烟尘处理技术在工程机械中的应用

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一、前言

焊接车间的烟尘具有连续和不连续工况，挥发浓度不稳定，要保证员工身体健康之特性，且尾气物质无回收利用价值，基于以上等因素，如何选用适合自身烟尘处理的技术就很必要，故对几种常见的烟尘处理技术作详细的介绍。

二、滤筒除尘技术

滤筒除尘技术是应用最早的烟尘处理技术，很早以前就已经出现，具有效率高且体积小等优点，但应用场合比较窄。其原因是设备处理烟尘的容量较小，不能处理大风量。但随着科学技术的发展以及人们在应用中不断研究新型滤材及对除尘器的改进与创新，使得滤筒除尘器广泛地应用于焊接烟气、化学、轻工制品、粮食、制药、电子、铸造、冶金、木材加工、水泥、煤炭和矿厂加工等行业。其结构主要由过滤室、折叠滤筒、净气室、灰斗、卸灰阀、脉冲喷吹装置和电控箱等组成。

1.工作原理

含尘气体从除尘器的进风口进入前箱体，由于进风口外设置了导流挡板,含尘气体在导流挡板的作用下，较粗尘粒在惯性和自重作用下，直接落入灰斗中并储存在集灰筒中，起到了预收尘作用。其他较轻烟尘随气流被阻挡在滤筒的外表面，经过滤后的净化气体通过后箱体经管道排出。

2.主要特点

1）滤料体积小，拆装方便，便于维修与更换，且自身刚性较好。

2）与同体积除尘器相比，过滤面积相对较大，过滤风速较小，阻力不大。

3）滤料折格后为保证其效果，要求两端不能存在漏气现象。

4）占地面积小，相应减少基建费用。

5）具有较小的重量，移动运输方便，在安装布置上适应性较强。

6）除尘器棉板设置了可拆卸式盖板，更换滤筒时不需进入除尘室，只需打开揭盖即可更换，实现机外换袋。

7）除尘滤筒与花板采用密封圈加压板式结构，安装滤筒时方便可靠。

3.清灰系统

由于滤筒本身是一个硬固体，不再配置骨架,所以滤筒的清灰与传统的滤袋清灰不同。滤筒除尘器与传统布袋除尘器的性能相比：有效过滤面积提高了2.5~3倍；降低了压差，提高了处理风量；降低了气布比，有效提高了过滤面积；脉冲反吹系统工作效率提高，节省能耗；滤筒元件变短变少，有利于安装；免除文氏管和笼骨，结构简单；大大提升除尘备件的使用寿命，降低设备的停机次数；滤筒采用聚酯纤维材料制作，比一般过滤材料耐磨2倍以上，更耐用。随着过滤工况的不断进行,积聚在滤筒外表面的烟尘越来越多，设备的阻力也会随之增加（一般设定为1500Pa），为保证系统持续正常运行，需定期清除滤筒上烟尘。清灰是由程序控制器定时顺序起动脉冲阀，使包内压缩空气(0.5~0.7MPa)由喷吹管孔眼喷出（称一次风）通过文氏管诱导数倍于一次风的周围空气（称二次风），进入滤筒使滤筒在瞬间急剧膨胀，并伴随着气流的反方向作用抖落烟尘，附于滤筒表面的烟尘迅速脱离滤袋落入灰斗（或灰仓），烟尘由卸灰阀排出，达到清灰的目的。采用上进风方式使得烟尘沉降方向与风流动方向相同，易于烟尘的沉降，灰尘不易积聚，不易产生悬浮层，整个系统阻力稳定。

三、静电除尘技术

静电除尘是利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。常用于以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘。其结构主要有：除尘器壳体、灰斗、放电极、集尘极、气流分布装置、振打清灰装置、绝缘子及保温箱等。

1.工作原理

当车间含有烟尘的气体通过高压电场时，高压电场是接有高压直流电源的阴极线（又称电晕极）与接地的阳极板之间形成的电场，阴极开始进行电晕放电，使含有烟尘的气体被分离形成气体离子，此时的气体离子带负电，在高压电场的作用下，向阳极板运动，在运动的过程中与烟尘颗粒碰撞，碰撞后的烟尘颗粒则带上了负电，带负电的烟尘颗粒在电场力的作用下，同样向阳极板方向运动，到达阳极板后，进行放电，烟尘颗粒在重力的作用下沉积到阳极板上，除去烟尘的气体即被净化后的气体排出防尘器外。

2.主要特点

静电除尘器的优点：净化效率及效果较高，能够捕获0.01mm以上的细粒烟尘。可以通过系统参数的设定，对应不同的净化效率与效果。由于整体阻力损失较小，耗电量较小且节能，处理气体范围量大，可以完全实现操作自动控制。静电除尘器的缺点：设备整体比较先进，设计较复杂，因此在运输、安装、调试及日常维护保养方面要求较高。除尘效果与被处理对象的电阻有关系，在设定范围内的烟尘净化效果较好，在设定范围外的烟尘净化效果较差。气体的温度、湿度对净化效果影响较大，同一种烟尘在不同的温度、湿度环境下，烟尘电阻的不同导致净化效果相差较大，一次投入较大，且维护保养费用较高，整体占地面积较大。

四、水激除尘技术

水激除尘技术是目前广泛使用的一种新型湿式除尘器，主要应用于机加工油雾、油漆喷涂、自燃性烟尘和爆炸性烟尘等领域。它具有除尘效率高、压力损失小、耗水量少、性能稳定且污水污泥容易处理等优点，而且结构简单、使用方便、占地少、造价低，因而是一种针对特殊工况的除尘设备。此外，还备有各种耐腐蚀的涂料，可根据用户的不同要求制作，以提高使用寿命。其主要结构由箱体、S板、净气室、挡水板、水位控制装置、供水阀和排水阀等组成。

1.工作原理

水激式除尘器，利用高速气流在狭窄通道内呈S形轨迹运动的水激力，使水和含尘气体彻底混合，强化烟尘在水洗作用下的湿润、凝并和沉降功能。含尘气体由入口进入除尘器，气流转弯向下冲击于水面，部分较大的尘粒落入水中。当含尘气体以25~30m/s的速度通过上下叶片间的S形通道时，下叶片为一个局部浸没在水中的静止叶轮片，高速气流通过叶轮片将水提升到S形通道内而形成湍流水幕，激起大量的水花，使烟尘与水充分接触，绝大部分微细的尘粒沉入水中，故含尘气体得以充分的净化。

2.主要特点

（1）性能稳定，除尘效率高

处理风量在25%的范围内波动时，其除尘效率不受影响。对亲水性烟尘，除尘效率≥98%；压力损失较小，一般为80~100mmH2O。

（2）耗水量少，管理方便

因除尘器中的水不断循环使用，故耗水量极少，仅有少量蒸发损耗，损耗量约为1kg/1000m3。由于运行过程中不需循环水泵，污水和箱内沉积的污泥定期排出，不仅带来管理上的方便，而且能经常保持周围环境的整洁。

（3）能净化溶水性有害气体

若在水箱内投入相应的碱性物质，能净化各种炉气中的SO2等有害气体，达到既除尘又除气的作用；提高防腐能力，一般情况下，箱体内壁刷沥青漆两层，也可按用户要求涂刷环氧树脂涂料或BS涂料等，以提高设备的防腐能力，延长使用寿命。

3.工艺流程

水激除尘技术工艺流程如下图所示：烟尘输送到水激式除尘器，烟尘经过除尘器S形通道区，使烟尘与水充分接触，绝大部分微细的尘粒沉入水中，达到烟尘和空气的分离。净化后的气体经风机与烟囱高空排向大气。经此工艺治理的气体完全达到国家相关标准排放。

五、结语

随着环保要求的日益严格，焊接烟尘直排，不但对环境产生危害，还严重危害人的身体健康。本文系统介绍了国内外几种应用比较成熟的焊接烟尘处理技术，为了提高认识与了解，分别从其工作原理、结构组成和特点等方面，进行了详细的分析，给初次接触烟尘处理技术的厂家一个初步指导的作用，避免因了解不充分造成的盲目投资或事后整改等问题。