Внимание, воздух ! - Олег Жолондковский

Одним словом, вентиляция -- это набор инженерных противоречий, почти целина для изобретательской мысли.

Некоторые инженеры говорят, что вентиляция -- отмирающая наука, что вскоре будут созданы полностью автоматизированные заводы, на которых человеку будет делать нечего, и вопрос вентиляции сам по себе отпадет.

Можно ли с этим согласиться? Не так давно мне пришлось видеть проект установки для кондиционирования воздуха в большом помещении, где установлена счетно-решающая машина и нет ни одного человека. Блоки машины отказываются нормально функционировать, если воздух вокруг не будет достаточно охлажден. Она не переносит пыли и углекислого газа; такая машина может перестать давать точные показания, если охрана ее труда окажется не на должном уровне.

Второй вывод: с развитием техники инженеры всеми мерами увеличивают объем выпускаемой продукции, заменяют машины более производительными, повышают температуру и давление в аппаратах, применяют более активные, но зачастую и более токсичные вещества. В то же время санитарные врачи регулярно снижают предельно допустимые нормы содержания вредных веществ в воздухе цехов и заводов. Это также скрытый парадокс технического прогресса.

Но есть ли оптимум, который решит противоречие: свежим или чистым воздухом лучше дышать?

Каждый из нас потребляет кислород и обогащает окружающую среду углекислым газом. Это общеизвестно. Менее известно то, что помимо углекислого газа человек выделяет в атмосферу еще несколько десятков веществ, каждое из которых может стать для него ядом, конечно, при достаточно высокой концентрации. Такие вещества, продукты жизнедеятельности человека, называют антропотоксинами.

До сих пор гигиенисты, оценивая воздушную среду в помещении, исходят по традиции из того, сколько в воздухе углекислого газа. Предел -- 0,1%, и если эта норма соблюдается, то считают, что все в порядке. Однако недавняя работа, проведенная в Институте общей и коммунальной гигиены АМН СССР, доказывает, что требуются более гибкие нормы.

В замкнутой камере с регулируемым микроклиматом находились испытуемые (трое или шестеро). Они спокойно читали, а исследователи тем временем с помощью газовых хроматографов, фотоколориметров и иных приборов следили за состоянием среды. Через два с половиной часа температура в камере поднялась более чем на 3°С, содержание СО2 выросло в 2 с лишним раза и превысило предельно допустимое. Втрое увеличились число ба'ктерий и концентрация аммиака, а количество пыли -- почти вдесятеро!

Что же касается антропотоксинов, то их обнаружили 25. В том числе немало новых: окись этилена, бутан, бутилен, бутадиен, изопропилен, винилацетат, метилстирол, хинолин и крезол.

Выраженных сдвигов в дыхании и сердечно-сосудистой деятельности у испытуемых не обнаружили, но умственная работоспособность у них заметно снизилась, особенно в сложных тестах. Вероятно, такое состояние знакомо многим, кому приходилось работать в душных помещениях.

Камеру стали проветривать, постепенно увеличивая подачу воздуха. И лишь когда на каждого человека приходилось не менее 120 м3 свежего воздуха в час, концентрация токсичных веществ стала приходить в норму и от прежних антропотоксинов осталась 1/5 часть, что вполне приемлемо.

Примем эту цифру во внимание и будем почаще проветривать комнаты, где мы живем и работаем. Право, от свежего воздуха пока еще никто не заболел.

ЧАСОВЫЕ ЗДОРОВЬЯ

КАМЕРЫ ДЛЯ ЗАДЕРЖИВАНИЯ ПЫЛИНОК

Первые установки для борьбы с пылью были предложены еще в прошлом веке. С учетом размеров и удельного веса частиц были построены пылеосадочные камеры, в которых двигался поток запыленного воздуха. Чтобы снизить скорость потока, камеры делали довольно большого сечения, а чтобы продлить в ней время пребывания частиц пыли,-- большой длины. Благодаря этому и достигали положительного эффекта. Но производительность предприятий росла, рос и объем запыленного выбросного воздуха. Размеры камер оказались малы. Пыль в них не оседала. Удвоить длину камер? Но место на заводах дорого... Решили сделать камеры с дополнительными ходами для запыленного воздуха по типу лабиринта. При строительстве текстильных предприятий предусматривались "пыльные подвалы" с резкими поворотами и коридорами, в которых оседали отходы, образующиеся при трепании, чесании и прядении волокна. Их и теперь можно увидеть на фабриках, сохранивших старые стены. Иногда "пыльные подвалы" и сейчас используются по назначению. Уж очень просты и надежны эти сооружения!

Иногда для обеспечения непрерывной работы пылео-садительная камера разделяется на две параллельные секции, из которых одна находится в работе, а другая в это время очищается от пыли.

Материалом для постройки камер чаще всего служит кирпич, реже -- бетон, сталь и дерево (для холодных газов). Усовершенствованная осадительная камера снабжается специальными устройствами для равномерного распределения газа по сечению камеры (например, газораспределительными решетками, диффузорами и т. д., затворами для включения и отключения газового потока) и бункерами для удобства выгрузки пыли.

Степень очистки в камерах не превышает 40--.50%, - поэтому их обычно применяют для предварительной очистки газа, чтобы облегчить работу установленных за ними аппаратов интенсивного пылеулавливания.

Практика показывает, что в пылеотстойных камерах улавливать пыль с частицами размером менее 40-- 50 мкм нецелесообразно; в них следует осаждать сравнительно крупную пыль (например, пыль горячих печных газов мышьяковых заводов, пыль вентиляционного воздуха асбестообогатительных фабрик и др.). Не исключена возможность использования этих аппаратов для улавливания частиц некоторых видов саж, металлургических возгонов, первоначально находившихся в газах в виде мелких частиц и соединяющихся с течением времени в агломераты со сравнительно большой массой.

Есть мнение, что пылеотстойные камеры устарели морально. Дескать, выглядят они на фоне современных заводов, как фраки пушкинских времен в сочетании с ботинками и джинсами. Но если пыль, подлежащая улавливанию, достаточно крупная и тяжелая, а заводская территория не перегружена другим оборудованием, почему бы и не установить "морально устаревшую" пылеотстойную камеру? Ее низкое сопротивление и высокая надежность окупят затраты на строительство "немодного" пылеуловителя. И, вообще, уместно ли в технике само понятие "мода"? Ведь говорили когда-то, что колесные тракторы изжили себя и на смену им пришли гусеничные. Однако и по сию пору машин на колесах работает на полях гораздо больше, чем гусеничных.

Словом, без точного расчета, учитывающего энергозатраты, стоимость и коэффициент полезного действия пылеотстойной камеры, как, впрочем, и любого другого пылеуловителя, отвергать или рекомендовать ее к внедрению нельзя.

Тем более нельзя спешить подписывать приговор пылеотстойной камере, если она уже имеется на предприятии. Повысить ее эффективность можно, используя некоторые несложные приемы. Проход для холодных газов может быть перегорожен несколькими рядами висящих бечевок, а для горячих -- рядами цепей. На входе в камеру можно установить трубы с мелкими отверстиями и через них подавать в газовый поток водяной пар. Это будет способствовать коагуляции и осаждению частиц.

РОЖДЕНИЕ ЦИКЛОНА

Пылеосадочную камеру можно сделать круглой, и воздух в нее подать сбоку по касательной. Тогда по инерции поток будет долго вращаться, и из него выпадут даже мелкие частицы.

Так, между прочим, родился циклон. Это было гениальное изобретение! Прошло около 100 лет, а конструкция его практически не изменилась. Циклон представляет собой цилиндрический корпус с конусным днищем, внизу которого прорезано пылевыпускное отверстие. Входной патрубок для запыленного потока подключен к корпусу сбоку по касательной, а выходной патрубок для очищенного воздуха -- в центре по вертикальной оси. Первый же пуск циклона показал такой эффект, о котором и не мечтали. Пыль в его конусе образовала маленький смерч. Войдя в корпус, поток запыленного воздуха расслаивался под действием центробежной силы. Твердые частицы отбрасывались к стенке, а воздух, имеющий массу, в несколько тысяч раз меньшую, вращался в середине. Но, как всегда, без "но" не обошлось. Вращаясь, воздух образовывал восходящий вихрь, который захватывал с собой мелкие частицы пыли. А они-то и есть самые вредные... Десятки всяческих вставок были опробованы инженерами и учеными для разрушения восходящего вихря, но... в результате лишь увеличивалось сопротивление циклонов, а степень пылеулавливания повышалась крайне мало, а то и вообще становилась меньше. Поиск велся все время в области циклонных камер: очень уж заманчивым казался циклонный эффект. Построить модель с вихрем в круглом корпусе легче легкого. Провести испытания пробы пыли на предмет улавливания в циклоне тоже несложно. Циклоны прекрасно показали себя и как пылеуловители, и как теплообменники, и как разгрузители пневмотранспорта, и даже как топочные устройства. Циклонный эффект возникает в очень большом диапазоне скоростей -от нескольких метров до нескольких десятков метров в секунду. Поток запыленного, воздуха, войдя в циклон со скоростью всего лишь 5 м/с, может создать в его конусной части вихрь, а при уменьшении- радиуса вращения за счет сохранения массы движения в нижней части конуса скорость достигнет своего максимального значения.