其他化工污染防治工程

第四章其他化工污染防治工程在化工生产中除了大气污染、水污染及化工废渣污染之外，噪声污染防治、热污染防治及电磁污染防治也是很重要的。如果治理不好，同样会对化工生产和人体健康带来直接或间接的危害。4.1噪声污染与控制4.1.1噪声的含义、特点与来源（一）噪声的含义一般认为凡是不需要的、使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍的声音都是噪声。可见，噪声不仅取决于声音的物理性质，而且与人类的生活状态有关。例如，听音乐会时，除演员和乐队的声音外，其他都是噪声；但当睡眠时，再悦耳的音乐也是噪声。（二）噪声的特性A.与主观性有关由于噪声属于感觉公害，它与人的主观意愿和人的生活状态有关。在污染有无和程度上，与人的主观评价关系密切。当然，当噪声大到一定程度时，每个人都会认为是噪声；但即便如此，每个人的感觉还是会不一样。B.局限性局限性是指环境噪声传播距离和影响范围有限，不像大气污染和水污染可以扩散和传递到很远的地区。C.分散性分散性是指环境噪声源常是分散的，因此，噪声只能规划性防治而不能集中处理。D.暂时性噪声停止发声后，危害和影响即可消除，不像其他污染源排放的污染物即使停止排放，污染物亦可长期停留在环境中或人体里。故噪声污染没有长期的积累影响。（三）噪声来源噪声主要来源于物体（固体、液体、气体）的振动，这样可分为气体动力噪声、机械噪声和电磁性噪声。对城市噪声而言，70%来自交通噪声，其余来自工厂噪声和生活噪声。4.1.2化工企业噪声的特征A.化工企业噪声的声学特征化工生产多半以液体为原料，在反应罐和塔设备中进行反应，以管道输送物料，所发生的噪声具有以下的特征。（1）连续的稳定噪声化工厂是在额定的负荷条件下，连续地进行生产的，它的噪声是连续的、稳态的，而且白天和夜间的噪声级是没有多大差别。（2）中、低频的气流噪声化工厂除工艺设备，如反应设备等外，还有压缩机、风机、空冷器、电动机、泵、加热炉和火炬等，这些设备的噪声主要是机泵产生的中、高频气流噪声。除上述噪声之外，还有排气放空等高频噪声，但由于化工厂高频噪声传递时衰减比低频噪声要快，从整体上讲，化工厂是以中、低频气流噪声为主。（3）化工厂噪声在半自由场中以一定的高程传播化工厂的场地多半是水泥地坪，具有一定的声反射作用。设备的噪声，由于接近地面，其传播可以当作是在半自由场进行。另外，化工厂的一些设备，如塔设备、放空设备或火炬等，比较高或安装在较高的地段。这些设备所产生的噪声，由于邻近没有较多的屏障所阻挡，所以传得较远，影响面较大。B.主要噪声源分析（1）压缩机、风机等设备的噪声化工厂中经常使用功率几十到几千kw的压缩机和风机，其噪声级可达90-115dB（A）。成为化工厂的主要噪声源之一。往复压缩机的噪声主要是因活塞的往复运动所引起的气流脉动造成的，而离心式压缩机发生的噪声是湍流噪声。风机的噪声主要由风机叶轮高速旋转而发生的气流噪声，噪声的传播除了风机的进出口外，还通过风机的壳和风机的振动由基础向外辐射噪声。风机、压缩机等设备的噪声见表6-1。（3）凉水塔噪声化工厂循环水系统的冷却水多半是采用凉水塔，其噪声主要来自风扇噪声和落水噪声，它对厂区环境影响是不可忽然的。（4）空气冷却器噪声空冷器噪声主要是风机运转和空气经过冷却管束之间时产生噪声级约为95-100dB（A）左右，以低频声为主，对工厂装置区有一定的影响。（5）调节阀噪声调节阀在化工厂中大量使用，其产生的噪声可达95-100dB（A），主要是以高频为主，刺耳难受。阀门噪声是由于喷口差压形成的“空穴”气泡的不断崩溃和流体喷射湍流产生的，也是对厂区环境影响较大的噪声源。（6）管道噪声在化工厂中，采用管道较多，当管道内介质流速为100m/s时，在距管线1m处的噪声一般是不超过95dB（A）的。管道噪声也来自上游设备，如压缩机、送排风机和调节阀等。管道分布较广，其影响范围也较广。（7）火炬噪声在距地面大约100m处所测得的火炬噪声为78-83dB（A），由于其在高空中燃烧并发出低频的咆哮声，对周围环境危害较大。（8）放空噪声气体放空在化工厂是常见的，目的是稳定操作和在操作失常时紧急排气。当工艺气体、压缩空气和蒸汽通过排放口向大气放空时，会产生很大噪声。声压级一般在90-120dB（A），有的甚至高达130dB（A），放空口一般均在厂区高空，不但影响厂内，而且影响周围环境。（9）电动机噪声电动机作为驱动设备在化工厂中得到广泛的使用，其噪声主要由冷却风扇高速旋转而引起。防爆电机和封闭式电机噪声可达95-105dB。电动机功率越大，转速越高，噪声也越大，对车间环境有较大的影响。4.1.3噪声的度量一类是把噪声单纯地作为物理扰动，用描述噪声特征的方法可分两类描述声波的客观特性的物理量来反映，这是对噪声的客观量度。另一类涉及人耳的听觉特性，根据听者感觉到的刺激来描述，称为噪声的主观评价。噪声强弱的客观量用声压、声强和声功率等物理量表示。（一）声压和声压级A.声压声波引起空气质点振动，使大气压产生起伏，这个起伏部分，即超过静压的量，称为声压。声压分为瞬时声压和有效声压两类：瞬时声压是指某瞬时媒质中内部压强受到声波作用后的改变量，即单位面积的压力变化。所以声压的单位就是压强的单位是Pa（帕），即N/m2（牛顿／米2）。有效声压瞬时声压的均方根值称为有效声压。通常所说的声压，即指有效声压，用P表示。B.声压级声压从听阈到痛阈，即从2×10-5Pa到20Pa，声压的绝对值相差非常之大，达到100万倍。因此，用声压的绝对值表示声音的强弱是很不方便的。再者，人对声音响度感觉是与声音的强度的对数成正比的。为了方便起见，引用了声压比或者能量比的对数来表示声音的大小，这就是声压级。好像用级来表示风力的大小、地震的强度一样。（二）声功率和声功率级A.声功率•声功率是描述声源性质的物理量，表示声源在单位时间内向外辐射出的总声能，单位为瓦（用W表示）或微瓦。•声功率是反映声源辐射声能本领大小的物理量，与声压或声强等物理量有密切关系。B.声功率级（三）声强和声强级A.声强声强是在声波传播方向上，与该方向垂直的单位面积、单位时间内通过的声能量，常用I表示，单位是W/m2。声压与声强有密切关系。在自由声场中，对于平面波和球面波，某处的声强与该处声压的平方成正比。B.声强级4.1.4噪声级的相加和平均值A.噪声级的相加噪声级相加不是简单的声压相加，而是要按能量（声功率或声压平方）相加。B.噪声级的平均值一般的说，噪声级的平均值不按算术平均值计算，计算平均值有两种方法：（1）公式法4.1.5环境噪声评价值环境噪声的度量，不仅与噪声的物理量有关，还与人对声音的主观听觉有关；人耳对声音的感觉不仅和声压级大小有关，而且也和频率的高低有关。声压级相同而频率不同的声音，听起来不一样响，高频声音比低频声音响，这是人耳的听觉特性所决定。我国在听觉范围（0-130dB）采用三种计权特性，即A声级、B声级和C声级。其中A声级使接收到的噪声在低频有较大的衰减，而高频不衰减甚至稍有放大。这样，A声级测得的噪声值比较接近人的听觉。A声级能较好地反映出人们对噪声吵闹的主观感，它几乎成为一切噪声评价的基本值。在环境噪声评价时，常常采用等效连续A声级、昼夜等效声级、统计噪声级和计权有效连续感觉噪声级等。4.1.6噪声的危害A.干扰睡眠睡眠是人消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重要条件，但是噪声会干扰人的睡眠，尤其对老人和病人这种干扰更显著。当人的睡眠受到噪声干扰B.损伤听力C.对人体生理的影响•一些实验表明，噪声会引起人体紧张的反应，刺激肾上素的分泌，因而引起心率改变和血压升高。•噪声会使人的唾液、胃液分泌减少，从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡；某些吵闹的工业企业里，溃疡症的发病率会比安静环境的高5倍。•在高噪声环境下，会使一些女性的性机能紊乱，月经失调，孕妇流产率增高。•有些生理学家和肿瘤学家指出：人的细胞是产生热量的器官，当人受到噪声或各种神经刺激时，血液中的肾上腺素显著增加，促使细胞产生的热能增加，而癌细胞则由于热能增高而有明显的增殖倾向，特别是在睡眠之中。极强的噪声［如175分贝（A），人还会死亡。D.对心理的影响•噪声使人烦恼激动、易怒，甚至失去理智。噪声也容易使人疲劳，往往会影响精力集中和工作效率，尤其是对那些要求注意力高度集中的复杂作业和从事脑力劳动的人，影响更大。•另外，噪声分散人们的注意力，容易引起工伤事故。特别是在能够遮蔽危险警报信号和行车信号的强噪声下，更容易发生事故。E.影响儿童和胎儿发育•在噪声环境下，儿童的智力发育缓慢。有人做过调查，吵闹环境下儿童智力发育比安静环境中的低20%。•噪声使母体产生紧张反应，会引起子宫血管收缩，以致影响供给胎儿发育所必需的养料和氧气。•有人对机场附近居民的研究发现，噪声与胎儿畸形有关。此外，噪声还影响胎儿的体重，吵闹区婴儿体重轻的比例较高。F.干扰语言交流•噪声对语言通信的影响，来自噪声对听力的影响。这种影响，轻则降低通信效率，影响通信过程；重则损伤人们的语言听力，甚至使人们丧失语言听力。•实验证明，60dB（A）噪声下，普通交谈声的交谈距离仅1.3m，大声的交谈距离为2.5m。噪声对谈话的干扰程度见表6-5。G.影响动物生长H.损害建筑物4.1.7噪声控制措施•控制噪声的措施是多种多样的。它主要是根据噪声源、声音传播的途径和接收者的具体情况，采取相应的技术措施。•噪声控制的基本原则是既要满足降噪量的要求，也要符合技术和经济指标的合理条件，权衡治理污染所投入的人力、物力和环境效益，研究确定一个比较合理的控制和治理方案。（一）消除和降低声源•消除和减少声源是控制噪声的最有效的办法。例如防止冲击、减少摩擦、保持平衡、去除振动等都是消除和减少声源的办法。•此外，沿边旋转流体无规律的运动，防止流体形成涡流运动，都是消除和减少流体噪声的好办法。•通过研制和选用低噪声设备、改进生产加工工艺、提高机械设备的加工精度和安装技术，或者采用别的生产工艺代替噪声大的工艺。•达到减少发声体的数量，或降低发声体的辐射声功率，都是控制噪声的根本途径。（二）消声降噪•风机、水泵、空气压缩机等难以密闭的机械设备，最常用的消声办法是在设备的入口、出口或管道上安装消声器或类似的消声装置。•消声器就是防治空气动力性噪声的主要装置，它既能阻止声音的传播又允许气流的通过，用以装设备的气流通道上，可使该设备本身发出的噪声和管道中空气动力噪声降低。•根据消声机理，消声器主要分为三大类，即阻性消声器、抗性消声器和多孔扩散消声器。A.阻性消声器•阻性消声器利用吸声材料吸声，把吸声材料如玻璃绵、木丝板、泡沫塑料等，固定在管道内壁，或按一定方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。•声波进入消声器后被吸声材料吸收转化为热，就像电流通过电阻产生热一样而消耗电能，吸声材料消耗的是声能，故称为阻性消声器。•在应用中应避免把它用于高温、高湿气体的场合。阻性消声器的性能如表6-6所示。B.抗性消声器•抗性消声器是利用声波的反射或干涉来达到消声目的的。•抗性消声器中一部分声能被突变截面反射回声源，贮存起来，类似于电路中的电感、电容对电能的存储，故称为抗性消声器。•通常，扩张室式消声器、共振消声器、干涉消声器以及弯头、管道内的障板和穿孔片等组合而成的消声器，都是抗性消声器。•抗性消声器的优点是具有良好的低、中频消声性能，构造简单，耐高温，耐气体腐蚀和冲击。缺点是消声频带较窄，高频消声效果较差。其主要性能如表6-7所示。C.多孔扩散消声器（三）吸声降噪•声源发出的声波遇到顶棚、地面、墙面及其他物体表面时，会发出声波的反射。声波在室内的多次反射形成的叠加声波称为混响声。•由于混响声的存在，室内任何声源的噪声级比室外旷野的噪声级明显提高。•这就要求充分利用吸声技术进行消声降噪处理，能够达到十分明显的效果。•例如，在墙面和顶棚上粘贴吸声材料，或在空间悬挂吸声板、吸声体等，同时在房屋设计时采用吸声结构。通过这一系列措施，可以使室内噪声减少数分贝或十多分贝以上。•吸声材料大都是由多孔材料做成的。因此，在使用时往往要加护面板或织物封套