防毒面具工作原理

 

每当出现的威胁时,人们{zx0}提到的便是防毒面具

 

防毒面具更常见的叫法是呼吸器,它们也是日常工业安全的重要组成部分。防毒面具可以为工人提供全面保护。有了它,无论是谷仓中的粉尘,还是喷漆器中有害的有机化学物质,都无法对工人的健康造成损害。

在本文中,我们将介绍防毒面具背后的技术,以帮助您了解它们的工作原理和弱点。

当我们提到防毒面具或呼吸器时,大多数人都会想到一个紧贴面部的塑料或橡胶面罩,上面带有某种滤筒。面罩只遮住鼻子和嘴巴。这种面罩称为半罩式空气净化呼吸器。根据环境中的化学或生物制剂的不同,半罩式面具可能不足以起到保护作用,因为眼睛对化学物质十分敏感,而且很容易让xx进入。在这种情况下,就需要使用全罩式呼吸器。它又分为脸部透明面具和眼部透明面具,二者均可对眼睛提供保护。

 

 

空气净化呼吸器有两个优点:

  • 价格相对便宜。
  • 用法相对简单。

  空气净化呼吸器的问题在于,面罩中的任何泄漏都会导致它们失效。这种泄漏有时是因为面罩与使用者脸部结合不紧密造成的,有时则是由面罩上的裂缝或小孔引起的。

有两种其他类型的呼吸器系统可以解决泄漏问题。送气式呼吸器与空气净化呼吸器使用相同的滤筒。但是,后者的过滤器直接装在面罩上,使用者的需要透过滤筒吸入空气,而前者则是将过滤器连接在用电池驱动的滤毒罐上。滤毒罐利用风扇将空气吸入过滤器,净化后的空气将顺着软管进到面罩中。这种设计的优点在于,进到面罩中的空气具有正压。一旦面罩发生泄漏,净化后的空气将从滤毒罐漏出,而不是让环境中受到污染的空气进入。显然,正压极大地增强了这种系统的安全性,但它也有两个缺点:

  • 当电量用完时,您的生命也就走到了尽头。
  • 空气持续流入过滤器意味着过滤器的寿命不会长久。

但是,对于婴儿和儿童来说,这可能是{wy}的选择,因为他们的脸部太小,使用其他面罩难以实现紧密的贴合。

{zh0}的系统称为SCBA(自给式呼吸器)系统。如果您曾看到消防员头戴全罩式面具,身后还背着一个氧气筒,那您看到的就是SCBA系统。氧气筒中含有高压净化气体,其外型与xx相同。氧气筒可为面罩提供持续正压。虽然SCBA能够提供{zj0}保护,但它也具有下列缺陷:

  • 氧气筒粗大笨重。
  • 氧气筒中的空气只能维持30到60分钟。
  • 氧气筒必须通过专用设备重新充气。
  • SCBA系统非常昂贵。

在消防领域中,SCBA系统具有十分重要的意义。火灾现场的浓烟十分危险,其中含有很多未知的有毒气体。大火可能会耗尽空气中的大部分或所有氧气。可以携带额外的氧气筒或重新充气设备,而且消防员在失火大楼中的滞留时间也是有限的。但是,对于平民或战场上的士兵而言,SCBA系统几乎无法派上用场,因为它们十分昂贵,而且氧气不能持久。
由于SCBA系统的缺陷,因此所有呼吸器几乎都带有一个过滤器,用于净化您呼吸的空气。那么,过滤器是如何xx空气中的有毒和致命的呢?

目前,所有空气过滤器都使用下列三种不同技术的其中之一(或这几种技术的组合)来净化空气:

  • 颗粒过滤
  • 化学吸收或吸附
  • 通过化学反应中和化学物质

 

 

在这三种技术中,微粒过滤是最简单的一种。如果您曾用棉布或手帕捂住嘴,以防止灰尘进入肺,您其实就制造了一个简易的微粒过滤器。在用来抵御的防毒面具中,超细微粒过滤器非常有用。炭疽热xx或孢子的体积最小为1微米。而大多数生物微粒过滤器可以xx小到0.3微米的微粒。所有微粒过滤器最终都会阻塞,因此如果您感到呼吸困难,就必须更换过滤器。

对付需要采用不同的方法,因为这些化学物质以薄雾或水汽的形式存在,微粒过滤几乎起不到任何作用。对于任何有机化学物质(无论是油漆气味还是类似于的神经毒素),最常见的过滤方法是采用活性炭

木炭就是碳(有关木炭制造方法的详细信息,请参见)。但活性炭是经过特殊处理的木炭,其碳之间已用氧气打开了数百万个微小的小孔。根据《大不列颠百科全书》:

此处值得注意的是吸收这个词。当一种物质吸收另一物质时,它会通过化学吸力将其吸附在自己身上。活性炭巨大的表面积使得它上面有无数的结合点。当某种化学物质经过碳的表面时,它们会被吸附到该表面上并被捕获住。

活性炭能够很好地阻截由碳构成的杂质(“有机”化学物质)以及像氯一样的物质。许多其他化学物质根本不受碳的吸引,比如钠和硝酸盐等,因此这些物质会径直穿过过滤器。这意味着,活性炭过滤器在xx某些杂质的同时也会忽略一些其他物质。此外,这还说明一旦所有结合点都被占满,活性炭过滤器就会失效。此时必须更换过滤器。

有时,通过利用其他化学物质来处理活性炭,还能够提高其吸附特定毒素的能力。

第三种技术涉及化学反应。例如,一战中曾出现过氯气攻击。士兵使用的面具含有特殊的化学物质,能够与氯气进行反应并将其中和。

工业呼吸器提供了多种过滤器,您可以根据要xx的化学物质来进行选择。根据美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)制定的标准,各种过滤器均根据其使用的化学物质(如酸或氨)进行了颜色编码。

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