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1、某小型铸造车间除尘系统设计陈丽娟 赵立冬(中钢集团天澄环保科技股份有限公司 武汉430079)摘 要 针对小型铸造车间中污染源的产生设备多种、 污染物性质多样以及整个车间中工艺操作无固定工作制等特点,介绍了除尘系统的设计,包括各生产设备上除尘罩、 工艺管道及设备选型等,最后提出了可进一步改进的意见。关键词 铸造车间 除尘系统 除尘罩 管道Design of Cleaning System in a Small - size FoundryCHEN Li - juan ZHAO Li - dong( Sinosteel Tiancheng Environmental Protection Sci
2、ence 2挡板;3除尘器本体;4灰斗图3 惯性除尘器结构示意引风机风量的确定根据相关公式3计算并考虑系统漏风因素,经计算风量约为31 000 m3/ h。引风机风压 p0的确定根据相关公式3计算,经计算得风压 p0= 2 496.8 Pa。所需电动机的功率N根据相关公式3计算,经计算得N= 34.9 kW。根据上述计算结果选用的离心风机为4 - 72 -8C,风量为32 400 m3/ h ,全风压为2 579 Pa ,配用电机Y255M - 28型,转数1 800 r/ min ,电机功率45 kW。4 烟气净化系统运行效果该工程自2006年末竣工以来,系统运行良好,原来 “红烟” 滚滚的
3、场景已不存在,车间工作环境得到较大的改善。经当地环保部门监测,烟气排放粉尘质量浓度为10 - 25 mg/ m3,岗位粉尘质量浓度为5 - 10 mg/ m3,均达到国家排放标准,整个系统的除尘效率在99 %以上,各项指标均符合设计要求。同时原来粉尘污染源经治理收集后变废为宝,取得一定经济效益,达到了生产、 经济、 环境和谐统一。5 结论由于工作场地限制,采用折叠式收尘罩与低压长袋脉冲袋式除尘器技术,来治理电弧炉粉尘取得成功,系统运行可靠,治理效果良好,而且投资小,也未影响到原来的生产工艺,各项指标均达到了设计要求。参考文献1国家环保局.钢铁工业废气治理.北京:中国环境科学出版社,1992.2
4、张殿印,王纯.除尘器手册.北京:化学工业出版社,2005.3郝吉明,马广大.大气污染控制工程.第2版.北京:高等教育出版社,2002.作者简介 张顺喜,1972年生,讲师,硕士研究生,主要从事烟气治理技术与应用研究。(收稿日期:2008 - 06 - 03)112009年第35卷第6期 June 2009工业安全与环保Industrial Safety and Environmental Protection小型电炉一般可使用回转式排烟罩、 小型半密闭排烟罩、炉盖排烟罩1等。此次的电炉直径只有0.8 m,深约1.5 m,尺寸较小,所需的排风量也很小,适合采用回转式排烟罩,由除尘罩、 回转风管及
5、其转动机构组成。由于现场情况所限,回转风管比较长,使得整个转动部分重量较大,最后在转动法兰与固定法兰之间增加了推力球轴承,操作工人可轻易推动回转管。其结构简单,制作费用低,现场操作非常方便,在进行小型电炉除尘设计时,建议采用。2.2 混砂工段混砂机混制的是树脂型(芯)砂,产生的有害物主要有粉尘(少量)、CO、NH3、HCN气体。在此采用了半密闭罩将贮砂罐下料口及混砂机围封起来的方式,在一面开口留出工人操作及观察空间。排风口风速控制在2 m/ s左右,既保证罩内一定负压又避免抽走物料。2.3 烘干工段树脂型芯烘干后产生的废气中的有害物主要为有机化合物,有恶臭气味。各型芯烘干炉炉顶均配有一个排气孔
6、,烘干后的恶臭气体由排气孔排至处理系统。考虑到炉内抽风会导致炉内炉外气流对流加速,影响炉内烘干过程,甚至导致型芯烘干不均匀,且治理对象炉体都有不同程度的漏气现象,选择用半密闭法将烘干炉围封,风量定为1 000 m3/ h。烘干炉排出的气体温度大约为120 - 170,自然抬升作用明显,同时为避免对流带来的不利影响,控制风速不宜过高,本例选取0.3 m/ s。2.4 清理工段清理区主要污染物为铸件上清理下来的落砂。污染物密度较大,上升和扩散速度较小,同时鉴于是手工清理,因此采用了工作台上侧吸罩的形式。操作人员离罩口距离约为200 mm,控制风速约为1 m/ s ,罩口尺寸及风量选取可根据方形罩口
7、速度分布图来设计2。3 工艺管道的设计此次设计包括除尘点共20个。由于铸造工艺流程的不确定性,故在除尘设计时将厂区除尘点划分为4个主要区域:熔炼区、 烘干区、 混砂区及清理区,如图1所示。图1 除尘系统根据车间人员反映,车间内最主要的产尘点为熔炼区,产尘量大,持续时间长。而其他3个区产尘小,时间短,且设备开启台数、 何台开启依据当日生产计划确定,无操作规律。鉴于此,整个系统的风量可考虑为熔炼区与其他3个区中最大区风量之和。这样既可保证各点的除尘效果,可以节约成本。风量分配见表1。电炉不同时工作,烘干区或者4台12 kW砂芯烘干炉、15 kW与30 kW砂芯烘干炉三者一同工作,或者4台12 kW
8、砂芯烘干炉与81 kW砂芯烘干炉二者一同工作。基于以上因素,设计时将熔炼区管道作为第1级主管道,而其他3个除尘区管道并列作为第2级主管道,在各支路管道上设置风量调节阀。表1 风量分配尘源数量风量/ (m3h- 1)持续时间/ min熔炼区 总风量14 000 1.5 t电炉1台14 00040(冶炼) 0.5 t电炉2台14 00040(冶炼)烘干区 总风量8 000 12 kW烘干炉4台4 000烘干时间 15 kW烘干炉1台2 000烘干时间 30 kW烘干炉1台2 000烘干时间 81 kW烘干炉1台4 000烘干时间混砂区 总风量8 000 S225型混砂机1台3 000 110 kg
9、混砂机1台2 500 60 kg混砂机1台2 500 耐火搅拌机2台4 000每周1 - 3次, 每次30 min清理区 总风量9 000 人工清理28 000不定 颚式破碎机11 0008.30 - 9.00由于设备开启的不确定性,会造成汇合后管内风量上 下波动较大,故应根据最经常使用设备来确定管径,以使管 内风速在适合范围(14 - 22 m/ s)之内。现场运行情况来看, 效果不错。4 设备选型 袋式除尘器效率高,阻力小,维护简单,设备运行稳定可 靠。通过几十年的发展,袋式除尘技术已经能完全满足烟气 除尘稳定可靠运行的需要。本次设计选用长袋低压脉冲袋 式除尘器,处理风量24 200 m3
10、/ h ,过滤风速1.15 m/ min ,脉冲 喷吹压力0.2 MPa ,排放质量浓度 50 mg/ m3。滤袋尺寸 130 mm6 000 mm,滤料采用防油防水涤纶针刺毡。配套风 机9 - 26 - 11 -12. 5D - 3型,全压4 109 Pa ,电机型号Y280S- 6 ,功率45 kW。 由于厂区地处北方,冬季最低日平均温度达到- 25. 2 。为保证喷吹压缩空气的洁净,在设置空压系统时,同时 配备了空气冷干机及过滤器等。5 改进意见 系统投入使用后,厂房内的环境得到了极大改善。但烘 干炉的半密闭罩仅能控制炉门密闭时的恶臭气体,当打开炉 门时,部分炉内气体溢出。建议可在炉门上
11、方设一顶吸罩, 罩口为扁长形,以免影响炉前操作,罩口风速适当取大。同 时采取措施保持罩口风速的均匀。 人工清理工段,除尘效果不是十分明显。一方面在于落 砂较重,不易捕集;另一方面在于考虑操作人员因素,风速不 宜太高,以免操作人员感觉不适。建议工作台可以在地坑上 设置格栅,地坑侧设置吸尘罩。这样在进行清理时较大的砂块 可以直接下落到地坑中,而其他的砂粒则通过吸尘罩排出。 参考文献1许居,陆哲明,邝子强.机械工业采暖通风与空调设计手册.上海:同济大学出版社,2007.844 - 846.2谭天佑,梁凤珍.工业通风除尘技术.北京:中国建筑工业出版社,1984.100 - 101. 作者简介 陈丽娟,女,1981年生,硕士,主要从事钢铁行业大气污 染物治理工作。(收稿日期:2009 - 01 - 08)21
