宋玉強(qiáng), 韓鴻

(中車齊齊哈爾車輛有限公司,黑龍江 齊齊哈爾 161002)

離心濾筒式除塵器在拋丸清理粉塵治理上的應(yīng)用

宋玉強(qiáng), 韓鴻

(中車齊齊哈爾車輛有限公司,黑龍江 齊齊哈爾 161002)

拋丸清理作業(yè)中產(chǎn)生的粉塵不僅造成環(huán)境污染，而且危害現(xiàn)場(chǎng)操作人員的健康。本文通過(guò)對(duì)粉塵的特性和危害分析，論述了拋丸清理過(guò)程中采用離心濾筒式除塵器治理粉塵技術(shù)及應(yīng)用取得良好的效果，為拋丸清理工序粉塵治理提供了經(jīng)驗(yàn)參考，具有一定的借鑒意義和推廣價(jià)值。

粉塵；拋丸清理；離心濾筒式治理

1 概述

旋風(fēng)、濾筒除塵均屬高效除塵器，兩種設(shè)備各有所長(zhǎng)，在適合于自身特點(diǎn)的工況條件下都具有良好的應(yīng)用效果。旋風(fēng)除塵器以其阻力小，適應(yīng)氣體變化能力強(qiáng)，維護(hù)工作量少等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、建材等行業(yè)，迄今為止，在環(huán)保領(lǐng)域仍處于主導(dǎo)地位。但隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)要求不斷提高，公民環(huán)保意識(shí)和自我保護(hù)的意識(shí)增強(qiáng)，保護(hù)環(huán)境已成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。采用除塵效率高、污染物排放濃度低的除塵設(shè)備已成為當(dāng)今環(huán)境保護(hù)發(fā)展的趨勢(shì)。由此，濾筒式除塵的優(yōu)越性顯著的表現(xiàn)出來(lái)，特別是近幾年來(lái)濾筒式除塵技術(shù)在主機(jī)構(gòu)造、濾料性能、自動(dòng)控制水平及對(duì)各種工況條件的適應(yīng)性都有較大的進(jìn)步，致使濾筒式除塵技術(shù)得以迅猛發(fā)展。新修訂的《大氣污染防治法》實(shí)施對(duì)企業(yè)拋丸清理過(guò)程中產(chǎn)生粉塵排放濃度的控制更加嚴(yán)格，旋風(fēng)除塵器應(yīng)用變得更加困難和不經(jīng)濟(jì)，這就為離心濾筒式除塵的研究奠定了基礎(chǔ)。

國(guó)家《十三五環(huán)境保護(hù)發(fā)展規(guī)劃》中將顆粒物(粉塵)排放納入污染控制指標(biāo)，因此拋丸清理粉塵排放控制更嚴(yán)格，現(xiàn)GB16297—1996《大氣綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》石英粉塵最高允許排放濃度為60mg/m3(但國(guó)家環(huán)保部即將提高粉塵最高允許排放濃度)。為了保障拋丸清理粉塵達(dá)標(biāo)排放，除塵器的結(jié)構(gòu)和過(guò)濾材料是保證提高凈化效率的重要環(huán)節(jié)。目前公司原有的拋丸清理粉塵治理技術(shù)(旋風(fēng)或?yàn)V筒除塵器單臺(tái))粉塵排放濃度很難達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且濾筒除塵器的濾芯在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)被大顆粒粉塵擊穿造成粉塵超標(biāo)排放。為此，公司近幾年與治理廠商合作，反復(fù)設(shè)計(jì)、論證，推出新型拋丸清理粉塵治理技術(shù)(離心濾筒式除塵器)，在拋丸清理機(jī)粉塵治理應(yīng)用取得了良好的效果。

2 拋丸清理粉塵的產(chǎn)生及其危害

拋丸清理機(jī)是機(jī)械零件常用一種清理設(shè)備。在拋丸清理零部件中產(chǎn)生大量粉塵，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境空氣質(zhì)量，而且損害操作人員身體健康。拋丸清理粉塵常見(jiàn)為游離二氧化硅(含量20%)、鐵銹、不銹鋼顆粒、油漆顆粒等物質(zhì)，這些顆粒物質(zhì)粒徑各不相同，如果未經(jīng)處理直接排放會(huì)造成嚴(yán)重環(huán)境污染。

拋丸清理粉塵顆粒粒徑在10μm左右就會(huì)漂浮在工作場(chǎng)所或排放在空氣中，如果被人體吸入后會(huì)刺激呼吸系統(tǒng)粘膜，導(dǎo)致慢性支氣管炎、操作人員塵肺病。粉塵粒徑小于2μm以下塵粒還會(huì)沉積在人體血液中引發(fā)各種疾病(包括癌癥)。拋丸清理粉塵粒徑分布規(guī)律[1]如圖1所示。

圖1 拋丸清理粉塵粒徑分布及含量

3 離心濾筒式除塵器治理技術(shù)

3.1 影響粉塵達(dá)標(biāo)的因素

影響粉塵超標(biāo)排放的因素較多，其主要原因：過(guò)濾風(fēng)速過(guò)快(2m/min以上)、除塵器結(jié)構(gòu)不合理(大顆粒粉塵直接沖擊濾筒)、環(huán)境潮濕、濾筒材質(zhì)薄、易吸水、承受反吹壓力低等。

3.2 離心原理和覆膜濾料的應(yīng)用

(1) 離心是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力將塵粒從含塵氣流中分離出來(lái)的裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力適中，造價(jià)較低，維修方便、除塵器內(nèi)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)。離心除塵一般捕集5～25μm以上的顆粒，除塵效率80%左右。但捕集小于5μm顆粒粉塵除塵效率不高。

(2) 近幾年濾筒式除塵器濾料性能得到快速發(fā)展，新型覆膜四氟乙烯過(guò)濾材料表面光滑除塵效率好，對(duì)微細(xì)粉塵有更高的除塵效率。同時(shí)解決了濾料易潮濕性、纖維性、聚結(jié)性粉塵不易清灰的難題，使設(shè)備阻力降低，提高處理風(fēng)量。采用褶式增加過(guò)濾面積，降低了過(guò)濾風(fēng)速。安裝方便,維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，占地空間少。

(3) 公司于2009年在旋風(fēng)+濾筒串聯(lián)連接基礎(chǔ)上，推出離心筒與濾筒除塵器分上下兩層并聯(lián)結(jié)構(gòu)的一種新型高效除塵裝置。拋丸清理氣體旋轉(zhuǎn)氣流沿著離心筒筒壁旋轉(zhuǎn)，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運(yùn)動(dòng)，形成下降的外旋含塵氣流，在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的離心力將大顆粒粉塵甩向離心器壁，塵粒一旦與離心器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)能和自身重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降氣流在到達(dá)圓錐體底部后沿離心筒軸心部位轉(zhuǎn)而向上形成上升的內(nèi)旋氣流，并經(jīng)過(guò)濾筒均流段使其均勻的流向每個(gè)濾筒，通過(guò)精濾將含塵氣體凈化，凈化后的氣體從除塵器排風(fēng)口排入大氣。

離心除塵和濾筒式除塵器結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖2。

圖2 離心濾筒式除塵器結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 技術(shù)特點(diǎn)

離心除塵和濾筒式除塵在治理技術(shù)上互補(bǔ)。濾筒采用性能好的新型覆膜四氟乙烯薄膜和褶式的性能是拋丸清理粉塵治理關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

除塵系統(tǒng)采用離心濾筒式除塵器，具有低壓差的特點(diǎn)，因此提高拋丸清理生產(chǎn)效率和提高除塵器除塵效率。

離心濾筒式除塵器與旋風(fēng)或?yàn)V筒除塵器相比較，具有優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)(離心旋風(fēng)除塵設(shè)置在前)，大顆粒粉塵先沉降，緩沖氣流對(duì)濾筒沖擊小，濾筒使用壽命延長(zhǎng)。穩(wěn)定運(yùn)行降低了風(fēng)機(jī)能耗，減少反吹清灰壓縮空氣使用量，采用覆膜濾料提高了除塵性能。

3.4 應(yīng)用效果

從2009年開(kāi)始陸續(xù)應(yīng)用于不同生產(chǎn)車間，處理效果見(jiàn)表1。修車分公司枕架拋丸離心濾筒除塵器于2009年安裝運(yùn)行粉塵達(dá)標(biāo)排放(公司環(huán)境監(jiān)測(cè)站每半年監(jiān)測(cè)粉塵排放濃度)，離心濾筒除塵器在公司鑄鋼分廠南、北拋丸清理、枕架拋丸清理、沖壓車間薄板生產(chǎn)線和鍛工車間彈簧拋丸清理粉塵治理過(guò)程中均取得了良好的效果。修車分公司枕架拋丸離心濾筒經(jīng)過(guò)了4年運(yùn)行才進(jìn)行更換。

表1 生產(chǎn)車間應(yīng)用離心濾筒除塵器粉塵排放監(jiān)測(cè)結(jié)果

序號(hào)改造項(xiàng)目名稱拋丸機(jī)結(jié)構(gòu)除塵器結(jié)構(gòu)改造安裝時(shí)間粉塵排放(mg/m3)更換濾筒頻次1鑄鋼分廠二清四拋丸機(jī)除塵器四拋頭離心濾筒式2015年28未更換濾筒2沖壓車間薄板生產(chǎn)線除塵器三拋頭離心濾筒式2014年23 6未更換濾筒3鑄鋼分廠南拋丸機(jī)除塵器六拋頭離心濾筒式2013年47 3未更換濾筒4鑄鋼分廠北拋丸機(jī)除塵器六拋頭離心濾筒式2012年38 4未更換濾筒5鍛工車間彈簧拋丸機(jī)除塵器三拋頭離心濾筒式2011年34 1未更換濾筒6修車分公司枕架拋丸除塵器三拋頭離心濾筒式2009年32 34年更換濾筒

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)幾年的應(yīng)用，可以看出，離心濾筒式除塵器比老式單一除塵器使用壽命長(zhǎng)、投資和維護(hù)費(fèi)用低，便于維護(hù)。與袋式除塵器相比，離心濾筒式除塵器在拋丸清理粉塵治理應(yīng)用更有廣泛的市場(chǎng)前景和推廣空間。

[1] 黃西謀.除塵裝置與運(yùn)行管理[M].第2版.北京：冶金工業(yè)出版社，2000:40-45.

2016-02-25；

2016-07-15

宋玉強(qiáng)(1962—)，男，山東萊州人，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境治理與環(huán)境管理工作。

2095-1671(2016)04-0207-03

R136.2

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