铸造车间负压除尘系统的设计

1 序言

1.1铸造车间的污染及其除尘状况的概述

1.1.1研究目的和意义

铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，因此铸造机械业的发展标志着一个国家的生产实力。我国目前已经成为世界铸造机械大国之一，在铸造机械制造行业近年来取得了很大的成绩。我国是铸造大国，在十五期间，随着国民经济的高速发展．我国铸件年产量一直居世界铸件生产大国榜首。从数量上来看．整个形势是喜人的．但铸造生产的粗放特征没有得到根本改变。据报道，冲天炉配备有效环保设施的不到总数的5％．采用手工造型为主的铸造厂占90％～95％：现场环境恶劣、作业条件差、技术落后、粗放式生产的铸造企业占90％以上。我国铸造业环境问题尤其表现在对自然资源的超量消耗上．有“资源漏斗”的说法。

可以看出，铸造产业的除尘是非常有必要的。一个合理的除尘系统，能让除尘的效率大大提高，不仅能让铸造车间环境大大改善，对车间以外的环境也能起到保护作用。除尘技术的好坏也能体现一国铸造技术的好坏。

1.1.2中国铸造业现状及铸造车间污染情况

近年来．我国铸造业获得了飞跃式的发展，从2000年至2003年．中国铸件产量跃居世界首位。从2003年至今，中国铸件产量依旧保持持续增长。并且。整个世界都在从中国寻求更多的铸件毛坯及含有铸件的终端制品。这种趋势在近期内有可能将继续保持并保证中国铸造业的持续繁荣。但在铸造业繁荣的背后。也存在着形势严峻的一面。有资料表明。我国铸造生产中。材料和能源的投人之比可占到产值的55％到70％。能源环境的制约以及国际铸造科技竞争加剧和知识产权的保护强化．已成为我国铸造业发展的瓶颈．发展节约环保型、科技创新型铸造之路刻不容缓。

我国铸造生产中。材料和能源的投人占产值的55％～70％。我国每产1 t铸件。约散发50 kg粉尘．熔炼和浇注工序排放废渣300 kg、废气1 000 m3造型和清理工序排废砂1．3～1．5 t。每年排污物总量：废渣300万t、废砂近1 650万t、废气110亿m314若从2004年开始按照平均发展速度向前发展，可以预测至2020年各年的铸件产量。根据铸件产量对铸造废砂、铸造废渣及粉尘的数量进行回归预测嘲(如图1)，可以看出，中国铸造业如果按照现行的模式生产，到2020年，主要废弃物铸造废砂、废渣及粉尘、CO：、CO的排放量分别为3 235万t、1 122万t、882万t、485万t。如果考虑有色金属铸造产生的污染物以及非铸铁件熔炼中排放的废气，按混合量计．对13亿中国人口来说，单铸造业就给每个人平均带来约50 kg的污染物

1.1.3除尘的目的

粉尘是铸造车间的主要污染源。在铸造车间生产中把气体与粉尘微粒的多相混合物的分离操作称为铸造车间除尘，该除尘操作过程是将粉尘微粒从气体中分离下来．在铸造车间生产中由于固定物料在加工、运输、储存及包装等生产工序中，其生产设备在操作过程中产生粉尘的同时将粉尘扩散分扬，这些粉尘将影响环境安全、设备的使用寿命及操作人员的身体健康。在大、中及小型工厂中，凡与粉尘有关的工序必须有防尘设计。生产过程和规模不断改变，在防尘设计中系统与设备如何与生产规模相适应的措施，也是一个问题。由此可见，搞好工厂防尘，在技术上必须有一套与生产工艺特点相适应的措施。

铸造车间除尘的内容及目的矿石（包括石灰石）与煤（包括焦碳）是化学铸造车间、冶金铸造车间、建材铸造车间的基本原料和燃料。为了生产优质化的化工产品、水泥、钢材、有色金属及其它稀有金属，必须对原、燃料进行加工处理，以满足生产需要。而在原、燃料系统各工序（运输、干燥、破碎、筛分和包装等）生产操作时会产生大量的粉尘，这些工艺粉尘如不及时给予捕集回收，不仅污染了环境，严重影响岗位操作人员的身体健康，也浪费了宝贵的能源和资源。

1.1.4铸造车间组成

根据铸造生产的特点，铸造车间一般是由生产部分，辅助部分，仓库以及办公和生活设施组成。

生产部分通常有熔化，造型（包括造型，烘干，合箱），制芯（包括造芯，烘干，装配和检验），砂处理，浇注，落砂，消理（包括表面清理，焊补，热处理，检验等）等工段组成。此外在铸钢车间中有时还有铸锭，铸铁车间中还有有色合金铸造工段。

辅助部分通常有：机修，生产准备，修炉，修包，造型原材料和涂料的准备，型砂试验及化验室等。

仓库一般有炉料库，造型材料库，砂箱库，钢锭模库，铸件和钢锭成品库，模型库，专用设备及工具库以及其他材料库。

1.2工业生产中的除尘设备

1.2.1除尘系统的组成

各种通风除尘设备包括吸尘罩、风道、除尘器、通风机等,通常联系在一起组成一个系统,叫做通风除尘系统。图2就是一个简单的通风除尘系统示意图。吸尘罩通过抽风,以控制尘源。风道作输送含尘空气之用。除尘器是从含尘气流中把尘粒分离出来,并加以收集。风机是把含尘空气从吸尘罩经风道、除尘器排入大气所需要的动力设备。

1.2.2除尘设备在铸造车间生产中的应用

除尘操作在铸造生产中的应用主要有如下：

1.净化分散介质如催化反应的原料气中如有固体微粒，会严重影响催化剂的效能，必须在原料气进入反应器之前把它除掉。

2.回收分散物质如流化床反应器送出的气体中一般夹带着许多催化剂微粒，为降低成本，也为保护环境，这些催化剂必须加以回收，又如从干燥等工艺过程的气流中回收固体产品等。

3.净化排放气在生产中排放废气之前，要尽量分离出其中的固体微粒，以便开展综合利用和保护环境。

4.消除爆炸危险某些含碳物质及金属细粉与空气混合能形成爆炸混合物，因此在混合之前应将能爆炸的物质除掉。

除尘设备在化工生产中应用极为广泛，而在某些基本化学工业如硫酸、合成氨等，除尘器历来被作为关键设备。随着化学工业的迅速发展，特别是装置日益大型化，在能量回收、气体净化、催化时回收及防大气污染等工程中，高效除尘器则成为关键设备之一。1.2.3铸造车间中除尘设备运行现状

铸造车间里配套使用的除尘设备绝大部分为旋风除尘器。旋风除尘器有易堵塞、易漏风的缺点，堵塞、漏风均会使除尘器运行效率下降，甚至为零。调查表明，有50%的旋风