對射孔彈除塵方式的研究與分析

吳廷婷

摘 要：本文通過對國內(nèi)外除塵方式的研究和對射孔彈表面浮藥除塵方式的現(xiàn)狀分析，初步判斷出對射孔彈合適的除塵方式，以達到除塵和浮藥收集處理的目的，為后續(xù)研究的高效、快捷、環(huán)保的射孔彈自動除塵裝置的具體設(shè)計提供研究依據(jù)，并總結(jié)了存在的問題及有待解決的問題。

關(guān)鍵詞：射孔彈 除塵方式 研究與分析

中圖分類號：TJ45+2.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0071-02

1 研究的意義

射孔彈是利用聚能效應(yīng)把井壁與油層定向地射穿以形成一輸油通道的一種爆破用炸彈。射孔彈的壓裝工藝是：把炸藥（松散的）放入殼體（按設(shè)計尺寸加工形成）中，再在炸藥上面放上藥型罩，經(jīng)冷擠壓法一次壓裝成射孔彈。擠壓之后的射孔彈四周均粘有粉塵，需要除塵處理。

由于沒有針對射孔彈表面浮藥的專用除塵裝置，目前射孔彈的除塵主要是采用人工方式進行處理。現(xiàn)有技術(shù)有兩種方式的除塵：一是人工采用壓縮空氣對每一個射孔彈進行除塵；二是人工用溶劑對每一個射孔彈進行清理。兩種方式都需人為操作，但人工處理大大提高了操作者的勞動強度，而且粉塵難以收集處理；同時隨著生產(chǎn)量的逐漸增大，人工的工作量越來越大，這種除塵方式已經(jīng)越來越不能滿足生產(chǎn)的要求。

因此，在這種環(huán)境下，需要一種高效、快捷、環(huán)保的除塵裝置專對射孔彈進行自動除塵。本文擬對射孔彈自動除塵裝置在除塵方式和浮藥收集處理方面進行研究與分析，為后續(xù)的射孔彈自動除塵裝置的具體設(shè)計提供研究依據(jù)。

2 除塵方式的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 除塵方式的研究現(xiàn)狀

隨著國家對環(huán)保要求的日益嚴格和人們認識的不斷提高，現(xiàn)代工業(yè)的除塵技術(shù)發(fā)展很快。因為在工業(yè)生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量大氣污染物，里面含有大量的粉塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有毒物質(zhì)或可燃物質(zhì)，如果不加以處理，對我們?nèi)梭w和環(huán)境都會造成危害。

國外的除塵技術(shù)起步較早，除塵方式根據(jù)作用原理的不同可劃分為以下四種：機械除塵、濕式除塵、電除塵和過濾式除塵等?，F(xiàn)目前，也發(fā)展了一些新型除塵設(shè)備：如寬間距或脈沖高壓電除塵器，環(huán)形噴吹袋式除塵器，順氣流噴吹袋式除塵器，帶電水滴濕式洗滌器，帶電袋式除塵器等。

各類除塵方式的工作原理具體內(nèi)容如下：

（1）機械除塵。

機械除塵通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的方式。通常又分為三類，即重力除塵、慣性力除塵和離心力除塵等。它們的共同特點是造價較低，維護管理方便，并耐高溫，必須回收干塵或含塵氣體遇濕有腐蝕作用時更適宜用這類除塵方式。對5μm以下的微粒去除效率不高，當含塵濃度很高時，可作預(yù)處理除塵。

①重力沉降室的工作原理是當氣體由進風管進入降塵室時，由于氣體流動通道斷面積突然增大，氣體流速迅速下降，粉塵便借本身重力作用逐漸沉落，最后落入下面的集灰斗中，經(jīng)輸送機械送出。適宜于塵粒粒徑較大、要求除塵效率較低，又有足夠場地的地方。

②慣性除塵是利用粉塵在運動中慣性力大于氣體慣性力的作用，將粉塵從含塵氣體中分離出來的方式。在除塵器內(nèi)，主要是使氣流沖擊在擋板上再急速轉(zhuǎn)向，其中顆粒由于慣性力作用，其運動軌跡就與氣流軌跡不一樣，從而使兩者獲得分離。氣流速度高，這種慣性效應(yīng)就大，所以這類除塵器的體積可以大大減少，占地面積也小，對細顆粒的分離效率也大為提高?？刹都?0 um的顆粒。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，但除塵效率較低，一般用于一級除塵。適宜于排氣量較小、要求除塵效率較低的地方，一般可直接裝在風管上。

③旋風除塵是利用離心力從氣體中除去粒子的方式。它和慣性除塵的區(qū)別在于，后者氣流只是簡單地從原來的路線上改變一下方向，或只做接近—圈旋轉(zhuǎn)，而前者氣流旋轉(zhuǎn)則不止一圈。旋轉(zhuǎn)氣流中粒子受到的離心力比重力大得多。例如，小直徑、高阻力的旋風除塵器的離心力比重力能夠大2500倍，大直徑、低阻力的最少也要大5倍。所以，旋風除塵除去的粒子比重力除塵除去的粒子要小得多。但旋風除塵器的壓力損失一般比重力除塵器和慣性除塵器的壓力損失高，因而消耗的動力大。由于離心式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，沒有運動部件，造價便宜，維護管理工作量極少，所以除單獨使用外，還常用作袋式除塵器的預(yù)除塵器。適宜于要求除塵效率較低的地方，大量用于1～20 t/h的鍋爐煙塵處理。目前，機械式除塵器應(yīng)用最多的是旋風除塵器。

（2）濕式除塵。

使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵粒或使粒徑增大的方式。其除塵機理。

①液體介質(zhì)與塵粒間的慣性碰撞和攔截。

②微細塵粒與液滴間的擴散接觸。

③加濕的塵粒相互凝并。

④飽和態(tài)高溫煙氣降溫時，以塵粒為凝結(jié)核凝結(jié)。按能耗可分為：高能和低能濕式除塵器。其中，低能濕式除塵器的壓力損失為0.2～1.5 kPa，對10μm以上粉塵的凈化效率可達90%～95%，高能濕式除塵器的壓力損失為2.5～9.0 kPa，凈化效率可達99.5%以上。

濕式除塵的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，投資低，除塵效率較高，能去除粒徑很小的塵粒，并且在除塵的同時可去除一部分有害氣體，如火電廠煙氣脫硫除塵一體化多采用濕式除塵器。其缺點是用水量較大，廢水和泥漿需二次處理，設(shè)備及構(gòu)筑物易腐蝕。

（3）電除塵。

電除塵是利用高壓電場使氣體發(fā)生電離，再使氣體中的粉塵荷電，并在電場力的作用下，使氣體中的懸浮粒子分離出來的方式。其主要優(yōu)點是捕集細小顆粒（1μm左右）的效率高，一般在95～99%（最高可達99.9%）；氣流阻力小，耗電少，一般0.2～0.4度/1000 m3，壓損小，一般為200～500 Pa；處理氣量大，可達105～106 m3/h；可在高溫或強腐蝕性氣體下操作。缺點是投資大、設(shè)備復雜、占地面積大，對操作、運行、維護管理水平要求較高。另外，對粉塵的比電阻要求較嚴格。適宜處理氣量較大、要求除塵效率較高，又有一定維護管理水平的單位。endprint

（4）過濾式除塵。

過濾式除塵器又稱空氣過濾器，是利用多孔過濾介質(zhì)分離捕集氣體中固體或液體粒子的凈化裝置，屬于高效干式除塵裝置。它體積較大、清灰裝置較復雜，投資較大，阻力較高。要求進氣溫度不超過濾袋材質(zhì)所允許的溫度，且氣體溫度在露點溫度以上。粘性含塵氣體進入除塵器時，含塵濃度超過塵粒的爆炸下限的不宜采用袋式除塵器。適宜于要求除塵效率較高、排氣量變化較大以及處理有回收價值的細小顆粒物的場合。

2.2 射孔彈除塵方式的研究現(xiàn)狀

目前，對物體表面上粉塵進行清除的除塵技術(shù)是采用各種定型的除（吸）塵設(shè)備進行處理。但對射孔彈表面的浮藥的清除還停留在傳統(tǒng)除塵方式上：一是人工采用壓縮空氣對每一個射孔彈進行除塵；二是人工用溶劑對每一個射孔彈進行清理。兩種方式都需人為操作，但人工處理大大提高了操作者的勞動強度，而且粉塵難以收集處理。同時隨著生產(chǎn)量的逐漸增大，這種除塵方式已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)的需要。因此，在這種環(huán)境下，需要一種高效、快捷、環(huán)保的除塵裝置專對射孔彈進行自動除塵，并能將粉塵收集處理，避免二次污染。

由于射孔彈對防爆要求很高，所以常規(guī)的電除塵方式是不適用的；從浮藥顆粒的粒度大小上考慮，因為不同的除塵器所能去除的粉塵粒徑范圍也不同，浮藥粒徑大約在50 um左右，屬于細粉料，如表1得知，不宜采用過濾式除塵方式和電除塵方式，宜采用機械式除塵方式和濕式除塵方式；因為浮藥有一定的粘附性，所以不宜采用過濾式除塵器。綜上所述，在四種除塵方式中，對射孔彈表面上的浮藥除塵的方式就只能采用機械式除塵方式和濕式除塵方式兩種了。

機械式除塵分為重力除塵、慣性除塵、旋風除塵等三種。

（1）重力除塵適宜塵粒粒徑較大，又有足夠場地的地方。對于射孔彈表面的浮藥因粒徑細，而且設(shè)備不宜過大，所以不宜采用。

（2）旋風除塵適宜要求除塵效率較低的地方，大量用于1～20 t/h的鍋爐煙塵處理。而且設(shè)備較為復雜，會增加設(shè)備成本，所以不宜采用。

（3）慣性除塵是利用塵粒在運動氣流中具有的慣性力，通過突然改變含塵氣流的流動方向，或使其與某種障礙物碰撞，使塵粒的運動軌跡偏離氣體流線而達到分離的目的。這類除塵器適用于凈化粒度d≥20μm非纖維性粉塵。若對射孔彈表面的浮藥除塵，采用慣性除塵方式為最佳。但由于其除塵效率低，常用作多級除塵中的初級除塵，所以本論文研究的除塵裝置采用濕式除塵方式對浮藥粉塵用水箱最終收集。濕式除塵結(jié)構(gòu)簡單，投資低，除塵效率可達90%～99%，能去除粒徑很小的塵粒，并且在除塵的同時可去除一部分有害氣體，如火電廠煙氣脫硫除塵一體化多采用濕式除塵器。其缺點是用水量較大，廢水和泥漿需二次處理，設(shè)備及構(gòu)筑物易腐蝕，射孔彈表面的浮藥含有硫等有害物質(zhì)，所以水箱里的廢水會定時送到指定地方二次處理。

3 結(jié)語

經(jīng)過分析，初步判斷要去除射孔彈表面的浮藥可以采取機械式除塵和濕式除塵相結(jié)合的除塵方式，通過壓送式高壓氣體對射孔彈表面的浮藥吹掃，形成吹掃氣流來達到表面除塵的目的，然后吹掃出的含硫等有害物質(zhì)氣體采用水箱收集并定時送到指定地方二次處理。

存在及有待解決的問題：壓送式高壓氣體吹掃浮藥后，除塵裝置內(nèi)氣流大小和方向的控制需要進一步的研究，以及設(shè)計出的除塵裝置是否能達到高效、快捷、環(huán)保等要求，還需要我們對該裝置的機構(gòu)和運行工藝設(shè)計方面做進一步的研究。

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