微霧除塵技術在陶瓷行業(yè)節(jié)能減排中的應用

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

關鍵詞微霧除塵，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注的熱點問題，更是各企業(yè)生存、發(fā)展需要解決的首要問題。陶瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵的治理效果的好壞是清潔生產(chǎn)中最直觀的一個問題，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行費用因選用的除塵技術不同而各有不同。

很多陶瓷企業(yè)為了完成政府清潔生產(chǎn)的整治要求，對粉塵治理技術缺乏綜合評估就匆匆投入資金進行粉塵治理，高投入效果卻不盡人意，以至某些企業(yè)在通過清潔生產(chǎn)認證之后，日常生產(chǎn)卻停用了除塵設備。

2微霧除塵的技術原理

2.1各種除塵設備的比較

陶瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵主要是粒徑極細的粘土原料，坯體原料顆粒研磨得非常的小（一般在150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：旋風除塵、布袋除塵和靜電除塵。

旋風除塵器的弊端在于：流體的流動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，會導致已達到錐體壁面附近的細粉塵的二次卷揚；大量流體流入灰倉，會造成灰倉內(nèi)細粉塵的飛揚，并會被返回氣體帶回設備內(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)生細粉塵向出氣口泄漏的情況；氣體流量的波動易導致器內(nèi)流型紊亂，出入口氣體短路及灰環(huán)泄漏，故流量波動會造成效率的下降；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，也會導致除塵效率大幅度下降；若入口氣體的流速增高，會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：用于處理相對濕度高的含塵氣體時，應采取保溫措施（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，需要功率較大的風機。

靜電除塵器的缺點：設備龐大、耗鋼材多，需高壓變電和整流設備，通常高壓供電設備的輸出峰值電壓為70～100kV，故投資費用高；制造、安裝和管理的技術水平要求較高；除塵效率受粉塵比電阻影響較大，一般對比電阻小于104～105Ω#8226;cm或大于1012～1015Ω#8226;cm的粉塵，若不采取一定的措施，除塵效率將會受到影響。此外，對初始濃度大于30g/cm³的含塵氣體也需設置預處理裝置。

2.2 微霧除塵的設計原理

在微霧除塵器內(nèi)，水由噴嘴成霧狀噴出，當含塵煙氣通過霧狀空間時，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在運動氣流中與氣體具有不同的慣性力，當氣流方向突然改變時，粉塵粒子由于慣性繼續(xù)按原來的氣流方向前進，碰撞到“水膜過濾板”擋板就會被捕集下來。同時由于噴霧作用不斷產(chǎn)生的水霧在“水膜過濾板”上產(chǎn)生的震動作用，使粉塵隨水流下來，起到過濾自潔的作用。

含塵煙氣再經(jīng)過渦流錐體及渦流導向筒之間的渦流通道作高速旋轉(zhuǎn)流動，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。

含塵氣體進行微霧加濕后，塵粒被水霧捕捉，并經(jīng)重力沉降，再通過“水膜過濾板”的慣性作用進行除塵以及旋風除塵，在一臺設備上同時應用了四種除塵方式。

3微霧除塵技術具有的節(jié)能降耗、減污增效性

這種微霧除塵技術構造簡單、阻力較小、操作方便。所須吸塵風機的功率小、耗電少。

噴霧壓力≥0.3MPa， 水泵無須提供很高的水壓，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；可對陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的廢水進行充分利用，最大限度地進行廠內(nèi)循環(huán)。

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

微霧除塵設備因其體積小、造價低，在陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場可對揚塵點進行就近安裝治理，減少其它除塵設備過長的通風管道的建設費用（一般布袋除塵、旋風除塵風管造價占總工程造價的50～60%）。

微霧除塵技術本身帶有的自潔功能不會導致設備堵塞，日常維護非常少；設備工作壽命長，日常運行費用僅需很少的電費。

在實驗中通過測試進出口溫度，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提高工人的舒適度。

4性能的實驗研究與分析

經(jīng)實驗測試，在迎面風速為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1μm粉塵的除塵效率可以達到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速情況下的除塵效率。由圖可以看出，對于1μm顆粒的除塵效率，隨迎面風速的增加而減少，對于3μm和5μm顆粒的除塵效率則隨迎面風速的增加而增加。這是由于在1μm顆粒的除塵機理中擴散作用占有重要地位，而擴散作用隨風速的增大而減弱，使小粒徑粉塵的去除效率降低；而對于3μm和5μm以上顆粒的除塵機理，則主要依靠慣性碰撞和接觸阻留作用，隨風速的增加而增強，進而大粒徑粉塵的去除效率隨風速增加不斷增強。

5微霧除塵技術的應用

佛山某設備公司采用微霧除塵技術開發(fā)出噴霧高效除塵機組，集水霧捕捉、洗滌、過濾、旋轉(zhuǎn)離心四種除塵方法于一體。

應用A例：A企業(yè)應用該設備在陶瓷輥棒生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行除塵，粉塵揚點集中在篩料車間、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；車間揚塵點測量粉塵濃度≥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)過濾后可作為濕料直接用于混料工序（無需污水處理）。再檢測，除塵后粉塵濃度≤156mg/m³，優(yōu)于GB16297-1996《大氣污染物排放標準》規(guī)定的二級排放要求。

應用B例：B企業(yè)為某知名品牌微粉磚生產(chǎn)企業(yè)，粉塵揚點集中在原料輸送帶、布料車間、壓機成形車間。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。最大揚塵點為布料車間，粉塵濃度≥8600mg/m³。安裝使用噴霧除塵設備后，粉塵混合漿料經(jīng)過車間循環(huán)水過濾后收集泥粉再利用（無需另建污水處理）。經(jīng)檢測，除塵后粉塵濃度≤186mg/m³，優(yōu)于GB16297-1996《大氣污染物排放標準》規(guī)定的二級排放要求。

從上述兩例實際應用情況來看，微霧除塵工藝日常費用低、維護少，為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

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，必須靠除塵技術的突破來支持。微霧除塵技術是一種高效率低阻力的空氣凈化技術，大氣塵計數(shù)效率達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。