袋式除尘器在化铜粉尘治理中的应用

简介： 简要叙述了袋式除尘器原理与特点及其在化铜粉尘治理中的应用。分析了袋式除尘器在化铜粉尘治理中的治理效果及影响袋式除尘器除尘效果的因素。提出了利用袋式除尘器治理化铜粉尘时应完善的地方。
关键字：袋式除尘器 化铜 粉尘

化铜业是阀门行业的配套行业，化铜时产生的大量废气，如未经处理直接排放，会造成环境污染,并严重影响人民群众的身心健康，而袋式除尘器可对化铜废气进行有效治理。

　　1 污染源

　　化铜炉有两种：一种为中频炉或工频炉，用电加热，属于比较清洁的生产；另外一种为坩埚，俗称土炉，使用燃料——焦炭加热，这种炉产生烟气量大，已被限制使用。化铜产生的废气主要是粉（烟）尘，它含有CuO、PbO、ZnO、Cu、Pb、Zn、Sn等，粒径大都在0.5 μm以下。浙江省玉环县环境监测站曾对未治理时化铜炉粉尘无组织排放进行监测，粉尘监测结果高达32.1 mg/m³，而国家排放标准只有5 mg/m³，超出排放标准5倍多。

　　2  袋式除尘器原理与特点

　　当含尘气通过滤袋时，细小的气体分子通过粘有粉尘层的滤布空隙，而大颗粒的粉尘被阻断通过，由于重力沉降作用，掉落到灰斗。当滤布表面粉尘不断加厚，阻力不断加大，空隙不断减小，气流很难通过，粉尘层积累到一定程度，需利用各种清灰方式清空滤袋。

　　袋式除尘器具有如下特点：①除尘效率高，除尘效率可达99%以上；②适应性强，能处理不同类型的颗粒物，处理容量可大可小；③操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大；④结构简单，使用灵活，便于回收干料，不存在污泥处理。

　　3  化铜粉（烟）尘治理工艺一般流程

　　化铜粉（烟）尘治理工艺一般流程如下：

　　有些工艺在总烟管处加一个冷却器，用水冷却。

　　4  监测结果统计与分析

　　4.1  监测结果

　　玉环县环境监测站对12家装有袋式除尘器治理化铜粉尘的企业进行监测，监测结果如表1所示。

　　表1  袋式除尘器监测结果

　　4.2  监测结果分析

　　从玉环县环境监测站对12个装有袋式除尘器装置的企业监测结果来看，处理设施进口浓度范围在228.0～1249.0 mg/m³，进口平均浓度为826.2 mg/m³；出口浓度范围在19.4～105.0mg/m³，出口平均浓度为53.2 mg/m³；除尘效率为81.9%～98.0%，平均除尘效率为91.1%。按我国（GB 9078—1996）《工业炉窑大气污染物排放标准》有色金属熔炼炉中的Ⅱ时段二级排放标准100 mg/m³计，12套除尘设施中，有11套达标，达标率为91.7%，说明袋式除尘器对化铜粉尘治理效果明显。

　　5  影响袋式除尘器除尘效果的因素

　　(1)滤袋的选择：滤袋应选择耐磨耐高温的材质，有玻纤布/毡，NOMEX、针刺毡、P84针刺毡等，考虑到滤袋的耐磨性、耐用高温以及费用等因素，化铜行业一般选用NOMEX针刺毡。

　　(2)温度的控制：一般NOMEX滤袋承受温度为200 ℃，所以处理设施进口温度应控制在200 ℃以下，通过长长烟管后的烟气到达除尘器箱体时，温度都能降到200 ℃以下，特殊情况时，可进行水冷，在总烟管处安装冷却器。

　　(3)风机选用：引风机比送风机效果好。

　　(4)机械除尘比人工除尘方便、干净，但机械除尘费用高，现大多采用脉冲除尘法。

　　(5)漏风与阻力：理论上计算袋式除尘器除尘效率达99%，但实测中达不到，主要是漏风和阻力的影响，漏风率越低，除尘效果越好；阻力对除尘效果有一定影响，经常清空滤袋，减少阻力，可提高除尘效果。

　　(6)集尘罩应尽量接近炉头，使粉尘更容易进入罩内，增加集尘量，减少无组织排放污染。

　　(7)设备维护：仪器设备及布袋容易损坏应及时维修和更换布袋。

　　(8)气流速度：在1～3 m/s气流速度下，除尘效果最佳，一般风速控制在2～4 m/s。

　　(9)过滤面积：过滤面积越大，除尘效率越高，但造价会相应提高。所以应预先计算风量，然后选择相应的除尘器型号。

　　(10)二级除尘：在除尘器箱体前装有沉降室，形成二级除尘。沉降室可除去一部分大颗粒粉尘，降低温度，减少除尘器压力。    

　　6  经济效益分析

　　12个企业的12套化铜炉粉尘治理设施正常运行一个月，清灰可达12 t，处理设施装机容量每套约10 kW，是中频炉设备装机容量的5%，由于中频炉生产变电容量都留有余量，因此处理设施增加的装机容量不会额外增加企业电费负担。

　　设备投资总额：12×6=72万元                      

　　每年回收的价值：12×12×0.14万元=20.16万元        

　　每年兼职操作工人工资：12×12×0.02万元=2.88万元         

　　每年改善作业环境后补贴工资下降：12×12×0.02万元=2.88万元         

　　每年设备维修费用：12×12×0.02万元=2.88万元         

　　从以上可知，每年可产生经济效益17.28万元，设备投资4年后可全部收回。

　　参考文献

　　1  蒋展鹏.环境工程学.北京：高等教学出版社，1992

　　（收到修改稿日期：2004-12-10）

　　[1]第一作者：蔡秀德，男，1971年生，本科，学士，工程师，现从事环境监测方面的工作。