除尘器

集中式焊接烟尘净化方案

作者:广州新瑞环保    来源:www.    发布时间:2019-05-21 11:34:44

一、焊接烟尘简介

焊接烟尘是在焊接过程中产生的高温蒸气经氧化后冷凝而产生的,焊接烟尘主要来自焊条或焊丝端部的液态金属及溶渣。焊接材料的发尘量占焊接烟尘总量的80~90%,只有部分来自母材。科学研究以及健康调查表明,焊接烟尘中存在着大量的可吸入物质(如氧化锰、六价铬、以及钾、钠的氧化物等),一旦这些物质进入人体,会对人体产生巨大的伤害。长期在焊接烟尘环境下作业的焊接操作人员患有慢性支气管炎等呼吸道疾病的比例明显高于其他人员,并且可吸入物质还会沉积在人体的骨骼和血液中,导致性能力下降,甚至引发癌症,尤其是近年来随着大量含有Cr、Mn、Ni等化学成分的焊接材料的使用,使焊接烟尘对职业健康和环境负荷的影响日益严重。

国际上对焊接卫生的研究开始于1920年,主要研究氮氧化物有害气体的影响。从20世纪20~60年代主要对焊接烟尘的有害性进行研究。70年代主要有焊条全烟尘测定,焊接卫生标准的建议及焊条卫生标志的设立;对焊接烟尘发生机理及影响因素进行研究。

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二、焊接烟尘的影响因素

焊接烟尘的影响因素很多,主要因素包括焊接材料和工艺两个方面:材料指的是焊条药皮的成分、焊丝钢带、药粉的化学组成,以及保护气体成分等;工艺是指焊接方法的选择及工艺参数的设定。N.J.HUDSON等人指出在低合金MIG焊接过程中产生的以混合金属氧化物和尖晶石结构为主的焊接烟尘主要是由电极材料、被焊合金材料、过程控制、保护气体组分,以及电压和电流值决定的。

焊接材料对焊接烟尘的作用主要体现在以下两个方面:

(1)焊接材料是焊接烟尘产生的来源,焊接材料的成分直接影响焊接烟尘发尘量的多少和焊接烟尘的化学成分。

(2)焊接材料影响焊接电弧物理,通过改变熔滴过渡方式,控制焊接过程中产生的金属蒸气进入大气的含量。

施雨湘等通过对单组分和少组分焊条的焊接烟尘试验发现:大理石、氟石等物质本身产生的烟尘高,其组成焊条的烟尘也高;金红石等物质本身产生的烟尘较低,其组成焊条的烟尘也低;菱苦土等物质本身产生的烟尘较高,但是组成焊条时不一定高。药皮物质不仅各自影响焊接烟尘,而且相互之间存在复杂的关系,改变药皮组分比例,有可能达到降尘的目的。

三、工程概况

1、工程名称:焊接工位烟尘治理项目

2、施工单位:广州新瑞环保科技有限公司

3、设计单位:广州新瑞环保科技有限公司

4、工程范围:焊接工位的排烟、烟尘的净化

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四、设计原则与执行标准

(一)、设计依据

1、《中华人民共和国环境保护法》;

2、《中华人民共和国大气污染物防治法》;

3、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996);

(二)、设计原则

1、采用先进可靠的废气治理工艺与方法;

2、精确计算和精心设计;

3、布局合理,操作简便,工程经济、美观、实用。

(三)、设计范围与工程内容

1、焊接废气净化设备的设计、制做与安装;

2、焊接工位排烟系统的设计、制做与安装;

五、焊接烟尘及有害气体的控制

全面通风也称稀释通风,它是用清洁空气稀释室内空气中的有害物浓度,使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度,同时不断地将污染空气排出收集净化。对于室内作业通常采用机械通风方式。通过安装送风系统,把清新空气送入到每一个岗位,并把产生的焊烟收集净化排出到车间外围。

局部排风是对局部气流进行治理,使局部工作地点不受有害物的污染,保持良好的空气环境。一般局部排风机组由集气罩、风管、净化系统和风机4部分组成。局部排风按集气方式的不同可以分为固定式局部排风系统和移动式局部排风系统。固定式局部排风系统主要用于操作地点和工人操作方式固定的大型焊接生产车间,可根据实际情况一次性固定集气罩的位置。移动式局部排风系统工作状态相对灵活,可根据不同的工况,采用不同的工作姿态,保证处理效率及操作人员的便利。

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六、焊接烟尘净化方案的比较

1、旋风除尘器

旋风除尘器是使含尘气体中的粉尘借助重力作用自然沉降来达到净化气体的装置,它的特点是结构简单,阻力小,但体积大,除尘效率低,设备维修周期长。惯性除尘器是一种利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用,将粉尘从气体中分离出来的除尘设备,特点是结构简单,阻力较小,但除尘效率低。

2、喷淋塔除尘器

喷淋塔除尘是使含尘气体与水或者其他液体相接触,利用水滴和尘粒的惯性膨胀及其他作用而把尘粒从气流中分离出来,特点是投资低、造作简单,占地面积小,能同时进行有害气体的净化、含尘气体的冷却和加湿等优点。喷淋塔内的水产生二次污染是其不足之处。

3、滤筒除尘器

含尘气体由位于除尘器上部的进风口进入除尘器箱体,由上下行,由于重力与下行气流的作用首先把尘粒直接降至灰斗,细粉尘被滤筒捕集在外表面,洁净气体经滤筒过滤净化后,由滤筒中心进入清洁室,再经下出风口排出。随着过滤工况持续,聚集在滤筒表面的粉尘增多,此时脉冲控制仪按设定的脉冲周期和脉冲间隔控制电磁阀开启,喷出高压气体,吹入滤筒内腔,抖落外表积尘,落入灰斗,经卸灰口排出。滤筒除尘器具有占地面积小、净化效率高、不存在二次污染等优点。

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七、焊接烟尘处理方法的选择

综合比较焊接烟尘的各种处理方法,本工程选用“滤筒除尘器”来处理焊接烟尘中的污染物。滤筒除尘器其工作原理如下:

(1)、产品简介

DF型滤筒除尘器采用先进的褶皱式滤筒为过滤元件,可除去细小的非纤维性粉尘,该机与传统的脉冲布袋除尘器相比,具有体积小、过滤面积大、除尘效率高、压力损失低、运行可靠、使用寿命长等优点。广泛用于机械加工、焊接烟尘铸造、化工、陶瓷、制动材料加工、喷粉等行业的粉尘治理和回收以及铸造的净化,尘气处理后达到国家排放标准,是脉冲除尘器的新形式。

(2)、工作原理

含尘气体由位于除尘器上部的进风口进入除尘器箱体,由上下行,由于重力与下行气流的作用首先把尘粒直接降至灰斗,细粉尘被滤筒捕集在外表面,洁净气体经滤筒过滤净化后,由滤筒中心进入清洁室,再经下出风口排出。随着过滤工况持续,聚集在滤筒表面的粉尘增多,此时脉冲控制仪按设定的脉冲周期和脉冲间隔控制电磁阀开启,喷出高压气体,吹入滤筒内腔,抖落外表积尘,落入灰斗,经卸灰口排出。

(3)、结构特点

1,除尘器内部滤芯采用快插式安装拆卸比较方便,工人只需在除尘器外部操作即可。不需要人员钻入除尘器,杜绝了拆卸维护时的困难。

2,多道防火星措施,直接设计在除尘器内部,可以节省外连接防火星装置。使其使用更加安全可靠,杜绝了客户的后顾之忧。

3,除尘器内部滤芯采用全方位旋转清灰,使清灰更加彻底干净,能始终保证除尘器具有一个最大的通气量,且提高了整机的使用寿命。

4,除尘器控制系统采用自动控制,使工人操作更加方便灵活。

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(4)、自动清洁功能

DF滤筒除尘器滤材的清洁通过由压差传感器控制的脉冲喷吹机构实现:当净化器运行一段时间以后,细微的烟尘吸附在滤材表面,使得滤材的透气性降低。压差传感器的两个探测头一个安装在原气侧、一个安装在净气侧。当压差传感器检测到的压差超过某一设定值时输出压差信号,脉冲发生器接收信号后顺序启动脉冲喷吹阀,洁净的压缩空气由阀口喷出,引射气流对滤筒进行吹扫直到压差低于另一设定值时才停止;滤材表面吸附的微尘在气流作用下被清除,落在室体下部的集尘斗中。脉冲喷吹需0.5~0.6MPa的洁净压缩空气,且运行中须保持连续且恒定不变的供气量。

滤筒除尘器与传统静电除尘器、机械式除尘器相比有如下优点:排放浓度低,达5mg/m3,一般其他过滤器只能过滤0.5μm以上粒径;而我司产品能过滤0.3μm以上的粉尘。透气性好,气阻比一般过滤器低;清灰方便,全自动清灰,保证生产的连续性和高效性。粉尘收集,容器装卸便捷,与过滤漏斗的连接是密封的,不漏灰尘。

(5)、滤材特点

DF滤筒除尘器采用高效过滤筒作为过滤元件,该过滤筒选用的滤材不同于一般传统的滤材,其表面附有一层聚四氟乙烯薄膜。传统滤材(如棉布、棉缎、纸质及其他传统纤维素等)纤维间隙为5~60μm,当烟尘通过时,烟尘中的一部分尘粒就会进入滤材内部而阻塞过滤元件;当阻塞情况逐渐恶化又不能进行有效清灰时,过滤元件的气阻便会上升,能通过的气流量也会随之下降。如果没有自动清灰,过滤效果会迅速下降,而该系列除尘器采用的滤材表面附有一层聚四氟乙烯薄膜,其极小的筛孔可阻挡大部分亚微米尘粒;亚微米尘粒在滤材的表面聚集并形成可渗透的挡尘饼,大部分尘粒被阻挡在滤材外表面而不能进入滤材内部,在压缩空气的吹扫下能及时有效地被清除。该滤材具有相当高的过滤效率,较传统滤材至少提高3~5倍以上;且使用寿命较传统滤材提高2倍以上。

(6)、结构示意图

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八、工程布置与现场情况

一、工程布局根据甲方要求和现场调查的数据,1区设计22工位、2区设计18个工位,设计焊接培训工位共40个。1区和2区不会同时工作,设计排风量为以一区22工位作为参考,每个工位的排风量约为1000-1200m3/h,废气总处理量约为24000m3/h,设计安装一台处理量为24000m3/h净化器。如图所示:

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二、现场情况培训室内设置引风管道,将室内烟气引至管道系统处理并排放,通过吸气臂为零散焊接点净化烟气。工作原理:通过风机引力作用,焊烟废气经万向吸气臂或吸风口吸入镀锌风管道再进入设备风口,设备进风口处设有阻火器,火花经阻火器即被留,烟尘气体进入滤筒过滤器,利用重力与上行气流,首先将粗粒粉尘直接降至灰斗,微粒烟尘被滤芯捕集在外表面,洁净气体经滤芯过滤净化后排入大气,滤芯的更换和清理通过压力显示提示。清灰采用压缩空气脉冲自动清灰,使设备阻力稳定在有利于工作的水平,使设备成为长时间大量电焊作业时的高效除尘设备。

九、项目图片

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