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(shè)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(shè)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(shè)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(yùn)行耗能大，要么維護(hù)周期短等弊端。本文闡述了各種粉塵治理的方法、應(yīng)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(yīng)用的實(shí)用性、節(jié)能性等技術(shù)特點(diǎn)。

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(wù)院正式公布各界期盼的《大氣污染防治行動計(jì)劃》行動計(jì)劃首次將細(xì)顆粒物納入約束性指標(biāo)，并將環(huán)境質(zhì)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(diǎn)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(yùn)行費(fèi)用因選用的除塵技術(shù)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(jìn)場時(shí)采用自卸翻斗車將物料傾卸到各倉，卸貨時(shí)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(shí)，鏟車在運(yùn)送作業(yè)中，掉落的物料被車輪碾壓造成揚(yáng)塵。到目前為止，暫無陶企做治理。

鏟車將物料放進(jìn)喂料機(jī)時(shí)，落差和料斗氣流的反沖，造成很大的揚(yáng)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(yáng)塵，以及皮帶轉(zhuǎn)接點(diǎn)的落差造成揚(yáng)塵。大部分企業(yè)僅采用導(dǎo)料槽來減少落差而到達(dá)控塵的目的。

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

粉料流轉(zhuǎn)到打粉車間，進(jìn)入各種大小的籠篩，粉料隨籠篩的運(yùn)轉(zhuǎn)，粒徑≤20 μm的粉塵飛揚(yáng)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(jī)壓制氣流和溢料、出磚平臺接點(diǎn)、掃灰機(jī)等都產(chǎn)生粉塵，不停生產(chǎn)導(dǎo)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(jìn)入淋釉前需進(jìn)行掃灰和吹灰。吹灰采用高壓風(fēng)機(jī)在扁嘴作用下產(chǎn)生風(fēng)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(zhuǎn)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(shí)，細(xì)顆粒的粉塵在磨頭的旋轉(zhuǎn)離心力作用下飛揚(yáng)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(jìn)入噴淋塔由煙囪排出，由于顆粒細(xì)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(kuò)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(fēng)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(shè)備及應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）旋風(fēng)除塵+噴淋塔除塵

在2008年以前，社會對空氣污染關(guān)注比較少，人們對環(huán)境資源惡化問題的認(rèn)識低。同時(shí)，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(shè)備與手段主要是靠企業(yè)主自覺和很少的認(rèn)知去投入。旋風(fēng)除塵+噴淋塔除塵這種結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉的設(shè)備成為主流。旋風(fēng)除塵+噴淋塔的方式除塵效率在60%～73%之間。效率取決于旋風(fēng)除塵器尺寸比例設(shè)計(jì)、噴淋塔噴嘴選取與布局。

優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，風(fēng)阻系數(shù)小，能有效對粉塵點(diǎn)的空氣置換。

缺點(diǎn)：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(rèn)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(dá)到環(huán)保要求的企業(yè)保留，達(dá)不到環(huán)保要求的企業(yè)關(guān)停、遷出。各企業(yè)不得不重新認(rèn)識粉塵治理設(shè)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(rèn)識到：效率很高，效果卻不是那么理想。揚(yáng)塵現(xiàn)場粉塵濃度并不比旋風(fēng)除塵+噴淋塔的方式效果好。但除塵后排放能應(yīng)付到環(huán)保部門的檢測，只能“很無奈，忍著”

優(yōu)點(diǎn)：除塵效率高，排放濃度達(dá)到≤50 mɡ/m3以下。

缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，風(fēng)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(shù)缺乏認(rèn)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(shè)置預(yù)處理裝置，設(shè)備龐大，耗鋼多，需高壓變電和整流設(shè)備所以在陶瓷企業(yè)應(yīng)用不多。

優(yōu)點(diǎn)：能耗最低，氣流阻力最小。

缺點(diǎn)：設(shè)備龐大，消耗鋼材多，初投資大，要求安裝和運(yùn)行管理技術(shù)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(zé)任感的增強(qiáng)以及政策的完善，企業(yè)主、管理人員都意識到粉塵治理設(shè)備要滿足到生產(chǎn)必須：效率高的同時(shí)現(xiàn)場效果要好，運(yùn)行費(fèi)用要低。佛山瑞淇環(huán)保公司采用微霧除塵技術(shù)開發(fā)出集水霧捕捉、惰性凝結(jié)、過濾、渦旋凝結(jié)的四種除塵方法于一體噴霧高效除塵機(jī)組。除塵效率達(dá)到90%～98.5%之間，風(fēng)阻系數(shù)小600～1200 Pa。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備體積小（布袋除塵器的1/20），風(fēng)阻系數(shù)小，用電功率小（同大小車間用電是布袋除塵器的1/3），除塵效率高，排放濃度達(dá)到≤50 mɡ/m3以下。

缺點(diǎn)：粉塵捕捉后和水凝結(jié)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(fēng)除塵+噴淋塔除塵

旋風(fēng)除塵器的除塵效率取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和旋風(fēng)錐的密封性。當(dāng)出粉口漏風(fēng)率達(dá)到5%時(shí)除塵效率下降30%，當(dāng)漏風(fēng)率達(dá)到10%～15%時(shí)除塵效率降零。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要專業(yè)設(shè)計(jì)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(xì)捕塵能力越好，同時(shí)噴嘴布局要合理整個噴淋塔內(nèi)不能有空盲區(qū)。

旋風(fēng)除塵+噴淋塔除塵的設(shè)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(dāng)布袋除塵系統(tǒng)運(yùn)行了一段時(shí)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(shè)計(jì)方面：過濾風(fēng)速的選擇（過濾風(fēng)速實(shí)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(rèn)為噴吹時(shí)濾袋中部鼓脹后收縮，達(dá)到清灰的作用，其實(shí)從實(shí)驗(yàn)室噴吹過程的錄波圖和觀察到，脈沖氣團(tuán)沖向?yàn)V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(shè)備龐大，耗鋼多，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(zhì)量濃度要求低于50 mg/m3，電除塵器的投資和運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)高于袋式除塵器。

（4）微霧除塵

噴霧高效除塵機(jī)原理是：除塵器內(nèi)水通過噴嘴噴成霧狀，當(dāng)含塵煙氣通過霧狀空間時(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。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(yīng)用認(rèn)知

（1）粉塵治理的認(rèn)識

思想的認(rèn)識是所有改變的開始，粉塵治理同樣需要從上到下思想認(rèn)識。很多高層管理人員錯誤認(rèn)識：粉塵治理需要設(shè)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(rèn)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(shè)備磨損、電器老化損耗；c.粉塵濃度降低，提高產(chǎn)品質(zhì)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(rèn)識：粉塵治理就是買好用的除塵設(shè)備。不要我改變作業(yè)習(xí)慣（如氣管噴吹設(shè)備、人員）；不要專人去操作、維護(hù)除塵設(shè)備。企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全需要專職的安保措施和人員，產(chǎn)品質(zhì)量的保證需專職的質(zhì)量管理人員和質(zhì)量管理體系，同理：粉塵治理應(yīng)該有專職的管理措施和專職的維護(hù)使用人員。

（2）決定粉塵治理效果的因素

揚(yáng)塵點(diǎn)的源頭擴(kuò)散控制，很多企業(yè)習(xí)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(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵隨風(fēng)飄逸。粉料落差點(diǎn)，為了方便清理或方便更換皮帶都是敞開式的運(yùn)轉(zhuǎn)，各落差點(diǎn)的揚(yáng)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。籠篩和打粉機(jī)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?yàn)楣芾泶址?，不愿改變?xí)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(yáng)湯止沸”。

抽塵管網(wǎng)的認(rèn)識，很多用戶/現(xiàn)場管理人員認(rèn)為抽塵管道越大抽塵效率越高，很多采購決策者認(rèn)為抽塵管道做大越實(shí)惠。這是缺乏流體力學(xué)知識的，專業(yè)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該依據(jù)粉塵的比重、流動性等因素設(shè)計(jì)管道風(fēng)速，通過變徑來分配管網(wǎng)的風(fēng)量、風(fēng)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(shè)計(jì)要求：簡單、宜小，截面積盡可能接近圓形，無直角，揚(yáng)塵點(diǎn)與除塵風(fēng)機(jī)距離不能太長。

認(rèn)識除塵器技術(shù)核心：除塵器設(shè)計(jì)和運(yùn)行阻力是決定能耗和粉塵治理效果的核心；處理風(fēng)量的選取決定除塵效果，風(fēng)量過小，抽塵能力不足，風(fēng)量過大增加設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用；設(shè)備清灰能力。

（3）各塵源解決的認(rèn)知

a.開放性、產(chǎn)塵點(diǎn)不固定、揚(yáng)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(fēng)速等關(guān)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(qiáng)度等相關(guān)聯(lián)。應(yīng)該采用實(shí)現(xiàn)封閉儲存或建設(shè)防風(fēng)抑塵設(shè)施。同時(shí)采用噴霧降塵、抑塵系統(tǒng)，霧滴直徑應(yīng)小于0.1 mm。

b.皮帶落差點(diǎn)除了導(dǎo)料槽減少落差，同時(shí)加軟管式引料減少揚(yáng)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(qiáng)密閉，有可能的情況下將密閉內(nèi)部呈負(fù)壓狀。

d.出磚平臺、掃灰機(jī)下部應(yīng)該加裝接粉斗（1 m多高的落差產(chǎn)生的揚(yáng)塵量相當(dāng)大）。

e.釉線的掃灰機(jī)、吹灰機(jī)上部加密閉罩、抽塵系統(tǒng)，下部應(yīng)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(fēng)量不足。磨邊線供應(yīng)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(yùn)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(shù)采用文氏管除塵器，對0.5～5 μm的除塵效率可達(dá)到99%，除塵同時(shí)可以吸收氣體污染物。

6 新型微霧除塵技術(shù)的應(yīng)用介紹

（1）微霧除塵的設(shè)計(jì)原理

在除塵器內(nèi)水通過噴嘴噴成霧狀，當(dāng)含塵煙氣通過霧狀空間時(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。

未捕捉的含塵氣體由于運(yùn)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(shí)，粉塵粒子由于慣性繼續(xù)按原來的氣流的方向前進(jìn)，碰撞到“水膜過濾板”擋板上而被捕集下來。同時(shí)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(dǎo)向筒之間的渦流通道內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)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(cè)，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(fēng)除塵，在一臺設(shè)備上運(yùn)用四種除塵方式的設(shè)計(jì)。

（2）微霧除塵的節(jié)能性

a.這種微霧除塵技術(shù)構(gòu)造巧妙、阻力較小、操作方便。所須吸塵風(fēng)機(jī)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。可以使用循環(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(jìn)行環(huán)保處理，不再需要重復(fù)建設(shè)污水處理設(shè)施。

d.微霧除塵因其體積小、造價(jià)低，在陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場可以對揚(yáng)塵點(diǎn)就近安裝治理，減少其他配套管網(wǎng)安裝時(shí)過長和風(fēng)管道建設(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)50%～60%）。

e.微霧除塵技術(shù)本身帶有自潔功能不會導(dǎo)致堵塞，日常維護(hù)非常少，設(shè)備工作壽命長。

7 結(jié)語

隨著《建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施，明確了：企業(yè)是大氣污染治理的責(zé)任主體，要按照環(huán)保規(guī)范要求，加強(qiáng)內(nèi)部管理，增加資金投入，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和治理技術(shù)，確保達(dá)標(biāo)排放，甚至達(dá)到“零排放”；要自覺履行環(huán)境保護(hù)的社會責(zé)任，接受社會監(jiān)督。陶瓷企業(yè)從業(yè)人員應(yīng)該從行動上認(rèn)識到：污染防治由被動應(yīng)對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)型升級。大浪掏沙的時(shí)世下誰站上制高點(diǎn)，誰就成為剩者，成為最后的贏家。