焊接烟尘废气是在焊接过程中,高温电弧作用下焊条、焊件及其表面涂层等发生熔化、蒸发、氧化、冷凝等一系列物理化学反应产生的,主要包含金属氧化物(如氧化铁、氧化锰等)、硅、硅酸盐等固体颗粒,以及一氧化碳、氮氧化物、氟化氢等有害气体,不仅会对大气环境造成污染,还会对人体呼吸系统、神经系统等造成损害。以下从处理流程、常见处理技术、处理方案设计要点等方面进行说明:
一、处理流程
– **收集**:通过局部吸气罩、整体通风系统等将焊接过程产生的烟尘废气进行收集。例如在焊接工位设置侧吸式吸气罩、顶吸式吸气臂,直接在烟尘产生源头进行捕集;对于大型焊接车间,可采用整体通风系统,将车间内的烟尘废气收集起来。
– **预处理**:部分焊接烟尘废气中可能含有较大颗粒的飞溅物等杂质,预处理可初步去除这些较大颗粒物质,防止其对后续处理设备造成堵塞或磨损。常用的预处理方式有惯性分离、重力沉降等,例如设置旋风分离器,利用气流旋转产生的离心力分离较大颗粒的粉尘。
– **净化处理**:对收集和预处理后的烟尘废气进行深度净化,去除其中的细小颗粒和有害气体。
– **达标排放**:净化后的气体需达到国家和地方规定的排放标准,才能通过排气筒排放到大气中。通常需要在排气口安装监测设备,实时或定期监测废气的颗粒物浓度、有害气体含量等指标。
二、常见处理技术
**布袋除尘**:利用纤维织物制成的滤袋对烟尘进行过滤,当含尘气体通过滤袋时,粉尘被截留在滤袋表面,清洁气体则通过滤袋排出。布袋除尘对细微颗粒的捕集效率高,可达到99%以上,适用于处理各种性质的焊接烟尘,但滤袋需要定期清理或更换,防止堵塞影响除尘效果。
– **滤筒除尘**:以滤筒作为过滤元件,滤筒通常采用折叠式结构,具有过滤面积大、体积小、安装方便等优点。其工作原理与布袋除尘类似,通过滤筒拦截粉尘实现净化,在焊接烟尘处理中应用广泛,尤其适用于处理风量大、粉尘浓度较高的场合。
– **静电除尘技术**:利用高压电场使焊接烟尘废气中的粉尘颗粒带电,然后在电场力的作用下,带电粉尘向电极移动并沉积在电极上,从而实现粉尘与气体的分离。静电除尘效率高,处理风量大,阻力小,适用于处理高温、高湿的焊接烟尘废气,但设备投资较高,对烟气的特性较为敏感,需要定期对电极进行清灰维护。 –
**湿式除尘技术**:通过让焊接烟尘废气与液体(通常是水)充分接触,利用液体对粉尘的洗涤、吸附、凝聚等作用,将粉尘从气体中分离出来。常见的湿式除尘设备有喷淋塔、文丘里洗涤器等。湿式除尘能有效去除焊接烟尘中的粉尘和部分有害气体,同时还具有降温、防爆等优点,但会产生一定量的废水,需要对废水进行处理,防止二次污染。
– **有害气体净化技术**:对于焊接烟尘中的有害气体,如氮氧化物、氟化氢等,可采用化学吸收法进行处理。例如,利用碱性溶液(如氢氧化钠溶液)吸收氟化氢,通过酸碱中和反应将其去除;对于氮氧化物,可采用选择性催化还原(SCR)或非选择性催化还原(SNCR)等技术,在催化剂或高温条件下,利用还原剂(如氨、尿素等)将氮氧化物还原为氮气和水。
三、处理方案设计要点
– **依据焊接工艺选型**:不同的焊接工艺(如手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等)产生的烟尘废气量和特性不同。例如,手工电弧焊产生的烟尘颗粒较细,且伴有有害气体;二氧化碳气体保护焊产生的烟尘量较大。因此,要根据具体的焊接工艺特点,选择合适的收集和处理设备。
– **考虑车间布局与工况**:充分考虑焊接车间的空间布局、生产规模、焊接工位数量及分布等因素。对于工位分散的车间,可采用移动式焊接烟尘净化器;对于集中作业的大型车间,则适合采用集中式处理系统。同时,还要考虑车间的通风条件、温湿度等工况,确保处理设备能够稳定运行。
– **兼顾效率与能耗**:在保证焊接烟尘废气处理效率,确保排放达标的前提下,尽量选择能耗低的处理技术和设备。例如,在处理低浓度、大风量的焊接烟尘时,采用高效的过滤式除尘设备,相较于静电除尘设备,能耗更低;优化设备的运行参数和控制系统,实现节能运行。
– **重视维护便捷性**:焊接烟尘处理设备在运行过程中会不断接触粉尘,容易出现堵塞、磨损等问题,因此在设计处理方案时,要选择便于维护和检修的设备。如采用模块化设计的除尘器,方便更换损坏的部件;选择清灰效果好、维护周期长的设备,减少维护工作量和停机时间,降低维护成本 。