論鋼托盤拋丸機除塵設備的選型

李衛東

摘要：近年來，隨著國家“綠水青山就是金山銀山”環保戰略的實施，各地政府出臺了幾乎一致的嚴厲措施，很多金屬表面酸洗、磷化、電解拋光等處理工藝被擱置起來。在此背景下我們的鋼質托盤產品，擬采用高效低成本的純物理拋丸工藝替代傳統酸洗磷化，通過長期的試驗和對比取得了很好的效果，拋丸工藝面臨的粉塵排放達標的問題，也得到了很好的解決。

關鍵詞：環保；鋼托盤；拋丸除塵設備選型

Abstract：In recent years，with the implementation of the national “lucid 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.產品背景

我司鋼托盤是由金屬管、板、網、棒等材料通過焊接加工而成的鋼結構產品，可滿足汽車、風電、醫藥、農業、建筑等多應用領域通用化和個性化需求。鋼托盤傳統加工工藝為：金屬原材料經過剪、沖、鋸、壓等加工后，進行零部件焊接，下線的黑活產品經過拋丸（原為酸洗磷化）處理后進行靜電粉末涂裝。面對國家新的環保要求，拋丸產生的金屬粉塵如何處理，達到合規排放被擺到日程上來。

我司改酸洗磷化工藝為拋丸工藝后，為使粉塵合規排放，我們圍繞我司的產品特點，對除塵設備進行了深入的研討，力求將拋丸機除塵器配置的更加科學、合理，達到《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）新污染源二級標準。

2.粉塵特征

我司產品鋼托盤零件的厚度一般在1.2-6mm，熱軋鋼居多，其性質和特點如下：

①拋丸產生的煙塵廢氣中，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拋丸產生的煙塵廢氣與燃燒產生的熱氣體相比無明顯方向性；

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、旋風除塵器、過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種作用力實現除塵的。

旋風除塵器：除塵機理是使含塵氣流作旋轉運動，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60%；優點是旋風除塵器結構簡單，安裝和維護管理簡單，設備投資和運行費用都較低；②在機械式除塵器中旋風式除塵器是效率最高的一種；缺點是對細小塵粒（<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，再通過高壓電場力捕捉，使塵粒與煙氣分離，效率可達99%；優點是①除塵性能優異，捕捉粒徑范圍廣；②煙氣流動阻力小，為100-250pa，降低了引風機的耗電量；③耐高溫；缺點是①設備造價相對較高；②設備安裝、運行要求嚴格；③對設備維護維修技術要求高；④配件及耗材通用性較差；⑤要求粉塵比電阻；

過濾式除塵器：含塵煙氣通過過濾材料時，將粉塵分離并捕捉在濾材上，再通過振打或空氣反吹去除表面粉塵并收集處理；優點是①有很高的凈化效率，可達99%以上；②可捕捉細微塵粒；③結構及操作簡單，維護及維修技術要求低，運行穩定可靠；④排放濃度不隨進口含塵濃度的影響；⑤清灰徹底；缺點是①除塵阻力大，約為1000-1500pa，增加引風機的耗電量；②體積較大；③易吸潮結板；

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85%；優點是①使用壽命長，結構簡單緊湊，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能脫除部分氣態污染物；缺點是①設備和管道容易腐蝕 ②污水和污泥的處理問題 ③不利于副產品的回收 ④設備在冬天需考慮防凍⑤去除微細顆粒的效率不高 ⑥增加能耗。

3.2 不同類型除塵器性能及適用性對比見表2：

3.3 我司的選型原則是：

①產品成熟、可靠、能長期穩定運行；

②操作、維護簡便、故障率低，充分考慮運行的經濟性；

③考慮粉塵量的變化情況，除塵系統設計有一定的動態適應能力；

④粉塵捕集率達到99%以上（或處理后排放達到20mg/m3）；

3.4 結論：

根據以上分析，結合我司拋丸煙塵的性質、特點、溫度、濃度等因素和天津市的環保要求。綜合考慮，選擇旋風除塵器作為初級除塵（除去大部分大粒徑污染物），然后用袋式除塵器作為二級除塵，使煙塵徹底達標。這樣搭配還可減輕布袋除塵器的工作負荷，減少布袋損耗，延長使用時間，降低使用成本。（以上旋風除塵器部分參見[1] 2007（15）.41-47）

4.除塵器關鍵技術參數選擇

對于企業來說，設備選型還要考慮運行成本，本設備運行時最大的消耗就是電和耗材（濾袋），所以選擇合適的風機電動機和濾袋尤為重要，如何延長濾袋使用壽命即選擇清灰方式也很重要。

4.1 參數計算

（1）風機電動機功率的選擇：拋丸機型號確定以后，除塵器需要的過濾面積、風速、風壓、風量等隨之確定，據此選擇合適的風機電動機功率，保證效率降低運行成本。

（2）風壓：參考表2在加上管道及系統漏風損失的壓力，按2000Pa計算，總壓取上限值5500Pa。

（3）風量：根據風量計算公式：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計的關鍵之一，常見的纖維材料的主要性能見表3

濾布的編織結構對除塵的效果影響很大，常見的編織結構有三類：織布、起絨織布、壓縮氈或針刺氈。依據其技術性能、結構特性、物理性質見表4，我們選擇中溫、耐磨、孔隙率、強度和收塵效率均較高的滌綸+針刺氈。再依據我司拋丸機煙塵的特性，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，過濾粒徑大于0.1μm的微粒時效率可達99%以上。

4.3 清灰方式的選擇

清灰方式的原理分為兩大類：使濾袋抖動將灰塵抖落和利用逆向氣流吹落

綜上所述，依據拋丸煙塵的性質及特點，和我司產品是連續大批量生產的現況，選擇脈沖噴吹方式；

5.結論

5.1 除塵器型式——旋風除塵器+袋式除塵器

5.2 其它主要性能參數：

風機電動機功率——22kw

濾袋材質——覆膜滌綸針刺氈

清灰方式——脈沖噴吹方式

結束語

現在除塵器已經投入試運行，經第三方檢測，結果完全達標。

參考文獻

[1]趙 斌 田小藏 鄭水山. 提高傳統型旋風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，石來德. 非標準機械設備設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.9（2018.6重?。?/p>

[3]胡傳鼎. 通風除塵設備設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2003.9

（作者單位：天津中集物流裝備有限公司）