許多企業(yè)生產(chǎn)加工過程中的鉛煙污染, 一般都是由金屬鉛或其合金在化鉛爐中熔化揮發(fā)出來造成的。據(jù)顯微鏡觀察:鉛煙顆粒直徑大部分在0·1μm左右,屬于呼吸性粉塵。這種微小的鉛粒對職工危害極大。減少鉛污染,保護環(huán)境一直是人們重視的研究課題。由于鉛煙在廢氣中呈氣溶膠狀態(tài),適用于濕法吸收凈化。為此,在深入研究各種濕式除塵器的性能特點之后,我們研制出一種 SV型濕式洗滌器。該裝置在北京瑪鋼廠水箱分廠的化鉛爐上應用成功,鉛煙凈化效率在99%以上。大大改善了車間的衛(wèi)生條件, 其鉛煙排放濃度低于國家規(guī)定的鉛煙排放標準0·03mg/m3。

1　工藝特點及煙塵治理系統(tǒng)

汽車水箱生產(chǎn)中的制管工序是使銅片在熔化的鉛液中通過,從而鍍上鉛錫合金�；U鍋容納700kg左右的鉛錫合金,鉛液的溫度在330℃左右。在制管過程中,鉛鍋內(nèi)散發(fā)出大量的鉛煙氣體,產(chǎn)生許多鉛氧化物的微粒。為防止鉛煙污染車間空氣,在化鉛爐上設置柜形排氣罩,罩正面有一操作口,工人可查看爐內(nèi)運行狀況,不用時關閉操作門。

排氣罩的抽氣量應能保證產(chǎn)生的熱煙氣全部抽走,使操作口及縫隙處有0·6m/s以上的控制風速。經(jīng)計算得出最小排風量為 2000m3/h。

含塵煙氣經(jīng)過SV型洗滌器凈化后由 4—72№3·2A風機引出排入大氣。凈化含鉛廢氣所需用水由25WG型污水泵提供,凈化器排出的廢水流入水封槽后進入污水池。除塵工藝流程見圖1。

2　SV型凈化器的除塵機理

SV型洗滌器綜合運用了物理和化學方法。SV型洗滌器結構見圖2。

在除塵過程中,含塵氣體首先進入洗滌器上部的入口煙管。由煙管內(nèi)的濺錐噴嘴產(chǎn)生的微細霧滴使氣體達到飽和及過飽和狀態(tài)。粗塵粒與霧滴碰撞沉降下來。此后,飽和氣體在通過文氏管喉部時,流速增加,靜壓減小,水滴繼續(xù)霧化成更細的霧滴,塵粒表面附著的氣膜被沖破,使塵粒被水潤濕;同時由于氣液兩相間的相對速度較大,塵粒與液滴或塵粒之間發(fā)生強烈碰撞、凝并,成為更粗大的聚合體。在文氏管的擴散管后部再設置一濺錐噴嘴,進一步捕集凝聚的較大顆粒塵。隨后,氣體離開漸擴管,沖擊除塵器底部斜板,帶有塵粒的較大液滴在慣性作用下被攔截下來,流入灰水池。而氣流向上翻轉通過波紋擋板脫水器,脫除氣流中的水滴。凈化并脫水后的清潔氣體排出室外。

鉛在熔化過程中產(chǎn)生的煙塵主要是以氧化物的形式存在。鉛塵粒徑一般小于1μm。為提高鉛煙凈化效率,利用鉛塵與堿反應的特性,在洗滌液中加入NaOH,使溶液的pH 值達到10以上。在洗滌器內(nèi),水滴霧化的過程就完成了鉛與堿的化學反應,生成溶于水的Na2PbO2,而使鉛塵從廢氣中除去。其化學反應式如下:

PbO+2NaOH=Na2PbO2+H2O

3　SV型洗滌器的結構設計

SV型洗滌器的結構尺寸對其效率及阻力損失有很大影響。

3·1　煙氣粗凈化飽和室

在飽和室的入口煙管處設置一濺錐噴嘴。噴出后自然形成的錐形液面應為90° 角,而在風流作用下,錐形角變小,液面行走的距離變長。因此,入口煙管在噴嘴之后要有一定的長度。這一長度由入口氣流速度、水壓及噴嘴結構決定。該裝置選用不易堵塞的濺錐噴嘴,耗水量340kg/h,水壓 202·65kPa。這種情況下根據(jù)計算得噴嘴后煙管長度為200mm。

沉降下的泥漿順室內(nèi)的斜面流入水封槽,斜面的角度為30°,可避免泥漿在隔板上阻留。經(jīng)過粗凈化的煙氣進入文氏管。

3·2　文氏管

文氏管在此處的作用是增強霧化效果, 通過霧化、冷凝,使細小的塵粒凝結成大冷凝核。文氏管的喉口速度低于一般高能文氏管的速度,一般選為50~55m/s。漸擴管擴張角取7°。在漸擴管末端再設置一濺錐噴嘴, 耗水量為340kg/h,水壓202·65kPa。漸擴管之后加一段直管。

文氏管與飽和室的下部斜板固定在一起。由于文氏管喉口磨損嚴重,為了便于維修更換,把斜板做成兩部分,喉口部分做成活接,上下板有止口,用螺栓聯(lián)接,并使斜板的上表面光滑,不阻留泥漿。

3·3　波紋狀脫水器

經(jīng)文氏管凈化后的帶水氣流,向上逆轉進入波紋狀脫水器。脫水器的脫水效率隨氣流速度的增加而提高,但流速過高會造成二次帶水,從而降低脫水效率。這一臨界氣流速度一般由經(jīng)驗確定,以4m/s的速度為最佳。由此而設計各波紋板的平行間距、波紋角度、波紋板高度。

3·4　水封槽

經(jīng)過各階段凈化后的污水順隔板流入水封槽。設立水封槽是為防止外部空氣進入除塵器內(nèi)。除塵器底部出水口插入水封槽的深度要大于200mm,保證槽內(nèi)的水不被吸入室內(nèi)。水封槽內(nèi)的水連續(xù)流入污水池,除塵用水取沉淀后的清水池中的水。

污水池中要定期投入燒堿NaOH,檢驗 pH值使經(jīng)常保持在10左右。

4　化鉛爐鉛煙凈化效果

該套凈化設備投入運行以后,運轉正常, 在工人工作地點測定空氣的含鉛濃度,結果見表1。

在除塵器進出口分別設采樣點,測出在系統(tǒng)正常運行時,除塵器進、出口氣體含鉛濃度,見表2。

從測試結果可以看出:SV型濕式洗滌器的鉛煙凈化效率在99%以上,使用該裝置后,車間內(nèi)的空氣質量得到改善,滿足車間內(nèi)衛(wèi)生標準;經(jīng)過凈化后的煙氣排放濃度遠低于國家排放標準。

5　結束語

化鉛爐除塵系統(tǒng)投入運行后,證實了SV 型洗滌器的設計是合理的,且結構緊湊,體積小,設備阻力低,投資省,管理操作方便,運行可靠,凈化效率高。解決了鉛煙治理的難題。

SV型洗滌器在使用中應該注意的問題是:洗滌用的循環(huán)水達到較高濃度時,要定期更換,送至污水站處理,不能隨意排放。洗滌水的綜合利用有待進一步研究。

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