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除尘器能解决二氧化硅接触问题吗?

工业通风可部分解决二氧化硅接触问题,前提是除尘罩、管道和气流的设计合理有效。

不少行业在生产过程中都会产生微小或“可吸入的”二氧化硅粉尘,从而给员工带来潜在的健康危害。二氧化硅的最常见形式为石英,它是地球最常见的矿物之一。石英在被精细分割时,会产生危害。从事砂子、粘土和岩石开采、生产或加工等作业(包括混凝土和沥青制造、石材切割、砖石、玻璃和油漆加工;道路施工和造船以及石油与天然气生产)1时均存在二氧化硅接触的风险。

健康风险

二氧化硅粉尘与矽肺病、肺癌,肾脏和自身免疫性疾病以及慢性阻塞性肺疾病(COPD)息息相关。矽肺病是一种呼吸系统疾病,会对肺部造成损伤,并降低肺部的吸氧能力。自1996年2起,可吸入二氧化硅被列为致癌物。

受影响的行业

多年来,美国职业安全与健康管理局(OSHA)对二氧化硅接触进行了监管,最近更是对相关法规进行了更新。2017年9月针对建筑行业实施了更为严格的法规,2018年6月23日进一步将该监管范围扩展到常规行业和海事领域,并将于2021年监管水力压裂作业的二氧化硅接触情况。3美国矿山安全与健康管理局(MSHA)正在制定矿业相关的二氧化硅接触规定,预计该规定与OSHA规定保持一致。

唐纳森推出的Torit®Dalamatic®中央袋式除尘器配有管道通往各输送机传送处的产尘点。由于该款袋式除尘器采用压缩空气来清洁滤袋,工厂需要在除尘器旁安装一个空气压缩机(绿色装置)和一个压缩空气干燥器(棕褐色装置)。
新接触限值

OSHA法规对接触评估、呼吸防护、医疗监视、危害通报和记录保存提出了新要求,还将允许接触限值(PEL)降低了50%,降至每立方米不超过50微克(µg / m3)。如果八小时内二氧化硅在空气中的浓度超过每立方米25微克(µg/ m3),则雇主必须采取措施减少潜在的接触3

纾缓措施

OSHA发布了一系列指南,帮助各个行业的雇主了解并遵守新规则。3,5OSHA的二氧化硅接触管理策略包括以下常见部分:

  • 作业实践和流程变更:修改工艺以减少粉尘量,并/或限制进入高接触区域;
  • 工程控制:通过屏障、除尘罩或加湿的方式来控制粉尘,并/或通过局部排气通风的方式来收集粉尘;以及
  • 个人防护装备(PPE):如果其他控制设备不足以符合规定或正在安装过程中,应提供经美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)批准的全脸呼吸器。
除尘的作用

OSHA标准将局部排气通风系统(除尘系统)列为一种工程控制方式。经过合理设计和维护的除尘系统有助于减少空气中的粉尘含量,可作为更大规模运用纾缓策略的组成部分。

确定有效的系统

为控制粉尘,仅拥有除尘器还不够,还需要在工厂的不同位置管理好三个重要的方面(图1):

  • 接触:减少员工周围环境空气中的粉尘浓度;
  • 效率:采用按工厂工况定制的除尘器技术来过滤已捕集的粉尘;以及  
  • 排放量:最大程度减少排放到大气中的粉尘量。
图1:有效的粉尘控制意味着对工厂的不同位置的“3E”进行管理,即:接触、效率和排放量。除尘罩的性能决定了整个粉尘控制系统整体可达到的最高性能。如果除尘罩仅能捕集20%的粉尘,则局部排气通风系统的效率只能达到20%。
关键组件

为了应对这三个方面,一套有效的除尘体系包括以下方面:精心设计的除尘罩和管道,能够以建议的粉尘捕集速度与输送速度持续运行;高效的除尘技术;尺寸符合系统风量和压力设计规定的风机;用于管理粉尘和维护系统的正确作业方法。以下附有更多细节:

#1:除尘罩的设计和布局

对于在所有产生粉尘的位置放置的除尘罩而言,设计与部署是有效控制粉尘的最为关键的步骤。除尘罩的控制有害粉尘排放的性能决定了整套粉尘控制系统能达到的最高性能。如果除尘罩仅能捕集20%的粉尘,则局部排气通风系统的效率只能达到20%。除尘器这一个组件的效率针对的仅仅是由除尘罩捕集并输送到除尘器的有害粉尘过滤能力。

#2:管道风量

针对各类粉尘,保持建议的捕集速度和输送速度也同样重要。 对于厚重型粉尘或有毒粉尘, 需要较高的捕集速度将其颗粒吸入除尘罩,还需要较高的输送速度将粉尘通过管道系统运送至除尘器。 具有相关资质的工业通风设计师应就通风系统的初始布局和改造提出建议。增设一个除尘罩或管道可能会影响系统内气流的精妙平衡。

#3:除尘器效率

除尘器在稳定状态下运行时,应能高效清除所处理的含尘气流中的粉尘。 在稳定运行条件下持续运行除尘器时,滤袋表面会积聚粉尘尘饼。 在清灰周期中,粉尘尘饼脱离滤袋,滤袋周围的粉尘浓度将远远高于入口粉尘的含尘浓度。 由于难以确认实际累积的含尘量, 依靠新滤芯的理论性能效率(例如,额定最低效率报告值(MERV)为14)可能无法最准确地表明整体性能指标。 监控员工的接触程度和出口排放水平将是更好的性能指标。

专业设计知识

美国政府工业卫生专家联合会发布的《工业通风设计手册》中包含了除尘设计的最佳实践。 具有相关资质的工业通风设计人员可根据这些实践来开发除尘系统。 良好的设计需要在每个排气通风罩处留出足够控制的空间,以容纳和控制每个排放源的粉尘。从设计的角度来看,需要达到精妙的平衡。如果打算在已有的设计上增加管道,就无需考虑这一点。 最好让一位工业设计师就现有设施进行改造提出建议。

专业合规知识

业主应聘请合适的专家为其如何遵循二氧化硅法规提供建议。 鉴于不同工厂和加工工艺的独特性, 精通该领域的员工健康与安全(EHS)专业人士可帮助您准确解读应当适用哪些法规以及如何以最佳方式实施这些法规。 训练有素的注册工业卫生专家可协助您测试和监控接触水平,从而验证通风系统是否在设计参数范围内运行,并就减少二氧化硅接触的其他措施或作业实践提出建议。OSHA还为小型企业提供了现场咨询的项目。6

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