微霧除塵技術(shù)在陶瓷行業(yè)節(jié)能減排中的應(yīng)用

劉文東

摘要本文介紹了微霧除塵技術(shù)的設(shè)計(jì)原理，突出介紹了其應(yīng)用在陶瓷企業(yè)中能最大限度地結(jié)合“三廢”治理措施以達(dá)到節(jié)能降耗、減污增效的目的。

關(guān)鍵詞微霧除塵，陶瓷行業(yè)

1前 言

陶瓷行業(yè)的節(jié)能排放是政府和老百姓關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，更是各企業(yè)生存、發(fā)展需要解決的首要問(wèn)題。陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵的治理效果的好壞是清潔生產(chǎn)中最直觀的一個(gè)問(wèn)題，不少企業(yè)也不惜投入了大量的資金，但粉塵治理效果和日常運(yùn)行費(fèi)用因選用的除塵技術(shù)不同而各有不同。

很多陶瓷企業(yè)為了完成政府清潔生產(chǎn)的整治要求，對(duì)粉塵治理技術(shù)缺乏綜合評(píng)估就匆匆投入資金進(jìn)行粉塵治理，高投入效果卻不盡人意，以至某些企業(yè)在通過(guò)清潔生產(chǎn)認(rèn)證之后，日常生產(chǎn)卻停用了除塵設(shè)備。

2微霧除塵的技術(shù)原理

2.1各種除塵設(shè)備的比較

陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵主要是粒徑極細(xì)的粘土原料，坯體原料顆粒研磨得非常的?。ㄒ话阍?50目以上），并且粘土類粉塵具有親水性。

目前陶瓷生產(chǎn)企業(yè)常見的除塵措施有：旋風(fēng)除塵、布袋除塵和靜電除塵。

旋風(fēng)除塵器的弊端在于：流體的流動(dòng)路線為沿邊壁自上而下再沿軸心自下而上，由于大部分氣體要在錐體從邊壁區(qū)域流向中心部位，會(huì)導(dǎo)致已達(dá)到錐體壁面附近的細(xì)粉塵的二次卷?yè)P(yáng)；大量流體流入灰倉(cāng)，會(huì)造成灰倉(cāng)內(nèi)細(xì)粉塵的飛揚(yáng)，并會(huì)被返回氣體帶回設(shè)備內(nèi)；由于頂蓋附近存在高速旋轉(zhuǎn)的灰環(huán)（含塵濃度極高的氣流），易產(chǎn)生細(xì)粉塵向出氣口泄漏的情況；氣體流量的波動(dòng)易導(dǎo)致器內(nèi)流型紊亂，出入口氣體短路及灰環(huán)泄漏，故流量波動(dòng)會(huì)造成效率的下降；若氣體入口的流速低，器內(nèi)不能保證分離所必須的氣體旋轉(zhuǎn)速度，也會(huì)導(dǎo)致除塵效率大幅度下降；若入口氣體的流速增高，會(huì)造成壓降的急劇上升，故操作彈性小、操作穩(wěn)定性差。

布袋除塵器的弊端在于：用于處理相對(duì)濕度高的含塵氣體時(shí)，應(yīng)采取保溫措施（特別是冬天），以免因結(jié)露而造成“糊袋”現(xiàn)象。阻力較大，一般壓力損失為1200～1800Pa左右，需要功率較大的風(fēng)機(jī)。

靜電除塵器的缺點(diǎn)：設(shè)備龐大、耗鋼材多，需高壓變電和整流設(shè)備，通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70～100kV，故投資費(fèi)用高；制造、安裝和管理的技術(shù)水平要求較高；除塵效率受粉塵比電阻影響較大，一般對(duì)比電阻小于104～105Ω?cm或大于1012～1015Ω?cm的粉塵，若不采取一定的措施，除塵效率將會(huì)受到影響。此外，對(duì)初始濃度大于30g/cm³的含塵氣體也需設(shè)置預(yù)處理裝置。

2.2 微霧除塵的設(shè)計(jì)原理

在微霧除塵器內(nèi)，水由噴嘴成霧狀噴出，當(dāng)含塵煙氣通過(guò)霧狀空間時(shí)，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(lái)。

未捕捉的含塵氣體由于在運(yùn)動(dòng)氣流中與氣體具有不同的慣性力，當(dāng)氣流方向突然改變時(shí)，粉塵粒子由于慣性繼續(xù)按原來(lái)的氣流方向前進(jìn)，碰撞到“水膜過(guò)濾板”擋板就會(huì)被捕集下來(lái)。同時(shí)由于噴霧作用不斷產(chǎn)生的水霧在“水膜過(guò)濾板”上產(chǎn)生的震動(dòng)作用，使粉塵隨水流下來(lái)，起到過(guò)濾自潔的作用。

含塵煙氣再經(jīng)過(guò)渦流錐體及渦流導(dǎo)向筒之間的渦流通道作高速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，由于離心力的作用，將粉塵與水混合的顆粒甩向通道的外側(cè)，并向下落入集塵排污斗。

含塵氣體進(jìn)行微霧加濕后，塵粒被水霧捕捉，并經(jīng)重力沉降，再通過(guò)“水膜過(guò)濾板”的慣性作用進(jìn)行除塵以及旋風(fēng)除塵，在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)應(yīng)用了四種除塵方式。

3微霧除塵技術(shù)具有的節(jié)能降耗、減污增效性

這種微霧除塵技術(shù)構(gòu)造簡(jiǎn)單、阻力較小、操作方便。所須吸塵風(fēng)機(jī)的功率小、耗電少。

噴霧壓力≥0.3MPa， 水泵無(wú)須提供很高的水壓，即可節(jié)省水泵能耗。可使用循環(huán)水，不需要干凈新鮮水源，耗水非常少(20L/h)，不需要干凈新鮮水源；可對(duì)陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的廢水進(jìn)行充分利用，最大限度地進(jìn)行廠內(nèi)循環(huán)。

粉塵和水霧混合后的泥漿與生產(chǎn)用循環(huán)水一并進(jìn)行環(huán)保處理，就不再需要重復(fù)建設(shè)污水處理設(shè)施。

微霧除塵設(shè)備因其體積小、造價(jià)低，在陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可對(duì)揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行就近安裝治理，減少其它除塵設(shè)備過(guò)長(zhǎng)的通風(fēng)管道的建設(shè)費(fèi)用（一般布袋除塵、旋風(fēng)除塵風(fēng)管造價(jià)占總工程造價(jià)的50～60%）。

微霧除塵技術(shù)本身帶有的自潔功能不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備堵塞，日常維護(hù)非常少；設(shè)備工作壽命長(zhǎng)，日常運(yùn)行費(fèi)用僅需很少的電費(fèi)。

在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)測(cè)試進(jìn)出口溫度，發(fā)現(xiàn)采用微霧除塵可使空氣溫度降低5～8℃，不增加降溫能量消耗的同時(shí)提高工人的舒適度。

4性能的實(shí)驗(yàn)研究與分析

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在迎面風(fēng)速為1.5～2.8m/s、噴霧水密度為0.94～2.36kg/m³的變化范圍內(nèi)，該除塵器對(duì)1μm粉塵的除塵效率可以達(dá)到65～80%、3μm顆粒的除塵效率為79～97%、5μm顆粒的除塵效率為85%～99%，壓力損失范圍在30～130Pa。

如圖所示，分別給出了不同粒徑的顆粒在不同迎面風(fēng)速情況下的除塵效率。由圖可以看出，對(duì)于1μm顆粒的除塵效率，隨迎面風(fēng)速的增加而減少，對(duì)于3μm和5μm顆粒的除塵效率則隨迎面風(fēng)速的增加而增加。這是由于在1μm顆粒的除塵機(jī)理中擴(kuò)散作用占有重要地位，而擴(kuò)散作用隨風(fēng)速的增大而減弱，使小粒徑粉塵的去除效率降低；而對(duì)于3μm和5μm以上顆粒的除塵機(jī)理，則主要依靠慣性碰撞和接觸阻留作用，隨風(fēng)速的增加而增強(qiáng)，進(jìn)而大粒徑粉塵的去除效率隨風(fēng)速增加不斷增強(qiáng)。

5微霧除塵技術(shù)的應(yīng)用

佛山某設(shè)備公司采用微霧除塵技術(shù)開發(fā)出噴霧高效除塵機(jī)組，集水霧捕捉、洗滌、過(guò)濾、旋轉(zhuǎn)離心四種除塵方法于一體。

應(yīng)用A例：A企業(yè)應(yīng)用該設(shè)備在陶瓷輥棒生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行除塵，粉塵揚(yáng)點(diǎn)集中在篩料車間、混料攪拌車間。粉塵主要成分為氧化鋁，粉塵粒度在1～10μm之間；車間揚(yáng)塵點(diǎn)測(cè)量粉塵濃度≥10600mg/m³。該企業(yè)原有除塵系統(tǒng)為布袋除塵，使用功率為40kW。在安裝使用噴霧除塵后，使用功率為15kW，粉塵混合漿料經(jīng)過(guò)濾后可作為濕料直接用于混料工序（無(wú)需污水處理）。再檢測(cè)，除塵后粉塵濃度≤156mg/m³，優(yōu)于GB16297-1996《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的二級(jí)排放要求。

應(yīng)用B例：B企業(yè)為某知名品牌微粉磚生產(chǎn)企業(yè)，粉塵揚(yáng)點(diǎn)集中在原料輸送帶、布料車間、壓機(jī)成形車間。粉塵主要成分為粘土等陶瓷原料微粉，粉塵粒度在2～8μm之間。最大揚(yáng)塵點(diǎn)為布料車間，粉塵濃度≥8600mg/m³。安裝使用噴霧除塵設(shè)備后，粉塵混合漿料經(jīng)過(guò)車間循環(huán)水過(guò)濾后收集泥粉再利用（無(wú)需另建污水處理）。經(jīng)檢測(cè)，除塵后粉塵濃度≤186mg/m³，優(yōu)于GB16297-1996《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的二級(jí)排放要求。

從上述兩例實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，微霧除塵工藝日常費(fèi)用低、維護(hù)少，為企業(yè)帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6結(jié) 論

陶瓷生產(chǎn)企業(yè)要大幅降低粉塵治理的投資和能耗，必須靠除塵技術(shù)的突破來(lái)支持。微霧除塵技術(shù)是一種高效率低阻力的空氣凈化技術(shù)，大氣塵計(jì)數(shù)效率達(dá)到高效除塵器的水平，而空氣阻力低于傳統(tǒng)除塵器的平均值。