喷砂设备除尘系统

1、喷砂设备除尘系统邬京利（100076北京市国营二一一厂）除尘器组合的除尘方法，采用干法两级除尘较为理想地解决了干式喷砂设备粉尘大、危害大、影响操作者身心健康，破坏生态环境的问题，取得满意效果。主题词：干式喷砂湿法干法除尘系统1前言干式喷砂工艺效率高、适用范围广、耗能低，特别适用于结构复杂、形状怪异的铝合金铸件的清理，同时对锻件、热处理件及挂胶零件前的表面清除油污、锈蚀粘砂、氧化物去除等也非常适用。干式喷砂有正压和负压两种方式。正压喷砂生产效率高，力量大，清理质量好，但带来硅砂破碎速度快，粉尘量大的问题，也是喷砂设备的主要粉尘来源。负压喷砂力量小，硅砂破碎速度慢，但效率低。故生产现场主要以干式喷

2、砂为主。干式喷砂虽然效率高，清理质量好，但带来了粉尘量大，处理困难的难题。随着环保要求的逐渐提高，生态环境受到极大的重视，而环境的好坏是直接关系社会发展、人民健康和子孙后代的大事。国营二一一厂自60年代以来先后采用负压、正压喷砂设备进行喷砂，其除尘系统由最初的重力喷淋除尘器、喷淋滤料除尘器、湿式自激除尘器到旋风布袋两级组合除尘器。粉尘排放浓度由最高的逐渐降低至50mg/m以下，达到了国家环保要求。2干式喷砂机除尘器简介在最初使用负压进行喷砂时，其除尘系统为简单的重力喷淋除尘器。该除尘器属低能型湿式除尘器，水从上部用喷嘴向下喷射，含尘气体由下部进入，并通过均流孔板向上运动，在此期间粉尘与水充分湿

3、润，使粉尘重量增加并随水流流入下斗排放。由于负压喷砂效率低，并存有二次污染和水浪费现象，于1982年重新设计制造了具有较高效率的正压喷砂设备，并配有喷淋水膜滤料除尘器。喷淋水膜滤料除尘器工作原理是，含有粉尘的气体首先进入由不锈钢屑组成的中间湿润过滤层，使含尘气流在曲折通道中湿润、碰撞、尘粒发生凝聚，并在此重力下随水流流入下斗，经重锤式锁气器自动定量排放。净化后的气体经挡水板把水雾脱离后排入大气。该套喷砂系统虽然效率有很大提高，但还存在有污泥处理和污水堵塞下水管道问题，同时水浪费情况仍没有解决，且粉尘排放亦达不到环保标准要求。使用到1994年又对该设备进行了更新改造。在1994年设备更新改造时，

4、除尘系统由喷淋水膜滤料除尘器改为湿式自激除尘器。当时的设计思路是：湿式自激除尘器除尘效率高于喷淋水膜滤料除尘器，用水量明显少于前者，可节约水量，因定期清理污泥也不存在堵塞下水管道问题。故设备更新改造时选用湿式自激除尘器，它由风机、洗涤除尘室及贮泥池、水位控制组合成一个独立的整体，具有结构简单紧凑，占地面积小，用水量少等优点。洗涤除尘室有S形通道，气流在S形通道运行时冲击水面激起水花、水雾，并充满整个S形通道，带有粉尘的气体在S形通道中与水花、水雾充分混合碰撞，并下落至贮泥池，从而达到除尘目的。但是要达到较理想的除尘目的，水位控制必须相当严格，且自激式除尘器由于结构所限，贮泥池中的污泥清理较为困

5、难，同时也存有污水排放问题，故又添置了一台正压喷砂机。其除尘系统由原湿法除尘改为干法除尘，并采用两级除尘方式，第一级旋风除尘，第二级布袋除尘。3旋风、布袋两级除尘系统通过负压、正压喷砂设备和多种除尘器的使用比较认为，采用重力喷淋除尘器、喷淋水膜滤料除尘器和湿式自激式除尘器存有严重的二次污染和水的浪费现象，除尘效果也不稳定，粉尘排放经常超标。故在本次喷砂设备改造时，决定采用干法除尘，消除二次污染和水的浪费现象。并采用两级除尘使粉尘排放浓度低于国家标准规定排放浓度。全套喷砂系统由喷砂室、惯性重力分离器、贮砂筒、压力罐等设备组成，除尘系统采用第一级旋风除尘、第二级布袋除尘组合的除尘方式（下图）。硅砂

6、从喷砂嘴喷出完成清理工作后，落入喷砂室下方的吸砂地板，通过抽吸管道进入惯性重力分应用技术喷砂设备除尘系统2/2000中国铸造装备与技术干式喷砂系统1.喷砂室2.管道3.惯性重力分离器4.贮砂罐5.压力罐6.旋风除尘器7.布袋除尘器8.风机离器进行砂气分离。颗粒砂落入贮砂筒内供循环使用，含尘气体进入旋风除尘器内进行第一级除尘。在此除尘器内将去掉85 以上大于40m的粉尘，然后进入布袋除尘器进行第二级除尘，净化后的气体排入大气。喷砂室的进风采取上进下吸方式，进风口在上面，吸风口在下面，气流流动方向自上而下，与工作时喷砂气流方向完全相同，使含有粉尘的气体迅速下降，吸风口在抽吸由喷砂嘴喷出硅砂的同时，

7、又将室内粉尘吸走，减弱了二次扬尘和飞溅。洁净气体沿进气管道进入喷砂室内，其出口在喷砂室操作视孔窗口上方，以让洁净气体在进入喷砂室前先冲刷操作视孔窗口，使室内能见度提高，确保操作者工作时视野清晰，保证清理质量。3.1惯性重力分离器从吸砂地板抽吸混有大量硅砂的气体在进入惯性重力分离器时，含有大量硅砂的气体急剧改变气流方向，利用惯性将大颗粒的硅砂捕集分离开来，砂粒在惯性力、离心力和重力作用下降落并被捕集。粒径小、重量轻、沉降速度慢的小颗粒（粉尘）被水平气流带入下一级除尘器。此种惯性重力分离器结构简单、分离量大、分离效果好，能够有效地将硅砂和粉尘分开，使可用的硅砂流入贮砂筒内循环使用，而粉尘将进入下一

8、级除尘器内。在实际应用中，我们将惯性重力分离器放在第一级，主要用来分离颗粒较粗、浓度较大的粉尘。它既能分离颗粒较粗大的硅砂供喷砂使用，又减轻了下一级除尘设备的负荷，特别适合于捕集粒径大于40m的干燥粉尘及非粘结性粉尘、纤维性粉尘。重力惯性分离器结构简单、紧凑，体积小，一次投资少，阻力损失少，维护方便。由一个扩张室和碰撞板组成。碰撞板使气流改变方向以对尘粒附加一个向下速度，提高尘粒的分离作用，使尘粒速度在扩张室中降低并在重力作用下使它沉降下来。但是要想把很细的尘粒沉降下来，扩张室的尺寸就要做得很大。因此，一般只用来除掉大于40m颗粒，完全可以满足喷砂设备砂粒循环使用的要求，阻力损失196Pa.3

9、.2旋风除尘器从惯性重力分离器出来的含尘气体沿切向进入旋风除尘器后，由于离心力的作用将尘粒从气体中分离出来，从而达到除尘目的。旋风除尘器中的气流要在除尘器中反复旋转多圈，且气流旋转的线速度也很大，因此旋转中尘粒受到的离心力比重力大得多，一般的旋风除尘器离心力比重力大5倍以上。含尘气流以1220m/s的速度从进气口进入，由于受到外圆筒上盖及内外筒壁的限流，迫使气流做自上而下的旋转运动，在气流旋转过程中形成很大的离心力，尘粒在离心力的作用下逐渐被甩向外壁，并在重力作用下沿外壁旋转下落，直至灰筒底部。旋转下降的外旋流因受到锥体收缩的影响渐渐向中心汇集，下降到一定程度时，开始返回上升，形成一股自下而上

10、的旋转运动，一般把这种运动称为内旋流。内旋流不含大颗粒粉尘，比较干净，可以直接排入大气。但是，由于外、内两旋转气流的相互干扰和渗透，容易把沉于底部的尘粒又带起，其中一部分细小的粒子又被带走，这就是除尘器的二次飞扬现象。此外排尘管道有任何漏风都会导致除尘效率的明显降低。此种除尘器对于细尘粒的除尘效率不高，对10m以上尘粒则有较高的效率。优点是结构简单，造价低廉，维护方便。3 .3布袋除尘器从旋风除尘器出来的含尘气体，如果直接排入大气，其粉尘浓度达不到环保要求，故需要布袋除尘器进一步净化除尘。其原理是：用滤袋把含尘气体中的尘粒阻留在滤袋的上流侧，净化气体则从滤袋的下气流侧排出，袋式除尘器的处理风量

11、很大，对于lm以上的尘粒除尘效率很高，其除尘效率可达布袋除尘器净化效率高，性能稳定，操作简便，适应性强，适合于捕集非纤维性、非粘结性的工业粉尘。该布袋除尘器选用外滤式布袋除尘器，含尘气体从袋外流向袋里，它适用于含尘气体浓度大，过滤速度高的场合。含尘气体进入袋式除尘器后，由于气流断面积突然扩大，气流中一部分颗粒粗大的尘粒在重力和惯性力作用下沉降下来，颗粒细、密度小的尘粒进入袋滤室后通过布朗扩散、惯性碰撞和筛滤等综合效应，使粉尘沉积在滤袋表面上。而净化后的气体则由风机排入大气。旋风布袋两级组合除尘系统主要参数如下：矩形管道流速（惯性重力分离器至喷砂室硅砂应用技术喷砂设备除尘系统2/2000中国铸造

12、装备与技术之间的运动速度）：2326m/s圆形管道流速（布袋除尘器至旋风除尘器之间粉尘的运动速度）：1012m/s本喷砂设备旋风除尘器为旁路式旋风除尘器，粉尘入口浓度较高，对于40m以上的尘粒除尘效率可达85 以上。布袋除尘器的型号为：BDZ300 ，离心通风机型上述除尘器的计算选用，已有大量设计手册介绍，本文不在赘述。本喷砂机选用的除尘设备均是标准产品，只要根据实际工作情况恰当选型即可。通过喷砂机和多种形式除尘器的使用，比较各种湿式除尘器和旋风与布袋组合除尘器，后者的粉尘排放浓度明显低于前者，见下表。各种除尘器排放浓度对比喷砂方式除尘设备风机型号排放浓度mg/m最低最高负压喷砂正压喷砂重力喷

13、淋除尘器喷淋水膜滤料除尘器湿式自激除尘器旋风布袋除尘器4除尘设备的选用4 .1控制粉尘排放的几种手段（1）设备密闭是控制扬尘的一个重要手段。（2）降低物料高度，缩短流动距离，使物料诱导的空气量减少。（3）将正压区和负压区相连，进行泄压，使空气流通。（4）采用较大的密闭室（罩）缓解飞溅现象的高速冲击。4 .2除尘设备选用原则（1）从实际出发，结合工艺特点，粉尘种类，负荷变化，投资和运行费用，使用寿命，占地面积，能源消耗及维护管理等因素，综合考虑经济、节能、环保的要求，选用有效的除尘措施。（2）明确除尘对象的工艺特征，掌握工艺负荷的波动性，粉尘量的变化，粉尘温度、湿度，排尘的含尘浓度，粉尘的粒度分

14、布，尘粒的密度，磨损性、粘附性及回收利用的价值等基础资料。（3）在选用除尘器时，对于使用干湿法除尘器各有利弊，必须结合具体情况全面考虑，慎重选用。5结论（l）旋风布袋两级组合除尘系统除尘能力强，除尘后效率可达99 .5以上，环保检测部门对系统出口粉尘排放浓度实测为50mg/m以下，达到设计要求。（2）整套系统从硅砂分离到旋风布袋两级除尘，设备运转费用低，无二次污染，除尘效率高，便于操作、维护，使用方便。（3）风机安装在室外密闭的布袋除尘器内，并采取了防噪隔离措施，运转噪声低，无噪声干扰。l冲天炉烟气的治理。中国铸造装备与技术， 1997（6）2罗云等。工业安全基本数据手册。北京：中国商业出版社

15、，1997.3机械工业环境保护实用手册。北京：机械工业出版社，1993.4李家瑞。工业企业环境保护。北京：冶金工业出版社，1992.新型水玻璃自硬砂工艺及材料新型水玻璃自硬砂工艺及材料是沈阳汇亚通铸造材料有限公司研制开发的新一代造型制芯工艺，它采用最新研制的新型水玻璃和专用酯类固化剂，对水玻璃粘结剂体系进行离子改性处理，使水玻璃砂树脂砂化，型砂工艺水平达到了树脂砂的技术水平。新工艺在水玻璃砂系统实现了几点突破，主要体现在以下几方面：（1）水玻璃加入量低（3 ），强度高（抗拉0 .51 .4MPa）（2）型（芯）砂综合工艺性能优良，冬季硬透性好，硬化速度可调（3）型（芯）砂溃散性好，铸件清理容易（4）旧砂易干法再生回用，回用性好，回用率80 （5）铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美，铸造缺陷少（6）生产成本低，对生态环境污染少。经过多年的开发研究，1996年初将新工艺推向市场经过近几年的市场开发、推广宣传、生产应用，产品的质量和品种得到完善和提高。1998年我们在国内改造建成了两条新型水玻璃自硬砂生产线，实现了新工艺的批量生产应用，今后几年国内将