摘要：总结了实际工作中发现的磨料磨具工厂通风除尘系统存在的问题, 结合工程实际, 提出了解决这些问题的改进措施。同时对磨料磨具工厂通风除尘系统的特点做了介绍, 为磨料磨具工厂通风除尘工作提供了参考依据。

关键词：磨料磨具　通风除尘　改进措施

磨料磨具作为工业的“牙齿” , 广泛应用于设备制造、机械加工、钢铁、电工、建筑等多个行业。磨料磨具工业尤其与机械工业、钢铁工业的发展有着密切关系, 在国民经济中具有独特的重要性。我国作为磨料磨具生产制造大国, 其产量和出口量均居世界前列, 且呈逐年上升趋势。由于工艺流程所决定, 磨料磨具生产制造过程中会产生大量的粉尘和有害气体, 污染十分严重。大部分生产企业虽然采取了一些行之有效的防尘除尘措施,在一定程度上改善了生产环境, 提高了产品质量, 维护了工人的身心健康, 但是因种种原因, 尚存在一些问题未能得到根本解决。随着国家环保要求的日益提高和ISO1400 体系的建立, 这些问题愈加突出, 已到了制约磨料磨具生产制造业发展的地步, 必须寻求合乎我国国情的对策, 最大程度地改善磨料磨具生产制造企业的环境状况。笔者从事磨料磨具工厂通风除尘工作20 余年, 就磨料磨具工厂通风除尘存在的问题提出一些对策, 以求对今后的防尘工作有所裨益。

[size=1.2em]存在的问题

1.1　工艺部分1.1.1 　工艺生产布局及物流

我国磨料磨具生产制造企业普遍存在着工艺生产布局及物流不尽合理的状况, 主要表现为往返车辆过多和运输频繁, 因多次搬运而常常出现物料散落, 导致粉尘二次飞扬。

1.1.2 　物料的存放

磨料(刚玉和碳化硅)大多直接存放于地面, 因气候原因而扬尘的现象时有发生, 不仅造成了物料损失和环境污染,同时也影响产品质量。

1.1.3 　设备的密闭

因设备的密闭与操作的矛盾, 密闭罩常常被破坏, 通风除尘系统性能得不到保证, 生产现场粉尘污染严重。

1.2　通风除尘系统1.2.1　刚玉冶炼炉

刚玉生产的一项主要工艺就是将原、辅材料按一定比例配混后送入电弧炉内冶炼生成块状磨料, 在冶炼过程中, 产生大量的烟尘。为便于加料、扒料, 企业大多采用半密闭罩。半密闭罩带来的问题一是烟气量大, 二是炉皮冷却水产生大量蒸汽涌入罩内。这两个问题给烟气净化带来了较大的困难, 许多生产企业都未采取净化措施,污染十分严重。

1.2.2　碳化硅冶炼炉

碳化硅冶炼炉一般为固定电阻炉, 在冶炼全过程均有大量含尘烟气逸出, 尤其以卸装料最为严重。因受烟气温度较高、烟气量较大、烟气散发面广、粉尘电阻率高等因素制约, 致使净化费用极高, 许多生产企业望而却步。

1.2.3　吸尘罩形式与适当吸风量

由于近年来磨料磨具行业工艺设备日新月异, 如何设计吸尘罩形式与选用适当吸风量便成为一个新的问题。吸尘罩作为通风除尘系统中的一个重要组成部分, 它的效能极大地影响着整个系统的技术经济性能指标, 应给予足够的重视。

1.2.4　除尘设备

磨料磨具行业使用的除尘设备以布袋除尘器为主, 由于对粉尘性质认识偏差或投资不够, 大多除尘设备均超负荷运行, 能耗和运行费用较高。

1.2.5　除尘系统磨损

磨料的硬度很高, 莫氏硬度均在9.0以上, 致使旋风除尘器、风管、风机以及布袋除尘器内的金属构件磨损严重。

1.2.6　投资问题

通风除尘工程初期投资较高, 运行费用亦较高, 属高投入低产出工程。因此有部分厂家对通风除尘工作重视不够,甚至望而生畏。

[size=1.2em]对策探讨

2.1 　改进工艺设备和工艺操作方法, 尽量减少粉尘污染工

艺设备和工艺操作方法的改进, 能有效地解决防毒、防尘问题。常用措施:在不影响工艺操作的前提下尽可能地将工艺设备封闭以减少粉尘外逸;合理布局工艺生产及物流, 简化并改进运输和搬运方式, 最大限度地防止和减少粉尘的二次飞扬;加强通风除尘设施的维护和管理, 建立必要的规章制度以确保通风除尘设施的正常运行。

2.2　科学设计, 加强管理, 使通风除尘系统效果最大化2.2.1 采取炉内排烟的方式, 解决刚玉冶炼炉的烟气污染

若要解决刚玉冶炼炉的烟气污染问题, 只有设置密闭罩, 采取炉内排烟的方式。增加1 套烟气冷却装置, 这样便于减少烟气量, 同时解决了大量蒸汽渗入烟气致使净化困难的问题。密闭以后, 适当增加一些加料溜管, 从而避免经常爬料的问题。虽无法减少短网损失, 但可进行经济技术比较, 以求圆满解决污染问题。该方式已应用于多家磨料磨具工厂, 效果显著, 净化设备可采用离线清灰型气箱式脉冲袋除尘器或长袋低压脉冲袋除尘器。

2.2.2 因地制宜, 形式多样, 治理碳化硅冶炼炉烟气污染

国外治理碳化硅冶炼炉烟气污染一般采用由桥式吊车改装而成的排烟罩(见图1), 炉子卸装料、冶炼和冷却3阶段错开。为了避免工人在罩内工作和装卸料的方便, 每台炉子的3个罩子设在左、中, 右。正常冶炼在中间抽风, 左侧操作右侧抽风, 右侧操作左侧抽风, 风管的接通和关闭用电磁阀控制。罩子为夹层, 用不锈钢制成。为防止CO 浓度超标爆炸, 在主风管上设有防爆阀。

国外的这种碳化硅冶炼炉排烟罩虽然效果较好, 但由于在制作、使用、维修管理等诸方面对投资、运行、人员素质等均要求较高, 在我国推广尚待时日。为有效控制碳化硅冶炼炉烟气污染, 同时又要降低投资和运行费用,可因地制宜采用多种形式。笔者曾采用较大面积的人工降雨的方法来治理碳化硅冶炼炉在扒炉时的烟气, 大大地改善了周围环境,效果显著且费用低廉, 不足之处是不能有效回收粉尘。

2.2.3 合理的吸尘罩型式与适当的吸风量的确定

吸尘罩型式的好坏直接影响通风系统的效果。在设计适合各自特点的各种工艺设备局部排风罩方面应结合试验研究和理论研究, 除要在不影响操作的前提下尽量密闭外,还必须考虑尘源的流动方向, 合理布置吸尘罩, 有条件的厂矿, 应考虑设置一吸尘小车并配置风量风压测定设施。以理论设计基础, 进行带负荷测试, 选取最佳吸尘罩型式和抽风量, 最后进行经济技术比较, 进行优化设计。这样可避免设计的盲目性并解决理论设计与实际要求之间有可能脱节的问题。

2.2.4 加强通风除尘系统的维护和管理, 确保其正常运行

众所周知, 通风除尘系统是“ 三分技术, 七分管理” , 维护和管理的好坏直接关系到通风除尘系统能否正常运行。因此, 为了确保通风除尘系统的正常有效运行, 就必须加强通风设施的维护和管理, 建立健全必要的规章制度并贯彻落实。同时应定期测定车间空气中的有害物浓度和通风除尘系统的排放浓度, 作为检查和进一步改善防尘防毒工作的主要依据, 以便发现情况, 采取措施。实际经验表明, 由于磨料磨具行业生产过程中的产尘微细颗粒居多且具有较强的琢磨能力, 因此, 在选用布袋除尘器时过滤风速不宜过高。

2.2.5 采用耐磨处理, 降低通风除尘系统的磨损

针对磨损这一磨料磨具行业特有的问题, 我们进行了探索和研究。除保证设备等的加工质量外, 可在易磨损的部件如弯头等局部件和除尘器锥体部分的内壁采用硫化橡胶或加耐磨涂层的方法进行耐磨处理, 我们刷涂1.5～2.0mm厚聚氨脂涂层, 形成一弹性内表面, 有效地解决了磨损问题。经测定, 聚氨脂涂层的耐磨性高于普碳钢15～20倍, 同时有降低噪音的功效。美中不足的是聚氨脂材料价格较高, 耐磨处理工艺较复杂, 初次投资额较大。

2.2.6 多方筹措资金, 综合利用除尘砂, 解决除尘投资问题

由于除尘工程投资较高, 运行费用亦较高, 属高投入低产出工程。据有关资料介绍, 日本等发达国家砂轮行业环保投资约占总投资30%左右, 因此有部分厂家对除尘工作重视不够, 投资不足。若要解决这一问题, 一是要提高环保意识, 多方筹措资金, 加大投资力度, 尽可能争取技改贷款或环保治理补助金;二是走综合利用的路子, 对除尘砂进行再处理, 分级后可作为微粉的原料销售。通常综合利用所得基本上可抵消除尘系统的运行费用, 有条件的可对冶炼炉通风系统的余热加以利用, 以求最大限度地利用工业通风系统的余热, 提高能源利用率;三是要清醒地认识到除尘工作的好坏直接影响到产品质量这— 行业特点。同时国家和地方—系列环保法律、法规、规章和政策的发布和实施, 为强化环境管理、推进环境保护事业发展提供了依据, 也必将能够促进解决除尘投资这— 难题。

[size=1.2em]结语

尽管磨料磨具工厂通风除尘工作无论在技术上还是在管理上都还存在着许多不尽人意的地方, 但只要强化科学管理, 并在技术上结合生产实际, 与生产工艺相互配合, 定能创造一个清新干净的生产生活环境, 对提高磨料磨具行业的社会效益和经济效益也可起到一定的作用。

转自《工业安全与环保》