鑄造車間廢氣處理如何選擇？

 

在鑄造行業中，鑄造車間產生的廢氣若直接排放，不僅會對環境造成嚴重污染，還會危害周邊居民的身體健康，同時也可能面臨環保法規的嚴厲制裁。因此，選擇合適的廢氣處理方案至關重要。以下將從多個方面詳細闡述鑄造車間廢氣處理的選擇要點。

 

 一、了解鑄造車間廢氣的成分與***點

 

 （一）廢氣成分

鑄造車間廢氣成分復雜，主要包括以下幾類：

1. 顆粒物：如金屬粉塵、砂塵等，在鑄造過程中的熔煉、澆注、造型等環節都會產生***量顆粒物。這些顆粒物的粒徑***小不一，小至微米級，***至毫米級，其化學成分與鑄造材料相關，例如鑄鐵件鑄造時可能產生鐵的氧化物粉塵，鋁合金鑄造則會有鋁的氧化物等。

2. 有機廢氣：來源于造型材料中的粘結劑（如酚醛樹脂）、涂料以及燃料燃燒不完全產物等。常見的有機污染物有苯、甲苯、二甲苯、甲醛、甲烷、乙烷等揮發性有機物（VOCs），它們具有刺激性氣味，且部分物質對人體健康和***氣環境有較***危害。

3. 無機廢氣：主要是熔煉過程中產生的金屬氧化物、硫化物、氮氧化物等。例如，在沖天爐熔煉鑄鐵時，會產生***量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫以及爐渣揮發出來的金屬鹽類氣溶膠等。其中，二氧化硫是形成酸雨的主要物質之一，氮氧化物則會參與光化學煙霧的形成，對空氣質量影響嚴重。

 

 （二）廢氣***點

1. 溫度高：鑄造車間的熔煉爐、澆注工序等會產生高溫廢氣，廢氣溫度可高達數百攝氏度，尤其是在金屬熔煉過程中，廢氣初始溫度往往超過 500℃。高溫廢氣如果直接處理，會對處理設備的性能和壽命提出較高要求，同時也需要考慮余熱回收利用的可能性。

2. 濃度波動***：由于鑄造生產過程的間歇性和工藝參數的變化，廢氣中各種污染物的濃度會呈現出較***的波動范圍。例如，在鑄件澆注時，廢氣排放量和污染物濃度會瞬間升高，而在造型、清理等非熔煉環節，廢氣排放量相對較少，污染物濃度也較低。這種濃度波動給廢氣處理系統的穩定運行帶來了挑戰，需要處理系統具備一定的適應性和調節能力。

3. 濕度***：在鑄造車間，一些生產工藝如濕法造型、水冷卻等會使廢氣中含有較高的水分，濕度可達 50%以上甚至更高。高濕度廢氣不僅會影響一些干法廢氣處理設備的處理效果，如布袋除塵器、靜電除塵器等，還可能導致設備內部結露、腐蝕等問題，增加設備維護成本和運行風險。

 二、常見廢氣處理技術分析

 

 （一）顆粒物處理技術

1. 布袋除塵技術

     原理：含塵廢氣通過布袋過濾器時，粉塵被阻留在濾袋外表面，凈化后的氣體通過濾袋進入清灰系統排出。隨著過濾過程的進行，濾袋外表面的粉塵層逐漸增厚，阻力增***，當達到設定值時，通過清灰裝置（如脈沖噴吹、反吹風等）清除濾袋上的粉塵，使濾袋恢復過濾性能。

     ***點：除塵效率高，一般可達 99%以上，能夠有效捕集微米級和亞微米級的粉塵顆粒；適用于處理高濃度、***風量的含塵廢氣；結構簡單，操作方便，運行穩定可靠。

     缺點：對于高溫、高濕度廢氣，如果處理不當，容易出現濾袋結露、堵塞等問題，影響除塵效果和濾袋壽命；需要定期更換濾袋，運行成本較高，包括濾袋購置費用、更換人工費用以及清灰系統的能耗等；對于粘性較***的粉塵，清灰難度較***，可能導致濾袋破損。

2. 靜電除塵技術

     原理：利用高壓電場使氣體電離，氣體中的粉塵顆粒荷電后在電場力的作用下向電極移動并沉積在電極上，從而實現氣體凈化。根據電極清灰方式的不同，又分為干式靜電除塵和濕式靜電除塵。

     ***點：除塵效率高，可捕集 0.01 微米以上的粉塵顆粒，對微小粉塵顆粒的捕集效果***于布袋除塵；處理風量***，壓力損失小，能耗相對較低；適用于高溫、高濕度廢氣的處理，在適當的設計和管理下，能夠有效避免結露問題；可與其他廢氣處理技術聯合使用，提高整體處理效果。

     缺點：設備結構復雜，一次性投資較***；對粉塵的比電阻有一定要求，當粉塵比電阻過高或過低時，會影響除塵效果；需要配備高壓電源和復雜的控制系統，運行維護要求較高，專業人員操作和維護成本較高；對于含有腐蝕性氣體的廢氣，電極容易受到腐蝕，需要采取防腐措施。

3. 旋風除塵技術

     原理：含塵廢氣沿切線方向進入旋風除塵器后，沿筒壁作旋轉運動，塵粒在離心力的作用下被甩向器壁，并沿壁面下落進入灰斗，凈化后的氣體由中心向下流出，經排氣管排出。

     ***點：結構簡單，制造安裝容易，投資成本低；耐高溫性能***，可承受較高溫度的廢氣；適用于處理較***粒徑的粉塵顆粒，一般對 5 微米以上的粉塵顆粒有較***的捕集效果；運行維護簡單，操作方便，無需頻繁更換易損件。

     缺點：除塵效率相對較低，一般只能達到 70%90%，對于微小粉塵顆粒的捕集效果較差；壓力損失較***，能耗相對較高；對于高濕度、粘性***的粉塵，容易在器壁上粘結，影響除塵效果和設備正常運行；占地面積較***，對于***型鑄造車間廢氣處理系統，可能需要多臺旋風除塵器組合使用才能滿足處理要求。

 

 （二）有機廢氣處理技術

1. 吸附法

     原理：利用活性炭、分子篩等吸附劑的多孔結構，將廢氣中的有機污染物吸附在吸附劑表面，從而達到凈化廢氣的目的。當吸附飽和后，通過脫附工藝（如蒸汽脫附、熱空氣脫附等）使吸附劑再生，回收有機污染物并使吸附劑重新投入使用。

     ***點：適用于處理低濃度、***風量的有機廢氣，對苯、甲苯、二甲苯等揮發性有機物有較***的吸附效果；操作簡單，運行穩定可靠；可以與其他處理技術聯合使用，提高處理效果；吸附劑可再生利用，降低了運行成本。

     缺點：吸附容量有限，需要定期更換或再生吸附劑，否則會影響處理效果；對于高濃度有機廢氣，吸附效果不佳，可能需要與其他處理方法（如燃燒法）結合使用；吸附過程中可能會產生二次污染，如脫附時產生的高濃度有機廢氣需要妥善處理；活性炭等吸附劑價格較高，增加了設備投資和運行成本。

2. 燃燒法

     直接燃燒法

         原理：將廢氣中的有機污染物直接燃燒氧化為二氧化碳和水，使其無害化排放。該方法適用于處理高濃度、小風量的有機廢氣，一般廢氣中有機物濃度在 2000mg/m³以上時采用較為經濟。

         ***點：處理效率高，能夠徹底分解有機污染物，凈化效果***；工藝流程簡單，操作方便；不需要添加額外的藥劑或吸附劑，運行成本相對較低（主要消耗能源）。

         缺點：對廢氣溫度和濃度要求較高，需要預熱廢氣至著火點以上才能燃燒，能耗較***；對于低濃度有機廢氣，燃燒效果不佳，可能無法達到排放標準；燃燒過程中可能會產生氮氧化物等二次污染物，需要采取相應的減排措施；設備投資較***，且存在一定的安全風險，如火災、爆炸等。

     催化燃燒法

         原理：在催化劑的作用下，使廢氣中的有機污染物在較低的溫度下發生燃燒氧化反應，生成二氧化碳和水。催化劑可以降低反應的活化能，提高反應速率，從而使有機廢氣在較低的溫度下（一般 200400℃）就能得到有效處理。

         ***點：處理效率高，對低濃度、***風量的有機廢氣也有較***的處理效果；起燃溫度低，能耗相對較小，節省燃料；催化劑可重復使用，使用壽命較長，降低了運行成本；燃燒過程中產生的二次污染物較少，相對環保。

         缺點：催化劑價格昂貴，且對廢氣中的雜質（如粉塵、重金屬、硫化物等）敏感，容易中毒失效，需要對廢氣進行預處理；設備結構復雜，投資成本較高；對操作條件要求嚴格，如溫度、濕度、氣流速度等控制不當，會影響催化燃燒效果和催化劑壽命；需要定期更換催化劑，增加了維護成本。

3. 生物法

     原理：利用微生物的代謝作用，將廢氣中的有機污染物轉化為無害的物質（如二氧化碳、水和細胞物質等）。生物法處理有機廢氣通常通過生物濾池、生物滴濾池、生物洗滌塔等設備實現，微生物附著在填料表面或懸浮在液相中，與廢氣中的有機污染物接觸并進行降解反應。

     ***點：運行成本低，處理過程中不需要添加***量的化學藥劑和能源消耗，主要是微生物的生長繁殖和代謝過程消耗少量營養物質和氧氣；對低濃度、***風量的有機廢氣有較***的處理效果，尤其適用于處理那些難以用物理化學方法降解的有機污染物；無二次污染產生，處理產物為二氧化碳、水和微生物細胞等無害物質；設備簡單，操作方便，易于維護管理。

     缺點：處理效率相對較低，一般需要較長的停留時間和較***的反應體積才能達到較***的處理效果；對廢氣的溫度、濕度、pH 值等條件要求較為苛刻，微生物的生長和代謝受環境因素影響較***，需要嚴格控制運行條件；對于高濃度、含有毒性物質的有機廢氣，可能會抑制微生物的生長和代謝活動，導致處理效果下降甚至失效；生物法處理設備的占地面積較***，對于空間有限的鑄造車間可能存在布局困難的問題。

 

 （三）無機廢氣處理技術

1. 吸收法

     原理：利用吸收液與廢氣中的無機污染物發生化學反應或物理溶解，將污染物從廢氣中分離出來并轉移到吸收液中，從而達到凈化廢氣的目的。常用的吸收液有堿性溶液（如氫氧化鈉、碳酸鈉溶液等）用于吸收酸性氣體（如二氧化硫、氯化氫等），酸性溶液用于吸收堿性氣體（如氨氣等）。

     ***點：適用范圍廣，可用于處理多種無機廢氣污染物；處理效率較高，能夠有效去除廢氣中的酸性或堿性氣體；工藝成熟，操作簡單，易于實現自動化控制；吸收液可以循環使用，降低了運行成本。

     缺點：對于高濃度無機廢氣，吸收液的消耗量***，需要頻繁補充和更換吸收液，增加了運行成本；吸收過程中可能會產生二次污染，如吸收液的處理和處置問題；設備存在腐蝕問題，尤其是處理酸性或堿性較強的廢氣時，需要選用耐腐蝕的材料制造設備或采取有效的防腐措施；對廢氣的溫度和濕度有一定要求，高溫、高濕度廢氣可能會影響吸收效果和吸收液的性能。

2. 吸附法（針對無機廢氣）

     原理：與有機廢氣吸附法類似，利用吸附劑對無機廢氣中的***定污染物進行吸附去除。例如，活性炭可以吸附某些無機氣體（如汞蒸氣等），分子篩可以選擇性地吸附一些無機小分子氣體（如二氧化碳、硫化氫等）。

     ***點：操作簡單，可與其他處理技術聯合使用；對于低濃度、***定種類的無機廢氣有較***的吸附效果；吸附劑可再生利用，降低了運行成本。

     缺點：吸附容量有限，對于高濃度無機廢氣吸附效果不佳；對廢氣的溫度、濕度等條件較為敏感，可能會影響吸附效果和吸附劑壽命；吸附劑的選擇性較強，一種吸附劑通常只能吸附***定的幾種無機污染物，對于成分復雜的無機廢氣處理效果有限；需要定期更換或再生吸附劑，增加了設備維護成本和操作復雜性。

3. 氧化法

     原理：通過氧化劑（如臭氧、過氧化氫、氯氣等）將廢氣中的無機污染物氧化為高價態的無害物質或易于去除的物質形態。例如，臭氧可以將二氧化硫氧化為三氧化硫，便于后續吸收處理；過氧化氫可以將氰化物氧化為氰酸鹽或其他無毒物質。

     ***點：處理效率較高，能夠將一些有害的無機污染物轉化為無害或低毒物質；可以在常溫下進行反應，操作相對簡便；對于一些難以用其他方法處理的無機廢氣有一定的應用前景。

     缺點：氧化劑的成本較高，增加了運行成本；氧化反應可能會產生一些中間產物或副產物，需要進一步處理或控制反應條件以避免二次污染；對設備有一定的腐蝕作用，需要采取相應的防腐措施；氧化反應的條件（如 pH 值、溫度、反應時間等）要求較為嚴格，需要***控制才能達到較***的處理效果。

 

 三、鑄造車間廢氣處理選擇的考慮因素

 

 （一）廢氣***性

1. 成分分析：***先對鑄造車間廢氣進行全面的成分檢測分析，明確廢氣中顆粒物、有機污染物和無機污染物的種類、濃度范圍以及比例關系等。例如，如果廢氣中有機污染物濃度較高且以苯系物為主，同時含有一定量的顆粒物和少量酸性氣體，那么在選擇處理技術時就需要綜合考慮針對這些成分的有效處理方法。對于顆粒物可先采用布袋除塵或靜電除塵進行預處理，然后針對有機廢氣選擇合適的吸附法或燃燒法進行處理，對于酸性氣體可采用吸收法加以去除。

2. 濃度與流量：準確測量廢氣的排放濃度和流量是選擇處理方案的重要依據。高濃度廢氣可能需要采用更高效、更復雜的處理技術或組合工藝才能達到排放標準。例如，對于高濃度有機廢氣（如有機物濃度超過 5000mg/m³），單***采用吸附法可能無法滿足處理要求，需要結合燃燒法或催化燃燒法進行深度處理；而對于低濃度、***風量的有機廢氣，吸附法可能是較為經濟合理的選擇。同時，廢氣流量的***小也決定了處理設備的規格尺寸和處理能力，需要根據實際情況進行匹配設計。

3. 溫度與濕度：考慮廢氣的溫度和濕度對處理技術的影響。高溫廢氣可能需要先進行降溫處理，以防止對后續處理設備造成損壞或影響處理效果。例如，對于溫度超過 300℃的熔爐廢氣，可采用余熱鍋爐進行余熱回收并降溫，然后再進入除塵和凈化設備進行處理。高濕度廢氣則需要采取除濕措施或選用適合高濕度環境的處理技術。如在濕法除塵后，為避免對后續有機廢氣處理設備的干擾，可采用干燥裝置對廢氣進行適度干燥后再進入吸附或燃燒裝置。

 

 （二）處理效果要求

1. 排放標準：不同地區和行業對鑄造車間廢氣排放有嚴格的標準規定，如《鑄造工業***氣污染物排放標準》（GB 397262020）等。在選擇廢氣處理方案時，必須確保處理后的廢氣能夠滿足當地環保部門規定的排放限值要求。例如，在某些地區對顆粒物的排放濃度要求低于 20mg/m³，對二氧化硫、氮氧化物等無機污染物也有嚴格的限量指標，這就要求所選的處理技術具有足夠的去除效率來保證達標排放。因此，需要根據具體的排放標準來確定合適的處理工藝和設備參數，必要時可進行多級處理或采用先進的組合工藝來提高處理效果。

2. 去除效率：除了滿足排放標準外，還應考慮對不同污染物的去除效率要求。對于一些對環境和人體健康危害較***的污染物，如苯并[a]芘、二噁英等有害物質以及惡臭氣體（如氨氣、硫化氫等），應盡量提高其去除效率以減少對周邊環境的影響。例如，對于含有惡臭氣體的鑄造車間廢氣，可采用生物除臭技術或化學吸收法與活性炭吸附相結合的方式提高對惡臭氣體的去除率；對于含有重金屬顆粒物的廢氣，可在布袋除塵前增加旋風除塵或濕式除塵等預處理環節以提高對重金屬的捕集效率。

 

 （三）經濟成本

1. 設備投資：評估不同廢氣處理技術和設備的一次性投資成本是選擇的重要因素之一。一般來說，較為先進、復雜的處理技術和高性能的設備往往具有較高的投資成本。例如，一套完整的催化燃燒廢氣處理系統包括催化劑、加熱裝置、控制系統等多個部分