论钢托盘抛丸机除尘设备的选型

李卫东

摘要：近年来，随着国家“绿水青山就是金山银山”环保战略的实施，各地政府出台了几乎一致的严厉措施，很多金属表面酸洗、磷化、电解抛光等处理工艺被搁置起来。在此背景下我们的钢质托盘产品，拟采用高效低成本的纯物理抛丸工艺替代传统酸洗磷化，通过长期的试验和对比取得了很好的效果，抛丸工艺面临的粉尘排放达标的问题，也得到了很好的解决。

关键词：环保；钢托盘；抛丸除尘设备选型

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

我司钢托盘是由金属管、板、网、棒等材料通过焊接加工而成的钢结构产品，可满足汽车、风电、医药、农业、建筑等多应用领域通用化和个性化需求。钢托盘传统加工工艺为：金属原材料经过剪、冲、锯、压等加工后，进行零部件焊接，下线的黑活产品经过抛丸（原为酸洗磷化）处理后进行静电粉末涂装。面对国家新的环保要求，抛丸产生的金属粉尘如何处理，达到合规排放被摆到日程上来。

我司改酸洗磷化工艺为抛丸工艺后，为使粉尘合规排放，我们围绕我司的产品特点，对除尘设备进行了深入的研讨，力求将抛丸机除尘器配置的更加科学、合理，达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）新污染源二级标准。

2.粉尘特征

我司产品钢托盘零件的厚度一般在1.2-6mm，热轧钢居多，其性质和特点如下：

①抛丸产生的烟尘废气中，污染物主要以铁锈粉尘等组成，粉尘粒径大致为0.9～100μm，粒径大于60μm占比80%左右；

②粉尘黏附性较低；温度低于80℃；轻微吸潮；

③轻微静电，正电54.3%，负电36.4%，不带电9.3%；

④烟尘废气中污染物浓度大，约60-80g/m3，沉降性能好；

⑤抛丸产生的烟尘废气与燃烧产生的热气体相比无明显方向性；

3.除尘器的选型

3.1 按照除尘器的作用原理分，有重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器、过滤除尘器和电除尘器等，他们均是利用作用于尘粒上的一种或数种作用力实现除尘的。

旋风除尘器：除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗，效率可达60%；优点是旋风除尘器结构简单，安装和维护管理简单，设备投资和运行费用都较低；②在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种；缺点是对细小尘粒（<5μm）的去除效率较低；

静电除尘器：高压电极放电，使粒子电离带电，再通过高压电场力捕捉，使尘粒与烟气分离，效率可达99%；优点是①除尘性能优异，捕捉粒径范围广；②烟气流动阻力小，为100-250pa，降低了引风机的耗电量；③耐高温；缺点是①设备造价相对较高；②设备安装、运行要求严格；③对设备维护维修技术要求高；④配件及耗材通用性较差；⑤要求粉尘比电阻；

过滤式除尘器：含尘烟气通过过滤材料时，将粉尘分离并捕捉在滤材上，再通过振打或空气反吹去除表面粉尘并收集处理；优点是①有很高的净化效率，可达99%以上；②可捕捉细微尘粒；③结构及操作简单，维护及维修技术要求低，运行稳定可靠；④排放浓度不随进口含尘浓度的影响；⑤清灰彻底；缺点是①除尘阻力大，约为1000-1500pa，增加引风机的耗电量；②体积较大；③易吸潮结板；

湿式除尘器：含尘气体与水密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或水和粉尘的充分混合作用使粉尘留在水中，从而得到干净气体，除尘效率达85%；优点是①使用寿命长，结构简单紧凑，操作及维修方便和净化效率高等等；②能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低；③能脱除部分气态污染物；缺点是①设备和管道容易腐蚀 ②污水和污泥的处理问题 ③不利于副产品的回收 ④设备在冬天需考虑防冻⑤去除微细颗粒的效率不高 ⑥增加能耗。

3.2 不同类型除尘器性能及适用性对比见表2：

3.3 我司的选型原则是：

①产品成熟、可靠、能长期稳定运行；

②操作、维护简便、故障率低，充分考虑运行的经济性；

③考虑粉尘量的变化情况，除尘系统设计有一定的动态适应能力；

④粉尘捕集率达到99%以上（或处理后排放达到20mg/m3）；

3.4 结论：

根据以上分析，结合我司抛丸烟尘的性质、特点、温度、浓度等因素和天津市的环保要求。综合考虑，选择旋风除尘器作为初级除尘（除去大部分大粒径污染物），然后用袋式除尘器作为二级除尘，使烟尘彻底达标。这样搭配还可减轻布袋除尘器的工作负荷，减少布袋损耗，延长使用时间，降低使用成本。（以上旋风除尘器部分参见[1] 2007（15）.41-47）

4.除尘器关键技术参数选择

对于企业来说，设备选型还要考虑运行成本，本设备运行时最大的消耗就是电和耗材（滤袋），所以选择合适的风机电动机和滤袋尤为重要，如何延长滤袋使用寿命即选择清灰方式也很重要。

4.1 参数计算

（1）风机电动机功率的选择：抛丸机型号确定以后，除尘器需要的过滤面积、风速、风压、风量等随之确定，据此选择合适的风机电动机功率，保证效率降低运行成本。

（2）风压：参考表2在加上管道及系统漏风损失的压力，按2000Pa计算，总压取上限值5500Pa。

（3）风量：根据风量计算公式：查[2]公式（24—34）

4.2 布袋材料及形状的选择：

滤袋是袋式除尘器的主要元件，正确地选择滤袋材料是设计的关键之一，常见的纤维材料的主要性能见表3

滤布的编织结构对除尘的效果影响很大，常见的编织结构有三类：织布、起绒织布、压缩毡或针刺毡。依据其技术性能、结构特性、物理性质见表4，我们选择中温、耐磨、孔隙率、强度和收尘效率均较高的涤纶+针刺毡。再依据我司抛丸机烟尘的特性，要求滤料耐久性好，建议选择普通涤纶针刺毡或者覆膜涤纶针刺毡，过滤粒径大于0.1μm的微粒时效率可达99%以上。

4.3 清灰方式的选择

清灰方式的原理分为两大类：使滤袋抖动将灰尘抖落和利用逆向气流吹落

综上所述，依据抛丸烟尘的性质及特点，和我司产品是连续大批量生产的现况，选择脉沖喷吹方式；

5.结论

5.1 除尘器型式——旋风除尘器+袋式除尘器

5.2 其它主要性能参数：

风机电动机功率——22kw

滤袋材质——覆膜涤纶针刺毡

清灰方式——脉冲喷吹方式

结束语

现在除尘器已经投入试运行，经第三方检测，结果完全达标。

参考文献

[1]赵 斌 田小藏 郑水山. 提高传统型旋风除尘器除尘效率的措施[J]. 河南冶金2007（15）.41-47.

[2]胡宗武，徐履冰，石来德. 非标准机械设备设计手册[M].北京：机械工业出版社，2002.9（2018.6重印）

[3]胡传鼎. 通风除尘设备设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003.9

（作者单位：天津中集物流装备有限公司）