隨著(zhù)中國經(jīng)濟的發(fā)展,對環(huán)保的要求越來(lái)越嚴,也給鋁加工行業(yè)提出了一個(gè)嚴峻的課題,主要是在鋁加工過(guò)程中的"三廢"處理,尤其是對熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物的處理。
從爐內扒出的熱的鋁渣遇到空氣中的氧氣,會(huì )繼續燃燒,產(chǎn)生大量的污染物和強烈的金屬氧化反應。渣處理過(guò)程的污染物可分為3類(lèi):煙氣、粉塵和余熱。
人們通常所指的煙塵是指煙氣和粉塵的混合物。所以煙氣中有氣體和固體兩種成分。氣態(tài)物質(zhì)的主要成分是殘余造渣劑與熱態(tài)鋁渣反應時(shí)生成的氟化物和硫化物等。
固態(tài)物質(zhì)主要是精煉時(shí)殘余的硝酸鹽、石墨粉、氧化鋁粉末和雜質(zhì)粉塵等,煙塵總量占渣量的2%以下,其中大部分物質(zhì)粒度1-10μm,綜合密度≈0.8。
余熱主要是熱態(tài)鋁渣在冷工業(yè)鋁型材卻過(guò)程中與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換釋放出的自身熱量和處理過(guò)程中對周?chē)髿獾妮椛錈帷?/div>
2.環(huán)境保護
彌漫在車(chē)間渣處理煙氣,惡化勞動(dòng)生產(chǎn)條件,嚴重影響工人的身體健康,渣處理煙氣不凈化處理擴散到大氣中,對生態(tài)有一定的危害。像四氟化硅(SiF4)無(wú)色、有毒、有刺激性臭味的氣體,工業(yè)鋁型材在潮濕的空氣中因水解而產(chǎn)生煙霧,不僅會(huì )對工人的身體產(chǎn)生不利影響,產(chǎn)生的煙霧也會(huì )影響操作者的視線(xiàn),對安全生產(chǎn)產(chǎn)生很深的隱患。
在煙氣凈化過(guò)程中,不僅回收了煙氣和粉塵,保護了環(huán)境,并且收集了熱量,改善了工作環(huán)境。
3.粉塵的治理
3.1工藝構成
粉塵治理目的一是O限度地使煙氣中的塵得到收集,使有害氣體轉化為無(wú)害的和穩定的物質(zhì),達到O排放標準。對渣處理過(guò)程中的煙塵治理,要對粉塵源和熱源進(jìn)行控制。其中,粉塵濃度約為10g-25g/m3,其中大部分物質(zhì)粒度1-10μm,密度約為0.8,煙塵的溫度約為150-250℃。
粉塵收集系統由集塵煙道、旋風(fēng)除塵器、脈沖式布袋除塵器、離心風(fēng)機組成。渣處理煙氣經(jīng)集塵管道至旋風(fēng)除塵器,進(jìn)行混風(fēng)降溫和沉降大顆粒粉塵,再通過(guò)集塵煙道進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行除塵處理,凈化后的煙氣由排煙機送入煙囪排放(如下圖)。
3.2旋風(fēng)除塵器
渣處理的煙塵一個(gè)特點(diǎn)是溫度高,另一個(gè)特點(diǎn)是濃度大。工業(yè)鋁型材由于渣處理系統是半開(kāi)放式的,密閉程度不能達到100%,因此渣處理過(guò)程中產(chǎn)生的高溫煙氣與外部的新鮮空氣被同時(shí)引入集塵管道中進(jìn)行初步混合,然后引入旋風(fēng)除塵器進(jìn)行初步除塵處理。
旋風(fēng)收塵器投資較低,效果較好,適宜于凈化密度大,顆粒粗的粉塵。十分適合處理渣處理產(chǎn)生的間歇式煙塵。
當氣體沿切線(xiàn)的方向進(jìn)入收塵器時(shí),氣流會(huì )沿圓形內壁高速連續旋轉起來(lái),氣體中的顆粒在高速旋轉過(guò)程中產(chǎn)生離心力,向四周運動(dòng),當碰撞在收塵器的壁上時(shí),因其自身的重力下降到集塵室中,達到收塵的效果。旋風(fēng)收塵器的除塵效果明顯,可以收集煙氣中粒徑5-10μm的顆粒物,效率達到90%。另外煙氣和空氣可以在此進(jìn)行充分混合,有效降低煙氣溫度。將高溫煙氣轉換成常溫煙氣,不僅降低布袋除塵器的成本,并且減少設備日常的養護工作。
3.3脈沖布袋除塵器
煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器處理后,大顆粒粉塵已經(jīng)被回收,溫度降至150℃以下。但煙氣中依然含有大量細顆粒粉塵,為滿(mǎn)足O環(huán)保要求,煙氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行進(jìn)一步的除塵處理。布袋收塵器的除塵效率很高,可以收集煙氣中收集粒徑1-5μm及5μm以上殘余的顆粒物,效率達到99%。
布袋收塵器是干法收塵的主要設備,其原理是使含塵氣體通過(guò)濾袋,達到收塵的效果,常用的有兩種
(1)外制式:在除塵器內置多個(gè)袋房,袋房的表面有濾布,凈化時(shí),廢氣進(jìn)入收塵器內,房?jì)仁秦搲海瑝m氣體進(jìn)入除塵器之后,顆粒被吸附在濾布表面,凈化之后的氣體從袋房中排除。運轉一定的時(shí)間之后,塵灰堆積在濾布上,因此,要及時(shí)啟動(dòng)壓縮空氣,進(jìn)行反向吹風(fēng),灰塵脫落之后進(jìn)入積塵室
(2)內制式布袋收塵器:道理與外制式相同,只是含塵氣體進(jìn)入袋房中,袋房外面是負壓,氣體通過(guò)濾布,塵灰積在袋房之中,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間之后,經(jīng)過(guò)震動(dòng),灰塵自動(dòng)脫落到積塵室之中,達到了除塵的效果。
參數的選擇:
抗結露、過(guò)濾風(fēng)速、濾料的選擇是確定除塵器結構的關(guān)鍵參數。
解決布袋結露是脈沖除塵器的難點(diǎn)之一。渣處理產(chǎn)生的煙塵主要是精煉時(shí)殘余的硝酸鹽、氧化鋁粉末和雜質(zhì)粉塵等,具有很強的吸水性。因此要對氣源進(jìn)行除水處理,控制水汽含量。當溫度低于80℃時(shí),煙氣所含的水氣會(huì )發(fā)生凝結現象,會(huì )使除塵布袋受潮,干燥的表面會(huì )結露、板結,造成系統阻力升高,除塵效率降低并可能導致布袋破損脫落。要增加加熱及保溫措施確保除塵室溫度不低于80℃,避免除塵器中的水汽凝結。
過(guò)濾風(fēng)速是確定除塵器結構的關(guān)鍵參數之一。渣處理產(chǎn)生的煙氣中含有大量較細煙塵和鋁氧化物粉末,過(guò)高的過(guò)濾風(fēng)速,不利于粉塵的徹底收集。有鑒于此,在充分的實(shí)踐依據的基礎上,確定過(guò)濾風(fēng)速為0.6~1m/min左右,比較經(jīng)濟、適用。
濾料的選用也是確定除塵器結構的關(guān)鍵參數之一。根據現場(chǎng)實(shí)際情況及以往類(lèi)似工程經(jīng)驗,除塵器采用中高溫濾料。下表是幾種常用濾料的性能參數比較。
濾料性能參數比較
根據實(shí)際情況,我們選用玻纖針刺氈濾料。
4.廢氣的治理 關(guān)于氣體污染物廢氣的治理問(wèn)題,目前企業(yè)基本沒(méi)有進(jìn)行治理,主要原因是渣處理過(guò)程產(chǎn)生的有害氣體大部分都是中性的,而且鋁渣處理產(chǎn)生煙塵的特點(diǎn)-不是連續性產(chǎn)生廢氣,是間斷的產(chǎn)生廢氣,排放量是有限的,無(wú)需再進(jìn)行深入處理。
5.總結
以上介紹了的環(huán)保設備和處理工藝,希望工業(yè)鋁型材企業(yè)在建設渣處理設備的除塵設備時(shí)參考。