хранение химических реактивов следует производить согласно группе
совместимости (по пожароопасности) в отдельных шкафах, с вытяжной системой
на каждой полке. Нельзя допускать скопления пыли, соломы и других
воспламеняющихся веществ в местах хранения.
4. Химические реактивы следует хранить в герметически закрытых банках,
бутылях.
5. Переносить химические реактивы из шкафа храпения до рабочего места
следует так: стеклянные и полиэтиленовые бутыли в специальной таре из
винилпласта, полиэтиленовые канистры переносят, держа канистру одной рукой за
верх, другой - придерживая ее под дно.
6. Приготовление смеси Каро следует производить осторожно. Серную
кислоту добавлять в перекись водорода (а не наоборот!) тонкой струей,
небольшими порциями во избежание бурной реакции.
7. В случае аварийной ситуации - боя стеклянной тары и разлива
118
агрессивной жидкости вне шкафа - необходимо немедленно нейтрализовать
кислоту или раствор на ее основе содой, осколки разбитого стекла собрать совком
и щеткой, поместить в винилпластовую тару, тщательно промыть и только после
этого выбросить в урну. Нейтрализацию и обработку загрязненного места следует
проводить в противогазе марки "Н", "В", "ВКФ".
5.4. Первая помощь при химических ожогах и отравлениях газами
На случай получения сотрудником травмы в результате аварии на участке
химической обработки должна быть аптечка в следующем составе:
- 5% и 2% растворы питьевой соды;
- 2%раствор борной кислоты;
- нашатырный спирт;
- настойка йода;
- стерильный бинт и вата;
- вазелин;
- 3% раствор перекиси водорода.
Так как химический ожог - наиболее вероятная травма на участке
химической обработки, каждый сотрудник должен уметь оказать первую помощь
при химических ожогах. Пораженное место необходимо срочно промыть большим
количеством воды. После промывания, пораженное место необходимо обработать
cсоответствующим раствором в виде примочек (повязок): при ожоге щелочью раствором борной кислоты (1 чайная ложка на стакан воды); при ожоге кислотой раствором соды. При попадании щелочи в виде паров или брызг в глаза или
полость рта необходимо промыть их большим количеством воды, а затем
раствором борной кислоты. При попадании щелочи или кислоты в пищевод
необходимо срочно вызвать врача, пострадавшего уложить, укрыть, дать выпить
молока. При отравлении газами следует немедленно вывести пострадавшего из
отравленной зоны, расстегнуть стесняющую одежду, обеспечить приток свежего
воздуха. При остановке дыхания сразу же делать искусственное дыхание.
5.5. Расчет местной вытяжной вентиляции
Количество проточного воздушного потока рассчитывается из соотношения
119
для вытяжного шкафа при отсутствии источников тепла:
L=3600*F*V, м3/ч
где: F-площадь проема шкафа, м3;
V - средняя скорость воздуха в рабочем проеме шкафа, м/с;
V - различна для разных веществ: V=0.5-0.7 м/с при удалении газов и паров с
малой токсичностью, V=0.7-1.0 м/с при травлении азотной кислотой, V - 1.0-1.2 м/с
при удалении малолетучих паров жидкостей и газов. Выбираем V=1 м/с:
F = l.5*0.5 = 0.75 м2,
L = 3600*0.75*1 = 2700 м3/ч.
Местную вентиляцию подсоединяют к системе воздуховодов данного
здания. Скорость движения воздуха по воздуховоду, Vв, принимаем равной 10 м/с.
Размеры сечения воздуховода вычисляем по формуле:
Fв = L/3600*Vв = 2700/3600*10 = 0.075 м2.
Диаметр воздуховода определяем как:
d = 2*(Fв/π)1/2 = 2*(0.075/3.14)1/2 = 0.309 м
для круглой формы сечения воздуховода.
Поскольку перемещение воздуха через воздуховод сопровождается потерей
давления, создаваемого вентилятором, то при расчете необходимо учитывать
потери давления на трение воздуха о стенки воздуховода и на местные
сопротивления:
ΔРтр = ΔРтруд*1 = 3.86*9 = 37.4 Па,
где ΔРтруя- потери давления на трение на 1 м длины, 1 - длина воздуховода,
м.
ΔРсопр = Е*Vв2*р/2 = 1.53*100*1.18/2 = 90.27 Па,
где Е - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке,
р -плотность воздуха.
ΔР = ΔРтр + ΔРсопр = 37.4 + 90.27 = 127.67 = 13О Па.
Исходя из производительности вентилятора, равной 2700 м/ч и напора 130
Па, выбираем центробежный пылевой ветилятор ЦАГИ серии Ц4-70N6 с
мощностью Nв=0.51 кВт, КПД η=0.7 и числом оборотов nдв=550 об/мин.
Для выбора электродвигателя рассчитываем его мощность, зависящую от
модности вентилятора:
120
Nэл.дв = к*Nв/η*ηn = 1.3*0.51/0.7*0.9 = 0.94 кВт где ηn - КПД передачи
мощности от электродвигателя к вентилятору; ηn =0.9 для клиноременной
передачи; к - коэффициент запаса мощности на валу электродвигателя. По каталогу
электродвигателей выбираем А041-6 с Nэл.дв = 1.0 кВт, nдв = 930 об/мин.
Воздуховоды
необходимо
выполнить
в
кислостойком
исполнении
(винилпласт).
5.6. Характеристика вредных примесей в атмосфере
Химический состав выбросов в атмосферу весьма разнообразен: в
воздушную среду поступает до миллиона различных видов загрязнений
органического и неорганического происхождения. Большинство технологических
процессов одновременно выделяют пылевые и газовые вредности.
Основной физической характеристикой примесей атмосферы является
концентрация - количество вещества в единице объема воздуха при нормальных
условиях (обычно в мг/м ). Концентрация примесей определяет физическое,
химическое и другие вида воздействия вещества на окружающую среду и
относится к основным параметрам при нормировании допустимых концентраций
примесей в атмосфере.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в
атмосфере регламентированы списком Минздрава СССР. ПДК - это максимальная
концентрация примесей в атмосфере, которая при периодическом или постоянном
воздействии не оказывает вредного действия (включая отдаленные последствия) на
живой
организм,
не
снижает
прозрачности
атмосферы,
не
уменьшает
ультрафиолетовой радиации и не вызывает порчи растений.
ПДК химических соединений в атмосфере устанавливается по двум
показателям: максимально-разовая концентрация - ПДК м.р. (30 мин) и
среднесуточная концентрация — ПДК с.с. (24 ч). Наиболее важные среднесуточные концентрации, превышение которых указывает на возможное
неблагоприятное действие регламентируемых веществ. Максимально-базовые
концентрации устанавливаются для веществ, обладающих преимущественно
раздражающим или рефлекторным действием, ПДК для рассматриваемых вредных
веществ приведены в табл. 1, где:
121
ПДК р.з. - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе
рабочей зоны;
ПДК м.р. - максимально-разовая концентрация вредного вещества в воздухе
населенных мест, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме
человека;
ПДК с.с. - среднесуточная предельная допустимая концентрация вредного
вещества, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного,
вредного воздействия в условиях круглосуточного вдыхания.
Таблица 5.1. "Предельно допустимая концентрация вредных веществ ".
Соединение
ПДК р.з. (1),
ПДК м.р. (2),
ПДК с.с. (3), мг/м3
Серная кислота
1 (1); 0,002 (2)
Фтористоводородная
1 (1); 0,03 (2); 0,01 (3)
кислота
Хлористоводородная
0,2 (3,3)
(соляная) кислота
Аммиак
0.2 (2,3)
Концентрация вредных веществ, содержащихся в промышленных выбросах,
определяет
оптимальные
высококонцентрированные
решения
выбросы
по
направляются
охране
в
атмосферы:
аппараты
газо-
пылеулавливания для последующей утилизации; низкоконцентрированные подвергаются окислению или рассеиванию в атмосфере через трубы той или иной
высоты, поскольку современный уровень техники не может обеспечить их
экономичное и эффективное обогащение с последующей очисткой.
Кроме ПДК, требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого источника
загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс (ПДВ)
вредных веществ. Величина ПДВ задается с учетом специфики и допустимой
экономической нагрузки региона, в котором расположено предприятие, исходя из
122
того, что концентрации вредных веществ в газах, прошедших газоочистные
установки, не должны создавать превышение ПДК этих соединений в приземном
слое.
5.7. Характеристика методов очистки вентиляционных выбросов в
атмосферу
Выбор метода очистки вентиляционных выбросов определяется их составом,
количеством и агрегатным состоянием вредных веществ (ВВ), а также
требованиями, предъявляемыми к вторичным продуктам. Известно, что при
обезвреживании ВВ уничтожить их совсем невозможно. Для создания мало- или
безотходного производства электронной техники необходимо знать, что собой
представляет каждый метод очистки вентиляционных выбросов от ВВ и в какой
мере он выполняет основную задачу - защиту атмосферы.
При создании современных очистных систем комплексно решаются
следующие вопросы:
1) специализация сбора и удаления отходов в зависимости от их свойств,
метод обезвреживания и переработки;
2) сочетание локальных, специфических методов очистки с многоцелевыми;
3) получение малотоксичных и нетоксичных вторичных соединений для
использования в неродном хозяйстве.
Вентиляционные
выбросы
в
атмосферу
могут
представлять
собой
гетерогенные системы: газ - твердое вещество (Г-Т) и газ - жидкость (Г-Ж), а также
гомогенную систему газ - газ (Г-Г).
Выбросы гетерогенной системы в первую очередь подвергаются разделению
методами отстаивания, фильтрования и коагуляции.
Применительно к рассмотренным веществам выбираем метод адсорбции.
Этот метод основан на поглощении из загрязненного газа одного или нескольких
компонентов твердым или жидким веществом-адсорбентом. При использовании
твердого вещества поглощение идет за счет притяжения молекул под действием
сил Ван-дер-Ваальса. Этим методом можно улавливать пары многих органических
и неорганических веществ. В качестве адсорбентов применяют твердые вещества,
обладающие развитой поверхностью (активированный уголь, пемза, силикагель,
123
окись алюминия и др.). Адсорбент в процессе очистки используется многократно,
после чего его подвергают регенерации, используя инертный газ или водяной пар.
После регенерации из полученных водяных растворов или газов выделяются
ценные вещества. При использовании жидкого адсорбента его выбирают из
условий растворимости в нем удаляемых веществ. В зависимости от конкретных
задач применяются адсорберы различных конструкций: пленочные, насад очные,
трубчатые и др. В химических адсорберах достигается уровень санитарной очистки
газов от соединений HF, HCl, NH4, KCl, NaCl и др.
5.8. Выводы
1. В результате проделанной работы были выявлены возможные виды
опасностей на участке химической обработки. Проведен анализ условий труда и
меры предосторожности при работе с вредными химическими веществами.
2. Проведен расчет вытяжной вентиляции.
3. Проведен обзор мероприятий по защите окружающей среды на
предприятиях электронной промышленности.
124