環保除塵設備的發展及應用研究

段夢凡

（遼寧環宇環保科技股份有限公司，遼寧營口 115100）

1 鉛酸蓄電池生產中環保除塵設備的發展

鉛酸蓄電池生產中的環保除塵設備有3種，分別為鉛煙凈化器、鉛塵除塵器及和膏專用濕式除塵器。以鉛酸蓄電池生產中所使用的3種除塵設備的發展歷程，分析環保除塵設備的發展及應用情況。

1.1 鉛煙凈化器

鉛煙凈化器主要應用在處理生產過程中所產生的含鉛煙氣中。設備主要有3代產品：第一代是PVC（Polyvinyl chloride，聚氯乙烯）和PP塑管（Polypropylene，工程級聚丙烯管材、管件）焊接支撐的水膜除塵器，這種設備結構簡單，以噴水來處理煙氣，但使用中的效率不高且容易著火，所以沒有得到長期應用。第二代是外殼為鐵質材料制成的水膜原理除塵器。該凈化器通過堿性液體與含塵氣體發生化學反應，從而達到清理含鉛氣體的目的。經過多個環節的吸收，煙氣、塵粒等與潔凈的氣體分離，這種設備處理效果較差，因此逐漸淡出市場。第三代煙氣凈化器主要為干式除塵器，外部以鐵質材料為主，通過阻火器、高效過濾器的結合，從而保證除塵的效果。特點是除塵效果好，運行效率高，所以在除塵領域得到了較為廣泛的應用。

1.2 鉛塵除塵器

第一代是旋風除塵器，特點是結構簡單，制造、安裝和維護便利，且設備成本較低。但過濾效率不佳，故而未能得到長期使用。后期主要作為除塵工序預處理設備，能夠清除大粒徑的顆粒和粉塵。

第二代為機械振打式除塵器。當含塵氣體在通過除塵器內部濾袋時，除塵器會發生機械振動，粉塵會從布袋上掉落下來，機械振打式除沉器清灰效果不佳，且自動化水平較低。

第三代是扁布袋除塵器。含煙氣體在進入機械中時，大粒徑的顆粒由于離心力的影響會向下掉落，粒徑較小的顆粒會落入到過濾袋當中。若過濾袋除塵器壓力達到布袋最大壓力時，電氣控制系統就會發出信號，啟動反吹機實施反吹。布濾袋會發生膨脹，進而發生整體振動，濾袋表面的粉塵會直接掉落到下方的集灰斗當中。因體積較大，運輸不便，因此被逐漸淡出。

第四代是脈沖布袋除塵器及濾筒除塵器。前者是在含塵氣體進入到布袋除塵器后，過濾粉在過濾布纖維作用下，由于慣性與鋁箔袋纖維發生碰撞而遭到阻攔。以清灰方式來劃分，這種除塵器還可分為脈沖式、聲波式等多種形式的除塵器。其中，脈沖式除塵器的效果最佳，在鉛酸蓄電池生產中得以廣泛應用。若設備阻力達到脈沖控制儀量程的上限，脈沖閥會在短時間內放出較多的高壓，對口徑器產生壓縮的作用，受到文氏誘導管的誘導，導出二次空氣，被高速攝入到濾袋當中。除塵器清灰效果較差，自動化程度較低。另外，受到高壓氣體的影響，濾袋膨脹較為明顯，濾袋上的灰塵也會下落到灰斗當中。

第五代采用脈沖布袋除塵器與水幕除塵器結合在一起，從而形成二級凈化工藝的除塵設備。為了保證除塵效率，在干式除塵器后設置水幕除塵器。通常水幕除塵器主要采用PP或PVC塑料管焊接而成，是按照灰塵與水發生碰撞和凝聚而起到凈化的作用。除塵器使用的含堿噴淋水，需要定期排放至污水處理站中。

第六代是插斜式濾筒除塵器與高效過濾器雙級凈化標準工藝融合的二級干式除塵器，在風機風力的作用下，可使含塵氣體從濾筒的底部直接落入除塵器箱底位置，提高了除塵器的空間性，氣流速度明顯減慢，因此大粒徑的顆粒也會發生沉淀，附帶小粒徑粉塵的塵氣也會直接穿過濾筒，受到攔截。大部分粉塵會阻隔到濾料的外表面，干凈的空氣會向上升，經過高效過濾器時，氣流中的細微粒子也會被更高一級的HEPA（High Efficiency Particulate Air filter，高效粒子空氣過濾器）濾料阻隔。

1.3 和膏專用濕式除塵器

該除塵器一般應用于和膏工序中的混合氣體處理，第一代除塵器外殼為鐵質金屬，容易發生腐蝕，因此逐漸淡出市場。第二代產品的外殼主要采用PVC管和PP管，為濕式填料除塵器，它在運行過程中主要采用了塑料材質的填料洗滌塔，其中填料主要有PP類材料的塑料多面空心球或鮑耳環、玻璃珠、焦炭等。塑料的耐酸性較好，同時填料表面積較大，因此過濾效果要比沖擊式除塵器的效果更好，且這種除塵器維護相對便利，應用也更為廣泛。

2 新型高效除塵設備的應用分析

2.1 除塵器質量的判斷指標

判定除塵器質量的主要指標有：除塵器排口鉛排放濃度、處理風量、過濾面積、過濾風速和過濾箱體密閉性，以及負荷適應性等。

2.2 高效過濾器的定義

高效過濾器主要收集微小的顆粒、灰塵和懸浮物。這種過濾器是很多過濾系統當中的重要組成部分，高效過濾器主要采用超細玻璃纖維實現過濾功能，分料采用膠板紙和鋁合金等材料。在框架內填充適量的玻璃纖維。同時過濾器主要的材料為鍍鋅板、不銹鋼板和鋁合金。濾孔的直徑若小于煙氣的粒徑，就能起到清煙的作用。現階段高效過濾凈化等級有H12、H13、H14，而超高過濾的凈化級別為U15，U16，U17。超高過濾器在手術室和無塵室當中應用廣泛。

2.3 對除塵器過濾效率達99.995%的理解

從除塵器箱體氣密性的角度來說，在高壓大風量條件下，過濾的效率無法達到99.995%，而且這一過濾效率主要指的是安裝在除塵器內部的高效或超高效過濾器的過濾效率，這只是廠家給出的參數。而若要達到這一數值，對過濾的條件和環境有著非常高的要求。且過濾效率是一個相對性的指標。例如，凈化級別為H14的HEPA高效過濾器，過濾后的風速需＜2 m/s，U15的ULPA（Ultra Low Penetration Air Filter，超高效空氣過濾器）運行中經過濾料面的風速應＜1.5 m/s，若風速超出這一范圍，就會對過濾器的運行效率產生顯著的影響。U15超高效過濾器應用時，風速若＞2 m/s，則凈化效率就會有所降低。

2.4 選擇除塵器過程中應考慮的因素

（1）氣密性。無論采用傳統切割工藝還是激光切割工藝，在除塵器運行的過程中都必須要保證除塵器自身的氣密性，從而確保除塵器的除塵效率。

（2）濾料及過濾面積。蓄電池生產中使用了大量的非標環保設備，因此很多廠家在生產中對濾料的材料和過濾面積的設定不夠統一，故而市場上并沒有可靠的依據，這就要求人們要更加仔細和謹慎地選擇環保設備。例如，市場上的脈沖除塵器主要為DMC（Dough molding compounds，團狀模塑料）型，為了更加彰顯個性，一些廠家在DMC前會添加廠標，且布袋的直徑也有所不同，所以在選擇除塵器的過程中，必須要高度重視過濾面積，按照濾袋的外觀和濾袋的尺寸參數，經過詳細的計算后得出過濾面積的數值。不管選擇何種類型的脈沖除塵器，其過濾面積必須一致，這樣才能保證效果的一致性，

即使是2個外觀完全一致的濾筒，若2個濾筒的濾材不同，則過濾面積也會產生較為明顯的差異。例如，直徑320 mm，高度660 mm的濾筒，若使用納米級的濾筒材料，其過濾面積一般在 21 m2，如采用 PTFE（Poly Tetra Fluoroethylene，聚四氟乙烯）覆膜濾料，則過濾面積通常為9 m2，因此應選擇效果等同的濾料，從而利用過濾面積精確地計算除塵器的運行效率。

（3）除塵器選型。當前，鉛酸蓄電池生產中，高效除塵器應用較為廣泛，且主要應用斜插式濾筒干式除塵器或垂直式濾筒干式除塵器。斜插式濾筒干式除塵器在應用的過程中不需要占用較大的空間，而垂直式濾筒干式除塵器所占的空間較大。若增加二級高效過濾器，則應采取分體的結構形式。當前主要的做法是將濾筒箱體和高效過濾器箱體組成一個整體，并在較短的時間內完成拼裝施工。例如，常規條件下，采用上下過濾器一體式箱體，且都使用PTFE覆膜濾料和相同風量等級的過濾器，在比較斜插式和垂直式結構的過程中，發現斜插式濾筒干式除塵器在成本上占據著更大的優勢。垂直式濾筒干式除塵器也具有過濾面積大，除塵效果好的優勢。且濾筒應采用垂直放置的方式，進而加強除塵器的除塵效果。與斜插濾筒干式除塵器相比，其濾筒壽命有所延長。

3 結語

通過分析可以看出，環保除塵設備經歷了較長時間的發展進程，而且隨著技術的不斷完善，各方面性能也在逐步更新。不同形式的除塵設備也都經歷了多代產品的不斷更新，且由于其性能得到了有效的改善，所以在多個領域當中都發揮了重要的作用，應用范圍越來越廣。