废气处理| 废气处理设备| 粉尘处理| 东莞环评

伴随工业化生产方式的诞生，粉尘、油雾、废气等各类空气污染物对操作工人、环境、生产设备所带来的伤害也自然而然地出现了。加工工艺、加工能力、加工材料的不断发展与更新，使粉尘浓度、粉尘特性也随之改变，为空气过滤技术不断带来挑战。此外，还有公众对职业卫生、环境保护的意识持续提高，也在推动过滤技术的发展。

过滤技术的应用势在必行

空气中弥散的污染物颗粒直径在2～10μm范围内时，经过呼吸这些颗粒物只能到达人类喉咙部位，当颗粒物直径在0.5～2μm之间时，可到达人类呼吸系统的气管部位，当颗粒物直径小于0.5μm时可进入肺部。

最常见的职业病——尘肺病，是一种在生产和劳动中长期吸入粉尘，积存于末梢支气管下的肺泡，从而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。尘肺病不可逆转，一旦发病，终生无法治愈。随着病情的加重，他们的肺会变得像石头一样坚硬，为了呼吸，他们只能坐着，跪着，直到生命终结。

钣金加工的材料特性及工艺需求会产生大量的粉尘和烟气，是生产车间的主要空气污染物来源。表1所示为不同焊接方法所产生的污染物，大功率的激光切割、等离子切割、打磨、抛光等产生的粉尘浓度远远超过焊烟。

表1 不同焊接方法产生的污染物

焊接及切割粉尘过滤

手工焊接及自动焊接（机器人、专机）

在焊接作业当中，由于工件的多样性，对焊接烟气的捕捉是一个难点。需要针对不同的工况进行设计及施工，也就需要多种不同类型的除尘器进行配合处理：移动式焊烟除尘器、集中式焊烟除尘器、高负压除尘器、焊烟环境除尘器等。以收集方式来区分，大致可以分为：柔性（万向）手臂、固定吸罩（通常置于顶部或侧面）、移动吸风罩（可平移、旋转）、随动吸风罩、高负压收集、环境置换通风。

由于焊接烟尘粒径极细（亚微米级），对操作工人及环境的危害极其严重，所以希望尽可能高效地收集和过滤。目前主流的过滤技术是采用覆膜滤料（纳米覆膜及PFTE覆膜）对焊烟进行过滤处理，其中纳米覆膜技术在运行阻力上更具优势，对于大系统的节能有显著效果。

焊烟除尘器在收集焊烟粉尘的同时，也把工件表面的油脂（如防锈油、助焊剂等）带入除尘器内部，同时还有空气中的其他颗粒物（如纤维等），这种混合粉尘是非常容易燃烧的。焊烟过滤系统的防火、灭火设计是必须的：阻燃滤材、火星熄灭（捕捉）、油蒸汽预处理、消防系统等。这样一套系统工程需要经验丰富的合作伙伴来实施，而不是简单的过滤设备制造厂商。钣金工厂常见的焊烟收集过滤设备如图1、图2所示。

图1 焊房除尘

图2 环境除尘

激光切割和等离子切割

激光切割（图3）及等离子切割（图4）所产生的烟尘与焊烟有类似的特性：粉尘粒径极小，烟气可能含油、火星，其过滤器着火几率较高。与焊烟过滤器最大的区别在于，除尘器入口处粉尘浓度极高，对于除尘器本身性能是一个巨大的挑战，特别是滤材的使用寿命。覆膜阻燃滤材的使用是必须的，同时结合合理的过滤风速（气布比、AMR、过滤面积）、除尘器内部气流分布（沉流式）、高效脉冲清灰系统、合理选型的风机等，可确保切割烟尘除尘器长效安全运行。

图3 激光切割机除尘

图4 等离子切割除尘

另外，切割机料架、风道的合理设计也是除尘效果得以保证的重要因素。

打磨、抛光、去毛刺的粉尘处理

打磨、抛光作业所产生的粉尘，粒径分布较广，从亚微米级到毫米级都有。根据粉尘特性，最优的除尘策略是“抓小放大”：重点捕捉悬浮粉尘（小粒径、轻质），对于可自然沉降到地面（桌面）的大颗粒粉尘进行区域控制即可，如图5所示。

图5 粉尘粒径分布

有别于焊烟这种“热抬升”、流速较慢的烟气，打磨、抛光的粉尘都是沿着工具的切线方向高速移动（在10～30m/s以上）。针对这种类型的粉尘烟气，首要工作是“阻挡、拦截”，接下来才是捕捉、过滤。打磨、抛光除尘系统的吸尘罩口就是基于这种思路设计的，如图6所示的打磨环境控制棚以及图7所示的打磨工作台。

图6 打磨环境控制棚

图7 打磨工作台

金属粉尘都是可燃性粉尘，打磨、抛光除尘器由于入口粉尘浓度高，在除尘器壳体内部更加容易达到爆炸的极限值。有效收集并过滤打磨、抛光粉尘，能够最大限度降低生产车间（现场）的粉尘浓度，降低粉尘爆炸的风险。但是除尘器燃烧爆炸的风险增加了，特别是用于加工铝、铝镁合金等金属材料的除尘系统。

众所周知，粉尘燃烧爆炸的五要素是可燃粉尘、扩散、密闭空间、氧气和火源，实际上，金属粉尘爆炸是完全可防可控的，其关键点在于：⑴除尘器本体的防爆性能(如静电处理、泄爆、粉尘堆积处理)；⑵系统隔离（与生产现场以及其他环境）和火星阻挡；⑶电控的连锁控制（如温度、流速、压差等）。

总之，钣金行业除尘系统必须做到：

⑴良好的烟尘捕捉效率(生产现场环境明显改善)；

⑵合格排放，或者过滤后气体直接室内排放（粉尘过滤效率达到99.99%以上）；

⑶系统安全（除尘系统的防火、防爆性能）；

⑷系统操作人性化，长期稳定（工人爱用，会用）；

⑸合理的维护使用成本——除尘设备全寿命周期使用成本（领导喜欢用）。