論鋼托盤(pán)拋丸機(jī)除塵設(shè)備的選型

李衛(wèi)東

摘要：近年來(lái)，隨著國(guó)家“綠水青山就是金山銀山”環(huán)保戰(zhàn)略的實(shí)施，各地政府出臺(tái)了幾乎一致的嚴(yán)厲措施，很多金屬表面酸洗、磷化、電解拋光等處理工藝被擱置起來(lái)。在此背景下我們的鋼質(zhì)托盤(pán)產(chǎn)品，擬采用高效低成本的純物理拋丸工藝替代傳統(tǒng)酸洗磷化，通過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)和對(duì)比取得了很好的效果，拋丸工藝面臨的粉塵排放達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，也得到了很好的解決。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；鋼托盤(pán)；拋丸除塵設(shè)備選型

Abstract：In recent years，with the implementation of the national “l(fā)ucid waters and lush mountains are invaluable assets” environmental protection strategy，local governments have introduced almost unanimously stringent measures，and many metal surface pickling，phosphating，electropolishing and other treatment processes have been put on hold. In this context，our steel pallet products are intended to replace the traditional pickling phosphating with high-efficiency and low-cost pure physical shot blasting. It has achieved good results through long-term testing and comparison. The dust emission of the shot blasting process is up to standard. The problem has also been solved very well.

Keywords：Environmental protection；steel pallet；Shot blasting equipment selection

1.產(chǎn)品背景

我司鋼托盤(pán)是由金屬管、板、網(wǎng)、棒等材料通過(guò)焊接加工而成的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，可滿足汽車、風(fēng)電、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、建筑等多應(yīng)用領(lǐng)域通用化和個(gè)性化需求。鋼托盤(pán)傳統(tǒng)加工工藝為：金屬原材料經(jīng)過(guò)剪、沖、鋸、壓等加工后，進(jìn)行零部件焊接，下線的黑活產(chǎn)品經(jīng)過(guò)拋丸（原為酸洗磷化）處理后進(jìn)行靜電粉末涂裝。面對(duì)國(guó)家新的環(huán)保要求，拋丸產(chǎn)生的金屬粉塵如何處理，達(dá)到合規(guī)排放被擺到日程上來(lái)。

我司改酸洗磷化工藝為拋丸工藝后，為使粉塵合規(guī)排放，我們圍繞我司的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行了深入的研討，力求將拋丸機(jī)除塵器配置的更加科學(xué)、合理，達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）新污染源二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.粉塵特征

我司產(chǎn)品鋼托盤(pán)零件的厚度一般在1.2-6mm，熱軋鋼居多，其性質(zhì)和特點(diǎn)如下：

①拋丸產(chǎn)生的煙塵廢氣中，污染物主要以鐵銹粉塵等組成，粉塵粒徑大致為0.9～100μm，粒徑大于60μm占比80%左右；

②粉塵黏附性較低；溫度低于80℃；輕微吸潮；

③輕微靜電，正電54.3%，負(fù)電36.4%，不帶電9.3%；

④煙塵廢氣中污染物濃度大，約60-80g/m3，沉降性能好；

⑤拋丸產(chǎn)生的煙塵廢氣與燃燒產(chǎn)生的熱氣體相比無(wú)明顯方向性；

3.除塵器的選型

3.1 按照除塵器的作用原理分，有重力除塵器、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、過(guò)濾除塵器和電除塵器等，他們均是利用作用于塵粒上的一種或數(shù)種作用力實(shí)現(xiàn)除塵的。

旋風(fēng)除塵器：除塵機(jī)理是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助于離心力將塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗，效率可達(dá)60%；優(yōu)點(diǎn)是旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)管理簡(jiǎn)單，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用都較低；②在機(jī)械式除塵器中旋風(fēng)式除塵器是效率最高的一種；缺點(diǎn)是對(duì)細(xì)小塵粒（<5μm）的去除效率較低；

靜電除塵器：高壓電極放電，使粒子電離帶電，再通過(guò)高壓電場(chǎng)力捕捉，使塵粒與煙氣分離，效率可達(dá)99%；優(yōu)點(diǎn)是①除塵性能優(yōu)異，捕捉粒徑范圍廣；②煙氣流動(dòng)阻力小，為100-250pa，降低了引風(fēng)機(jī)的耗電量；③耐高溫；缺點(diǎn)是①設(shè)備造價(jià)相對(duì)較高；②設(shè)備安裝、運(yùn)行要求嚴(yán)格；③對(duì)設(shè)備維護(hù)維修技術(shù)要求高；④配件及耗材通用性較差；⑤要求粉塵比電阻；

過(guò)濾式除塵器：含塵煙氣通過(guò)過(guò)濾材料時(shí)，將粉塵分離并捕捉在濾材上，再通過(guò)振打或空氣反吹去除表面粉塵并收集處理；優(yōu)點(diǎn)是①有很高的凈化效率，可達(dá)99%以上；②可捕捉細(xì)微塵粒；③結(jié)構(gòu)及操作簡(jiǎn)單，維護(hù)及維修技術(shù)要求低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；④排放濃度不隨進(jìn)口含塵濃度的影響；⑤清灰徹底；缺點(diǎn)是①除塵阻力大，約為1000-1500pa，增加引風(fēng)機(jī)的耗電量；②體積較大；③易吸潮結(jié)板；

濕式除塵器：含塵氣體與水密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞或水和粉塵的充分混合作用使粉塵留在水中，從而得到干凈氣體，除塵效率達(dá)85%；優(yōu)點(diǎn)是①使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作及維修方便和凈化效率高等等；②能夠處理高溫、高濕的氣流，將著火、爆炸的可能減至最低；③能脫除部分氣態(tài)污染物；缺點(diǎn)是①設(shè)備和管道容易腐蝕 ②污水和污泥的處理問(wèn)題 ③不利于副產(chǎn)品的回收 ④設(shè)備在冬天需考慮防凍⑤去除微細(xì)顆粒的效率不高 ⑥增加能耗。

3.2 不同類型除塵器性能及適用性對(duì)比見(jiàn)表2：

3.3 我司的選型原則是：

①產(chǎn)品成熟、可靠、能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；

②操作、維護(hù)簡(jiǎn)便、故障率低，充分考慮運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；

③考慮粉塵量的變化情況，除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力；

④粉塵捕集率達(dá)到99%以上（或處理后排放達(dá)到20mg/m3）；

3.4 結(jié)論：

根據(jù)以上分析，結(jié)合我司拋丸煙塵的性質(zhì)、特點(diǎn)、溫度、濃度等因素和天津市的環(huán)保要求。綜合考慮，選擇旋風(fēng)除塵器作為初級(jí)除塵（除去大部分大粒徑污染物），然后用袋式除塵器作為二級(jí)除塵，使煙塵徹底達(dá)標(biāo)。這樣搭配還可減輕布袋除塵器的工作負(fù)荷，減少布袋損耗，延長(zhǎng)使用時(shí)間，降低使用成本。（以上旋風(fēng)除塵器部分參見(jiàn)[1] 2007（15）.41-47）

4.除塵器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)選擇

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，設(shè)備選型還要考慮運(yùn)行成本，本設(shè)備運(yùn)行時(shí)最大的消耗就是電和耗材（濾袋），所以選擇合適的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和濾袋尤為重要，如何延長(zhǎng)濾袋使用壽命即選擇清灰方式也很重要。

4.1 參數(shù)計(jì)算

（1）風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的選擇：拋丸機(jī)型號(hào)確定以后，除塵器需要的過(guò)濾面積、風(fēng)速、風(fēng)壓、風(fēng)量等隨之確定，據(jù)此選擇合適的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率，保證效率降低運(yùn)行成本。

（2）風(fēng)壓：參考表2在加上管道及系統(tǒng)漏風(fēng)損失的壓力，按2000Pa計(jì)算，總壓取上限值5500Pa。

（3）風(fēng)量：根據(jù)風(fēng)量計(jì)算公式：查[2]公式（24—34）

4.2 布袋材料及形狀的選擇：

濾袋是袋式除塵器的主要元件，正確地選擇濾袋材料是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，常見(jiàn)的纖維材料的主要性能見(jiàn)表3

濾布的編織結(jié)構(gòu)對(duì)除塵的效果影響很大，常見(jiàn)的編織結(jié)構(gòu)有三類：織布、起絨織布、壓縮氈或針刺氈。依據(jù)其技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)特性、物理性質(zhì)見(jiàn)表4，我們選擇中溫、耐磨、孔隙率、強(qiáng)度和收塵效率均較高的滌綸+針刺氈。再依據(jù)我司拋丸機(jī)煙塵的特性，要求濾料耐久性好，建議選擇普通滌綸針刺氈或者覆膜滌綸針刺氈，過(guò)濾粒徑大于0.1μm的微粒時(shí)效率可達(dá)99%以上。

4.3 清灰方式的選擇

清灰方式的原理分為兩大類：使濾袋抖動(dòng)將灰塵抖落和利用逆向氣流吹落

綜上所述，依據(jù)拋丸煙塵的性質(zhì)及特點(diǎn)，和我司產(chǎn)品是連續(xù)大批量生產(chǎn)的現(xiàn)況，選擇脈沖噴吹方式；

5.結(jié)論

5.1 除塵器型式——旋風(fēng)除塵器+袋式除塵器

5.2 其它主要性能參數(shù)：

風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率——22kw

濾袋材質(zhì)——覆膜滌綸針刺氈

清灰方式——脈沖噴吹方式

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在除塵器已經(jīng)投入試運(yùn)行，經(jīng)第三方檢測(cè)，結(jié)果完全達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙 斌 田小藏 鄭水山. 提高傳統(tǒng)型旋風(fēng)除塵器除塵效率的措施[J]. 河南冶金2007（15）.41-47.

[2]胡宗武，徐履冰，石來(lái)德. 非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.9（2018.6重印）

[3]胡傳鼎. 通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.9

（作者單位：天津中集物流裝備有限公司）