沖天爐熔煉的環境保護及其除塵技術

溫遠明

摘 要：本文根據沖天爐在熔煉時多產生的排放有害煙塵進行分析。同時介紹了幾種除塵器的類型以及除塵方式、特點，對除塵技術做進一步分析。

關鍵詞：沖天爐；熔煉；除塵

沖天爐在熔煉過程中，通過爐料的預熱、熔煉物體的不斷燃燒、爐氣的運動、一些機械運動導致的熱作用等一系列過程，會產生大量的有害氣體及固體煙氣，這些氣體排放到空氣中會對降低空氣質量，對附近的居民帶來環境的影響，逐漸影響人們身體健康。隨著社會的發展，人們對健康的重視程度越來越高，提高環境保護，杜絕粉塵和噪聲是建立和諧社會的必要手段[1]。

一、沖天爐排放的煙氣種類

（一）冶金煙塵

冶金煙塵，顧名思義是由金屬氧化物所產生的，那么金屬氧化物是金屬通過沖天爐里面的氧化帶氧化得到的，其主要成分是氧化鐵，還含有少量其他金屬氧化物。這種冶金煙塵的主要分子結構是鏈球狀，體積很小，肉眼不可見。那么在這種煙氣中，冶金的含量會隨著鋼鐵用量、風速、爐溫以及廢鋼的質量參數等因素所改變，這些物質混合程度越高，冶金的含量也越高。因為它的體積很小，所以在去塵方面的工作很難進行，一般的除塵器都去除不了體積如此小的煙塵，所以，只有通過高溫、布袋、靜電除塵將它們除掉。

（二）碳素煙塵

碳素煙塵這是通過熔爐里面的有機物，沒有完全燃燒后所產生的煙塵，還有一些是通過焦炭在燃燒時揮發出的碳氫氧化物通過高溫分解形成的。碳素煙塵的結構跟冶金煙塵類似，也是球狀的，體積也很小，因為它們可以產生凝結反應，還具有一定程度的導電性，所以不能用布袋或靜電除塵器，會對這兩種除塵儀器產生破壞。

（三）灰塵

灰塵是除了冶金、碳素煙塵的其他煙塵的總稱，固體偏多。它是通過熔煉料產生的渣質或其他松散物組合而成的，經過熔爐的熱起反應，混入到排煙系統中，與煙塵一起被排到空氣中。決定灰塵的多少取決的爐料的混雜程度以及排風速度。

二、固體有害物的危害

除了上面提到的幾種煙塵有害物質，還有固體有害物質，它們不同于煙塵，破壞空氣質量，它們更多的是產生沉淀，造成地下水道堵塞或房屋路面的污染，不僅影響地下水的水質，還會影響工廠里面機器的運動，增加機器磨損，但此類有害物質經過醫學診斷，對人體傷害不是很大。一些固體物質體積較大，人們從口鼻處就可以將其過濾掉，不會造成身體傷害；還有一些物質體積較小，通過飲食會呼吸進入人的身體當中，在肺部、血液中都會有殘留，對呼吸系統、淋巴系統都會產生危害；最后還有體積最小的物質，它們雖然進入人的身體當中，但是通過呼吸、新陳代謝會被排出體內，對人的身體危害也不大。上面說的幾種都是對身體危害不大的有害物質，另外還有一種是有毒物質，且體積較小，可以進入人的身體血液中，因為本身攜帶毒性，長此以往，人的肺部會淋巴等器官產生中毒反應，影響器臟的正常工作，對人的健康造成很大問題[2]。

三、沖天爐熔煉的除塵技術

（一）布袋除塵系統技術

布袋除塵器是一種干式濾塵裝置。它適用于捕集細小、干燥、非纖維性煙塵。濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過濾作用對含塵氣體進行過濾，當含塵氣體進入袋式除塵器后，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來，落入灰斗，含有較細小粉塵的氣體在通過濾料時，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。布袋除塵器結構主要由上部箱體、中部箱體、下部箱體、清灰系統和排灰機構等部分組成。 布袋除塵器性能的好壞，除了正確選擇濾袋材料外，清灰系統對布袋除塵器起著決定性的作用。為此，清灰方法是區分布袋除塵器的特性之一，也是布袋除塵器運行中重要的一環。布袋除塵器的優點是：除塵效率高、處理范圍廣、結構簡單，易于操作、性價比高等 ，同時它對煙塵不敏感，不受煙塵及電阻的影響[3]。

（二）文氏管除塵系統

文氏管除塵系統是采用減少霧化液滴的直徑，提高液滴與塵粒間的相對速度，可進一步提高對微小塵粒的捕集效果。除塵主要包含三個階段：霧化、凝聚和脫水。文氏管兩邊粗中間細，細的一段有喉管，中間有一水管可以噴水，當空氣經過喉管時，流速增加，水管噴水，水在高速下分離成細小水滴，在喉管中與粉塵撞擊，使其顆粒變小，被粉塵吸收，然后經旋風分離器分離。優點是結構簡單，占地面積小，除塵效率高，適用于處理高溫或可燃性含塵氣體，較高的大型沖天爐，缺點是壓力損失大[4]。

（三）綜合濕法除塵系統

濕法除塵器包括內體，內體的外部連接有外體，內體下端與外體 下端形成出水縫隙，外體靠近上端開有進水孔，通過內體與外體的相對位置來 調節出水縫隙的大小，近而控制水幕的厚薄，從進水孔加入一定壓力的水，水通過內體與外體之間的空腔從出水縫隙噴出，在切割頭一定范圍內形成環形水幕，水幕將大量的煙塵吸收，從而達到除塵的目的[5]。煙氣進入綜合濕式除塵器，由于連續的噴霧系統和電暈極放電形成的高壓靜電場，使得煙氣中的粉塵聚凝并增濕，粉塵在電場中荷電后一起向收塵極板運動，噴霧系統在收塵極極板上形成完整的水膜，水膜使極板保持潔凈。在重力的作用下，收集的粉塵隨著水膜流下，污水最后經過排污口排出。

所以，一級除塵系統可以捕捉煙氣中比較大的固體顆粒，可以減輕后續濕法除塵的壓力，減少污泥清理量。二級除塵系統主要去除細小微塵，除塵效率高。

結束語：

綜上所述，沖天爐在熔煉過程中所排放的煙塵一定程度上對環境和人類身體都有一定危害的，所以鑄造廠應該引起高度重視。隨著我國經濟的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，國家對環保這方面的要求越來越嚴格，所以鑄造也必須將排煙系統進行除塵改裝，符合國家標準要求，需要在熔煉設備的基礎上進行升級，將環保問題徹底解決。

參考文獻：

[1]劉文英.沖天爐煙氣除塵[J].化工環保，1998（5）：292-293.

[2]楊思一，王錄才.沖天爐熔煉的環境保護與除塵技術[J].鑄造設備與工藝， 2008（2）：14-17.

[3]尤丙夫，馬炳權.環境保護與沖天爐煙塵治理[J].現代鑄鐵，2008， 28（6）：89-92.

[4]吳傳勝，代寧.沖天爐煙氣除塵凈化技術[J].污染防治技術，2002（2）：31-32.

[5]吳傳且，代寧.沖天爐煙氣除塵凈化技術及其發展[J].化肥設計，2002， 40（3）：61-62.