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焊接废气处理
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焊接废气处理

焊接烟气中的烟尘是一种十分复杂的物质,已在烟尘中发现的元素多达20种以上,其中含量 多的是Fe、Ca、Na等,其次是Si、Al、Mn、Ti、Cu等。焊接烟尘中的主要有害物质为Fe2O3、SiO2、
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焊接烟气中的烟尘是一种十分复杂的物质,已在烟尘中发现的元素多达20种以上,其中含量   多的是Fe、Ca、Na等,其次是Si、Al、Mn、Ti、Cu等。焊接烟尘中的主要有害物质为Fe2O3、SiO2、MnO、HF等,其中含量   多的为Fe2O3,一般占烟尘总量的35.56%,其次是SiO2,其含量占10~20%,MnO占5~20%左右。焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为CO、CO2、O3、NOX、CH4等,其中以CO所占的比例。由于有毒有害气体产生量不大,且气体成份复杂,较难定量化,仅作定性分析,而对焊接烟尘则作定量化分析。焊接烟尘主要来自焊条的药皮,少量来自焊芯及被焊工件,根据有关资料调查,焊接烟尘的产生量与焊条的种类有关,各种类型焊条熔化时的产尘系数 序号 焊条种类 产尘系数(g/kg) 1 钛钙型焊条 6.8~7.2 2 低氢型焊条 8.9~15.6 3 锰型焊条 10.3~18.3 资料2 装焊车间内焊接烟尘的治理 焊接烟尘的80%~90%来源于焊条药皮和焊芯。J 422型焊条的主要成分是金属氧化物,其中 以铁的氧化物为主,约占一半左右。据报道,J 422焊条的发尘量平均为7.5 g/kg左右,烟 气粒度0.10~1.25 μm,烟尘中锰化合物(以MnO2计)约占7.5%[1]。焊接时产生的有害气体主要是O3、NOx、CO、HF等。通风不良时环境空气中O3和NOx可达到0.5 mg/m 3和20 mg/m3。用J 422焊条焊接车台架时,焊接危害治理目标成分应该是焊接烟尘。 一、车间概述 某汽车配件厂装焊车间厂房占地1200 m2,生产过程中10台车台架(南北各5台)180°旋转焊接,每台车台架有2~3人采用手工电弧焊同时操作,在车间一侧同时有地面补焊及CO2 保护焊各1处。焊接时产生大量焊接烟尘和有害气体弥漫于车间内。除在厂房上部安装几台排气扇外,未采取其他治理措施。 二、治理方案设计由于车台架焊接操作时需180°旋转,且车间上部有天车运行,一般排风罩无法布置,故采 用了天车顶部送风与设置地下风道排风相结合的通风方式。对CO2保护焊及不定位地面焊产生的烟尘采用侧吸方式进行捕集,将有毒有害烟尘控制在工人呼吸带以下,经平底回转反吹式袋式除尘器净化后排放。受厂房上部房梁位置所限,天车上部的送风系统共分5套,每套送风系统为2台车台架送风, 送风口距工人操作位高度为7.7 m,每套送风系统设计风量12000 m3/h,选择风量为15000 m3/h的风机,风机置于厂房顶部。为使送风均匀分布于每台车台架的操作位,每个车台架上部均设2个并列为一组的静压箱,其作用相当于空调设计中孔板送风时的稳压层。静压箱下部设5个管嘴为气流出口。有的车台架位于房梁下方,而天车顶部与房梁下部没有足够空间布置送风管道,则从房梁两侧分设3孔及2孔静压箱。由空气动力学阻力计算确定静压箱参数,保证距气流出口7.7 m的产尘位置送风气流分布均 匀,并能抑制焊接烟尘上扬。 设静压箱出口处风速为20 m/s,依射流轴心速度衰减公式

[2]:Vx/V0=0.48/(ax/d0+0.145)。式中:Vx:射程x处的射流轴心速度,m/s;V0:射流出口速度,m/s;x:射流断面至喷嘴的距离,m;d0:喷嘴直径,m;a:紊流系数。 计算可得:Vx=1.70 m/s时既能达到控制风速的要求,也可满足《采暖通风与空气调节 设计规范》(GBJ 19-87)对系统式局部送风的规定。 1:5孔静压箱;2:送风出口管嘴;3:2孔静压箱; 4:3孔 静压箱;5:消声器;6:风机 排风系统由设置于地下的风道和车台架附近的排风罩、CO2保护焊及不定位地面焊附近的排风软管组成,设计风量为75 000 m3/h。由于工人焊接时车台架不时旋转,故车台架工 位的排风口只能设于地面。每台车台架设2个排风口,风口设计风量为3230m3/h。为防止废弃的焊条料头掉入风口堵塞风道,排风口处均设有网格状活动盖板,其下的风口处设一 活动提筐,可将掉入的焊条头及杂物收集起来并及时清理。 每台车台架处的排风支管道从 地下汇集于主管道,CO2保护焊及不定位地面焊附近产生的烟尘由设于操作台上的排风罩 经排风软管从地下汇集于主管道,CO2保护焊及不定位地面焊操作处的设计排风量分别为2 000 m3/h和1 000 m3/h。整个排风系统均经过阻力平衡计算,并在系统调试阶段以风 量调节阀调平。 三、治理效果 治理前作业场所电焊烟尘浓度为5.0~10.5 mg/m3,平均8.6 mg/m3,超过   卫生标准,其中超标近1倍。送、排风系统安装完毕后进行了系统调试,车台架操作位控制点(工人呼吸带)风速为2.1~3 .0 m/s,每台车台架处排风风量为7258~9418 m3/h,10台车台架总排风量为77846 m3/h。CO2保护焊及不定位地面焊处侧吸罩罩口风速为1.50~2.55 m/s,排风风量为3 336 m3/h,均达到设计要求。 经卫生防疫部门现场监测,治理后作业场所有害物浓度、作业场所5种有害物浓度均低于   卫生标准。表1 治理后作业场所有害物质浓度(mg/m3) 有害因素 浓度范围 平均浓度    卫生标准 CO2 0.04~0.06 0.05 0.1 NOx 0.08~0.23 0.14 5.0 HF <0.47 <0.47 1.0 电焊烟尘 1.05~3.68 2.85 6.0 锰烟(MnO2) 0.07~0.21 0.14 0.2 四、讨论 手工电孤焊的主要危害因素是烟尘和锰化合物。研究表明,长期吸入锰化合物可发生慢性锰 中毒,长期吸入电焊粉尘可发生电焊工尘肺。为此,许多   对焊接作业环境制订了专门   卫生标准。如   、**规定的锰(无机化合物)容许浓度为5mg/m3。   焊接学 会(IIW)也有专门的标准。我国《工业企业设计卫生标准》(TJ 36-79)中的锰及其化合 物(换算成MnO2)容许浓度为0.2mg/m3是泛指高毒性锰尘。我国颁布的《车间空气中电焊烟尘卫生标准》(GB 16194-1996)规定车间空气中容许浓度为6 mg/m3。 该治理方案在满足生产工艺的情况下,合理进行了送、排风系统的设计,采用天车顶部送风 与设置地下风道排风相结合的通风方式,将有害烟尘控制在工人呼吸带以下,治理效果较显著。但由于资金所限,送风系统未设空调或加热装置,冬季使用无法满足工效学要求。车间内常见有害物质的允许浓度标准 资料3 常见有害物质在车间空气中的允许浓度如下:(一)有毒物质: 允许浓度,mg/m3 1)氧化碳 30 2)苯 40 3)甲苯、二甲苯 100 4)丙酮 400 5)甲醛 3 6)金属汞 0.01 7)苯烯 40 8)化胶化物 1 9)氨 30 10)臭氧 0.3 11)铅烟 10 12)氯 1 13)氧化氢及盐酸 15 14)四氯化碳 25 15)氯乙烯 30 16)溶剂汽油 300 17)甲醇 50 (二)生产性粉尘 1)含有10%以上游离SiO2的粉尘 2 2)含有50%~80%游离SiO2的粉尘 1.5 3)80%以上游离SiO2的粉尘 1 4)石棉粉尘及含10%以上石棉粉尘 2 5)含有10%以下游离SiO2的水泥粉尘 6 6)含有10%以下游离SiO2的煤尘 10 7)铝、化铅、铝合金粉尘 4 8)其它粉尘 10 *其中粉尘系指游离SiO2含量在10%以下,不含有毒物质的矿物性和动植物性粉尘。

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