焊条生产是一个较为复杂的过程。首先是原材料的准备,包括金属芯材和药皮材料。金属芯材一般是各种金属丝,如碳钢、不锈钢等,经过拉丝等工艺达到合适的直径。药皮材料则是由多种矿石粉、铁合金粉、有机物等混合而成。在焊条制作的完整过程中,将药皮材料包裹在金属芯材外,经过一系列的压制、干燥等工序制作成成品焊条。然而,在焊接工艺流程中,会产生多种废气。一方面,来自焊条药皮中的成分在高温下的分解。例如,大理石(CaCO₃)在高温下会分解成二氧化碳(CO₂),CaCO₃→CaO + CO₂↑。萤石(CaF₂)在焊接电弧的高温下也有一定可能会发生一些复杂的反应,产生含氟的废气。
另一方面,焊接时金属的熔化和蒸发也会产生废气。当焊接碳钢时,铁(Fe)会蒸发,与空气中的氧气(O₂)反应生成氧化铁(Fe₂O₃)等氧化物烟尘,3Fe + 2O₂→Fe₂O₃。同时,由于焊接时使用的保护气体(如氩气等)在电弧作用下也有一定可能会卷入一些周围的空气污染物,从而使废气成分更加复杂。
首先要建立完善的废气收集系统。在焊接工位设置局部吸气罩,例如能够使用可移动的吸气臂,将焊接时产生的废气及时收集起来。吸气罩的设计要根据焊接工艺和工作环境来优化,确保能够覆盖焊接产生废气的主要区域,尽量提高废气收集效率。对于一些大型的焊条厂,还可设为整体的通风系统,将车间内的废气统一收集到通风管道中。
对于焊接废气中的烟尘颗粒,能够使用过滤式除尘器做处理。常用的有布袋除尘器,它利用布袋纤维对烟尘颗粒进行拦截、吸附等作用。当含尘废气进入布袋除尘器后,废气通过布袋,烟尘颗粒被留在布袋表面,净化后的气体排出。这种设备对于粒径较大的烟尘颗粒有较好的去除效果,其除尘效率能够达到99%以上。
对于焊接废气中的一些有害化学气体,如有机污染物(如果焊接过程中有使用有机粘结剂等可能会产生有机废气)和部分含氟废气等,能够使用活性炭吸附装置。活性炭具有很大的比表面积,能够吸附废气中的有害于人体健康的物质。当废气通过活性炭吸附层时,有害于人体健康的物质被吸附在活性炭表面,进而达到净化废气的目的。不过,活性炭吸附装置需要定期更换活性炭,以保证其吸附效果。
湿式洗涤器也是处理焊接废气的有效设备之一。对于焊接废气中的酸性气体(如焊接过程中产生的一些含氟废气可能呈酸性),能够使用碱性溶液作为洗涤液的湿式洗涤器。废气进入洗涤器后,与洗涤液充分接触,废气中的酸性物质与碱性溶液发生中和反应,从而被去除。例如,对于含氟废气(HF),能够使用氢氧化钠(NaOH)溶液进行洗涤,HF+NaOH → NaF + H₂O。湿式洗涤器还可以对废气中的烟尘起到一定的去除作用,通过液滴对烟尘颗粒的捕集,使烟尘随洗涤液排出。
焊条厂要建立废气排放监测系统,定期对焊条厂焊接加工废气排放进行监测。依照国家和地方的有关标准,如大气污染物综合排放标准等,监测废气中的污染物浓度,包括烟尘浓度、有害化学气体浓度等。假如发现废气排放不达标,要及时作出调整焊条厂焊接加工废气处理系统,查找原因,可能是废气处理设备故障,也可能是生产的基本工艺调整导致废气成分和产生量变化等。同时,要做好焊条厂焊接加工废气处理系统的运行管理记录,包括设备正常运行时间、维护情况、废气监测数据等,以便于环保部门检查和企业自身的环境管理。
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