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粉尘测试应该做什么?

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-04-08 11:42:06

在 1998年,无论是职业安全与健康管理局(OSHA)和国家职业安全和健康研究所(NIOSH)发布关于使用更严格的要求在工厂使用呼吸器。虽然呼吸器对于保护工作人员免受外界灰尘和烟雾至关重要,但它们并不是最好的选择。

新的职业安全与健康管理局(OSHA)标准(29 CFR 1910.134)指出,雇主预计将使用工程控制措施来保护工作人员免受空气污染,并且不依赖呼吸器。虽然呼吸器保护工人,但他们没有采取任何措施来保护机器和加工区域免受粉尘污染,这可能导致设备故障和不断的返工,而且清洁也会变得很麻烦。

粉尘测试仪

目前用于制造工厂的设备已经达到了一个新的复杂程度,如高清等离子切割机,激光切割器,和其它计算机化机械比10或20年前更敏感。如果激光切割台,焊接站和类似区域无法正确收集粉尘,可能就会百万美元的损失。

为了防止这些问题并保持设施符合当前的空气质量要求,需要一个精心设计和维护的烟尘收集系统。在某些情况下,良好的集尘和通风系统可以让工人不再佩戴呼吸器。

尽管灰尘收集的重要性,但大多数设备决策仅基于猜测、以往的经验或供应商的一般性建议。寻找合适的集尘系统是一项复杂的任务,受到数十个变量的影响。这种情况不是猜测就可以的。

制造商通常不知道可以使用粉尘样品测试科学地进行粉尘和烟气收集,以此作为精确和准确设备选择的基础。

在许多方面测试灰尘是有益的。通过正确识别粉尘特性,您可以根据自己的需求确定合适的除尘器类型(例如布袋除尘器滤筒式除尘器)和过滤介质,并确定所需的尺寸设备,以实现最佳节能和运行效率。通过使用正确的设备,您可以最大限度地减少维护问题并减少排放,同时延长过滤器的使用寿命。

找一家合格的有资质的粉尘测试实验室

一些独立的测试实验室有粉尘收集的经验,一些设备制造商也提供测试。在选择实验室之前,请向潜在供应商咨询这些问题:

  • 1.测试花费多少钱?根据测试范围,独立实验室可能收取$ 300至$ 10,000的任何费用。一些制造商为客户提供免费测试作为增值服务。如果制造商为您进行测试,请确定您是否有义务向他购买除尘器。

  • 2.测试需要多长时间?测试通常不超过一天即可完成,但需要额外时间准备书面报告。询问您是否被允许在测试期间访问实验室,您可能会发现你如果参与测试过程很有用。

  • 3.什么样的测试可用?了解通常用于评估粉尘样品的“小样品”或“台式”测试程序以及是否有全面的测试。

  • 4.运行测试需要什么样品或其他材料?实验室测试只需要在密闭容器中使用1品脱灰尘样品。对于全面测试,需要55加仑的灰尘鼓。正确收集样本很重要,以确保它代表过滤器将收集它的状态。如果您有现有的除尘器,脏袋或滤筒是理想的样品。实验室还应该要求您提供详细的应用数据。这些数据可能包括产生粉尘的过程,操作要求,气流和压力下降条件,温度和湿度,空间限制等信息。没有应用程序数据,测试程序就不存在任何上下文,这意味着测试结果不太有效。

  • 5. 将提供什么类型的报告和建议?根据试验数据和应用程序的输入,则应该接收包括过滤器类型(滤袋或滤筒)中,过滤介质类型,和空气与布料比(定义为气体流过过滤器的速度媒体)。实验室应用工程师也可以推荐粉尘排放设备的设计,包括料斗角度和旋转式气密锁与螺旋输送机,并根据需要将灰尘从除尘器中取出。

粉尘测试方法

对于大多数粉尘测试情况,小样本或台式测试就足够了。常用的台架测试包括:

1.粒度分析,揭示了粉尘的粒度分布降至亚微米范围。这些信息决定了达到排放标准所需的过滤效率。图1所示的双激光粒子分析仪可以精确定位计数(给定尺寸的粒子数量)和灰尘的体积或质量分布。了解这两者是重要的,因为 许多粉尘混合在一起。

采用双激光粒度分析仪进行台架试验,进行粒度分析

图1:采用双激光粒度分析仪进行台架试验,进行粒度分析

例如,来自等离子切割机的废气包括与更大的钢粒混合的亚微米碳颗粒。科学测试是识别碳尘微小颗粒的唯一方法,它可以帮助您选择合适的设备并过滤出直径。筛分分析是测量大于100微米的粒度的相关测试。

2.视频显微镜,可以对灰尘形状和特征进行可视化分析。结合颗粒大小分析,此工具对于正确的设备选择至关重要,通常有助于确定应使用何种类型的除尘器。例如,可能需要使用显微镜来观察灰尘中的油 - 这与含油钢的处理过程中经常发生。油可能会导致干式除尘器出现严重的问题,这时需要其他的除尘系统。

3. 比重瓶测试,它决定了粉尘的真实比重而不是体积密度。比重是作为固体块的给定材料的重量。例如,铝每立方英尺重165磅。堆积密度是以粉尘形式存在的相同材料的重量。例如,火焰喷涂的铝粉每立方英尺重量仅为1至2磅。比重瓶测试可以帮助确定气旋式集尘器的效率。

4.水分分析仪,用于测量粉尘的重量百分比。这些信息可以帮助防止或排除可能影响过滤器性能的水分问题。湿度箱用于观察粉尘多快会吸收水分。此测试有助于识别吸湿性粉尘。吸湿性粉尘需要宽褶皱的滤芯或袋式除尘器,因为这些粘性粉尘会导致紧密褶皱的过滤器堵塞。

5.磨损测试,测量粉尘的相对磨损性。这些知识有助于确定粉尘处理部件的最佳设计,包括阀门,入口和管道系统。例如,当捕获诸如铸铁研磨剂等高度磨损的灰尘时,除尘器必须设计成具有低入口速度。如果进口速度过高,灰尘会重新夹带在过滤器元件上,磨损过滤器并导致过早磨损。

6.终端速度测试,确定提升灰尘所需的空气速度。这些信息有助于确定正确的过滤器外壳尺寸和袋长。水平传送速度测试揭示了水平移动灰尘所需的最佳速度,有助于正确的管道系统设计。滑动角度/静止角测试决定灰尘自由形成的角度,辅助灰斗和灰尘排放设计。该测试进一步识别粉尘是否粘附或结块。

在某些情况下,在台架测试完成后,实验室可能需要进一步的信息来解决现有的除尘器问题或预测异常或困难粉尘的行为。在这些情况下,可能需要使用一个或多个集尘器进行全面测试。全面测试还可以帮助制造商满足特别严格的涉及有毒灰尘和烟雾的排放要求,例如切割或焊接镀锌材料时排放的有害灰尘和烟雾。

图2显示了配备四种类型集尘器的全尺寸测试设备。可以在任何或所有除尘器上运行测试,以使用模拟实际操作条件的实时或加速测试来确定应用的最佳设备选择。除了比较集除尘器,许多性能变量也可以被评估,其中包括不同的过滤介质类型,过滤器构造,空气布比,温度,气流和灰尘加载条件。

客户可以查看测试结果并对“假设”概念进行修改,以评估不同变量的影响。

这种全尺寸测试仪装有四种除尘器

图2:这种全尺寸测试仪装有四种除尘器

测试完成后

制造商现在可以与设备供应商熟练地合作,选择合适的除尘器和过滤介质类型,最佳的空气对布比率,适当的罐速度(定义为空气通过壳体的向上流动)和最佳入口和料斗设计。最终的结果是一个灰尘收集系统,可以减少排放,运行可靠,且是工人和设备的最佳保护。

案例研究

使用轮喷系统来完成钢梁的X公司没有通过其滤筒式除尘器获得足够的粉尘脉冲滤清器清洁,导致高ΔP(压降或“ΔP”以英寸水柱计量器[wg]是测量滤筒的脏污程度)。该公司将用过的纤维素介质滤芯送到实验室进行粉尘测试。

初始颗粒尺寸分析揭示了一种非常细小的灰尘与较大的金属粉尘混合,这在测量灰尘的数量和体积分布时得到证实(见图3A和3B)。

这些图显示相同尘埃的粒子数和体积分布

图3A和图3B:这些图显示相同尘埃的粒子数和体积分布

在视频显微镜下分析灰尘支持这一发现。较大的钢铁颗粒被附聚的轧制粉尘斑点包围(见图4)。这种更细的灰尘是由喷砂轮从钢上粉碎的碳。

这些粉尘包含了大小不一材质不同的粉尘

图4:这些粉尘包含了大小不一材质不同的粉尘

尽管这些程序提供了关于粉尘尺寸和特性的有用信息,但台架测试结果并未为当前除尘器问题提供充分的解释。需进行全面测试以提供更深入的分析。

实验室工程师假设特殊硅酮处理的过滤介质可能比标准的纤维素介质表现更好。有机硅已被证明可以防止更细的灰尘浸透过滤器。全面测试的重点是比较两种介质在相似条件下的差压降。介质更换可减少压降,从而提高过滤效率。

在实验室中,测试除尘器中的清洁系统每15秒自动设置一次脉冲。将55加仑的爆炸性尘埃鼓逐渐加入到全尺寸测试设备中的滤筒式除尘器中。一台控制进料速度以及空气与布料比,空气体积和空气流量比率的计算机产生除尘器ΔP和排放物的实时图表。

为了测试这两种介质,实验室工作人员以非常高的速率设置入口粉尘进料,以加速模拟粉尘加载。进料速率还决定了ΔP跨越过滤介质的爬升速度。随着测试的继续,工程师们改变了进料和脉率,并观察结果以确定过滤器是否表现令人满意。满意的性能被定义为过滤器元件的一半脉冲后的差压恢复。如果性能不理想,则调整设置以保持恒定的灰尘负载。这个过程重复几个小时。

使用这种测试方法,标准介质稳定在压力下降2.7英寸wg,相比之下,硅酮处理介质,稳定在1.9英寸wg-0.8英寸wg。基于这些结果,工程师们确定硅酮处理过的介质性能更好,可以预期在实际操作条件下压力损失更低。在现实生活中,降低压降也可以改善气流,降低能耗和延长过滤器的使用寿命。

如果没有测试,X公司将不得不求助于试验和错误来解决其除尘问题。粉尘测试解决了这个问题,并导致了性能增强,这是没有做粉尘时无法达到的。



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