某混药生产工房甲醇空间浓度分布规律研究

杜文霞 刘仓 刘寅超

摘要：目的  研究混药工房内甲醇的空间分布规律，为通风防护设施的改进提供依据，降低工作场所燃爆风险，有效保护作业人员身体健康。方法  采用现场调查、数值模拟、现场检测等方法对混药工房内甲醇浓度分布进行研究，得出三维空间内甲醇浓度分布状态。结果  混药间反应釜局部上吸罩控制点风速分别为0.26m/s、0.23m/s和0.09m/s。人员操作位甲醇浓度分别为16.5mg/m3、28.9mg/m3、21.5mg/m3。结论  混药间甲醇浓度总体较高，这是由于局部排风罩位置不合理和侧窗进风干扰引起，应对排风系统局部排风罩型式进行调整，设置专用进风口，减少侧风干扰。

关键词：混药;甲醇;浓度分布;数值模拟

【中图分类号】R730.53  【文献标识码】A  【文章编号】1673-9026（2020）08-168-02

某混药工房在加料、混合、出料等过程中，甲醇等有机溶剂会逸散在工作场所空气中，通风不良的条件下甲醇聚集达到一定浓度时有发生燃爆事故的风险，作业人员长期接触高浓度甲醇也会引起神经衰弱综合征，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等健康损害[1]。

1对象与方法

1.1 研究对象  某混药工房为二层钢架平台上设置3个反应釜，每个反应釜顶部设置加料口底部设置出料口。反应釜上部设置上吸式局部排风罩[2]，3个上吸罩直管汇集到总管后室外净化处理排放。

1.2  方法

本文通过现场调查、数值模拟、现场检测等方法研究甲醇在该工作场所三维空间内的浓度分布规律，为通风防护设施的设计、工艺布局改进、职业病防治工作提供基础依据。

2 结果

2.1  混药间通风系统设置情况  混药间几何尺寸（长宽高）为7.3m×5.6m×6.5m，设置1套排风系统，风机额定风量10500.00m3/h，反应釜加料口尺寸为Φ150mm，上吸罩口尺寸为Φ800mm，控制距离900mm，采用Φ350mm的圆形截面管道。

2.2  现场风速检测结果  对混药间初始条件风速分布情况下排风系统风速进行检测，实测数据见表1。

由表1可知，1号、2号、3号反应釜上吸罩罩口风速分别为2.55m/s、1.34m/s和1.73m/s，通风系统计算风量为10169.71m3/h，反应釜加料口处控制风速均分别为0.26、0.23、0.09m/s，均小于《局部排风设施控制风速检测与评估技术规范》[3]中上吸罩控制风速不低于1.0m/s的要求。

2.2  數值模拟结果

模型建立：根据现场实测几何参数值，建立混药间1：1模型图，并采用自适应划分方法进行网格划分，划分结果见图1。

2.2  甲醇浓度实测结果  初始条件风速分布情况下，在反应釜加料位1.5m高度设置检测点，对甲醇浓度进行检测。现场检测时室内温度23℃，湿度70%，大气压力98kPa。检测结果见表2。

3 讨论

3.1风速分布情况 由图1可知，3个局部排风罩支管串联布置，共用1台离心式风机（额定风量10500.00m3/h），罩口实测风量合计10169.71m3/h，通风效率为96.85%，说明管道系统阻力较低。造粒间尺寸为7.3m×5.6m×6.5m，房间计算容积为265.72m3（未扣除设备容积），房间的换气次数约为38次/h。由此可见，单从排风量及换气次数等相关参数来看，排风系统具备控制生产环境中毒物浓度的能力，但是由于排风罩距离毒物逸散源距离较远，并且侧窗开启导致的横向气流对罩口处气流的影响，导致3个反应釜处控制点风速分别为0.26m/s、0.23m/s和0.09m/s，小于国家限值要求，排风罩对毒物的控制效果较差。

3.2混药间甲醇浓度分布规律  根据表1可知3个反应釜加料口处控制风速均小于国家限值要求，由表2可知3个检测点甲醇浓度分别为16.5mg/m3、28.9mg/m3和21.5mg/m3，接近或高于国家限值要求25mg/m3。1号反应釜由于靠近侧窗，受外界进入洁净气流影响，毒物浓度相比2号和3号低。

3.2 建议与对策  针对上述原因，建议在工作过程中关闭侧方窗户，在不影响排风的位置设置专用进风口，以降低侧风对于排风罩口气流组织的影响，即可达到控制工作场所中甲醇浓度的目的。

参考文献

[1]孙万付.化学品安全技术说明书[M].化学工业出版社.第三版.2017年09月

[2]中华人民共和国. GB/T 16758-2008 排风罩分类及技术条件[S].北京：人民出版社.2008

[3]国家安全生产监督管理总局.WS/T4274-2016《局部排风设施控制风速检测与评估技术规范》[S].北京