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主營業務以工業廢水處理工程及VOCs有機廢氣治理工程的設計、制造和銷售為核心,并涵蓋多領域的廢水、廢氣、粉塵的凈化治理。
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廢氣處理,集氣罩如何設計?
日期:2019-01-16

集氣罩主要是進行污染氣體的捕集,由于設備污染源和生產操作工藝的不同,相應集氣罩的形式是多種多樣的。合理的設計和正確的使用對凈化系統技術經濟指標有直接影響。

本文提出結合工廠生產的實際情況進行合理設計,使相關環保設備對有害氣體的控制,取得了一定效果。

集氣罩設計

1、密閉型

密閉型集氣罩是將污染源局部或整體密封起來,使污染物的擴散被限制在一定的空間內,便于捕集和凈化處理。但密閉型的必須在罩口留有必要的工作區或物料進出口,以及設有觀察窗和檢修門。

圖1為PVC產品的印刷車間生產過程中集氣罩結構,由于化工原料散發出刺鼻的氣味,及有害氣體的濃度極高,雖然加裝了大功率的抽氣吸味裝置,由于機臺轉動工件隨輸送線運動及風扇等橫向氣流的干擾,集氣罩結構不理想,捕集效果不好,致使大量氣體外逸。

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針對這種情況改成密閉型結構如圖2所示,將輸送線全部密閉,由進出料口進風,通過罩口進行抽吸空氣,使密封罩內保持負壓,這樣有效的控制了污染空氣的擴散。

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從理論上分析,罩內的排風量Q為:Q=VA(m3/h) (1)

V—通過開口及縫隙處流速m/s;A—開口及縫隙的總面積m2。

從式(1)可知,若保持流速V不變,減小密封罩開口面積A,相應排風量Q減少,從而可使系統運行能耗降低。由于密封罩足夠嚴密,使罩內能維持一定負壓,防止污染氣體逸出,車間內的生產環境明顯好轉。

因此,密封型集氣罩是最經濟有效,即是集氣罩設計的首選型式。

2、外部型

當受到生產設備和工藝條件限制不能將污染源全部或局部密封時,可采用外部型,即將集氣罩設在污染源近旁,將罩口對準污染源,靠罩口氣流運動把污染源散發出來的混合氣體吸入罩內。

由于罩口離污染源有一定的距離,易受到其他方向氣流干擾,與密封罩相比需要較大風量才能控制污染氣流擴散,捕集效率較低。

因此,根據目前各種形式集氣罩的使用效果比較,合理的設計罩口能得到較好的效果。

實際案例分析:

圖3為工業生產中廣泛使用的裝配加工生產線的集氣罩結構,采用大尺寸罩口,罩口吸氣面積A較大,需配以較大排風量,因而不能有效集中控制風量吸捕污染源散發出來的污染氣體。

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若將其設計改為如圖4所示,即在罩內加裝弧形擋板,使整體大罩口被分隔成小罩口,對準工件(污染源)上方,這樣大大減小了罩口面積A,相應排風量Q減小,使用較小的吸風量即有效的控制了污染氣體的逸出,產生了較好效益。

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圖5為循環烘箱工件脫模工序的集氣罩結構,經加熱后的化工制品及模具離型劑,產生了大量的有害氣體,為了有效吸氣和不妨礙工人操作,將集氣罩置于工作臺的正上方,罩口距離較遠,這樣不僅增大了罩口的吸氣范圍,而且容易受到室內其他氣流干擾,同時在污染氣體抽吸入罩口過程,經過操作人員的口、鼻,直接危害工人的健康。

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若將其設計改為如圖6所示,即將集氣罩置于操作人員的另一側,并貼近污染源,這樣使集氣罩口面積減小,排風量也降低,用較少能耗得到所需的捕集速度,同時避免污染氣體被吸入操作人員的口、鼻,改善了工作環境,保證了工人身體健康。

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3、其他形式集氣罩

工業生產過程中由于工藝操作的特點及現場實際情況集氣罩必須滿足其特殊要求,如噴漆工序產生大量的過剩霧化顆粒與周圍空氣形成的混合污染氣體,通過罩口直接吸入就增加了凈化設備的負擔,且滯留、粘附于管壁的油漆不易清理。

如圖7根據該工藝特點在集氣口前加裝了噴漆水嘴及擋板,使之形成一道水簾,噴漆槍噴出霧化的油漆經過擋板阻隔及水簾過濾后,利用導風板將處理后的混合氣流吸入罩內,這樣有效的控制了污染向周邊環境擴散,減輕了凈化設備的負擔,也避免了油漆粘附于管壁,簡化了日后的維修清理,水簾式噴漆機臺的吸氣結構較為經濟,有效的控制噴漆工序造成的周邊環境污染。

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在某些情況下外部罩與污染源距離較遠,結構上不允許將罩口靠近污染源,單純依靠罩口的抽吸氣流作用往往控制不了污染源的擴散。采用圖8吹吸式操作臺聯合罩結構產生了較好的效果。

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聯合罩利用吹氣氣流(噴射氣流)比吸氣氣流速度衰減大數十倍的特性,即在一側吸氣的同時在另一側吹出氣流,形成一道氣幕,從而組成吹吸聯合集氣罩,有效的阻止了有害氣體外逸擴散,有效的提高了控制效果。

吹吸式集氣罩由于依靠吹吸氣流聯合對有害氣體進行控制輸送,具有風量小,污染控制效果好,抗干擾能力強,不影響工藝操作等的優點,近年來在國內外得到了日益廣泛的應用。

結束語

工程應用中如何確定集氣罩的結構形式是一個相當復雜的問題,通過實例分析比較,集氣罩應結合具體不同使用環境,不同工作用途,以及污染源的狀況而進行設計,可提高集氣罩的控制能力和凈化效果。

對應用不良的集氣罩,在不影響生產工藝和生產操作的前提下,進行合理改進,可獲得風量能耗小,對有害物從污染源散入環境的控制效果較好等技術經濟指標,一定程度上保證了操作工人的健康。

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