摘要:隨著我國農業的快速發展,對農化產品的需求日益增加,農化廠的生產技術面臨挑戰。通風除塵系統是農化廠結構的重要組成部分,目的是通過除塵、過濾、洗滌等措施來降低排放的污染物顆粒濃度,提高區域環境及工作環境的空氣質量。結合工程實例對有通風除塵要求的農化廠項目設計原則進行闡述,并結合農化廠生產流程提出合適的設計方案。
關鍵詞:農化廠"""通風"""除塵"""過濾"""洗滌
Analysis"of"Ventilation"and"Dust"Removal"Design"for"a"Certain"Agrochemical"Plant"Project
TANG"Zhengwen
Guizhou"East"China"Engineering"Co.,Ltd.,"Guiyang,"Guizhou"Province,"550003"China
Abstract:"With"the"rapid"development"of"agriculture"in"China,"the"demand"for"agrochemical"products"is"increasing,"and"the"production"technology"of"agrochemical"plants"is"facing"challenges."The"ventilation"and"dust"removal"system"is"an"important"part"of"the"structure"of"the"agrochemical"plants,"its"purpose"is"to"reduce"the"concentration"of"pollutant"particles"emitted"and"improve"the"air"quality"and"the"air"quality"of"the"regional"and"working"environment"through"measures"such"as"dust"removal,"filtration,"and"washing."This"paper"expounds"the"design"principle"of"agrochemical"plant"project"with"ventilation"and"dust"removal"requirements"based"on"the"engineering"examples,"and"puts"forward"the"appropriate"design"scheme"in"combination"with"the"production"process"of"agrochemical"plants.
Key"Words:"Agrochemical"plant;"Ventilation;"Dust"removal;"Filtration;"Washing
工廠中的含有粉塵污染物的氣體通過除塵系統收集起來,經過除塵器過濾后的氣體排入大氣中,如直接排放而不處理對區域大氣環境和工作人員造成不利影響,除塵系統性能的優劣、除塵器的除塵效率等,直接關系到大氣污染物的排放濃度和操作工人的身體健康。因此,在農化廠設置通風除塵裝置是農化廠設計的重要環節,同時對通風除塵系統的性能提出了更高的要求。本文結合工藝特點,對有通風除塵要求的農化廠通風除塵設計流程進行了探討,并提出了合適的設計方案,為農化廠通風除塵設計提供了參考[1-3]。
1"農化廠通風除塵系統設計原則
農化廠主要由農藥生產區(Wettable"Powder,WP)可濕性粉劑生產車間(Water"Dispersible"Granual,WDG)顆粒劑生產車間、包裝間、配電室、生活區(更衣室和衛生間)等房間組成。氣態污染物和可吸入顆粒物會被人體吸入,并沉積在呼吸道、肺泡和肺部的其他部位引起疾病。農化廠的通風除塵就是將生產區或局部區域內含有污染物的空氣排到室外,把新鮮空氣送到生產區或工人的工作區域。其中,在污染物源直接收集污染物并經過凈化排到室外的局部通風方式只適用于污染源位置確定的情況,如果不能確定污染源,則采用全面通風方式[4-5]。
對于局部排風系統,應滿足以下設計原則[6]。
(1)"對于有害氣體、蒸發或粉塵的發散源均應設置局部排風裝置。
(2)"根據工藝及有害氣體的散發狀況采用不同的排風罩,除了受工藝條件限制外,均應優先考慮密閉罩。
(3)"局部排風系統的劃分應考慮生產流程,同時使用情況及有害氣體性質等因素。對于混合后可能引起燃燒、爆炸、蒸汽凝結并積聚粉塵或形成毒性更強的有害物時,應分設排風系統。
(4)"局部排風系統排出的空氣在排入大氣之前,應根據排出的空氣中所含有害物的毒性和濃度、周圍的自然環境、排出口方位等因素,確定是否需要進行凈化處理。
全面通風系統應滿足以下設計原則。散發熱、濕及有害氣體的房間,當發生源分散或不固定而無法采用局部排風,或設置局部排風仍然達到衛生要求時,應采用或輔以全面通風。同時,放散熱、蒸汽和有害氣體,或僅放散密度比空氣小的有害氣體的生產廠房,除設局部排風外,宜在上部地帶進行自然或機械的全面排風,其換氣量不宜小于每小時一次換氣。當房間高度大于6"m時,排風量可按每平方米地面面積6"m3/h計算。
在設計農化廠的通風和除塵系統時,必須考慮幾個關鍵的設計特點,以確保安全和效率。以下是需要關注的重點。
(1)"法規遵守性。遵守中國關于工業通風和空氣質量的法規標準,其中可能包括關于農化工廠的排放、工人安全和環境保護的具體指導方針。
(2)"局部條件。考慮當地的氣候條件,如溫度、濕度和盛行風模式,它們會影響灰塵和污染物的擴散。
(3)"工藝理解。全面了解農用工廠的生產過程,以確定需要管理的粉塵、氣體和蒸汽的來源。
(4)"排放源。確定并優先確定工廠內的排放源,如研磨操作、物料處理、干燥過程和包裝。
(5)"通風系統設計。①捕獲效率:設計通風系統,有效地捕獲源頭的污染物,防止擴散到工作場所或環境中。②氣流動力學:優化氣流模式,以確保污染物被有效地輸送到集塵器或洗滌器。③排氣位置:有策略性地放置排氣口,以盡量減少污染物重新進入工廠和周圍區域。
(6)"除塵設備。①根據所產生粉塵的粒度分布、體積和特性,選擇合適的除塵器。②確保對除塵系統進行維護和定期檢查,以保持效率。
(7)空氣質量監測。實施持續的空氣質量監測系統,以確保符合法規標準,并及早發現任何偏差。
(8)工人安全。①根據需要提供個人防護設備(Personal"Protective"Equipment,PPE),并確保通風系統充分保護工人不接觸危險物質。②培訓人員了解與通風和粉塵控制相關的安全操作規程和應急程序。
(9)"環境影響。①通過設計最小化揮發性有機化合物(揮發性有機物)、顆粒物和其他污染物排放的系統來減輕對環境的影響。②在廢氣排放前,考慮使用濕式洗滌器或生物過濾器等技術。
(10)"能源效率。設計通風和除塵系統,通過高效的設備選擇和操作策略來優化能源消耗。
(11)"維護和合規。①制訂通風設備的全面維護計劃,以確保最佳性能和符合法規要求。
②定期審核系統是否符合當地和國家的環境法規。
通過解決這些考慮因素,并結合這些設計特點,農化廠可以有效地管理通風和除塵工作,以提高工人的安全,保護環境,并遵守監管標準。
2"通風除塵系統劃分
在農化廠WP可濕性粉劑的生產制造過程中,將原藥、各種助劑和填料計量后加入混合機,混合均勻后,放入中間料倉中,之后將物料均勻連續地加入氣流粉碎機中進行粉碎,粉碎好的物料抽入旋風分離器進行一級捕集,再進入布袋除塵器進行二級捕集,將捕集后的兩部分物料計量,然后放入混合機中,混合均勻后即得產品。同理,農化廠的WDG顆粒劑的生產過程是將原藥、各種助劑和填料計量后加入混合機中,混合均勻后,潤水捏合,放入中間料倉中,之后將物料均勻連續地加入造粒機中進行造粒,造粒后大部分物料呈顆粒狀進入流化床式干燥機進行干燥,干燥后物料進入篩分機中進行顆粒篩分。
在農化廠的WDG顆粒劑、WP可濕性粉劑的生產過程中會產生大量的粉塵,同時考慮防止各產品間的交叉污染的措施,因此每個生產區以及包裝間、WP投料區、WDG投料區為一條生產線,對應一套總的除塵系統,而各層、各投料區又分為不同的分系統。由于在包裝間產生局部固體粉塵,因此,在包裝間設置局部通風作為處理局部固體粉塵的措施。
3"通風除塵系統選擇與設計
除塵系統通過室內除塵罩回收來的含塵空氣首先經過一次過濾,一次過濾后的空氣再經過二次過濾,最后變為清潔空氣排入大氣。補風經過中效過濾器后送入室內。包裝間、WP投料區、WDG投料區等產生固體粉塵的房間,工藝設備均自帶內部除塵裝置,本設計中還設置了外部除塵系統。通風除塵系統的通風量按換氣次數大于等于15次/h計算,連續運行。一次過濾系統與工藝生產設備連鎖,當一次過濾系統停止工作,工藝生產設備停止運行。根據工藝要求,在工廠主要的人流通道和物流通道設置風淋室作為氣體洗滌裝置。各生產區通風設計按每層分別設置一套機械送、排風系統總管設置過濾器(中效過濾器)。在生活區中更衣室設置一套送風系統,送風量按換氣次數大于等于8次/h計;配電室、衛生間設置邊墻風機,排風量按換氣次數大于等于8次/h計。
經過布袋過濾后的空氣,依然含有刺激性氣味,不能直接排到大氣中。將刺激性的氣體集中輸送至屋頂噴淋式除塵塔,噴淋塔的下部置于廢液接受槽中,用循環液形成液封。洗滌溶液由塔頂噴入,對刺激性氣體進行噴淋洗滌,廢氣中的有毒有害分子被溶液水解吸收中和。經過噴淋洗滌、水解和中和反應,廢氣中的有害物質被去除,處理后的廢氣經噴淋洗滌塔25米高空達標排放。廢氣洗滌塔中的洗滌液含有毒有害分子,經循環泵送往廢液站水處理系統進行處理,處理后的溶液再循環到噴淋洗滌塔,循環利用。
洗滌塔直徑大小的設計將影響氣體流速,是洗滌塔凈化效率的一個重要因素,因為它直接影響到廢氣與液體之間的接觸時間和接觸面積。較高的流速會減少廢氣在塔內的停留時間,可能導致廢氣與液體的接觸不夠充分,液體飛濺,減少有效的接觸面積的同時降低凈化效率。相反,較低的流速可以延長接觸時間,增加廢氣與液體之間的接觸面積,促進污染物的溶解和反應,提高凈化效果。噴淋洗滌塔的設計流速為0.3~0.6m/s,滯留時間8~12秒,凈化效率92~98%。同時,洗滌效率對反應環境的溫度也有要求,工作的溫度在25~32℃時效率最高。
農化產品生產車間生產過程中會產生一定噪聲,主要是投料、篩分等過程;空調通風設備會產生一定的噪聲;除塵系統運行過程中也會產生噪聲,主要是風管風速過大產生的噪聲及風機的噪聲。為了保證長時間工作在車間的工人的身體健康,應將噪聲控制在合理范圍,按照國家標準《工業企業噪聲控制設計規范》(GB/T"50087—2013),此類生產車間的噪聲標準是85"dB(A)。本設計選擇在機組的進出口設置柔性抗震橡膠軟接頭作為主要的降噪措施。另外,將通風除塵系統裝置獨立布置有益于日常檢修和管理。
4"設備選型與材料選擇
處理通過室內除塵罩回收來的含塵空氣首先經過一次過濾,一次過濾系統本設計選擇脈沖濾筒式除塵機組,將一次過濾后的空氣再經過噴淋式除塵塔二次過濾。同時,脈沖濾筒式除塵機組作為產生固體粉塵房間的外部除塵系統。
另外,選擇軸流風機以及通風換氣扇等作為通風系統的設備。本系統設計的特點在于針對不同的污染物介質選用不同的過濾器、洗滌器進行處理。其中,脈沖濾筒式除塵機組作為通風除塵系統的重要裝置,針對不同的介質選擇了4種型號不同的脈沖濾筒式除塵機組,貨淋室和風淋室作為通風除塵系統洗滌過程的裝置,通過對氣體噴淋化學水來達到洗滌的目的。另外,送、排風與除塵風管材料均采用冷軋鍍鋅鋼板制作,厚度和加工方法按《通風與空調工程施工質量驗收規范》(GB50243—2023)的規定確定。
6"結語
(1)"綜上可知,農化廠的通風除塵設計方案應重點考慮以下要點。(1)按功能區劃分對應的通風除塵系統。(2)針對不同的污染物介質應采用對應的除塵方式。(3)在通風除塵區域應精準負壓控制。(4)噪聲的控制和檢修的便利。
農藥生產過程中產生的廢氣、液體和固體污染物種類復雜,處理難度較大,對人體和環境影響較大。農化廠應采取高效合理的通風除塵措施,確保生產過程的安全性,這也是農化廠精細化發展和管理的必然趨勢。
參考文獻
[1]"秦末榮,王翔,嵇朋飛,等.常壓間歇式固定床煤制氣環保升級改造總結[J].氮肥技術,2022,43(1):1-8.
[2]"田鵬偉,余瑩瑩.農藥制造項目三廢處理措施及環境影響評價要點[J].科學技術創新,2023(19):53-56.
[3]"鄭秀興,王瑩.我國復合肥料產業發展現狀與趨勢[J].磷肥與復肥,2020,35(11):1-4.
[4]"Wang"H"L,Sun"s"m,Nie"L,"et"al.A"review"of"whole-process"control"of"industrial"volatile"organic"compounds"in"China[J].Journal"OA"Journal"of"Environmental"Sciences,2023,123(1):127-139.
[5]"張明杰.工廠通風系統的防爆設計[J].廣東化工,2021,48(24):143-144.