在铜管生产的全部过程中,退火是一个重要的工艺步骤,用于消除加工硬化和提高材料的延展性。铜管在线退火通常是在连续炉中进行,其中铜管通过加热区以恢复其机械性能。然而铜管在线退火过程中,由于高温加热使铜管表面的油脂、润滑剂以及金属在高温下氧化产生的挥发物等形成油烟。这些油烟成分较为复杂,包含多种有机物,如烃类物质(烷烃、烯烃、芳香烃等),还可能含有少量的金属氧化物颗粒等杂质。铜管在线退火油烟的产生不仅会对生产车间的环境能够造成污染,影响工人的身体健康,而且若未经处理直接排放,还会对大气环境产生不良影响,因此对铜管在线退火油烟进行相对有效处理净化十分必要。
采用特制的集气罩,根据铜管退火设备的布局和油烟产生的特点进行定制。集气罩的形状应尽可能覆盖油烟产生源,以提高收集效率,其材质可选用耐腐蚀、耐高温的不锈钢材料,确保在长期高温环境下稳定运行。
集气罩的吸气口位置应合理布置,靠近铜管在线退火油烟产生的源头,利用风机的吸力,使油烟能够顺利进入后续的净化处理系统。同时,在集气罩内部设置导流板,引导油烟气流均匀、稳定地流向管道。
连接集气罩与进化设施的管道应采用密封性能好、内壁光滑的材料,如镀锌钢板或不锈钢管,以减少铜管在线退火油烟在管道内的附着和阻力。
管道的直径应根据油烟的排放量和风速要求做计算确定,确保油烟在管道内能够以合适的流速(一般控制在 10 - 15m/s)输送,避免因流速过快导致油烟与管道壁碰撞加剧而产生二次污染,或流速过慢使铜管在线退火油烟在管道内沉积堵塞管道。
利用静电吸附技术对铜管在线退火油烟进行净化。当油烟通过高压静电场时,油烟中的带电颗粒(如油滴、金属氧化物颗粒等)会在电场力的作用下向电极板运动,并被吸附在电极板上。
静电吸附设备主要由电离区和吸附区组成。在电离区,通过高压放电使空气电离产生大量的正负离子,油烟颗粒与这些离子碰撞后带上电荷;在吸附区,带电的油烟颗粒在电场力作用下被吸附到极性相反的电极板上,以此来实现油烟与空气的分离。电极板应定时进行清洗维护,以保证其吸附效果,一般可采用自动清洗系统,利用水或化学清洗剂定期对电极板进行冲洗。
经过静电吸附后的气体中仍可能残留一些小分子有机污染物和异味。采用活性炭吸附装置进一步处理,活性炭有着非常丰富的微孔结构,能够吸附这些残留的有害物质。
活性炭吸附装置可设计为多层结构,增加油烟与活性炭的接触时间和面积,提高吸附效率。活性炭应定期更换,更换周期根据油烟处理量和活性炭的饱和程度确定,一般为 3 - 6 个月。同时,对更换下来的废活性炭应妥善处理,避免造成二次污染,可委托专业的危险废物回收处理单位做处置。
选择合适的风机,其风量应根据集气罩的收集面积、管道系统的阻力以及净化设备的处理风量等因素综合确定,确保总系统能够形成稳定的负压,使油烟能够顺利地从产生源头经过净化处理后排放。风机的风压要足以克服管道和铜管在线退火油烟进化设施的阻力,一般风压在 1000 - 2000Pa 之间。
风机应安装在净化设备之后,避免风机非间接接触未经处理的油烟,减少风机的磨损和腐蚀。同时,在风机的进出口安装消声器,降低风机运行时产生的噪声,减少对车间环境的噪声污染。
在净化系统的排放口安装油烟浓度监测仪和其他相关污染物监测设备,实时监测排放气体中的油烟浓度、颗粒物浓度等指标,确保排放符合国家和地方的环保标准。
建立排放数据记录和监控系统,对监测数据来进行定期分析和统计,以便及时有效地发现铜管在线退火油烟净化系统运行中的问题,如净化效率下降、设备故障等,并采取对应的措施做调整和维修。
湖南铜管生产制造厂在其铜管在线退火生产线安装了一套上述油烟处理净化系统。该企业的铜管退火设备每天运行约 16 小时,产生的油烟量较大。在安装净化系统之前,车间内油烟弥漫,空气质量差,且排放的油烟对旁边的环境也造成了一定影响。
采用定制的不锈钢集气罩对油烟进行收集,通过合理设计的管道输送系统将油烟引入静电吸附与活性炭吸附相结合的进化设施。经过一段时间的运行,监测多个方面数据显示,处理后的油烟排放浓度从原来的超过 10mg/m³ 降低到了 1mg/m³ 以下,远低于当地环保规定要求的 2mg/m³。车间内的空气质量得到了显著改善,工人的工作环境得到优化,同时周边居民也未再对企业的油烟排放问题进行投诉。
通过定期对集气罩、管道、静电吸附设备电极板和活性炭吸附装置来维护和清洗更换,该净化系统从始至终保持着良好的运作时的状态,为企业的可持续发展提供了有力的环保支持,也为同行业的铜管在线退火油烟处理提供了一个成功的范例。