木工除尘器在木质粉尘除尘技术现状分析
目前,我国木材加工企业普遍采用的以气力集尘为主的粉尘回收装置有旋风除尘器和袋式除尘器两种。
旋风除尘器又叫旋风分离器,是 利用含尘气流改变方向,使尘粒产生离心力将粉尘颗粒进行分离的设备,该设备具有诸多优点,例如结构简单紧凑、可耐高温高压、造价便宜等,普遍适用于浓度特别高的粉尘处理环节,旋风除尘器对粉尘浓度不具敏感性,因其内部结构简单及其耐高温高压的特点而很好的规避了因为粉尘浓度高而带来的粉尘爆炸风险。但是 旋风除尘器一般只对颗粒粒径在l0μm以上的粉尘具有比较好的除尘效果,例如木片、刨花、锯屑等较大的木质粉尘颗粒,而对于粒径小于10μm特别是 5 μm以下的粉尘颗粒除尘效率很低,几乎没有效果。随着国家对工业粉尘排放的标准和要求日益严格,为了能够更好的达到GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》我国家标准的要求,旋风除尘器在木材加工企业的应用己经不再适用,己逐渐被袋式除尘器所取代。
木工除尘器是 目前被广泛采用的较为成熟的除尘设备之一,其具有的显著优点就是 除尘效率高,一般除尘效率可达99%以上,另外,袋式除尘器还具有除尘性能不受粉尘源的浓度和气流量影响,运行稳定,适用性强的特点,对粒径尺寸在0.2-1μm范围内的粉尘颗粒也具有良好的捕集效果,对于粒径大于1μm的粉尘颗粒,捕集效率几乎达到100%,袋式除尘器出口气体粉尘浓度符合国家规定的排放标准甚至更低.袋式除尘器具有的以上优点是 旋风除尘器无法比拟的,也正因为如此,才使得其被广泛的应用。但是 袋式除尘器在长期处理高浓度、大碎料混合气体方面表现较旋风除尘器要相对较差,其内部布袋长期在高负荷的运行状态下工作,其使用寿命势必受到严重影响。目前,在木材加工企业也常常将袋式除尘器与-除尘设备进行组合构成组合式的袋式除尘系统,该种组合具有几种除尘方式共同的优点,例如旋风分离器一袋式除尘器的组合形式,不仅可以处理粒径在l0μm以下的粉尘颗粒,而且可以适应高浓度混合气体分离的环境,其设备入口可以容许的粉尘浓度高达60一83g/m³,对于木材加工车间产生的大颗粒碎料以及磨光、砂光等作业过程中产生的高浓小颗粒粉尘都具有良好的除尘效果。
袋式除尘器的应用及存在的安全问题
相比于旋风除尘器,袋式除尘器在处理木材加工企业粉尘方面具有明显的优越性,因而被广泛使用。目前袋式除尘器经过长期的发展,在滤料材质、滤袋形状、清灰方式、箱体结构方面也不断更新发展,其种类也是 除尘器设备中最多的一种,按照除尘器清灰方式的不同,袋式除尘器可以分为5大类型,包括机械振动型、喷嘴反吹型、分室反吹型、振动反吹并用型以及脉冲喷吹型。
木工布袋除尘设备的除尘过程可分为过滤过程和清灰过程两部分,以脉冲袋式除尘器为例,其基本结构和生产工艺流程,过滤过程中含有粉尘颗粒的气体从滤袋的外侧向内侧流动而被滤袋的外侧面过滤捕集,洁净气体通过内侧从上部排出。清灰过程中由气包吹出的压缩气体经过喷吹管高速喷向布袋(滤袋)内部,使布袋内部气压瞬间增大并急速膨胀,沉积在布袋外侧壁的粉尘由于布袋的急速膨胀而被振动抖落下来,掉进灰斗而被清理。
虽然袋式除尘装置的除尘效果十分显著,但是 在其本身生产运行过程中会遇到很多安全问题,例如除尘设备滤袋损坏结露、板结、腐蚀、清灰装置失灵、火灾爆炸等[[16]另外,除尘器在实际运行过程中也缺乏有效地安全管理,作为一种生产设备长期缺乏有效的安全管理与维护,很多木材加工企业为了节约成本,擅自更改除尘设备的布局结构,有些企业随着自身发展,不能及时有效的跟进除尘装置安全优化工作,使粉尘回收装置不能与企业实际工况相匹配,“小马拉大车”的现象十分严重,这样的直接后果就是 粉尘回收装置的不适应及其工况的恶劣化,加速装置安全化水平的下降。
另外,考虑到木材加工企业的独特性,粉尘回收的对象中占99%的为可燃有机木质粉尘,与矿物粉尘或金属粉尘相比,木质粉尘的密度小且形状多为不规则的多棱体,在空气中因自身受风面积大而容易飘散,在吸尘系统中虽然容易被风送,而在固气分离时却比较困难,如今除尘器的设计制造方面尚未能充分考虑木材加工行业的独特性,故很多企业仍然采用了不能与自身加工环境充分适应的除尘装置。
综上,木材加工粉尘回收装置在实际的生产运行过程中是 有较大安全隐患的,回收装置中管道及管道连接部位、集尘室及卸灰装置容易有粉尘的沉积,这些粉尘的浓度在装置中不断升高,当设备运转而产生气力扰动进而使粉尘扬起,悬浮在设备内达到其爆炸浓度极限范围时,一旦遇到点火源,就会发生严重的爆炸事故,造成大量财产损失与人员伤亡。目前除尘器设备内部粉尘爆炸事故就屡见不鲜,自上世纪八十年代年以来,我国木质粉尘燃爆事故就在木材加工制造及生产企业多次发生,随着袋式除尘器的广泛应用,其中除尘器系统内火灾爆炸事故数量也日益增多。
除此之外,木材加工企业生产工序一般较多,例如切割、钻孔、抛光等,在这些工序中,不同工序上的机车产生粉尘的数量不同,随着企业生产过程的展开,除尘器集尘风管内的粉尘浓度时刻变化,运转工序少的时候粉尘浓度低,除尘器工作负荷小,但当运转工序多时,风管内粉尘浓度很高,可以达到90g/m³,这时势必导致袋式除尘器滤袋过滤时风压阻力增大,设备整体负荷过重,虽然袋式除尘器对工作环境适应性很强,但当其长期在这种高低浓度差很大的环境下工作时,势必会增加除尘器布袋损耗,减小除尘器寿命并进一步危及装置安全性,另外,风管进入袋式除尘器集尘室内的粉尘浓度达到木质粉尘爆炸浓度下限(25~65g/m³)时,也有发生粉尘爆炸的危险性。
就木器厂除尘器在木材加工企业的应用而言,其除尘设备系统在生产过程面临着诸多隐患,综合以上各项分析,并按照GB/T13861-2009《生产过程危险和危害因素分类与代码》、《职业病范围和职业病患者处理办法的规定》以及GB6441-86《企业职工伤亡事故分类》的规定,可将袋式除尘器实际运行中面临的主要危险因素进行汇总。
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