铸造浇铸油烟治理的研究

2014-01-01黄顶强

铜业工程 2014年1期

关键词：净化系统油烟烟尘

黄顶强

(广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林 537005)

1 引言

铸造浇注和铸件冷却通段前半部分所产生的烟尘中因树脂、石墨、涂料、煤粉等化学原料高温燃烧所形成的焦油油烟、黑烟等［1］，由于这些油烟含有易燃和有毒有害气体［2］，直接排放污染环境［3］，易产生火灾，影响人类的身体健康［4］。

2 浇铸冷却段油烟治理设计内容

浇铸和冷却段油烟治理设计包括:油烟收集系统、净化系统、净化系统的风机风量、水循环系统的管路、循环水池等［5-7］。

3 浇铸冷却段油烟治理净化系统

3.1 净化系统的设置

浇铸冷却段油烟主要由铸件浇铸段、铸件冷却段产生的［8］，净化系统是铸造浇铸冷却段油烟治理的核芯和最关健的处理系统，有易燃和有毒有害气体在净化系统里与水充分接触，被过滤小球捕获净化，脱水净化后气体排放。

净化系统的治理主体是废气净化塔，废气净化塔为喷淋式填料塔，可适用于净化各种水溶性酸、碱油烟废气。废气净化塔外型采用圆形，塔体结构分上、下二段组装，自动补水口、检修口、供液口、放净口等功能。

铸造浇铸冷却段油烟治理的过程综合描述:废气由风机引入进入净化塔，经过第一道填料、喷淋喷洒区，利用液气之碰撞、冲突使废气得到充分的水气接触，发生传质;然后废气变速又进入第二道填料、喷淋喷洒区，使废气又得到了第二次水气接触和传质，并被捕集。废气被净化后经过塔体上部除雾层脱水处理，经风机排入大气中。

净化塔主要工作原理:

(1)高温混合气体在负压风机的作用下，沿着管道进入净化塔的下方，由于气体的惯性作用，在内部弯头的作用下，混合气体与水池中的水相冲击，烟尘被初步降温捕捉。

(2)在上述处理后的气体，在动力的作用下，往上方运动，颗粒状较大的烟气与下方孔板相撞而落下;轻的气体进入第一层的多面球吸填充层;由于填充层的空心多面球附水后，在其表面形成一层薄膜，当混合气体从这些薄膜缝隙间流动时，在水相作用下、水表面涨力作用下，混合气体中的含尘含异味气体被水捕捉，有些与水反应，从而被捕捉、融解沉积，在重力的作用下，流入下方水池。

(3)混合气体通过一层填充层后，进入上方一层喷淋结构，在水泵的动力下，高压喷出雾状水气，雾状水气覆盖整个净化塔截面，这些水气与待处理的混合气体碰撞吸附，不断增大增重，在重力的作用，往下运动，最后进入水箱。

(4)混合气体经过一层填充层吸附去除，一层喷淋的结构的捕捉去除后，未处理的气体成份主要是少量烟尘，及占主要成份的水雾，这些成份再往上运动，在其运动的过程中，水气进一步与烟尘融合捕捉烟尘，然后进入二层多面球过滤层，在如上所述的原理下，烟尘先在填充层被捕捉，再在强力喷淋的作用下，再进一步被捕捉，此时烟尘被绝大部份捕捉下来。

(5)经过上述二层四种方式捕捉后，烟尘异味气体已达到排放标准，此时，含大量水气的尘气进入第三层脱水结构，在脱水结构的脱水作用下，水气被去除，然后进入上方空腔，再由净化塔的出风口进入风机，由风机出风口进入排气烟筒，最后净气由烟筒达标排放入大气中。

废气净化塔塔体采用PP板(聚丙烯)，它是一种高密度、高结晶体、半透明、半晶体的线性聚合物，PP板具有高强度、吸水率低、热变形温度高、结晶度高的特点，有着良好的耐溶剂、耐油类、耐弱酸、弱碱等性能。PP板具有良好的耐热性，熔点在150℃，制成的制品可在80℃温度以下进行工作，在不受外力的情况下80℃也不变形。

废气净化塔填料采用多面空心球，规格φ50mm填料层高度500mm，该填料堆积密度为95kg/m3，堆积个数11500/m3，孔隙率0.9m3，比表面积200m2/m3。

除水除雾层:填料。自动补水浮球阀是保证净化塔运行的正常液位。

放净口:净化塔运行一段时间后，其循环液达到了一定的浓度，为保证其正常运行，故应定期排放、更换水，打开球阀集中于底部排污口排放。

3.2 净化系统风量

净化系统的风机采用玻璃钢，具有耐酸碱、防腐蚀性能，风机前后段的风管用PP板材料圈制，具有优良的耐腐蚀，风机可输送含酸碱成分及其它化学成分的腐蚀性气体。允许含有粘性物质、所含粉尘及硬质颗粒等特点。联接风机进出口的风管应当单独的支撑，不允许将管道重量加在风机的部件上，风机安装时应注意风机的水平位置，这种风机是一种高效率、高性能、低耗能通用型防腐风机。该系列风机具有强度高、重量轻、不易老化、耐腐蚀性能良好、噪音低、运转平稳等特点。

使用4套油烟废气处理系统，每套风机功率37kW、处理风量40000m3/h，风机有相配套的底座、减振垫、风机支架等，排气筒的材料为A3δ4材料圈制。

表1 YCSFX型废气处理系统主要技术参数

3.3 净化系统吸风罩的设置

净化系统分为浇铸段和冷却段的烟尘净化处理。

(1)浇铸段有7个吸风罩900mm×1050mm，每个吸风口安装1个风闸，用1套油烟废气处理系统治理，分配好每个吸风罩的风量。

表2 浇铸道风量的分布

(2)冷却段有7个吸风罩1100mm×1100mm，用3套油烟废气处理系统治理，冷却段前端的油烟废气的用3个吸风罩共用1台净化系统，其余4个吸风罩用2台净化系统，每台净化系统有2个吸风罩。

3.4 净化系统的油烟捕集

金属浇铸等热产尘设备表面的空气被加热上升时，会带着粉尘一起运动造成热气流上升，浇铸段的油烟吸风罩采用上吸法，运送砂箱的辊道外一侧安装有密封的档板，利用流体力学原理，依靠机械通风机所产生的动力而使空气流动的方法。选择风量和压力，控制空气流动方向和气流速度，局部排风(局部抽出式通风)，局部排风是在集中产生有害物的局部地点，设置有害物捕集装置，将有害物就地排走，以控制有害物向室内扩散。密闭罩把有害物源全部密闭在罩内，从罩外吸入空气，使罩内保持负压。它只需要较小的排风量就能对有害物进行有效控制。用于除尘系统的密闭罩也称防尘密闭罩。

外部吸气罩由于工艺条件限制，生产设备不能密闭时，可采用外部吸气罩。它是利用排风气流的作用，在有害物散发地点造成一定的吸入速度，使有害物吸入罩内。这类排风罩统称外部吸气罩。

局部排风罩的设计原则:(1)在可能条件下，应当首先考虑密闭罩，将有害物局限于较小空间内，节省风量。(2)尽可能靠近和包围有害物源，减小其吸气范围，便于捕集和控制。(3)被污染的吸入气流不能通过人的呼吸区。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。(4)排风罩的吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致。(5)排风罩应结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。(6)排风罩的设置不能妨碍操作和检修。(7)尽可能消除或减小罩口附近的干扰气流影响。