随着科技的进步,已经有多项技术被应用于木材加工行业,如封边技术、干燥技术、表面处理技术、数控技术、涂装技术等等,而除尘技术似乎不那么“热门”。因为它并不会直接影响产品的质量,也不会在优化生产效率方面起到明显的作用,所以该技术可能被很多家具制造商忽略。然而,近几年环保理念正在被不断深化,国家对生产环境的安全性和环保性开始严格监管,除尘技术的应用价值开始逐步体现。
一般情况下,在生产车间内,当木工机床在加工木材的过程中,都会产生形状各异的木材碎料,如刨花、碎木片、锯屑、木纤维和木粉等。所以木工车间的粉尘数量会很多。也许有观点认为,如此细小的颗粒物不会危害于人体的健康,人体有良好的防御机能。但实际上,如果我们没有做好防尘措施,也没有采取合适的除尘技术来处理粉尘,那么工作环境中的粉尘浓度会越来越高,当车间内的工作人员长期吸入浓度较高的粉尘,将一定会产生不良影响,对身体有极大的危害。
据相关资料显示,木材粉尘中含有一定数量的木焦油,而这种油状物又含有多种酸类、有机酶、烃类和致癌物苯并芘等物质,环境中的人吸入后,其鼻腔里会淤滞一些木粉尘,易使咽部诱发癌症。有部分国家对鼻癌病人做过调查,发现有48~63%的患者曾从事过木工行业,因长期吸入了工作环境中的粉尘而致癌。
当然,可以让工作人员在进行作业时佩戴口罩,避免把木材粉尘吸入鼻腔,且在工作完成之后及时洗手洗脸,换工作服,用清洁的毛巾清理一下鼻孔,尽可能减少粉尘的危害程度。但这终究不是一项“治本”的解决方法,口罩不小心脱落不慎吸入随处飞扬的粉尘,这种情况时常发生;况且一般普通的口罩并没有防毒、阻尘的功效,在此情况下,降低粉尘的释放量、善于运用除尘技术和设备来清理粉尘才能从根本上解决问题,保证安全生产。
处理粉尘时需要面对的问题
上文简要介绍了处理粉尘的必要性,但是当加工厂在收集粉尘的过程中,还会面临许多问题。首先,体系不完善的除尘系统无法以很快的捕捉速度高效地从工作站收集颗粒物,接着随处飘散传播的粉尘可能会污染工作区域,比如掉落在工件表面或者嵌入正在运转的设备中,那么不仅会影响产品的质量,还很容易造成交叉污染。
粉尘收集工作的效率之所以会低,可能涉及到除尘器的设计不合理。例如有些除尘器的承载力较低,吸力不够,无法快速地传输颗粒物质;还有部分除尘器的尺寸不佳,像袋式除尘器内的除尘骨架和布袋尺寸倘若不适配,当脉冲阀喷吹形成压力后与除尘布袋之间就没有足够的空间让布袋膨胀,会影响每次除尘的数量。
集尘罩和风机的配置也会影响粉尘处理效果。如果集尘罩性能一般,无法全面快速捕集尘源散发的粉尘并将其导入净化系统,就需要增设风机来达到最终除尘的目标,这会增加能源的消耗,提高企业的除尘成本;同样的,如果除尘风机效能不高,它将粉尘气体吸入进气口主管之后再涌入除尘布袋的速率会偏低,影响除尘工作的效率。
因此,想要获得良好的除尘效果,且效率和成本都在可接受的范围之内,了解清基本的除尘体系构成,改进其中的细节问题,并采用优质的、合适的除尘技术系统是必不可少的。
除尘体系的构成
目前来看在木工行业内比较新型的粉尘收集系统由以下三个部分组成:包括管道系统、动力系统和过滤系统。首先,管道系统主要由直管、活动软管与多通管、弯头和滑动挡板,以及节流阀组成。有了活动软管就能够连接各个机床,同时开展多项除尘工作;使用滑动挡板可以随时关闭其中某一台机床的吸气口,增加除尘流程的灵活性;为了确保直管或多通管中气流和气压的平衡,节流阀是需要的。
关于管道的设计,要充分考虑到风量、风压、能量消耗情况、设备的运转速度、压力的损失,通过的气流速度,摩擦力等因素,再合理设计管道的尺寸大小。减小管道的压力虽能降低能耗,但也压缩了粉尘的收集量;除尘设备运转后,当气流通过管道时,产生的摩擦力本身也会降低气压,所以正确平衡管道系统压力再设计出合适的管道是有序推进除尘工艺的重要因素。
动力系统方面,已经经过了很多阶段的改进。早在除尘体系初步形成阶段,大多数企业选择的是动力除尘器,依靠可旋转机构,包括多个浆片、隔片等传统机械,创建出流体通道,吸收悬浮的物质使其沉降在光滑的曲面上,再逐步滑向转轴的另一端,最后被抛向收集器中。之后出现了微动力除尘系统,它打破了传统的除尘方式,运用了空气动力学通风原理,多加回流口,将气流引至物料的入口,能够自行平衡压力,实现闭路循环,使得粉尘在负压力气流的引导下,于密闭空间内循环运动,最后在重力的作用下沉降下来,达到除尘的目的。这种方式减少了动力设备,有效降低能耗。目前,甚至还有企业已经研发出了无动力除尘系统,它在微动力除尘体系的基础上,增加了能量守恒原理的应用,使粉尘在密闭通道中多路有效循环,并使粉尘能量衰竭落回皮带完成除尘。无动力除尘系统的出现使得风速的控制、气流物质的输送、除尘装置的密封性都往更加智能化的方向被优化,彻底杜绝粉尘外溢的情况出现。
过滤体系的选择也是非常关键的一部分。没有选择好收尘器与过滤器,不仅不利于粉尘的处理,甚至容易导致被收集的粉尘再次扩散,造成二次污染,而前期粉尘的处理工作已经进行完毕,既消耗了能源成本,又没达成收集粉尘的最终目的,这必然是得不偿失的。收尘器需要根据风量、粉尘的类型和粉尘的数量来决定,如果收尘器偏小,接收的粉尘载量过高,会降低除尘效果;反之,如果需要处理的粉尘并不多,或体积数量并不大,而使用尺寸偏大的收尘器,则会浪费投入资源。确定并计算出生产工艺中有可能产生的粉尘的最大负荷,再选择尺寸相适配的收尘器。在收尘器的底部,最终处理粉尘的是过滤器。当空气和粉尘由风机吹入收尘器的底部后,部分粉尘会上升进入收尘器中,而“重”的粉尘将会沉积底部,几乎完全附着在过滤器的除尘袋上,同样要注意除尘袋的大小,不宜偏大或偏小,且需要定时清洁或替换,避免再次对环境和人体造成负面影响。
常见的关键除尘技术
目前,主要的除尘技术包括生物纳膜抑尘技术、云雾抑尘技术及湿式收尘技术等关键技术。除尘技术的本质是通过设备发电来移除空气中颗粒物质的手段。静电沉淀器能产生一个电场,从最大程度上捕捉形态各异的颗粒物。据统计,良好的除尘技术能够捕捉高达99%的颗粒物。根据《大气污染防治先进技术汇编》一书纪录,生物纳膜抑尘技术的原理是将生物纳膜(指层间距达到纳米级的双电离层膜,能最大限度增加水分子的延展性,并具有强电荷吸附性)喷附在物料表面,用于吸引和团聚小颗粒粉尘,使其聚合成大颗粒状尘粒,自重增加而沉降。据研究调查,生物纳膜抑尘技术的除尘率最高可达99%以上,平均运行成本为0.05~0.5元/吨。该技术的特点是专注于从源头抑制粉尘的产生,相比其它在生产后除尘的技术,这是一大明显的优势。
云雾抑尘技术对大气细微颗粒污染的防治效果非常明显,是净化空气环境,非常环保的除尘技术手段。它的除尘原理是通过高压离子雾化和超声波雾化,产生出尺寸大小在1μm至100μm(微米)之间、极其细密的干雾,大幅度增加了雾与粉尘颗粒物之间的接触面积,然后等到水雾颗粒跟粉尘颗粒发生碰撞并凝聚之后,就自然而然形成了团聚物。这种团聚物的体积会随着除尘工艺的进行逐渐变大,重量也会渐渐增加,最后将自然沉落,集中落到粉尘收集器中。
湿式收尘技术的特点是相较于前两者,它的成本偏低,是企业用于除尘工作的优选,且它的效率并不会因为成本的减少而降低。同样根据《大气污染防治先进技术汇编》一书介绍,湿式收尘的技术原理是以压降的方式来吸收空气中附着的粉尘颗粒物,依靠离心力以及水与粉尘气体混合的双重作用来除尘。该技术采用独特的叶轮设计能够产生更高的压降和空气流速,不仅可以优化除尘效率,还能根据粉尘颗粒尺寸来确定所需最小压降及适合的设备发动功率,灵活处理多种形态、各种材料形成的粉尘,甚至是微米级的细微颗粒物。这项除尘技术之所以成本不高,是因为它对设备、零件等因素也提出了要求,由此可见,为实现理想的除尘目标,还需要选购功能齐全的配套设备和零件。例如在这项技术中,仅排风扇的设计都经过了精准的估算,确保满足系统升级和提供更高压降的需求;为了确保湿式收尘技术被更广泛应用,它的配套设备具有自动清淤、连续排污等功能,避免粉尘堆积再次造成环境污染;此外,挡板高度也可以随时根据粉尘处理数量目标及工艺需要来更改,为企业高效、灵活除尘带来了极大的便利性。
总之,相比传统机械式除尘方式,这几大比较新型的除尘技术在设备动力、零件设计、能源消耗、成本优化方面都做出了改进,并且有效提高除尘效率、改善除尘效果,它们构成了更为成熟的、完善的除尘技术体系,甚至可以抑制车间内整个生产线的粉尘散发,为环境保护和污染控制排放提供了有力的支撑,值得今后木材加工企业在进行作业时借鉴并运用。