低能耗除塵控塵技術(shù)研究

武克濤

摘 要：工業(yè)生產(chǎn)中，除塵是非常重要的環(huán)節(jié)，除塵包括工藝除塵及環(huán)境除塵，現(xiàn)在隨著國家對(duì)環(huán)保的重視，各生產(chǎn)企業(yè)對(duì)除塵系統(tǒng)的要求也越來越高。現(xiàn)有除塵主要是集中除塵，即對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含塵氣體采用通過除塵管道運(yùn)輸?shù)匠龎m房，通過除塵器進(jìn)行二次處理的方法。但此種方法存在能耗高、維修保養(yǎng)不便、管道易堵塞等問題。針對(duì)這些問題，提出“分散處理、就地排放”的新型除塵模式，能夠在保證除塵效果的同時(shí)有效降低除塵系統(tǒng)能耗。

關(guān)鍵詞：除塵 空氣質(zhì)量 節(jié)能 降耗

中圖分類號(hào)：X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（a）-0087-02

1 技術(shù)背景

現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中，包括化工行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、食品加工行業(yè)、煙草加工行業(yè)等，除塵系統(tǒng)一般為集中除塵，即對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含塵氣體進(jìn)行集中收集，采用通過除塵管道運(yùn)輸?shù)匠龎m房，再通過除塵器進(jìn)行二次處理的方法，凈化過的氣體直接排入大氣。圖1所表述的是一套典型的卷煙廠集中除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)參數(shù)如表1所示。

所述除塵管道風(fēng)速大多處于16～18 m/s的區(qū)間內(nèi)，部分管道風(fēng)速可達(dá)24 m/s。上述集中除塵系統(tǒng)存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）除塵管道能耗高。系統(tǒng)能耗分布如圖2所示，在上述集中除塵系統(tǒng)中，袋式除塵器的能耗僅為20.34%，其余大部分能耗均浪費(fèi)在除塵管道上。

（2）除塵管道易堵塞。由表1可知，粉塵在進(jìn)入除塵器之前最長的行程有100多米，易發(fā)生粉塵堵塞管道的情況。

（3）存在安全隱患。部分設(shè)備所產(chǎn)生的含塵氣體含有火花（例如卷煙行業(yè)的切絲機(jī)），在管道中長距離輸送，存在引起粉塵爆炸的可能性。

（4）維修保養(yǎng)不便。設(shè)備管道路徑較長，且產(chǎn)塵點(diǎn)距離除塵間距離較遠(yuǎn)，維修保養(yǎng)不便。

針對(duì)以上問題，特別是集中除塵的能耗問題，大部分能耗均消耗在除塵管路環(huán)節(jié)，在做無用功。如何在保證除塵效果的基礎(chǔ)上降低除塵系統(tǒng)能耗，是許多生產(chǎn)車間需要迫切解決的技術(shù)問題。

2 技術(shù)方案

該課題選用自激式雙向?qū)α鞫嘞嘟粨Q水幕除塵系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)除塵系統(tǒng)“分散處理、就地排放”的目的，其原理為以液體為承載媒介，利用氣液固三相交換時(shí)同步進(jìn)行物質(zhì)交換，將氣體中的灰塵在液體中過濾，實(shí)現(xiàn)含塵氣體高效凈化。自激式雙向?qū)α鞫嘞嘟粨Q水幕除塵系統(tǒng)出口含塵濃度在2 mg/m3以下，處理過的氣體含塵量符合GBZ 2.1-2007《工作場所有害職業(yè)因素接觸限值》中規(guī)定的空氣中粉塵接觸限制，可在車間內(nèi)就地排放，符合國家的環(huán)境檢測標(biāo)準(zhǔn)，且對(duì)生產(chǎn)車間的溫濕度均無較大影響，有利于車間空氣質(zhì)量的控制，避免了遠(yuǎn)距離輸送的能源損耗，是一種全新的除塵系統(tǒng)。

所述除塵管道風(fēng)速處于10～15m/s的區(qū)間內(nèi)，上述就地除塵系統(tǒng)主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）除塵管道能耗低。系統(tǒng)能耗分布，在上述就地除塵系統(tǒng)中，節(jié)流式氣液交換器的能耗比例為69.57%，管道部分能耗所占比例低于25%。

（2）有效避免除塵管道堵塞。除塵管道的長度短、復(fù)雜程度低，除塵主管道末端都設(shè)置風(fēng)力平衡風(fēng)口，主要用于平衡系統(tǒng)風(fēng)量以及調(diào)整除塵主管道風(fēng)速，除塵主管道風(fēng)速穩(wěn)定且可調(diào)，因此能夠有效避免塵管道堵塞。

（3）精確控制系統(tǒng)啟停。在設(shè)計(jì)之初盡可能將同時(shí)產(chǎn)塵的產(chǎn)塵源歸于同一系統(tǒng)，這樣就地除塵系統(tǒng)可以根據(jù)產(chǎn)塵源的狀態(tài)控制該系統(tǒng)的啟動(dòng)與待機(jī)，系統(tǒng)實(shí)際能耗低。

（4）壓空系統(tǒng)節(jié)能。與布袋除塵系統(tǒng)相比較，就地除塵系統(tǒng)無需耗用壓縮空氣，布袋除塵器每處理1 000 m3風(fēng)量每小時(shí)消耗壓縮空氣量26.6 m3，約合0.18 kWh。

（5）無耗材，維護(hù)保養(yǎng)簡便。就地除塵系無耗材、維護(hù)保養(yǎng)簡便主要體現(xiàn)在以下3點(diǎn)：一是在正常使用過程中無需加入添加劑、更換濾袋等消耗性材料；二是系統(tǒng)配置自動(dòng)清洗裝置，能夠全方位清洗設(shè)備內(nèi)部，保養(yǎng)工作量少；三是系統(tǒng)無運(yùn)動(dòng)與傳動(dòng)部件，維護(hù)簡單方便。

（6）消除火災(zāi)隱患。就地除塵系統(tǒng)使用水補(bǔ)集粉塵顆粒，交換強(qiáng)度高，能夠有效熄滅火花、火星，消除火災(zāi)隱患，保證生產(chǎn)安全。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）使用方便：可以就近安裝，無需建造專用的除塵房。

（2）單機(jī)能耗低：管道除塵器的壓力損失遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的除塵器，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用可大幅降低。

（3）除塵系統(tǒng)能耗低：本地除塵技術(shù)由于風(fēng)速低、管道壓力損失小，縮短了除塵管路，因此系統(tǒng)能耗大幅降低。

（4）簡單可靠：本地除塵技術(shù)傳動(dòng)部件少、可靠性高、無耗材、維護(hù)保養(yǎng)方便。

（5）除塵精度高：排放尾氣的含塵濃度低于2 mg/m3，達(dá)到GBZ 2.1-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》的要求。

4 結(jié)語

經(jīng)過理論驗(yàn)證和在生產(chǎn)廠房的實(shí)地測試，采用“分散處理、就地排放”的新型除塵模式，能夠在保證除塵效果的同時(shí)有效降低除塵系統(tǒng)能耗，符合國家節(jié)能減排的要求，這種方法具有很大的推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 向曉東.除塵理論與技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

[2] 張殿印，申麗.工業(yè)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.