環(huán)保除塵設(shè)備的發(fā)展及應(yīng)用研究

段夢凡

（遼寧環(huán)宇環(huán)保科技股份有限公司，遼寧營口 115100）

1 鉛酸蓄電池生產(chǎn)中環(huán)保除塵設(shè)備的發(fā)展

鉛酸蓄電池生產(chǎn)中的環(huán)保除塵設(shè)備有3種，分別為鉛煙凈化器、鉛塵除塵器及和膏專用濕式除塵器。以鉛酸蓄電池生產(chǎn)中所使用的3種除塵設(shè)備的發(fā)展歷程，分析環(huán)保除塵設(shè)備的發(fā)展及應(yīng)用情況。

1.1 鉛煙凈化器

鉛煙凈化器主要應(yīng)用在處理生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的含鉛煙氣中。設(shè)備主要有3代產(chǎn)品：第一代是PVC（Polyvinyl chloride，聚氯乙烯）和PP塑管（Polypropylene，工程級聚丙烯管材、管件）焊接支撐的水膜除塵器，這種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，以噴水來處理煙氣，但使用中的效率不高且容易著火，所以沒有得到長期應(yīng)用。第二代是外殼為鐵質(zhì)材料制成的水膜原理除塵器。該凈化器通過堿性液體與含塵氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到清理含鉛氣體的目的。經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)的吸收，煙氣、塵粒等與潔凈的氣體分離，這種設(shè)備處理效果較差，因此逐漸淡出市場。第三代煙氣凈化器主要為干式除塵器，外部以鐵質(zhì)材料為主，通過阻火器、高效過濾器的結(jié)合，從而保證除塵的效果。特點(diǎn)是除塵效果好，運(yùn)行效率高，所以在除塵領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。

1.2 鉛塵除塵器

第一代是旋風(fēng)除塵器，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)便利，且設(shè)備成本較低。但過濾效率不佳，故而未能得到長期使用。后期主要作為除塵工序預(yù)處理設(shè)備，能夠清除大粒徑的顆粒和粉塵。

第二代為機(jī)械振打式除塵器。當(dāng)含塵氣體在通過除塵器內(nèi)部濾袋時(shí)，除塵器會(huì)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，粉塵會(huì)從布袋上掉落下來，機(jī)械振打式除沉器清灰效果不佳，且自動(dòng)化水平較低。

第三代是扁布袋除塵器。含煙氣體在進(jìn)入機(jī)械中時(shí)，大粒徑的顆粒由于離心力的影響會(huì)向下掉落，粒徑較小的顆粒會(huì)落入到過濾袋當(dāng)中。若過濾袋除塵器壓力達(dá)到布袋最大壓力時(shí)，電氣控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號，啟動(dòng)反吹機(jī)實(shí)施反吹。布濾袋會(huì)發(fā)生膨脹，進(jìn)而發(fā)生整體振動(dòng)，濾袋表面的粉塵會(huì)直接掉落到下方的集灰斗當(dāng)中。因體積較大，運(yùn)輸不便，因此被逐漸淡出。

第四代是脈沖布袋除塵器及濾筒除塵器。前者是在含塵氣體進(jìn)入到布袋除塵器后，過濾粉在過濾布纖維作用下，由于慣性與鋁箔袋纖維發(fā)生碰撞而遭到阻攔。以清灰方式來劃分，這種除塵器還可分為脈沖式、聲波式等多種形式的除塵器。其中，脈沖式除塵器的效果最佳，在鉛酸蓄電池生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。若設(shè)備阻力達(dá)到脈沖控制儀量程的上限，脈沖閥會(huì)在短時(shí)間內(nèi)放出較多的高壓，對口徑器產(chǎn)生壓縮的作用，受到文氏誘導(dǎo)管的誘導(dǎo)，導(dǎo)出二次空氣，被高速攝入到濾袋當(dāng)中。除塵器清灰效果較差，自動(dòng)化程度較低。另外，受到高壓氣體的影響，濾袋膨脹較為明顯，濾袋上的灰塵也會(huì)下落到灰斗當(dāng)中。

第五代采用脈沖布袋除塵器與水幕除塵器結(jié)合在一起，從而形成二級凈化工藝的除塵設(shè)備。為了保證除塵效率，在干式除塵器后設(shè)置水幕除塵器。通常水幕除塵器主要采用PP或PVC塑料管焊接而成，是按照灰塵與水發(fā)生碰撞和凝聚而起到凈化的作用。除塵器使用的含堿噴淋水，需要定期排放至污水處理站中。

第六代是插斜式濾筒除塵器與高效過濾器雙級凈化標(biāo)準(zhǔn)工藝融合的二級干式除塵器，在風(fēng)機(jī)風(fēng)力的作用下，可使含塵氣體從濾筒的底部直接落入除塵器箱底位置，提高了除塵器的空間性，氣流速度明顯減慢，因此大粒徑的顆粒也會(huì)發(fā)生沉淀，附帶小粒徑粉塵的塵氣也會(huì)直接穿過濾筒，受到攔截。大部分粉塵會(huì)阻隔到濾料的外表面，干凈的空氣會(huì)向上升，經(jīng)過高效過濾器時(shí)，氣流中的細(xì)微粒子也會(huì)被更高一級的HEPA（High Efficiency Particulate Air filter，高效粒子空氣過濾器）濾料阻隔。

1.3 和膏專用濕式除塵器

該除塵器一般應(yīng)用于和膏工序中的混合氣體處理，第一代除塵器外殼為鐵質(zhì)金屬，容易發(fā)生腐蝕，因此逐漸淡出市場。第二代產(chǎn)品的外殼主要采用PVC管和PP管，為濕式填料除塵器，它在運(yùn)行過程中主要采用了塑料材質(zhì)的填料洗滌塔，其中填料主要有PP類材料的塑料多面空心球或鮑耳環(huán)、玻璃珠、焦炭等。塑料的耐酸性較好，同時(shí)填料表面積較大，因此過濾效果要比沖擊式除塵器的效果更好，且這種除塵器維護(hù)相對便利，應(yīng)用也更為廣泛。

2 新型高效除塵設(shè)備的應(yīng)用分析

2.1 除塵器質(zhì)量的判斷指標(biāo)

判定除塵器質(zhì)量的主要指標(biāo)有：除塵器排口鉛排放濃度、處理風(fēng)量、過濾面積、過濾風(fēng)速和過濾箱體密閉性，以及負(fù)荷適應(yīng)性等。

2.2 高效過濾器的定義

高效過濾器主要收集微小的顆粒、灰塵和懸浮物。這種過濾器是很多過濾系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，高效過濾器主要采用超細(xì)玻璃纖維實(shí)現(xiàn)過濾功能，分料采用膠板紙和鋁合金等材料。在框架內(nèi)填充適量的玻璃纖維。同時(shí)過濾器主要的材料為鍍鋅板、不銹鋼板和鋁合金。濾孔的直徑若小于煙氣的粒徑，就能起到清煙的作用?，F(xiàn)階段高效過濾凈化等級有H12、H13、H14，而超高過濾的凈化級別為U15，U16，U17。超高過濾器在手術(shù)室和無塵室當(dāng)中應(yīng)用廣泛。

2.3 對除塵器過濾效率達(dá)99.995%的理解

從除塵器箱體氣密性的角度來說，在高壓大風(fēng)量條件下，過濾的效率無法達(dá)到99.995%，而且這一過濾效率主要指的是安裝在除塵器內(nèi)部的高效或超高效過濾器的過濾效率，這只是廠家給出的參數(shù)。而若要達(dá)到這一數(shù)值，對過濾的條件和環(huán)境有著非常高的要求。且過濾效率是一個(gè)相對性的指標(biāo)。例如，凈化級別為H14的HEPA高效過濾器，過濾后的風(fēng)速需＜2 m/s，U15的ULPA（Ultra Low Penetration Air Filter，超高效空氣過濾器）運(yùn)行中經(jīng)過濾料面的風(fēng)速應(yīng)＜1.5 m/s，若風(fēng)速超出這一范圍，就會(huì)對過濾器的運(yùn)行效率產(chǎn)生顯著的影響。U15超高效過濾器應(yīng)用時(shí)，風(fēng)速若＞2 m/s，則凈化效率就會(huì)有所降低。

2.4 選擇除塵器過程中應(yīng)考慮的因素

（1）氣密性。無論采用傳統(tǒng)切割工藝還是激光切割工藝，在除塵器運(yùn)行的過程中都必須要保證除塵器自身的氣密性，從而確保除塵器的除塵效率。

（2）濾料及過濾面積。蓄電池生產(chǎn)中使用了大量的非標(biāo)環(huán)保設(shè)備，因此很多廠家在生產(chǎn)中對濾料的材料和過濾面積的設(shè)定不夠統(tǒng)一，故而市場上并沒有可靠的依據(jù)，這就要求人們要更加仔細(xì)和謹(jǐn)慎地選擇環(huán)保設(shè)備。例如，市場上的脈沖除塵器主要為DMC（Dough molding compounds，團(tuán)狀模塑料）型，為了更加彰顯個(gè)性，一些廠家在DMC前會(huì)添加廠標(biāo)，且布袋的直徑也有所不同，所以在選擇除塵器的過程中，必須要高度重視過濾面積，按照濾袋的外觀和濾袋的尺寸參數(shù)，經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算后得出過濾面積的數(shù)值。不管選擇何種類型的脈沖除塵器，其過濾面積必須一致，這樣才能保證效果的一致性，

即使是2個(gè)外觀完全一致的濾筒，若2個(gè)濾筒的濾材不同，則過濾面積也會(huì)產(chǎn)生較為明顯的差異。例如，直徑320 mm，高度660 mm的濾筒，若使用納米級的濾筒材料，其過濾面積一般在 21 m2，如采用 PTFE（Poly Tetra Fluoroethylene，聚四氟乙烯）覆膜濾料，則過濾面積通常為9 m2，因此應(yīng)選擇效果等同的濾料，從而利用過濾面積精確地計(jì)算除塵器的運(yùn)行效率。

（3）除塵器選型。當(dāng)前，鉛酸蓄電池生產(chǎn)中，高效除塵器應(yīng)用較為廣泛，且主要應(yīng)用斜插式濾筒干式除塵器或垂直式濾筒干式除塵器。斜插式濾筒干式除塵器在應(yīng)用的過程中不需要占用較大的空間，而垂直式濾筒干式除塵器所占的空間較大。若增加二級高效過濾器，則應(yīng)采取分體的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)前主要的做法是將濾筒箱體和高效過濾器箱體組成一個(gè)整體，并在較短的時(shí)間內(nèi)完成拼裝施工。例如，常規(guī)條件下，采用上下過濾器一體式箱體，且都使用PTFE覆膜濾料和相同風(fēng)量等級的過濾器，在比較斜插式和垂直式結(jié)構(gòu)的過程中，發(fā)現(xiàn)斜插式濾筒干式除塵器在成本上占據(jù)著更大的優(yōu)勢。垂直式濾筒干式除塵器也具有過濾面積大，除塵效果好的優(yōu)勢。且濾筒應(yīng)采用垂直放置的方式，進(jìn)而加強(qiáng)除塵器的除塵效果。與斜插濾筒干式除塵器相比，其濾筒壽命有所延長。

3 結(jié)語

通過分析可以看出，環(huán)保除塵設(shè)備經(jīng)歷了較長時(shí)間的發(fā)展進(jìn)程，而且隨著技術(shù)的不斷完善，各方面性能也在逐步更新。不同形式的除塵設(shè)備也都經(jīng)歷了多代產(chǎn)品的不斷更新，且由于其性能得到了有效的改善，所以在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都發(fā)揮了重要的作用，應(yīng)用范圍越來越廣。