劉文東

（佛山市瑞淇設備有限公司，佛山 528000）

節(jié)能與環(huán)保

探討陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵治理方法

劉文東

（佛山市瑞淇設備有限公司，佛山 528000）

陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場普遍存在粉塵濃度大，飄塵難于沉降的問題，各個陶瓷生產(chǎn)企業(yè)主、管理人員都在想方設法采取各種手段盡可能為員工提供舒適的工作環(huán)境。但要么效果不好，要么運行耗能大，要么維護周期短等弊端。本文闡述了各種粉塵治理的方法、應用狀況及效果，并介紹了一種節(jié)能、降耗、減污、增效的治理方法——噴霧除塵、噴霧降塵應用的實用性、節(jié)能性等技術特點。

1 前言

我國國內(nèi)多地連續(xù)出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，大氣污染防治壓力繼續(xù)加大。2013年9月12日，國務院正式公布各界期盼的《大氣污染防治行動計劃》行動計劃首次將細顆粒物納入約束性指標，并將環(huán)境質量是否改善納入官員考核體系之中。而陶瓷行業(yè)的節(jié)能、排放和環(huán)保問題是政府、企業(yè)和大眾“緊盯”的重點環(huán)境治理問題，更是各企業(yè)生存、發(fā)展的首要解決問題。

陶瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵治理好壞是清潔生產(chǎn)中最直觀一個問題，不少企業(yè)不惜投入了大量的資金。但粉塵治理效果和日常運行費用因選用的除塵技術不同而各有不同。

2 陶企生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵污染源分析

（1）原料倉、煤倉

因儲放物料多，用量大，所以倉庫面積比較大，在物料進場時采用自卸翻斗車將物料傾卸到各倉，卸貨時瞬間產(chǎn)生的粉塵（坭塵、煤塵）濃度高，飄逸、彌漫在空氣中，隨氣流飄逸到周圍造成污染。同時，鏟車在運送作業(yè)中，掉落的物料被車輪碾壓造成揚塵。到目前為止，暫無陶企做治理。

鏟車將物料放進喂料機時，落差和料斗氣流的反沖，造成很大的揚塵。

（2）原料車間（料倉、打粉車間）

粉料通過皮帶，從一樓輸送到三樓受限于皮帶長度和爬升坡度，必須多段皮帶來接力輸送。皮帶的震動造成的揚塵，以及皮帶轉接點的落差造成揚塵。大部分企業(yè)僅采用導料槽來減少落差而到達控塵的目的。

從皮帶到各料罐時，落差大加上料罐反沖氣流產(chǎn)生揚塵，此位置粉塵為細顆粒泥塵（粒徑在5～20 μm）彌漫在車間。不停生產(chǎn)其揚塵不斷，車間粉塵濃度大，隨氣流飄逸到周圍車間。

粉料流轉到打粉車間，進入各種大小的籠篩，粉料隨籠篩的運轉，粒徑≤20 μm的粉塵飛揚在空氣中。

（3）成型車間

粉料從各管道輸送到布料車，布料口、模具移動、壓機壓制氣流和溢料、出磚平臺接點、掃灰機等都產(chǎn)生粉塵，不停生產(chǎn)導致?lián)P塵不斷。

（4）釉線、磨邊線

坯體經(jīng)過干燥后表面存在一些灰塵、粉料，進入淋釉前需進行掃灰和吹灰。吹灰采用高壓風機在扁嘴作用下產(chǎn)生風壓將坯體上面的粉塵吹干凈。

磨邊線（現(xiàn)在大部分為干磨線），高速旋轉的磨頭將多余尺寸的坯體磨成符合要求的規(guī)格，余量越大粉量越大。同時，細顆粒的粉塵在磨頭的旋轉離心力作用下飛揚在空氣中。

（5）窯爐煙氣

燃料產(chǎn)生的灰粉以及坯體表面的坭粉，在高溫的氣流帶動下隨廢氣一起進入噴淋塔由煙囪排出，由于顆粒細的除塵效率低，在高溫、高濕作用下以氣溶膠形式存在大氣中，擴散范圍非常大，也是霧霾的主要原因。

對于上述粉塵的產(chǎn)生，目前大部分企業(yè)采用風管抽塵，再到除塵器處理。但部分企業(yè)無處理措施。

3 陶企常采用的粉塵治理設備及應用現(xiàn)狀

（1）旋風除塵+噴淋塔除塵

在2008年以前，社會對空氣污染關注比較少，人們對環(huán)境資源惡化問題的認識低。同時，國家政策對環(huán)保要求低，更主要的是各地地方政府為了GDP增長，對空氣污染問題睜一只眼閉一只眼。陶瓷企業(yè)采用粉塵治理設備與手段主要是靠企業(yè)主自覺和很少的認知去投入。旋風除塵+噴淋塔除塵這種結構簡單、造價低廉的設備成為主流。旋風除塵+噴淋塔的方式除塵效率在60%～73%之間。效率取決于旋風除塵器尺寸比例設計、噴淋塔噴嘴選取與布局。

優(yōu)點：造價低，風阻系數(shù)小，能有效對粉塵點的空氣置換。

缺點：除塵效率不高，排放濃度在150 mɡ/m3以上。

（2）布袋除塵

從2008年以后，人們對環(huán)保知識的認識提高，國家對環(huán)保的重視程度也越來越高，佛山提出了：“騰籠換鳥”的政策，要求陶瓷企業(yè)通過產(chǎn)業(yè)升級，達到環(huán)保要求的企業(yè)保留，達不到環(huán)保要求的企業(yè)關停、遷出。各企業(yè)不得不重新認識粉塵治理設備和措施。布袋除塵器開始粉墨登場，占80%以上的陶瓷企業(yè)都采用了布袋除塵器。布袋除塵效率在95%～99%之間。

隨著真正使用各企業(yè)主、管理人員都認識到：效率很高，效果卻不是那么理想。揚塵現(xiàn)場粉塵濃度并不比旋風除塵+噴淋塔的方式效果好。但除塵后排放能應付到環(huán)保部門的檢測，只能“很無奈，忍著”

優(yōu)點：除塵效率高，排放濃度達到≤50 mɡ/m3以下。

缺點：設備體積大，風阻系數(shù)大，用電功率大，耗氣量大。

（3）靜電除塵

部分陶瓷企業(yè)為了完成政府的清潔生產(chǎn)整治要求，在對粉塵治理技術缺乏認識、評估而匆忙投入靜電除塵器。對初始濃度大于30 g/cm3的含塵氣體需設置預處理裝置，設備龐大，耗鋼多，需高壓變電和整流設備所以在陶瓷企業(yè)應用不多。

優(yōu)點：能耗最低，氣流阻力最小。

缺點：設備龐大，消耗鋼材多，初投資大，要求安裝和運行管理技術較高。

（4）微霧除塵

在2010年后，隨著人們的環(huán)境意識和社會責任感的增強以及政策的完善，企業(yè)主、管理人員都意識到粉塵治理設備要滿足到生產(chǎn)必須：效率高的同時現(xiàn)場效果要好，運行費用要低。佛山瑞淇環(huán)保公司采用微霧除塵技術開發(fā)出集水霧捕捉、惰性凝結、過濾、渦旋凝結的四種除塵方法于一體噴霧高效除塵機組。除塵效率達到90%～98.5%之間，風阻系數(shù)小600～1200 Pa。

優(yōu)點：設備體積?。ú即龎m器的1/20），風阻系數(shù)小，用電功率?。ㄍ笮≤囬g用電是布袋除塵器的1/3），除塵效率高，排放濃度達到≤50 mɡ/m3以下。

缺點：粉塵捕捉后和水凝結成泥漿，需要壓濾。

4 各種粉塵治理方法的弊端、產(chǎn)生的原因分析

（1）旋風除塵+噴淋塔除塵

旋風除塵器的除塵效率取決于結構設計和旋風錐的密封性。當出粉口漏風率達到5%時除塵效率下降30%，當漏風率達到10%～15%時除塵效率降零。所以結構設計必須要專業(yè)設計人員、出粉口的密封性一定要好。

噴淋塔的除塵效率取決于噴嘴的霧化程度，霧化顆粒越細捕塵能力越好，同時噴嘴布局要合理整個噴淋塔內(nèi)不能有空盲區(qū)。

旋風除塵+噴淋塔除塵的設備體積大，捕塵效率低，要解決液氣密度比才能提高效率。

（2）布袋除塵

當布袋除塵系統(tǒng)運行了一段時間后，就會出現(xiàn)除塵器阻力增大，抽塵力變小。這問題主要出在設計方面：過濾風速的選擇（過濾風速實際就是氣布比）、袋籠的長度選擇、清灰方式（噴吹壓力和噴吹間隔）。

一般認為噴吹時濾袋中部鼓脹后收縮，達到清灰的作用，其實從實驗室噴吹過程的錄波圖和觀察到，脈沖氣團沖向濾袋，使濾袋快速從上而下產(chǎn)生振動波型，將濾袋表面灰層振動下來。噴吹壓力過大，產(chǎn)振幅也大，濾袋疲勞壽命縮短，振幅過小不利清灰。

（3）靜電除塵

設備龐大，耗鋼多，需高壓變電和整流設備，通常高壓供電設備的輸出峰值電壓為70～100kV，故投資高。制造、安裝和管理的技術水平要求較高。除塵效率受粉塵比電阻影響大，一般對比電阻小于104～105Ω·cm或大于1012～1015Ω·cm的粉塵,若不采取一定措施,除塵效率將受到影響，靜電除塵系統(tǒng)一般可以控制其排放濃度在100 mg/m3左右。

煙塵排放質量濃度要求低于50 mg/m3，電除塵器的投資和運行費用遠高于袋式除塵器。

（4）微霧除塵

噴霧高效除塵機原理是：除塵器內(nèi)水通過噴嘴噴成霧狀，當含塵煙氣通過霧狀空間時，因塵粒與液滴之間的碰撞、攔截和凝聚作用，塵粒隨液滴降落下來。屬于濕法除塵，產(chǎn)物為污坭漿需要壓濾或沉降。

5 探討陶企粉塵治理的應用認知

（1）粉塵治理的認識

思想的認識是所有改變的開始，粉塵治理同樣需要從上到下思想認識。很多高層管理人員錯誤認識：粉塵治理需要設備和資金的投入，給企業(yè)增加生產(chǎn)成本、分薄產(chǎn)品利潤。治理的被動性，如果不是環(huán)境政策和法規(guī)規(guī)范所迫不需要主動采取措施治理污染。這種認識已經(jīng)完全落后了。陶瓷企業(yè)粉塵治理的作用：a.粉塵的回收利用，減少了球磨、破碎工序，節(jié)省了能耗；b.車間粉塵治理降低含塵濃度，減少設備磨損、電器老化損耗；c.粉塵濃度降低，提高產(chǎn)品質量；d.粉塵治理好的企業(yè)容易留住熟練操作工。中層管理人員和員工的錯誤認識：粉塵治理就是買好用的除塵設備。不要我改變作業(yè)習慣（如氣管噴吹設備、人員）；不要專人去操作、維護除塵設備。企業(yè)的財產(chǎn)安全需要專職的安保措施和人員，產(chǎn)品質量的保證需專職的質量管理人員和質量管理體系，同理：粉塵治理應該有專職的管理措施和專職的維護使用人員。

（2）決定粉塵治理效果的因素

揚塵點的源頭擴散控制，很多企業(yè)習慣了粗放式管理，如：原料場/煤倉，只做遮雨棚和擋土墻，翻斗車卸料和鏟車鏟料時產(chǎn)生的揚塵隨風飄逸。粉料落差點，為了方便清理或方便更換皮帶都是敞開式的運轉，各落差點的揚塵在車間空氣中越積越濃，整個車間都彌漫著濃重的粉塵顆粒?；\篩和打粉機很少做圍閉控塵，布料車很少做圍閉控塵。這些種種現(xiàn)象都是因為管理粗放，不愿改變習慣而拒絕做控塵措施。密閉塵源是防止和減少粉塵外逸，治理作業(yè)場所空氣污染的重要措施。單純依靠末端治理緩解環(huán)境壓力，無異于“揚湯止沸”。

抽塵管網(wǎng)的認識，很多用戶/現(xiàn)場管理人員認為抽塵管道越大抽塵效率越高，很多采購決策者認為抽塵管道做大越實惠。這是缺乏流體力學知識的，專業(yè)的設計人員應該依據(jù)粉塵的比重、流動性等因素設計管道風速，通過變徑來分配管網(wǎng)的風量、風壓。管道內(nèi)流速過低，粉塵沉積在管底抽塵能力下降，管道內(nèi)流速過高，壓力損失大。管網(wǎng)設計要求：簡單、宜小，截面積盡可能接近圓形，無直角，揚塵點與除塵風機距離不能太長。

認識除塵器技術核心：除塵器設計和運行阻力是決定能耗和粉塵治理效果的核心；處理風量的選取決定除塵效果，風量過小，抽塵能力不足，風量過大增加設備投資和運行費用；設備清灰能力。

（3）各塵源解決的認知

a.開放性、產(chǎn)塵點不固定、揚塵大的區(qū)域，料堆起塵分為兩大類：一類是料堆場表面的靜態(tài)起塵，主要與物料表面含水率、環(huán)境風速等關系密切；另一類是在堆取料等過程中的動態(tài)起塵，主要與作業(yè)落差，裝卸強度等相關聯(lián)。應該采用實現(xiàn)封閉儲存或建設防風抑塵設施。同時采用噴霧降塵、抑塵系統(tǒng)，霧滴直徑應小于0.1 mm。

b.皮帶落差點除了導料槽減少落差，同時加軟管式引料減少揚塵，輔于噴霧降塵、抑塵系統(tǒng)或抽塵系統(tǒng)。

c.各類籠篩、布料車加強密閉，有可能的情況下將密閉內(nèi)部呈負壓狀。

d.出磚平臺、掃灰機下部應該加裝接粉斗（1 m多高的落差產(chǎn)生的揚塵量相當大）。

e.釉線的掃灰機、吹灰機上部加密閉罩、抽塵系統(tǒng)，下部應該加裝接粉斗。

f.濕法磨邊線采用噴霧降塵、抑塵系統(tǒng)；干磨線基本都配置了抽塵系統(tǒng)，但落地管道的堵塞造成抽風量不足。磨邊線供應商配套超大功率除塵系統(tǒng) （甚至有一條磨邊線配163 kW的除塵器）運行成本高。保證抽塵管道的暢通是控塵有效手段。

g.窯爐煙降溫 、除塵目前國際前沿的技術采用文氏管除塵器，對0.5～5 μm的除塵效率可達到99%，除塵同時可以吸收氣體污染物。

6 新型微霧除塵技術的應用介紹

（1）微霧除塵的設計原理

在除塵器內(nèi)水通過噴嘴噴成霧狀，當含塵煙氣通過霧狀空間時，因塵粒與液滴之間的碰撞、攔截和凝聚作用，塵粒隨液滴降落下來。

未捕捉的含塵氣體由于運動氣流中塵粒與氣體具有不同的慣性力，只要依靠氣流方向的突然改變時，粉塵粒子由于慣性繼續(xù)按原來的氣流的方向前進，碰撞到“水膜過濾板”擋板上而被捕集下來。同時由于水霧不斷向“水膜過濾板”噴霧產(chǎn)生的震動隨水膜的加后或粉塵自重隨水流下來，起到過濾自潔的作用。

氣流再經(jīng)過渦流錐體及渦流導向筒之間的渦流通道內(nèi)高速旋轉流動，由于離心力作用，將粉塵與水混合的顆粒甩向通道的外側，并向下落入集塵排污斗

含塵氣體微霧的加濕后，塵粒被水霧捕捉、塵粒加重經(jīng)重力沉降洗滌除塵、“水膜過濾板”的慣性除塵再經(jīng)旋風除塵，在一臺設備上運用四種除塵方式的設計。

（2）微霧除塵的節(jié)能性

a.這種微霧除塵技術構造巧妙、阻力較小、操作方便。所須吸塵風機功率小耗電少。

b.噴霧壓力在≥0.3 MPa,水泵無需提供很高的水壓力，可節(jié)省水泵能耗?？梢允褂醚h(huán)水,耗水非常少(20 L/h)。不需要干凈新鮮水源。對陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的廢水充分利用，最大限度地廠內(nèi)循環(huán)。

c.粉塵與水霧混合后的泥漿與生產(chǎn)用循環(huán)水一并進行環(huán)保處理，不再需要重復建設污水處理設施。

d.微霧除塵因其體積小、造價低，在陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場可以對揚塵點就近安裝治理，減少其他配套管網(wǎng)安裝時過長和風管道建設費用（一般布袋除塵、旋風除塵風管造價占總工程造價50%～60%）。

e.微霧除塵技術本身帶有自潔功能不會導致堵塞，日常維護非常少，設備工作壽命長。

7 結語

隨著《建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)污染物排放標準》的實施，明確了：企業(yè)是大氣污染治理的責任主體，要按照環(huán)保規(guī)范要求，加強內(nèi)部管理，增加資金投入，采用先進的生產(chǎn)工藝和治理技術，確保達標排放，甚至達到“零排放”；要自覺履行環(huán)境保護的社會責任，接受社會監(jiān)督。陶瓷企業(yè)從業(yè)人員應該從行動上認識到：污染防治由被動應對轉向主動防控，在市場競爭加上成本壓力等因素的疊加動力下主動謀求轉型升級。大浪掏沙的時世下誰站上制高點，誰就成為剩者，成為最后的贏家。