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1、哈尔滨理工大学学士学位论文哈 尔 滨 理理 工 大 学学毕 业业 设设 计计题 目：橡胶厂厂炼胶间炭炭黑粉尘尘的危害害与防治治院、 系：测测控技术术与通信信工程学学院 安全工工程系姓 名： 安安文博 指导教师师： 殷金英英 系 主 任： 周 真 20122年 6 月133 日- 90 -橡胶厂炼炼胶间炭炭黑粉尘尘的危害害与防治治摘 要要炭黑是一一种重要要的化工工原料，它它主要用用于橡胶胶工业中中作为补补强剂，油油墨、涂涂料和塑塑料工业业中作为为黑色配配合剂。此此外也用用于造纸纸、无线线电元件件中。相相对于他他的重要要性，在在橡胶厂厂中炭黑黑粉尘的的污染也也是一个个非常严严重的问问题。本文列出出
2、了炭黑黑粉尘的的基本性性质，它具有质质轻、不不亲水、易易氧化等等特点，所所以其治治理起来来有一定定的难度度。通过过查阅资资料，并并根据炭炭黑粉尘尘的性质质，整理理了炭黑黑粉尘对对人员、环环境、机机械等的的危害。之后分析炭黑粉尘的特点得出，治理炭黑粉尘不宜采用湿式除尘的方法，且普通的重力沉降室及旋风除尘器的效果也不加，所以通常要搭配以滤袋器为主的炭黑粉尘回收系统方可达到治理目的。并通过对以上几个方面的分析及工艺流程中的缺点提出了改革工艺流程、完善炭黑粉尘回收系统等治理措施。最后通过对炼胶间生产原料、设备及工艺流程的分析，并结合炭黑粉尘的排放量、排放速率和爆炸极限等法律法规，提出了控制及治理炭黑粉
3、尘的方法和注意事项。最终达到防治炭黑粉尘的目的。关键词：炭黑粉粉尘；橡胶；危害；治理；回收系系统HAZAARDSS ANND PPREVVENTTIONN OFF CAARBOON BBLACCK DDUSTT INN THHE RRUBBBER PLAANT RUBBBERR MIIXINNGAbsttracctCarbbon blaack is an impporttantt chhemiicall raaw mmateeriaal, it is maiinlyy ussed as blaack as a rreinnforrcinng aagennt, inkks, coaatinngs
4、 andd pllastticss inndusstryy wiith thee aggentt inn thhe rrubbber inddusttry.In addditiion, foor tthe papper, raadioo coompoonennts.Rellatiive to hiss immporrtannce in thee caarboon bblacck ddustt inn thhe rrubbber facctorry ppolllutiion is alsso aa veery serriouus pprobblemm.Thiss arrticcle lissts
5、 theebassic prooperrtieesoffcarrbonn bllackkdusst, it hass allighht, hyddropphillic,anddeassilyy oxxidiizedd, sooitss gooverrnanncettherre aare somme ddiffficuultiies. Thhrouugh acccesss too innforrmattionnanddthee naaturreofftheecarrbonn bllackk duust, fiinisshinng pperssonnnel, ennvirronmmentt, mm
6、achhineery andd ottherrhazzarddsoffcarrbonn bllackkdusst. Aftteraanallysiisonnchaaraccterristticssofcaarboon bblacck ddustt, caarboon bblacck ddusttconntroolshhoulld nnot be useedweetduust remmovaalmeethood, anddtheenorrmallgraavittyseettllingg chhambberaandccycllonee duusteeffeect ofnno ttax inccre
7、aasess, ussualllywwithhabaggdevviceebassedccarbbon blaackTTheddustt coolleectiionssysttemiin oordeer tto aachiievee thhecoontrrolppurpposee. Anndannalyysissonthheabbovee asspecctsaandtthe shoortccomiingssinthheprroceessoofthhe rrefoormpproccesss,tooimpprovvecoontrrol meaasurresssuchhascaarboon bblac
8、ck ddusttreccoveery sysstemm. Fiinallly,theemixxinggbettweeenthheprroduuctiionoofraaw mmateeriaals,equuipmmentt annd pproccesssanaalyssis, coombiinedd wiith carrbonn bllackkdusstemmisssionns,eemisssioonraatess anndthheexxploosioon llimiitlaaws andd reegullatiionss,coontrrolaand treeatmmenttofcaarboo
9、n bblacckduustaand preecauutioons. Ulltimmateely achhievvethhe ppurpposee offpreevenntioonanndtrreattmenntoffcarrbonn bllackk duust.Keywwordds:Carrbonn bllackk duust;rubbberr; haazarrds;govvernnancce;reccoveery sysstemm目录摘要IAbsttracctIII第1章 绪论- 1 -1.1 研究目目的和意意义- 1 -1.2 炭黑粉粉尘危害害和防治治的国内内外发展展现状- 1 -1.2
10、.1 炭炭黑粉尘尘危害和和防治的的国外研研究现状状- 11 -1.2.2 炭炭黑粉尘尘危害和和防治的的国内研研究现状状- 22 -1.3 本文研研究的主主要内容容- 22 -第2章 炭黑粉粉尘的基基本性质质及其回回收- 4 -2.1 炭黑粉粉尘的基基本性质质- 44 -2.1.1 炭炭黑粉尘尘的物理理性质- 4 -2.1.2 炭炭黑粉尘尘的化学学性质- 7 -2.2 炭黑粉粉尘的回回收- 8 -2.2.1 炭炭黑粉尘尘回收的的可行性性- 88 -2.2.2 炭炭黑粉尘尘回收的的主要设设备原理理及其优优缺点- 8 -2.3 本章小小结- 9 -第3章 炼胶间间炭黑粉粉尘的危危害及原原因- 10
11、-3.1 炭黑粉粉尘对人人员的危危害及原原因- 10 -3.1.1 炭炭黑粉尘尘的致癌癌性- 10 -3.1.2 炭炭黑尘肺肺- 111 -3.1.3 炭炭黑粉尘尘对工人人的职业业危害- 122 -3.1.4 炭炭黑粉尘尘造成职职业危害害的因素素分析- 155 -3.2 炭黑粉粉尘对车车间环境境的危害害- 116 -3.2.1 炼炼胶间内内的大气气污染源源- 116 -3.2.2 炭炭黑粉尘尘的防火火防爆- 166 -3.2.3 炭炭黑粉尘尘对机电电安全的的危害- 177 -3.3 本章小小结- 18 -第4章 炼胶间间炭黑粉粉尘的防防治技术术和措施施- 119 -4.1 炼胶间间生产工工艺介
12、绍绍及炭黑黑粉尘防防治的有有关法律律法规- 199 -4.1.1 炼炼胶生产产原料设设备及工工艺流程程- 119 -4.1.2 炭炭黑粉尘尘发生源源- 220 -4.1.3 炭炭黑粉尘尘的排放放标准- 200 -4.1.4 炭炭黑粉尘尘爆炸设设计标准准- 223 -4.2 炼胶间间炭黑粉粉尘控制制及其治治理- 24 -4.2.1 改改革工艺艺流程- 244 -4.2.2 完完善炭黑黑粉尘回回收系统统- 224 -4.2.3 注注意车间间卫生安安全- 27 -4.2.4 对对人员行行为进行行规范- 288 -4.2.5 其其它注意意事项- 299 -4.3 本章小小结- 29 -结论- 30 -
13、致谢- 31 -参考文献献- 332 -附录- 35 -第1章 绪论1.1 研究目的的和意义义炭黑是人人们最早早知道的的石油化化工原料料之一。我国是是世界上上生产炭炭黑最早早的国家家。距今三三千年前前，我们们的祖先先就掌握握了烧烟烟制墨的的技术。自从118922年近代代炭黑工工业出现现以后，才才逐渐被被“炭黑”这一名名词所取取代11。炭黑是一一种重要要的化工工原料，它主要要用于橡橡胶工业业中作为为补强剂剂，油墨、涂涂料和塑塑料工业业中作为为黑色配配合剂。此外也也用于造造纸、无无线电元元件中。目前在在我国生生产和使使用炭黑黑的企业业日益广广泛，接触炭炭黑粉尘尘作业的的人数也也不断增增加。由于操操
14、作人员员长期吸吸入大量量的炭黑黑粉尘可可以引起起不同程程度的上上呼吸道道症状或或炎症，也能引引起炭黑黑尘肺，炭黑对对工人的的身体健健康是有有害的。此外，当炭黑黑排入大大气的浓浓度很高高时，在不利利气象条条件下，也会污污染大气气环境，给下风风向居民民区带来来危害。炭黑粉粉尘质轻轻易飘，对人体体皮肤、衣衣料、农农作物及及建筑物物表面的的污染较较重2。炭黑作为为功能材材料在许许多领域域有着不不可替代代的作用用，但在在赋予其其它材料料或制品品优异的的性能和和特殊用用途的同同时，也也伴生了了高污染染性44。20006年我我国炭黑黑产量超超过美国国，排名名世界第第一位。按20010年年产量3300万万吨计
15、，预预计耗重重质油5540万万吨，耗耗水37750万万吨，向向大气排排放2440吨炭炭黑尘、6620万万吨COO2、2.2万吨吨SO22、72200吨吨NOXX。炭黑在在炭黑反反应炉中中生成，炭炭黑微粒粒以直径径0.221.5mm附集体体形态悬悬浮在炭炭黑烟气气中形成成气溶胶胶，进入入收集系系统被扑扑集。炭黑烟烟气经袋袋滤器扑扑集炭黑黑后，排排放的气气体称为为“炭黑尾尾气”。炭黑尾尾气中含含炭黑粉粉尘低于于50mmg/mm3，眼眼睛不易易察觉；7080mmg/mm3可看到到灰色气气体；11502000mg/m3，已形形成一缕缕黑烟5。20世世纪700年代，年产万万吨的炉炉法炭黑黑厂每年年排入大
16、大气的尾尾气中，含一氧氧化碳22万3万吨吨、硫化化氢5002000吨，炭黑粉尘尘451000吨。尾尾气中硫硫化氢气气体的质质量分数数为2.5*110-44-8.00*100-466。所所以研究究炭黑的的性质、特特点及各各种条件件下炭黑黑粉尘的的危害，对对其控制制与防治治具有重重要意义义。1.2 炭黑粉尘尘危害和和防治的的国内外外发展现现状1.2.1 炭黑粉尘尘危害和和防治的的国外研研究现状状国外对炭炭黑的物物理性质质、化学学构成、吸吸附性及及稳定性性进行过过测定与与分析。并指出出，虽然然它可能能导致严严重的健健康问题题并且是是一种具具有高全全球变暖暖潜能的的大气污污染物，但但它也是是一个全全球
17、性的的碳循环环的组成成部分，如如利用得得当，在在减缓气气候变化化影响中中也可以以起到至至关重要要的作用用7。另外，GGanppadss咨询公公司的NNat rajjan介介绍了炭炭黑生产产过程中中的节能能和减排排8。他指出出，目前许许多炭黑黑厂显热热利用率率只有550%，尾气化化学热利利用率只只有200%。进一步步利用余余热的方方向是：1.提高高空气预预热温度度，他总结结了9000空气预预热器曾曾经出现的的问题，介绍了了在结构构和材料料方面改改进的经经验，提出了了操作上上应注意意的问题题，还介绍绍了适用用于软质质炭黑装装置的在在线自动动清灰器器；2.提高高原料油油预热温温度和天天然气（作反应应
18、炉燃料料）的预热热温度；3.利利用干燥燥机尾气气燃烧炉炉的废气气来预热热尾气燃燃烧炉的的空气；4.采采用套管管式（立式、卧卧式）和辐射射式急冷冷锅炉；5.尾尾气发电电应提高高蒸汽的的压力和和温度，以提高高热效率率，汽轮机机如采用用BraatonnRannkinne联合循循环取代代现在的的Rannkinne循环环，热效率率可从现现在的225%30%提高到到50%9。PCMMZ公司司介绍了了改进后后的粉尘尘在线监监测系统统。GORRE公司司介绍了了第4代复膜膜玻璃纤纤维滤袋袋和聚四四氟乙烯烯滤袋的的特点及及其在炭炭黑生产产装置上上的应用用10。1.2.2 炭黑粉尘尘危害和和防治的的国内研研究现状状
19、炭黑粉尘尘近年来来受到人人们越来来越多的的关注。为了防防止炭黑黑粉尘的的危害，19774年我国国已将炭炭黑尘肺肺列入职职业病范范围33。不过我我国迄今今尚没有有炭黑粉粉尘的卫卫生标准准，（包包括车间间空气和和居住区区大气）进进行卫生生学评价价时，在生产产车间内内，目前沿沿用工工业企业业设计卫卫生标准准（TTJ366-799）中“其它粉粉尘”一项，即车间间空气中中粉尘最最高容许许浓度为为10毫毫克/立立方米（我我国有关关研究单单位建议议车间空空气中炭炭黑最高高容许浓浓度为88毫克/立方米米），对居住住区大气气，则沿用用飘尘的的标准，即一次次最高容容许浓度度为0.5毫克克/立方方米；日日平均最最高
20、容许许浓度为为0.115毫克克/立方方米。对炭黑黑的排放放控制，可以沿沿用工工业“三废”排放试试行标准准（GGBJ44-733）中第第二类生生产性粉粉尘所规规定的容容许排放放浓度1150毫毫克/立立方米。如是地地方排放放控制，则应按按我国制制定地方方大气污污染物排排放标准准的技术术原则和和方法（GGB38840-83）中中有关对对炭黑生生产、加加工的规规定进行行监测、控控制111。在生产车车间中，如如不采取取密闭通通风措施施和工艺艺改革工工作地点点空气中炭炭黑粉尘尘浓度可高达157000毫克/立方米米，如果果采取有有效的密密闭、通通风及包包括自动动化、槽槽法生产产改为炉炉法生产产等技术术措施，
21、则则炭黑粉粉尘浓度度可降至至610毫毫克/立立方米10。目前，对炭黑黑生产的的排放控控制，以采用用各类袋袋式除尘尘设备为为宜，由由于炭黑黑质轻、不不亲水，故故不宜采采用湿式式除尘设设备作净净化处理理。1.3 本文研究究的主要要内容本文以橡橡胶厂炼炼胶间的的炭黑粉粉尘为研究究对象，对其各各部分工工艺设备备进行观观察、分分析并提提出改进进办法以以达到防防治炭黑黑粉尘的的目的。本文的主要研究内容包括以下几个方面：1.通过过查阅资资料了解解国内外外的研究究现状，并并了解炭炭黑在炼炼胶时的的主要作作用与使使用方法法，罗列出出了它的的主要物物理性质质和化学学性质，并通过分析这些性质得出炭黑粉尘不宜用通常的
22、粉尘治理方法而是要以滤袋器为主的回收系统为宜。2.通过过观察橡橡胶厂炼炼胶间的的现状，提提出其中中的主要要污染源源及其危危害性。其中主要要包括对对操作人人员、车车间环境境、设备备机械和和卫生方方面的危危害。3.根据据橡胶厂厂炼胶间间的工艺艺流程并并结合国国家有关关的法律律法规，提提出较为为合理的的治理技技术及方方法。并着重分分析炭黑黑粉尘收收集系统统，尤其其是袋滤滤器的功功能特点点及注意意事项，兼兼顾提出出对操作作人员的的要求，车车间现状状的优化化及个细细节的注注意事项项。最终终达到防防治炭黑黑粉尘的的目的。第2章 炭黑粉尘尘的基本性质质及其回回收由于炭黑黑粉尘的的基本性性质是分分析其危危害及
23、防防治的依依据，特特别是它它的回收收系统要要根据炭炭黑粉尘尘的特点点进行选选取才能能达到防防治的目目的。所所以本章章对炭黑黑粉尘的的基本性性质进行行了描述述，并根根据这些些性质分分析了回回收的方方法、设设备的选选用，且且罗列了了几种主主要设备备及各自自的优缺缺点。2.1 炭黑粉尘尘的基本性质质2.1.1 炭黑粉尘尘的物理理性质1.粒径径和分布布炭黑粉尘尘的粒径径和分布布直影响响了对其其治理时时滤袋等等回收装装置的选选用，所所以是一一项较为为重要的的基本性质质122。除热烈炭炭黑外，几几乎所有有炭黑的的球形粒粒子都不不是单独独存在的的，而是是在炭黑黑生成过过程中聚聚融在一一起形成成炭黑聚聚集体的
24、的一个区区域。聚聚集体是是炭黑单单独存在在的最小小单元。炭炭黑粒径径主要是是通过电电子显微微镜法测测定的。电电镜法是是直接观观察和测测定炭黑黑粒径的的唯一方方法。图图2-11为四种种炭黑粉粉尘的电电子显微微镜照片片。 (a) (b) (cc) (dd)图2-11 四种种炭黑粉粉尘的电电子显微微镜照片片粒径越小小的炭黑黑粉尘，粒粒径分布布范围越越窄，说说明粒径径较小的的炭黑粒粒子大小小均一。反反之粒子子较大的的炭黑粉粉尘，粒粒径分布布叫宽，粒粒子更不不均一。另另外，大大多数炭炭黑粉尘尘，特别别是粒径径小的炭炭黑粉尘尘分布不不是完全全对称的的正态分分布，而而是向着着粒径较较大方向向偏斜，这这种现象
25、象称之为为“右偏斜斜”。2.导电电性炭黑是一一种半导导体材料料，常用用电导率率或它的的倒数电电阻率表表示它的的电性能能。炭黑的的导电性性与其微微观结构构、粒大大小、结结构、表表面性质质等密切切相关。炭黑的微微观结构构賦予炭炭黑导电电性。天然石石墨单晶晶(NSSC)或或髙度定定向的热热裂解石石墨的电电性能类类似于半半金属性性质，即即它的价价电子与与导电电电子带之之间的能能带很低低、小于于0.004eVV。而且，由由于石墨墨层的取取向，在在电性能能方面也也存在着着明显的的各向异异性。石墨单单晶在轴方向向的比电电阻大约约为5105cm，但在垂垂直于石石墨层的的C轴方方向的比比电阻则则为510-11c
26、m，高出1104倍。对炭黑黑聚集体体而言，由由于石墨墨层取向向的同心心圆性质质，绝大大部分接接触都是是沿着CC轴方向向，其电电阻率要要高于石石墨11。炭黑的物物理化学学性质与与其导电电性有关关。一般来来说，粒粒子越小小，导电电性能越越好，这这是由于于增加了了单位体体积内炭炭黑的粒粒子数，从从而增加加了接触触点或在在分散体体系中减减小了粒粒子间距距，使电电阻减小小，导电电性增加加。细粒子子炭黑具具有很高高的导电电性。炭黑结结构也是是影响炭炭黑导电电性的最最重要因因素，高高结构炭炭黑较正正常结构构或低结结构炭黑黑具有良良好的导导电性。这显然然是由于于炭黑的的链枝结结构（纤纤维结构构）的存存在，交交
27、织联结结形成了了更多的的导电通通路所致致。炭黑表表面挥发发物或残残留的焦焦油状物物质（即即溶剂抽抽出物）使使炭黑表表面覆盖盖一层含含氧化合合物的膜膜或油状状烃分子子薄膜，形形成了绝绝缘层，增增加了炭炭黑的电电阻，使使导电性性降低。将炭黑黑在真空空或惰性性气氛中中加热除除去含氧氧基团和和油状物物质后，导导电性会会明显增增加。炭黑表表面粗糙糙度，即即孔隙性性也影响响炭黑的的导电性性。表面粗粗糙多孔孔的炭黑黑其导电电性增加加，这是是由于当当填充量量一定时时，多孔孔的炭黑黑粒子比比实心粒粒子的粒粒子间距距要小。所以，导导电性能能好的炭炭黑要具具备粒子子细、结结构高、表表面纯净、粗粗糙多孔孔的特点点11
28、1。3.热导导率材料的热热导率（亦亦称导热热系数）定定义为热热稳定状状态下，在在垂直于于等温表表面方向向上和单单位温度度梯度下下通过单单位面积积的热流流速度，单单位为WW/(mmk)。用隔热热金属板板（ASSTM C1775-445）试试验法测测定炭黑黑的热导导率是比比较好的的方法。在严格格控制的的条件下下，可以以比较准准确地测测量从一一块热金金属板通通过所测测物质（如如炭黑）到到另一块块冷金属属板的热热流量，从从而计算算热导率率。炭黑的热热导率很很小，几几乎与静静止的空空气相同同，数值值在0.0233-0.0355W/(mKK)范围围。炭黑的的热导率率与加工工情况有有关。造粒炭炭黑要比比粉状
29、炭炭黑的传传热系数数大得多多，因为为炭黑密密度程度度不同，则则孔隙的的变化影影响传热热系数的的变化。炭黑的的热导率率与所施施加压力力的平方方根成正正比。未造粒粒炭黑的的热导率率甚至比比得上理理想的绝绝热材料料，比软软木的热热导率00.0445W/(mK)还还要小，所所以，炭炭黑也是是一种良良好的绝绝热材料料。炭黑粒粒子的真真正热导导率还无无法直接接测定。据推测测，真正正热导率率接近于于石墨的的热导率率0.9908WW/(mmK)13。4.炭黑黑的着火火温度与与燃烧当炭黑在在空气或或含氧气气流中加加热到一一定温度度时会发发生自燃燃。在炭黑黑生产过过程中如如外部空空气渗入入后部收收集和风风送系统统
30、中，也也极易发发生自燃燃，甚至至引起系系统中的的可燃尾尾气发生生爆炸。在一定定条件下下，炭黑黑发生自自燃的最最低温度度称为着着火温度度。用热天天平可以以测定炭炭黑的着着火温度度和燃烧烧曲线。图2-2为炭黑黑的燃烧烧曲线。从图可可以看出出，开始始时一部部分水分分和部分分挥发逸逸出，当当加热到到着火温温度时，质质量急剧剧减少，曲曲线上升升。此时，在在氧的作作用下，炭炭黑燃烧烧放出二二氧化碳碳。燃烧结结束后，残残留下灰灰分而达达到恒重重。尽管炭炭黑品种种不同，但但所有炭炭黑燃烧烧曲线的的形状均均相似。炭黑燃烧烧曲线的的直线部部分的延延长线与与温度坐坐标轴的的交点称称为着火火温度。各种炭炭黑的着着火温
31、度度不同，炉炉黑的着着火温度度为3550-3380，槽黑黑的着火火温度一一般在2290左右。炭黑的的着火温温度与其其密度、挥挥发分含含量、灰灰分含量量以及组组成有关关1。炭黑具有有着火温温度较高高和燃烧烧缓慢的的特点。如炭黑黑中残留留有“火种”或已发发生局部部自燃，即即使停放放较长时时间，也也不会熄熄减，并并有进一一步扩大大使炭黑黑温度升升高和发发生燃烧烧的可能能。在炭黑黑生产和和贮运过过程中，为为防止炭炭黑燃烧烧事故发发生，后后部收集集系统不不能渗入入空气，包包装炭黑黑的温度度不能过过高，一一般应在在1000以下比比较安全全。图2-22炭黑的的燃烧曲曲线2.1.2 炭黑粉尘尘的化学学性质1.
32、炭黑黑的元素素组成炭黑主要要是由碳碳元素组组成的，含含炭量为为90%99%左右。也含有有少量的的氧、氢氢、氮和和硫等元元素。这些元元素主要要来自于于炭黑的的原料，在在炭黑生生成及后后部氧化化时被带带入炭黑黑中，除除少量氢氢存在于于炭黑粒粒子内部部外，多多数的“杂原子子”键合在在炭黑的的粒子表表面，形形成不同同的官能能团114。槽法炭黑黑的氧含含量最多多，在33%8%范范围内，氢氢含量小小于1%，而热热裂炭黑黑的氧、氢氢含量均均比较少少。炭黑中中的硫来来源于原原料油或或原料气气（如天天然气）。炉法炭黑的硫含量一般为0.6%左右，而热裂炭黑几乎不含硫。色素炭黑含有大量的氧，这是由各色素炭黑在生成时
33、接触角度的氧经过后期氧化处理所致，特别是在400左右氧化时最易形成含氧基团。X射线衍衍射研究究表明，炭炭黑的这这些“杂原子子”主要是是键合在在碳的稠稠环晶体体结构的的边缘和和角部，或或在晶格格缺陷部部位的碳碳原子上上，极少少数则渗渗入内部部形成杂杂环体系系。这些少少量元素素及其在在炭黑表表面形成成的复合合物的存存在改善善了炭黑黑在橡胶胶、塑料料盒涂料料中的使使用性质质15。2.炭黑黑的氧化化正常生产产的炭黑黑存放时时，由于于与空气气和水蒸蒸气接触触发生缓缓慢自燃燃氧化，这这种现象象在炭黑黑新生产产的头三三个月内内较为明明显，以以后比较较稳定。自然氧氧化的结结果使炭炭黑表面面高活性性吸附点点减少
34、，表表面复合合物增加加，炭黑黑吸碘值值和pHH值稍有有降低。2.2 炭黑粉尘尘的回收2.2.1 炭黑粉尘尘回收的的可行性性由上述炭炭黑的主主要物理理性质及及化学性性质可知知炭黑粉粉尘的治治理存在在多处隐隐患，而而对于炭炭黑粉尘尘的处理理措施不不外乎两两种一是是从源头头处理，使使用封闭闭式生产产设备，二二是从污污染途径径处理，工工人穿着着防护服服、口罩罩等防护护用品；加装湿湿式抽风风排尘设设施。但但是炭黑黑的物理理性质决决定了以以上几种种方式都都不适用用。由于于橡胶生生产环节节较多，整整体封闭闭显然是是不可行行的，所所以只能能对特殊殊环节进进行轴承承等部位位进行封封闭处理理，且处处理后的的散热及
35、及清理工工作变的的更难处处理。而而加装湿湿式抽风风排尘系系统只适适用于大大多数工工业粉尘尘，因为为炭黑的的不亲水水性导致致湿式除除尘不能能理想的的工作，而而炭黑粉粉尘的质质轻易浮浮等特性性又使干干湿除尘尘失去作作用。口口罩等防防护用品品由于炭炭黑的易易氧化性性不能长长期使用用，频繁繁更换造造成的资资源浪费费和人员员操作的的不可控控性造成成了防护护局限性性。这就就使炭黑黑收集变变成了棘棘手的问问题，而而回收系系统中滤滤袋器方方案的提提出正好好解决了了炭黑粉粉尘防治治的各种种难题16。2.2.2 炭黑粉尘尘回收的的主要设设备原理理及其优优缺点炭黑粉尘尘的回收收系统主主要包括括沉降室室、旋风风分离器
36、器、收尘尘器和袋袋滤器几几种，他他们的原原理及优优缺点分分别如下下17：1.沉降降室利用粉尘尘与气体体的比重重不同的的原理，使扬尘尘靠本身身的重力力（重力）从气体体中自然然沉降下下来的净净化设备备，通常称称为沉降降室或降降生室。它是一一种结构构简单、体体积大、阻阻力小、易易维护、效效率低的的比较原原始的净净化设备备，只能用用于粗净净化。2.旋风风分离器器旋风分离离器的工工作原理理是靠作作用在旋旋转流场场内颗粒粒上的离离心力，使密度度比空气气大的颗颗粒向外外运动至至旋风分分离器器器壁，然后再再沿器壁壁向下运运动到排排料在逆逆流式旋旋风分离离器中，净化气气体大多多沿中心心轴线由由旋风分分离器顶顶部
37、排出出。旋风分分离器是是一种分分离效果果很好的的汽水分分离设备备，也大量量用于气气固分离离，原理是是一样的的，不过风风速一定定要调好好，否则会会造成分分离不完完全或底底部堵塞塞。可将底底部设计计一个文文丘里的的喷射器器，将分离离式出来来的固体体（一般为为粉末）以负压压的方式式吸走。3.重力力沉降收收尘器这种收尘尘器的主主要形式式是沉降降室。当含尘尘气体进进入沉降降室后流流速减慢慢，粉尘靠靠自身的的重力沉沉降下来来而收集集。沉降室室结构简简单，收集效效率低，在目前前炭黑工工业很少少使用。4.离心心沉降收收尘器离心沉降降收尘器器是依靠靠惯性离离心力的的作用进进行分离离的设备备，这种形形式的收收尘器
38、主主要是旋旋风分离离器。即含尘尘气体进进入旋风风分离器器后，向下做做旋转运运动，产生离离心力。由于气气体和粉粉尘密度度不同，靠离心心力把粉粉尘和气气体分开开。这种类类型设备备的压力力损失大大，而且要要求风速速在一定定范围才才能发挥挥从烟气气中收集集炭黑的的效率。通常在在炭黑生生产中作作为预收收尘设备备。5.织物物过滤收收尘器含尘气体体经过过过滤介质质（织物纤纤维滤袋袋），粉尘尘被阻留留，气体被被排除而而加以收收集的设设备叫袋袋式收尘尘器，简称袋袋滤器。袋滤器器收集效效率为999%以以上，适应性性强，是炭黑黑工厂广广泛使用用的高效效收尘设设备。袋滤器器可以串串联旋风风分离器器或附聚聚器使用用，也
39、可单单独使用用。6.电收收尘器电收尘器器的全称称为静电电除尘器器，它是利利用气体体或烟气气在电场场中电离离，使悬浮浮的固体体颗粒带带电，被吸附附在电极极上而收收集之。电收尘尘器收集集效率高高，阻力低低，且适用用于高温温，小于4000。但设备备造价高高，不易维维护。7.袋滤滤器袋滤器是是以织物物纤维做做成的圆圆筒形滤滤布。使含炭炭黑的烟烟气通过过，炭黑便便附着在在滤布表表面上，其收集集效率可可达999%99.5%。在炭黑黑工业中中，袋滤器器是从含含炭黑的的烟气中中收集炭炭黑的一一种必不不可少的的收集设设备。2.3 本章小结结本章主要要是介绍绍了炭黑黑粉尘的的基本性性质，其中包包括炭黑黑的导电电性
40、、热热导率、着着火温度度与燃烧烧、元素素组成及及炭黑的的氧化。指指出炭黑黑粉尘是是一种半半导体，是是一种良良好的绝绝热材料料，且具具有着火火温度较较高和燃燃烧缓慢慢的提点。它它主要是是由碳元元素组成成，也含含有少量量的氧、氢氢、氮和和硫等元元素，这这些少量量元素都都是制备备时的原原料带入入的。并并且由于于它有自自燃的可可能性，所所以比较较容易被被氧化。另外还针针对炭黑黑粉尘的的以上性性质分析析得出炭炭黑粉尘尘的治理理有别于于其他工工业粉尘尘，由于于它的不不亲水性性，所以以不宜采采用湿式式除尘方方法，又又由于可可能发生生自燃所所以除尘尘中尽量量不要掺掺入空气气，并且且冷却气气体不宜宜过热。并并且
41、列举举出各类类回收装装置的设设备及原原理和其其各自优优缺点，最最后得出出应采取取滤袋器器作为回回收系统统主要设设备是治治理炭黑黑粉尘较较好的方方式。第3章 炼胶间炭炭黑粉尘尘的危害害及原因因本章根据据前文的的炭黑粉粉尘的基基本性质质，提出出和整理理出了炼炼胶间内内它对人员员、车间间环境、机机械设备备等的危危害。主主要包括括，由于于炭黑粉粉尘具有有质轻、颗粒小和易漂浮的特点，所以长期接触炭黑的职业极易感染炭黑尘肺并对整个呼吸系统造成危害；又由于炭黑粉尘的燃烧爆炸特性，使得它易造成炼胶间内混合爆炸或二次爆炸；因它的隔热和导电性导致它对车间内机械设备有一定的损害等几方面的危害。3.1 炭黑粉尘尘对人
42、员员的危害害及原因因3.1.1 炭黑粉尘尘的致癌癌性对化学用用品致癌癌性的研研究表明明：在化化学致癌癌物中，11/3以以上属于于致癌性性多环芳芳烃。在在化工产产品生产产中，多多环芳烃烃又的来来自原料料，有的的来自生生产过程程所排（少少量），也也有的来来自残存存产品中中（痕量量）。但但像炭黑黑这样，在在原料、生生产及产产品三个个环节都都含有或或排放多多环芳烃烃的实属属少有。所所以，对对化工产产品所含含致癌性性多环芳芳烃的研研究，炭炭黑是典典型代表表物之一一。由于炭黑黑表面吸吸附着各各种多环环芳烃，其其中包括括致癌物物质3，4-苯并并芘等，但但因炭黑黑表面积积较大，多多环芳烃烃被牢固固地吸附附在炭
43、黑黑的表面面，所以以在一般般情况下下，这些些多环芳芳烃是很很难解吸吸的，只只有用丙丙酮或苯苯一类的的溶剂，才才能把它它们抽提提出来。国国外的调调査表明明，炭黑黑从业人人员的癌癌发病率率并不比比其他行行业高18。动物实验验和流行行病学调调查结果果表明，一一般地接接触炭黑黑或吞食食炭黑并并不会致致癌。实实验还表表明，炭炭黑表面面虽然存存在致癌癌物质，但但人体中中不存在在能使这这些物质质被洗涤涤下来的的溶剂。也也就是说说，炭黑黑对致癌癌物的吸吸附力超超过了人人体内体体液的洗洗涤力19。虽然流行行病学和和毒理学学的研究究成果证证实炭黑黑不是致致癌物，但但它确实实含有多多环芳烃烃（尽管管含量很很少），这
44、这一致癌癌性的主主要物质质，所以以一些持持相反意意见的人人虽然不不能用实实验证实实炭黑是是致癌物物，但也也不相信信它是安安全物。在在美国职职业保护护与健康康条例手手册中，在在物质毒毒性表中中将炭黑黑列入健健康代码码2.33级物质质，并注注明它对对健康的的影响是是“可疑致致癌物/累计心心脏损伤伤”。而可可疑致癌癌物的来来历就是是因为炭炭黑上吸吸附有多多环芳烃烃，因此此怀疑它它们对生生物体会会引起致致癌作用用20。特别是近近期有报报道称，职业性性接触高高浓度碳碳黑与发发生膀胱胱癌密切切相关21。因此此，为保护护工人身身体健康康，必须加加强防治治措施。3.1.2 炭黑尘肺肺上海劳动动卫生职职业病防防
45、治所和和泸州医医学院对对我国炭炭黑工人人的尘肺肺患者作作了大量量细致的的工作22。发现现尘肺患患者的自自觉症状状是鼻咽咽干燥、胸胸胀痛、气气紧，肺肺内有大大量炭黑黑尘细胞胞堆积于于细支气气管，肺肺泡及血血管周围围间质内内，致使使管壁增增厚。增增大的炭炭黑病灶灶堆积起起来形成成结节。肺肺内粉尘尘几乎全全为细胞胞所吞噬噬。局部部增生不不明显。病病灶周围围出现多多发性局局限性肺肺气肿，散散于全肺肺23。国外亦曾曾有过报报道，接接触炭黑黑1020年年的工人人会引起起尘肺24。患者者有胸部部症状，X片表明肺叶上有粗糙的结节，呼吸能力受损，伴有轻度的肺气肿或纤维性病变，如图3-1和图3-2。图3-11 炭
46、黑黑尘肺病病人肺标标本图3-22 炭黑黑尘肺病病人肺切切片标本本从事炭黑黑粉尘作作业时，已已吸入肺肺内的炭炭黑粉尘尘，在脱脱离接触触粉尘后后，还会会继续在在肺组织织内发生生毒作用用，若干干年后胸胸片复查查时，极极可能发发现有炭炭黑尘肺肺者。这这种以往往接触过过炭黑粉粉尘，但但未在工工作期间间发病，调调离炭黑黑粉尘作作业时XX线摄片片也未发发现有炭炭黑尘肺肺，而调调离后从从事非炭炭黑粉尘尘作业后后若干年年，X线线胸片复复查发现现了炭黑黑尘肺者者，称之之为“迟发性性炭黑尘尘肺”25。所以以炭黑尘尘肺工作作人员调调离炭黑黑粉尘作作业后，仍仍有可能能发生炭炭黑尘肺肺，故定定期体检检不能忽忽视。3.1.3 炭黑粉尘尘对工人人的职业业危害炭黑是一一种重要要的化工工原料，目前主主要用于于橡胶、颜颜料、油油墨、油油漆、塑塑料、合合成纤维维、冶金金、干电电池等行行业，工人长长期吸入入炭黑粉粉尘能够够导致炭炭黑尘肺肺病26。为了摸摸清炭黑黑对工人人健康的的危害情情况，以便采采取有效效措施，降低职职业病发发病率，保障工工人健康康，促进生生产发展展。对南平平化工厂厂炭黑作作业工人人进行了了调查研研究27。1.车间间空气中中炭黑粉粉尘浓度度测定结结果：治理前车车间中粉粉尘浓度度测定结结果表明明，滚筒车车间粉尘尘浓度最最高为1123mmg/mm3，超过国国家卫生生标准111.33倍，其次是是炉法车车