Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE - 7 -
Федеральное агентство по образованию РФ
СЕВЕРО - КАВКАЗСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ
ГОРНО – МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра “Безопасность жизнедеятельности“
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
“ Определение концентраций токсических, пожаро– и взрыва-
опасных газов в воздухе рабочих помещений “
Составитель:
доцент, канд. техн. наук
Амбалов В. Б.
Владикавказ – 2007
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомление студентов с приборами и методикой определения концентраций токсических, пожаро – и взрывоопасных газов в воздухе рабочих помещений.
1. Краткие сведения о некоторых токсических, пожаро - и взрывоопасных газов, встречающихся в производственных условиях.
В настоящее время большинство технологических процессов в металлургии, горнодобывающей горноперерабатывающей и других отраслях промышленности связано с выделением газов и паров, обладающих токсическими, пожаро- и взрывоопасными свойствами. Как показывает статистика, абсолютное большинство профессиональных и промышленных отравлений связано с наличием в производственных условиях токсических веществ.
Токсическими или ядовитыми называются вещества, способные нарушать нормальную жизнедеятельность организма и приводить к патологическим изменениям – отравлениям.
В практике критерием содержания токсических, пожаро– и взрывоопасных веществ в воздухе производственных помещений, служит ПДК (предельно- допустимая концентрация) этих веществ.
С гигиенической точки зрения предельно – допустимой концентрацией опасных веществ называется такая концентрация, которая не оказывает опасного влияния на организм человека при ежедневном вдыхании в течение рабочего дня и многолетнем воздействии.
Для оценки опасности воздействия на человека рассмотрим несколько, наиболее часто встречающихся в производственных условиях и в быту, токсических, пожаро– и взрывоопасных газов.
Оксид углерода (СО) – ядовитый газ без цвета, запаха и раздражающих свойств с удельным весом 0,97 кг/м³. Температура воспламенения оксида углерода 630 ÷ 810 °С, а в смеси с воздухом при концентрации 13 ÷ 74% - взрывается. Оксид углерода выделяется в мартеновских, доменных, чугунолитейных производствах, взрывных работах, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания и т.д.
По действующим санитарным нормам ПДК оксида углерода составляет 20 мг/м³ или 0,0016% по объему, а при кратковременном пребывании человека в загазованной среде допустимая норма равна 0,0024%.
В настоящее время различают 3 степени острого отравления оксидом углерода:
1. Слабое – при содержании в воздухе 0,05% по объему, выражается – шумом в ушах, головной болью, головокружением и учащенным сердцебиением;
2. Сильное – при содержании 0,1% по объему, выражается симптомами слабого отравления, потерей способности двигаться и потерей сознания;
3. Смертельное – при содержании 0,4 ÷ 0,5% и выше, потеря сознания и смерть наступает после нескольких вдохов.
Сероводород (Н2S) – сильно ядовитый горючий газ, хорошо растворимый в воде, без цвета, с характерным запахом тухлых яиц при умеренных концентрациях и удельным весом 1,19 кг/м³. В смеси с воздухом при концентрациях 4 ÷46% способен взрываться.
Сероводород используется в металлургии для осаждения металлов из растворов и очистки кислот от мышьяка, выделяется в процессе обогащения руд при использовании таких реагентов как сернистый натрий, аэрофлот и пр.
В небольших дозах и концентрациях сероводород вызывает слезотечение, светобоязнь, раздражение верхних дыхательных путей, головные боли и рвоту. При высоких концентрациях данный газ вызывает потерю сознания, а при концентрациях 0,05% и выше после нескольких вдохов может наступить смерть.
ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны равен 10 мг/м³ или 0,00066% по объему.
Сернистый газ (SO2) – бесцветный газ с острым вкусом и запахом, удельный вес 2,2 кг/м³. Относится к сильнодействующим раздражающим газам, приводящий к разъеданию слизистой оболочки глаз и дыхательных путей.
Данный газ выделяется при обогащении серных руд, плавке и обжиге серосодержащих руд и концентратов, возгорании серы и прочих серосодержащих материалов.
Сернистый газ опасен для жизни при содержании в воздухе 0,05% по объему даже при кратковременном воздействии. ПДК газа равен 10 мг/м³ или 0,00035% по объему.
Оксиды азота (NO, NO2, N2O5) - образуются при сварочных работах в результате окисления азота воздуха при высоких температурах, взрывных работах, производствах использующих азотную кислоту.
Первые признаки отравления развиваются через 6 часов. Симптомы – кашель, удушье, одышка, головные боли, повышенная слабость, возможен отек легких. После пребывания человека в среде с содержанием оксидов азота 0,025% по объему и более, наступает смерть.
ПДК оксидов азота (в пересчете на NO) 4,0 мг/м³ или 0,0001% по объему.
Акролеин (CH2CHCOH) – летучая жидкость с запахом пригорелых жиров. Встречается в производствах, где используются дизельные двигатели внутреннего сгорания. Акролеин оказывает на человека раздражающее действие. Даже кратковременное воздействие его на человека вызывает коньюктивит, отек век, раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей и т.д. При тяжелых отравлениях наблюдается похолодание конечностей, замедление пульса, потеря сознания, смерть. Пребывание в атмосфере с содержанием акролеина 0,014% в течение 10 минут опасно для жизни. ПДК акролеина в воздухе 0,03 мг/м³ или 0,0008% по объему.
Формальдегид (CH2O) – газ с резким неприятным запахом, легко растворяется в воде. Выделяется при работе двигателей внутреннего сгорания. Формальдегид оказывает раздражающее действие на слизистую оболочку глаз и органов дыхания, поражает центральную нервную систему, кожные покровы. ПДК формальдегида 0,003 мг/м³ или 0,0004% по объему.
Водород (Н2) – бесцветный газ с плотностью по отношению к воздуху, равной 0,07. Температура воспламенения водорода 450 ÷ 550 ºС. Горит и взрывается при концентрации его в воздухе 4,0 ÷ 74,0%. Допустимая концентрация водорода в воздухе – 0,5%.
Метан (СН4) – газ без цвета,вкуса,запаха, в небольших количествах безвреден. Однако при содержании в воздухе 50 ÷ 80% и нормальном содержании кислорода, вызывает сильную головную боль и сонливость. Примесь к метану этана и пропана, придает воздуху наркотическое свойство. Температура воспламенения метана 650 ÷ 750 ºС. При содержании его в воздухе до 5,0% горит около источника тепла, а в концентрации 5 ÷ 14% взрывается. Взрыв метана имеет максимальную силу при содержании его в воздухе 9,5%.
2. ПРИБОРЫ И МЕТОДИКА ЭКСПРЕСС–ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЯДОВИТЫХ, ПОЖАРО–И ВЗРЫВООПАСНЫХ ГАЗОВ В АТМОСФЕРЕ.
В условиях производства часто возникает необходимость быстрого определения содержания того или иного ядовитого или пожаро – взрывоопасного газа в воздухе. Такое экспресс определение ряда газов чаще всего производится газоопределителями ГХ-4, ГХ-5, ГХ-6, УГ-2 и интерферометрами типа ШИ-5, ШИ-7, ШИ-10, ШИ-11. Эти приборы, наряду с небольшими такими размерами и удобством в эксплуатации, позволяют в считанные минуты и с высокой точностью определять наличие и концентрацию значительного числа газов.
2.1. ХИМИЧЕСКИЙ ГАЗООПРЕДЕЛИТЕЛЬ ГХ-4.
Одним из наиболее распространенных приборов для экспресс определения ряда ядовитых, пожаро- и взрывоопасных газов является газоопределитель ГХ-4. Данный прибор с набором индикаторных трубок предназначен для определения наличия и концентрации в атмосфере оксида и диоксида углерода, диоксида серы, сероводорода, оксидов азота и некоторых других. Ниже, в таблице, приведены пределы измеряемых концентраций наиболее часто встречающихся в производственных условиях газов.
Таблица 1
Пределы измерения концентрации некоторых газов
|
Определяемый газ |
Химическая формула |
Объем исследуемой пробы, мл. |
Пределы измеряемых концентраций по шкале |
|
|
% по объему |
мг/л |
|||
|
Оксид углерода |
CO |
1000 |
0 – 0,020 |
0 – 0,25 |
|
“ – “ – “ – “ |
“ – “ |
100 |
0 – 0,200 |
0 – 2,50 |
|
Диоксид серы |
SO2 |
1000 |
0 – 0,007 |
0 – 0,20 |
|
Сероводород |
H2S |
1000 |
0 – 0,0066 |
0 – 0,10 |
|
Оксиды азота |
NO |
1000 |
0 – 0,0050 |
0 – 0,1026 |
Метод определения содержания газа основан на изменении окраски реактивного порошка в индикаторной трубке при просасывании через него загазованного воздуха.
Газоопределитель ГХ – 4 состоит (см. рис. 1) из мехового аспиратора и набора индикаторных трубок на различные газы. Основной частью аспиратора являются резиновые меха 1 с пружиной во внутренней части для удержания мехов в разжатом состоянии. Мундштук 2 с резиновой шайбой является гнездом для индикаторной трубки, а клапан 3 для выхода воздуха из мехов при его сжатии. Кроме перечисленных, аспиратор имеет ограничитель 4, позволяющий регулировать ход мехов и его объем в пределах 100 мл, и отверстие 5 на крышке клапана для обламывания концов индикаторной трубки перед началом измерения
ОБЩИЙ ВИД ГАЗООПРЕДЕЛИТЕЛЯ ГХ-4
ИНДИКАТОРНОЙ ТРУБКОЙ.
Рис.1
1-резиновые меха; 4-ограничитель;
2-мундштук; 5-отверстие для обламывания концов
3-клапан для выхода трубки;
воздуха; 6-индикаторная трубка
Индикаторная трубка представляет собой запаянный с обоих концов стеклянный сосуд диаметром 5,5 мм и длиной 125 мм, заполненный силикагелем, обработанным соответствующим реактивом на определяемый газ. На поверхности трубки нанесены химическая формула определяемого газа, стрелка направления просасывания воздуха и шкала с маркировочными кольцами, соответствующие определенной концентрации газа.
Для определения концентрации того или иного газа в воздухе необходимо взять соответствующую данному газу индикаторную трубку, обломать его концы и по направляющей стрелке на ней вставить в мундштук мехового аспиратора. Сжать меха до упора и отпустить до полного их раскрытия. В случае если окраска силикагеля не изменилась, делают еще 9 сжатий, прокачивая таким образом 1000 мл воздуха через трубку. Указанным методом определяется концентрация оксида углерода, что же касается других газов, то для их определения необходимо сразу делать 10 сжатий мехов аспиратора.
Для определения численной величины концентрации газа в воздухе индикаторную трубку с окрасившимся силикагелем прикладывают к шкале на упаковке трубок так, чтобы кольца на трубке совпали с делениями этой шкалы, а начало окрашенного столбика с нулевым ее делением и по нижней границе окраски считывают величину концентрации газа.
В некоторых случаях, когда концентрация газа велика, при количестве ходов аспиратора 10 силикагель трубки окрашивается полностью. В таких случаях методика позволяет делать меньшее число прокачиваний и концентрация газа определяется по формуле:
10 * К
Х = ──────
П
Где Х – определяемая концентрация газа, %
К – измеренная по трубке концентрация газа, %
П – количество сжатий мехового аспиратора.
Что же касается, вышеупомянутых газоопределителей, то ГХ – 5 служит для определения содержания только диоксида углерода, ГХ–6 - кислорода. Универсальным газоанализатором УГ – 2 можно определять содержание оксида углерода, оксидов азота, сероводорода, диоксида серы, хлора, паров бензина, бензола, этилового эфира, ацетилена, толуола, ксилола, углеводородов, нефти. Недостатком прибора является малая точность (допустимая погрешность измерения равна ±25%) .