熱處理油煙凈化處理技術與設備

李夫亮，楊曉松

（江蘇雄飛環保科技有限公司，江蘇常州 213000）

近年來由于大氣污染引發的人身健康損害事件不斷出現，人們對大氣污染的危害也越來越重視，國家對各行業的污染物排放要求越來越嚴格，熱處理行業如果不解決油煙污染問題，會對熱處理行業發展造成極大制約和影響。

1 油煙產生的途徑和對環境的影響

1.1 產生途徑

熱處理工藝在提高零部件質量、強度等方面是不可或缺的。但是熱處理工藝淬火及回火過程中，高溫的零部件用油冷卻會產生大量的油煙。

1.2 對環境的影響

油煙是一種多相氣體狀流體，以大氣成分為主，油粒直徑一般在0.1～102μm 之間，密度為1.30～1.34kg/m3（空氣密度為1.239kg/m3），主要以液體氣溶膠和固體氣溶膠形態存在，自然沉降速度很小，可長時間懸浮于空氣中[1]。

工件入油淬火時，在短時間內產生的大量油煙，其中較大的油煙顆粒會自動沉降，附著于設備和地面墻壁上，形成潛在的安全隱患；小的油煙顆粒會懸浮于空氣中，造成車間煙霧彌漫，進入人的呼吸系統，對員工身體健康造成損害。

2 油煙凈化處理技術

2.1 工藝流程

圖1 油煙收集凈化處理工藝流程示意圖

2.2 流程說明

整個系統在風機的動力作用下，通過集煙罩及管道將熱處理油池淬火時產生的油煙收集，油煙經防火閥，進入整流導向系統，保證油煙廢氣更均勻的進入靜電式油煙凈化器，得到凈化的氣體由高空煙囪達標排放。

整個系統在PLC 控制下運行，設置手動和自動兩種操作方式，并與各油池工作狀態聯鎖，實現自動、手動、顯示和報警等功能，該系統操作簡單，自動化程度高。

3 油煙凈化處理設備及其作用

油煙凈化處理系統由集煙罩、氣動開關閥、電動執行調節閥、防火閥、熱電偶、補冷風裝置、整流裝置、靜電式油煙凈化器、風機和管道系統組成，在PLC 電氣控制系統控制下通過風機進行工作，其中靜電式油煙凈化器為系統的主要和關鍵設備。

3.1 集煙罩和管道系統

淬火油池的油煙收集是系統成功應用的關鍵點，所以集煙罩的設計至關重要，不僅要考慮油煙的收集效果，還要結合業主實際淬火工藝流程、設備布局和操作便捷等方面綜合考慮，做非標設計，最佳的集煙罩既要收集效果好，又要運行穩定、經濟、美觀。

集煙罩與管道系統均采用優質碳鋼制作，如多個淬火油池共用一套油煙凈化處理系統，整個管道系統設計上要考慮利用氣動開關閥、電動執行調節閥、防火閥、熱電偶和補冷風裝置，以此實現系統風量自動切換與分配，達到節能降耗功能。

3.2 整流裝置

整流裝置的作用是將集煙罩收集的各源點的油煙均布于管道系統，均勻的進入靜電式油煙凈化器，使其得到充分凈化處理。

3.3 靜電式油煙凈化器

3.3.1 工作原理

第一個步驟：將較大的顆粒如大顆粒雜質、油粒等截留于機械過濾裝置上。

第二個步驟：細微顆粒在通過鋸齒電離發生器即高電壓電離區時，就會被電離帶上正電。

第三個步驟：由航空合金鋁板組成的收集器用于吸附帶正電的細微顆粒。帶電荷的微粒通過鋁板收集器時，由帶正極的鋁板推向對面的帶負極的鋁板，從而牢牢吸附在帶負極的鋁板表面上，多數微粒累積，形成的液滴將會積聚在設備接油盤上，然后通過排油孔排出。

靜電式油煙凈化器采用旋回式迷宮分離技術+機械式絲網板式除霧技術+等離子靜電ESP 除塵技術相結合，雙區板式靜電電場（ESP）將油煙顆粒捕集于收塵區。

采用兩級靜電技術，配備電離區和收塵區。電離區可對顆粒荷電，然后通過靜電場將顆粒從空氣中分離，收塵極板將亞微米級污染顆粒進行捕集，確保設備排出潔凈空氣。

圖2 等離子靜電機理示意圖

3.3.2 凈化器主要構成

凈化器由殼體、機械過濾器（S 型彎道油霧過濾、旋回式過濾器、特殊編制的合金絲網過濾器（根據處理要求選用不同的過濾器組合））、雙級非熱等離子靜電吸附煙氣收集單元、回油排放口等組成。

3.3.3 工藝特點

圖3 一級旋回分離過濾器

圖4 一級過濾不銹鋼絲網除霧器

圖5 二級S 型彎道油霧過濾器

機械過濾器是根據油霧顆粒大小及除霧要求選用不同絲徑和不同編織方式的除霧器，且根據油霧量的比重采取不同原理和不同編織結構的機械過濾器，機械過濾器采用分體抽屜式結構，清洗維護簡便，清洗后可重復使用，無耗材產生。

圖6 三級等離子靜電集塵器

圖7 靜電式工業油霧凈化器實物照片

等離子靜電凈化器電源采用PWM 控制的功率變換方式產生高頻電源，具有供電電壓范圍寬，變換效率高，可靠性高，輸出功率連續可調，溫升低，可長期連續工作等優點。

在正常工作中，對煙塵、油類、等電暈電源絕無“閉塞”現象，電極適應性強，而高壓開路時，輸出電壓、電流等于零，運行可靠，不干擾電網。當發生短路或過流，控制器保護電路切斷高壓輸出，靜電指示燈滅，延時5 秒可自動恢復工作，靜電指示燈亮。

3.4 風機

風機是整個系統動力設備。風機機殼和葉輪由碳鋼制造，出入口安裝膨脹節軟連接，配有良好的減震裝置，大大地降低運行噪音。

3.5 PLC 電控系統

整個系統采用PLC 自動控制運行，與油池淬火工作狀態聯鎖。開機時先變頻啟動風機，再開靜電式油煙凈化器；運行過程中根據各油池工作狀態，調整各路控制閥門，實現風機變頻運行，以最經濟的能耗運行來保證系統收集風量；停機時先停凈化器，再停風機。整個系統具有自動、手動和有關數據顯示，并對主要運轉部位的故障采用聲光顯示。

4 處理效果

該技術和設備已多次運用于熱處理淬火油池、加熱爐等產生的油煙廢氣處理，經凈化處理后油霧顆粒排放濃度≤5mg/m3，達到超低排放指標，完全符合國家環保要求。

圖8 靜電式油霧凈化器應用案例

5 結論

綜上所述，本文介紹的熱處理油煙凈化處理技術和設備具有以下優點：

（1）采用一體化結構設備，安裝簡單、使用方便、無耗材。

（2）采用先進的自動化控制技術，使設備運行簡單、有效。

（3）油煙廢氣處理效果良好，排放濃度≤5mg/m3，凈化率≥99%，達到超低排放指標，符合國家環保要求。

（4）經靜電式油煙凈化器凈化收集的油液可回收利用，不存在二次污染。