微雾除尘技术在陶瓷业节能减排的应用

微雾除尘技术在陶瓷业节能减排的应用摘要：本文介绍微雾除尘从捕尘机理及捕尘水雾凝并沉降技术设计原理，突出介绍了应用在陶瓷生产企业最大限度地结合“三废”治理措施以达到：节能、降耗、减污、增效的目的。1．前言在陶瓷行业的节能、排放、和环保问题是政府、企业和大众“紧盯”的重点环境智力问题，更是各企业生存、发展的首要解决问题。陶瓷生产过程中产生的粉尘治理好坏是清洁生产中最直观一个问题，不少企业不惜投入了大量的资金。但粉尘治理效果和日常运行费用因选用的除尘技术不同而各有不同。很多陶瓷企业为了完成政府的清洁生产整治要求，在对粉尘治理技术缺乏综合比较评估而匆忙投入资金对生产中粉尘进行治理，造成资金投入大、效果却依赖高运行费用来维持。粉尘治理了却增加了企业生产成本。以至某些企业在通过清洁生产认证之后，日常生产却停用除尘设备。2．微雾除尘的技术原理2．1粉尘的特性对除尘的措施比较陶瓷生产过程产生的粉尘主要是飘逸的粘土原料，胚体原料颗粒研磨得非常的小，（一般在150目以上），粘土类粉尘具有亲水性。目前陶瓷生产企业常见的除尘措施有：旋风除尘、布袋除尘和静电除尘。旋风除尘器缺点弊端在于：流体的流动路线为沿边壁自上而下再沿轴心自下而上，由于大部分气体要在锥体从边壁区域流向中心部位，会导致已达到锥体壁面附近的细粉尘的二次卷扬；大量流体流入灰仓，会造成灰仓内细粉尘的飞扬，并会被返回气体带回器内；由于顶盖附近存在高速旋转的灰环（含尘浓度极高的气流），易产生细粉尘向出气口泄漏；气体流量的波动易造成器内流型紊乱，出入口气体短路及灰环泄漏，故流量波动会造成效率的下降；若气体入口的流速低，器内不能保证分离所必须的气体旋转速度，造成效率大幅度下降；若入口气体的流速增高，会造成压降的急剧上升，故操作弹性小，操作稳定性差。布袋除尘器缺点弊端在于：用于处理相对湿度高的含尘气体时，应采取保温措施（特别的冬天），以免因结露而造成“糊袋”。阻力较大，一般压力损失为1200～1800Pa左右，需要风机功率大。静电除尘器缺点：设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，通常高压供电设备的输出峰值电压为70～100KV，故投资高。制造、安装和管理的技术水平要求较高。除尘效率受粉尘比电阻影响大，一般对比电阻小于104～105Ω·cm或大于1012～1015Ω·cm的粉尘,若不采取一定措施,除尘效率将受到影响.此外,对初始浓度大于30g/cm3的含尘气体需设置预处理装置。2．2微雾除尘的设计原理在除尘器内水通过喷嘴喷成雾状，当含尘烟气通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，尘粒随液滴降落下来。未捕捉的含尘气体由于运动气流中尘粒与气体具有不同的惯性力，只要依靠气流方向的突然改变时，粉尘粒子由于惯性继续按原来的气流的方向前进，碰撞到“水膜过滤板”挡板上而被捕集下来。同时由于水雾不断向“水膜过滤板”喷雾产生的震动随水膜的加后或粉尘自重随水流下来，起到过滤自洁的作用。气流再经过涡流锥体及涡流导向筒之间的涡流通道内高速旋转流动，由于离心力作用，将粉尘与水混合的颗粒甩向通道的外侧，并向下落入集尘排污斗含尘气体微雾的加湿后，尘粒被水雾捕捉、尘粒加重经重力沉降洗涤除尘、“水膜过滤板”的惯性除尘再经旋风除尘，在一台设备上运用四种除尘方式的设计。3．微雾除尘技术应用的节能性、降耗、减污、增效性这种微雾除尘技术构造简单、阻力较小、操作方便。所须吸尘风机功率小耗电少。喷雾压力在≥0.3Mpa,水泵无需提供很高的水压力，可节省水泵能耗。可以使用循环水,耗水非常少(20升/小时)。不需要干净新鲜水源。对陶瓷生产企业的废水充分利用，最大限度地厂内循环。粉尘与水雾混合后的泥浆与生产用循环水一并进行环保处理，不再需要重复建设污水处理设施。微雾除尘因其体积小、造价低，在陶瓷企业生产现场可以对扬尘点就近安装治理，减少其他除尘设备安装时过长的同风管道建设费用（一般布袋除尘、旋风除尘风管造价占总工程造价50%~60%）。微雾除尘技术本身带有自洁功能不会导致堵塞，日常维护非常少。设备工作寿命长，日常运行费用仅需很少的电费。蒸发冷却：在实验中通过测试进出口温度，发现采用微雾除尘可以使空气温度降低5～8℃。可以对车间空气进行蒸发冷却处理，不增加降温能量消耗的同时提高工人舒适度。4．性能的实验研究与分析经实验测试，在迎面风速为1.5～2.8m/s，喷雾水密度为0.94-2.36kg/m2s的变化范围内，本除尘器对1μm粉尘除尘效率可以达到65～80％，3μm颗粒的除尘效率为79～97％，5μm颗粒的除尘效率为85%～99%，压力损失范围在30～130Pa。图4－1风速与除尘效率的结果图4－1分别给出了不同粒径颗粒在不同迎面风速情况下的除尘效率与淋水密度的关系。从图中可以看出，对于1μm颗粒的除尘效率随迎面风速的增加而减少，对于3μm和5μm的除尘效率随迎面风速的增加而增加。这是因为对于1μm颗粒的除尘机理中扩散作用占有重要地位，而扩散作用随风速的增大而减弱，使小粒径粉尘的去除效率降低；对于3μm和5μm以上颗粒的除尘机理主要依靠的是惯性碰撞和接触阻留作用，随风速的增加而增强，进而使大粒径粉尘的去除效率增强。5．微雾除尘技术的应用佛山某设备公司采用微雾除尘技术开发出喷雾高效除尘机组，集水雾捕捉、洗涤、过滤、旋转离心的四种除尘方法于一体。应用A例：A企业为陶瓷棍棒生产环节除尘，粉尘扬点在筛料车间、混料搅拌车间。粉尘主要成分为氧化铝，粉尘粒度在1μm~10μm之间。车间扬尘点测量粉尘浓度≥10600mg/m3。该企业原有除尘系统为布袋除尘，使用功率为40KW。安装使用喷雾除尘后，使用功率为15KW，粉尘混合浆料经过滤后当湿料直接用在混料工序（无需污水处理）。再检测，除尘后粉尘浓度≤56mg/m3，优于GB16297-1996《大气污染物排放标准》规定的二级排放要求。应用B例：B企业为某知名品牌微粉砖生产企业，粉尘扬点在原料输送带、布料车间、压机成形车间。粉尘主要成分为粘土等陶瓷原理微粉，粉尘粒度在2μm~8μm之间。最大扬尘点为布料车间，粉尘浓度≥8600mg/m3。安装使用喷雾除尘后，粉尘混合浆料经过车间循环水滤收集泥粉再利用（无需另建污水处理）。再检测，除尘后粉尘浓度≤86mg/m3，优于GB16297-1996《大气污染物排放标准》规定的二级排放要求。从上两例应用实际使用情况看，日常用性费用低，维护少，经济的造价取得了显著的除尘效果，为企业带来了明显的经济效益和社会效益。6．结论陶瓷生产企业要大幅降低粉尘治理的投资和能耗，必须要在除尘技术突破来支持。微雾除尘技术是一种高效率低阻力的空气净化技术，大气尘计数效率达到高效除尘器的水平，而空气阻力低于传统除尘器的风速m/s除尘效率100%90%80%70%60%0．511．522．531μm粉尘3μm粉尘≥5μm粉尘平均值。微雾除尘技术是节能、减排和提高车间空气质量的经济除尘技术，将极大地提高整个陶瓷行业的清洁生产技术水平。