文_蔡淇蕓 深圳市友健科技有限公司

1 常用除塵工藝

針對含塵廢氣的凈化處理工藝有很多，由于生產(chǎn)的需要，在實(shí)踐中發(fā)展出多種多樣的除塵器。根據(jù)除塵機(jī)理的不同，大體可以分為機(jī)械除塵器（機(jī)械力）、電除塵器（電力）兩大類。根據(jù)在除塵過程中是否采用液體進(jìn)行除塵或清灰，又可分成干式除塵器、濕式除塵器。

1.1 機(jī)械除塵器

利用機(jī)械力（重力、慣性力、離心力等）將塵粒從氣流中除去的裝置，按除塵力的不同，可設(shè)計(jì)成如重力沉降室、慣性力除塵器、旋風(fēng)除塵器（離心力除塵器）等。這類除塵器主要應(yīng)用于含塵濃度高和顆粒物粒徑較大的情況，如原礦破碎粉塵，處理的粒徑范圍通常在5μm以上。機(jī)械除塵器結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低，便于維護(hù)，但由于除塵效率較低，通常作為多級除塵系統(tǒng)的預(yù)除塵工藝使用。

1.2 過濾式除塵器

過濾也是機(jī)械力的一種形式，利用過濾材料的小孔，使空氣和粒徑小于孔徑的顆粒通過，而將大于孔徑的顆粒物截留的除塵設(shè)備。根據(jù)廢氣中塵粒大小，選擇不同孔徑的過濾材料，會有不同除塵效果。在過濾材料選擇合適的條件下，該類型除塵器除塵效率可高達(dá)99.9%以上。過濾式除塵器一般受限于溫度、濕度、顆粒物粘滯性等條件。市場上主要過濾式除塵器有：袋式除塵器、燒結(jié)板（管）除塵器、濾筒除塵器等。

1.3 袋式除塵器

濾料是組成袋式除塵器的核心部分，其性能對袋式除塵器的工作影響極大，選用濾料時(shí)必須考慮含塵氣體的特性，如粉塵和氣體的性質(zhì) （溫度、濕度、粒徑和含塵濃度等）。袋式過濾器結(jié)構(gòu)簡單、一次建設(shè)費(fèi)用少，可以回收有用的粉塵，廣泛運(yùn)用與各行各業(yè)的生產(chǎn)除塵中。但不適用于含有油霧、凝結(jié)水和粉塵粘性大的含塵氣體，也不耐高溫，更換濾袋和檢修不方便。

1.4 燒結(jié)板（管）除塵器

由于采用了特殊的燒結(jié)板材料（聚乙烯粉末材料）制作過濾元件，具有極強(qiáng)疏水性和不粘性，即使含有大量水汽也能正常工作，適應(yīng)強(qiáng)酸強(qiáng)堿工況，耐磨可清洗，結(jié)構(gòu)緊湊比傳統(tǒng)布袋節(jié)省2/3的空間。但只能承受≤100℃的除塵工況，且清灰不及時(shí)，燒結(jié)板表面的油泥越來越牢固，很難清理，長時(shí)間未處理，可能直接導(dǎo)致設(shè)備堵塞停機(jī)。

1.5 濾筒除塵器

相比于傳統(tǒng)的除塵器對超細(xì)粉塵收集難、過濾風(fēng)速高、清灰效果差、濾袋易磨損破漏、運(yùn)行成本高等特點(diǎn)，濾筒除塵器由于濾料折褶成筒狀使用，濾筒高度小，使濾料布置密度大，具有整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，安裝維修方便，使用壽命長，同體積除塵器過濾面積相對較大，過濾風(fēng)速較小，阻力不大等優(yōu)點(diǎn)。濾筒除塵器的缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修比較困難。

1.6 濕式除塵器

這類除塵器種類較多，特點(diǎn)就是都用水作為除塵的介質(zhì)。水霧與顆粒物結(jié)合，形成較大、較重的含濕顆粒，便于沉降，從而將氣體中的顆粒物分離。濕式除塵器在合適條件下，也能達(dá)到很高的去除效率，且能對含水溶性物質(zhì)進(jìn)行吸收凈化，配合加藥系統(tǒng)，還能起到脫硫、脫硝的作用。但濕式除塵器一般不適用于處理憎水性顆粒物，且有廢水產(chǎn)生，造成二次污染，循環(huán)使用對泵、水管、噴嘴具有較大的磨損作用。

1.7 電除塵器

是利用高壓電場，使顆粒物帶正電荷，在除塵器的多級陰極板間定向移動(dòng)，最終固定在極板上，打擊陰極板，使具有一定厚度的粉塵在自重呵呵振動(dòng)的雙重作用下跌落到電除塵器下方的灰斗中，使含塵氣體得到凈化。靜電除塵器在適當(dāng)條件下，可以對極細(xì)顆粒物起到很高的去除效果，且設(shè)備風(fēng)阻較小，處理量大，對風(fēng)機(jī)要求不高，溫度適用性也更強(qiáng)。但電除塵器的主體結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，體積大，功率高，設(shè)備比較復(fù)雜，建設(shè)投資費(fèi)用高，維護(hù)管理水平要求較高，處理效果受粉塵比電阻限制較大，一般粉塵比電阻在104～5×1010Ω·cm間除塵效果最好。目前主要運(yùn)用在火力發(fā)電廠的除塵工序上。

2 石墨粉塵處理工藝推薦

根據(jù)石墨粉塵特點(diǎn)，粒徑主要分布在-1μ～0.1μm之間，采用機(jī)械除塵器處理效果不佳，不建議采用（原礦破碎等粒徑較大場合適用機(jī)械除塵器）；石墨為憎水性顆粒，若使用濕式除塵器，石墨粉塵回收的難度增大，不建議采用；石墨為良好的導(dǎo)體，比電阻極小，采用電除塵器的話，石墨與極板接觸后快速將電荷導(dǎo)出，恢復(fù)中性，容易二次溢出，處理效果較差。推薦采用過濾式除塵器進(jìn)行處理。過濾型除塵器中，燒結(jié)板除塵器表面空隙在1μm以上，布袋除塵器對凈化含微米或亞微米數(shù)量級的粉塵粒子的氣體效率較高，一般可達(dá)99%，甚至可達(dá)99.99%以上，而PTFE覆膜濾筒的過濾精度可達(dá)0.3μm。相對于布袋除塵器來說，濾筒除塵器體積小，運(yùn)行維護(hù)更加便捷，建議采用脈沖濾筒除塵器處理。

3 應(yīng)用案例分析

深圳市某石墨加工企業(yè)石墨加工車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量石墨呼吸性粉塵，嚴(yán)重威脅到工人的健康狀況及污染大氣環(huán)境，急需進(jìn)行石墨粉塵除塵治理?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，石墨制品加工過程中產(chǎn)生的粉塵顆粒運(yùn)動(dòng)主要受3種作用力，體積較大的顆粒由于重力的作用，直接落入加工設(shè)備廢料槽中；體積較小的顆粒由于切向慣性力(機(jī)械力)作用，沉落在車床廢料槽之外；體積很小的呼吸性粉塵由于空氣流動(dòng)作用，能夠長時(shí)間懸浮在空氣中。根據(jù)氣溶膠力學(xué)，空氣動(dòng)力直徑為100 μm、10μm和1μm的顆粒物水平拋入靜止空氣中，在初速度為10m/s的條件下，其停止距離分別為12.7cm、0.23cm和0.036mm?；谝陨戏治?，要達(dá)到較好的抑塵效果，在粉塵源進(jìn)行捕集較為合理。另外據(jù)企業(yè)提供的資料，其產(chǎn)生石墨粉粒徑在0.1μ～1μm之間，其中有高溫烘烤工序，部分石墨粉塵溫度較高，且要求石墨粉塵回收利用。

綜合考慮石墨粉塵的特點(diǎn)及該企業(yè)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)3套脈沖濾筒除塵系統(tǒng)，采用耐高溫，過濾精度為0.3μm的納米纖維濾筒。根據(jù)現(xiàn)場粉塵產(chǎn)生源操作崗位實(shí)際作業(yè)方式，分別進(jìn)行密閉收集，側(cè)吸罩收集2種收集方式，然后通過圓管引至樓頂脈沖濾筒除塵器進(jìn)行過濾處理，未安裝預(yù)除塵設(shè)備。安裝調(diào)試后檢測數(shù)據(jù)如表1。

表1

處理后檢測顆粒物排放濃度均小于＜20mg/m3，達(dá)到《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二時(shí)段規(guī)定限值以下。其中最大的一套除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量66000m3/h，除塵器每天卸料量6t以上，去除率為99.5%以上。

4 結(jié)語

根據(jù)石墨粉塵特點(diǎn)，綜合比較各除塵工藝特點(diǎn)，建議含石墨粉塵廢氣采用0.3μm過濾精度的脈沖濾筒除塵器進(jìn)行處理。通過應(yīng)用案例確定，該工藝運(yùn)行狀況良好，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到較高的去除效率。