微霧除塵技術在陶瓷行業節能減排中的應用

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中能最大限度地結合“三廢”治理措施以達到節能降耗、減污增效的目的。

關鍵詞微霧除塵，陶瓷行業

1前 言

陶瓷行業的節能排放是政府和老百姓關注的熱點問題，更是各企業生存、發展需要解決的首要問題。陶瓷生產過程中產生的粉塵的治理效果的好壞是清潔生產中最直觀的一個問題，不少企業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。

很多陶瓷企業為了完成政府清潔生產的整治要求，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，以至某些企業在通過清潔生產認證之后，日常生產卻停用了除塵設備。

2微霧除塵的技術原理

2.1各種除塵設備的比較

陶瓷生產過程中產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。

目前陶瓷生產企業常見的除塵措施有：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，會造成灰倉內細粉塵的飛揚，并會被返回氣體帶回設備內；由于頂蓋附近存在高速旋轉的灰環（含塵濃度極高的氣流），易產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流型紊亂，出入口氣體短路及灰環泄漏，故流量波動會造成效率的下降；若氣體入口的流速低，器內不能保證分離所必須的氣體旋轉速度，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），以免因結露而造成“糊袋”現象。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，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生的水霧在“水膜過濾板”上產生的震動作用，使粉塵隨水流下來，起到過濾自潔的作用。

含塵煙氣再經過渦流錐體及渦流導向筒之間的渦流通道作高速旋轉流動，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，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，即可節省水泵能耗。可使用循環水，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；可對陶瓷生產企業的廢水進行充分利用，最大限度地進行廠內循環。

粉塵和水霧混合后的泥漿與生產用循環水一并進行環保處理，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，在陶瓷企業生產現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，發現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，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出噴霧高效除塵機組，集水霧捕捉、洗滌、過濾、旋轉離心四種除塵方法于一體。

應用A例：A企業應用該設備在陶瓷輥棒生產環節進行除塵，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。該企業原有除塵系統為布袋除塵，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，優于GB16297-1996《大氣污染物排放標準》規定的二級排放要求。

應用B例：B企業為某知名品牌微粉磚生產企業，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，粉塵混合漿料經過車間循環水過濾后收集泥粉再利用（無需另建污水處理）。經檢測，除塵后粉塵濃度≤186mg/m³，優于GB16297-1996《大氣污染物排放標準》規定的二級排放要求。

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，為企業帶來了明顯的經濟效益和社會效益。

6結 論

陶瓷生產企業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，大氣塵計數效率達到高效除塵器的水平，而空氣阻力低于傳統除塵器的平均值。