对射孔弹除尘方式的研究与分析

摘 要：本文通过对国内外除尘方式的研究和对射孔弹表面浮药除尘方式的现状分析，初步判断出对射孔弹合适的除尘方式，以达到除尘和浮药收集处理的目的，为后续研究的高效、快捷、环保的射孔弹自动除尘装置的具体设计提供研究依据，并总结了存在的问题及有待解决的问题。

关键词：射孔弹 除尘方式 研究与分析

中图分类号：TJ45+2.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0071-02

1 研究的意义

射孔弹是利用聚能效应把井壁与油层定向地射穿以形成一输油通道的一种爆破用炸弹。射孔弹的压装工艺是：把炸药（松散的）放入壳体（按设计尺寸加工形成）中，再在炸药上面放上药型罩，经冷挤压法一次压装成射孔弹。挤压之后的射孔弹四周均粘有粉尘，需要除尘处理。

由于没有针对射孔弹表面浮药的专用除尘装置，目前射孔弹的除尘主要是采用人工方式进行处理。现有技术有两种方式的除尘：一是人工采用压缩空气对每一个射孔弹进行除尘；二是人工用溶剂对每一个射孔弹进行清理。两种方式都需人为操作，但人工处理大大提高了操作者的劳动强度，而且粉尘难以收集处理；同时随着生产量的逐渐增大，人工的工作量越来越大，这种除尘方式已经越来越不能满足生产的要求。

因此，在这种环境下，需要一种高效、快捷、环保的除尘装置专对射孔弹进行自动除尘。本文拟对射孔弹自动除尘装置在除尘方式和浮药收集处理方面进行研究与分析，为后续的射孔弹自动除尘装置的具体设计提供研究依据。

2 除尘方式的国内外研究现状

2.1 除尘方式的研究现状

随着国家对环保要求的日益严格和人们认识的不断提高，现代工业的除尘技术发展很快。因为在工业生产过程会产生大量大气污染物，里面含有大量的粉尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有毒物质或可燃物质，如果不加以处理，对我们人体和环境都会造成危害。

国外的除尘技术起步较早，除尘方式根据作用原理的不同可划分为以下四种：机械除尘、湿式除尘、电除尘和过滤式除尘等。现目前，也发展了一些新型除尘设备：如宽间距或脉冲高压电除尘器，环形喷吹袋式除尘器，顺气流喷吹袋式除尘器，带电水滴湿式洗涤器，带电袋式除尘器等。

各类除尘方式的工作原理具体内容如下：

（1）机械除尘。

机械除尘通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的方式。通常又分为三类，即重力除尘、惯性力除尘和离心力除尘等。它们的共同特点是造价较低，维护管理方便，并耐高温，必须回收干尘或含尘气体遇湿有腐蚀作用时更适宜用这类除尘方式。对5μm以下的微粒去除效率不高，当含尘浓度很高时，可作预处理除尘。

①重力沉降室的工作原理是当气体由进风管进入降尘室时，由于气体流动通道断面积突然增大，气体流速迅速下降，粉尘便借本身重力作用逐渐沉落，最后落入下面的集灰斗中，经输送机械送出。适宜于尘粒粒径较大、要求除尘效率较低，又有足够场地的地方。

②惯性除尘是利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从含尘气体中分离出来的方式。在除尘器内，主要是使气流冲击在挡板上再急速转向，其中颗粒由于惯性力作用，其运动轨迹就与气流轨迹不一样，从而使两者获得分离。气流速度高，这种惯性效应就大，所以这类除尘器的体积可以大大减少，占地面积也小，对细颗粒的分离效率也大为提高。可捕集到10 um的颗粒。这种除尘器结构简单，阻力小，但除尘效率较低，一般用于一级除尘。适宜于排气量较小、要求除尘效率较低的地方，一般可直接装在风管上。

③旋风除尘是利用离心力从气体中除去粒子的方式。它和惯性除尘的区别在于，后者气流只是简单地从原来的路线上改变一下方向，或只做接近―圈旋转，而前者气流旋转则不止一圈。旋转气流中粒子受到的离心力比重力大得多。例如，小直径、高阻力的旋风除尘器的离心力比重力能够大2500倍，大直径、低阻力的最少也要大5倍。所以，旋风除尘除去的粒子比重力除尘除去的粒子要小得多。但旋风除尘器的压力损失一般比重力除尘器和惯性除尘器的压力损失高，因而消耗的动力大。由于离心式除尘器结构简单，没有运动部件，造价便宜，维护管理工作量极少，所以除单独使用外，还常用作袋式除尘器的预除尘器。适宜于要求除尘效率较低的地方，大量用于1～20 t/h的锅炉烟尘处理。目前，机械式除尘器应用最多的是旋风除尘器。

（2）湿式除尘。

使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的方式。其除尘机理。

①液体介质与尘粒间的惯性碰撞和拦截。

②微细尘粒与液滴间的扩散接触。

③加湿的尘粒相互凝并。

④饱和态高温烟气降温时，以尘粒为凝结核凝结。按能耗可分为：高能和低能湿式除尘器。其中，低能湿式除尘器的压力损失为0.2～1.5 kPa，对10μm以上粉尘的净化效率可达90%～95%，高能湿式除尘器的压力损失为2.5～9.0 kPa，净化效率可达99.5%以上。

湿式除尘的主要优点是结构简单，投资低，除尘效率较高，能去除粒径很小的尘粒，并且在除尘的同时可去除一部分有害气体，如火电厂烟气脱硫除尘一体化多采用湿式除尘器。其缺点是用水量较大，废水和泥浆需二次处理，设备及构筑物易腐蚀。

（3）电除尘。

电除尘是利用高压电场使气体发生电离，再使气体中的粉尘荷电，并在电场力的作用下，使气体中的悬浮粒子分离出来的方式。其主要优点是捕集细小颗粒（1μm左右）的效率高，一般在95～99%（最高可达99.9%）；气流阻力小，耗电少，一般0.2～0.4度/1000 m3，压损小，一般为200～500 Pa；处理气量大，可达105～106 m3/h；可在高温或强腐蚀性气体下操作。缺点是投资大、设备复杂、占地面积大，对操作、运行、维护管理水平要求较高。另外，对粉尘的比电阻要求较严格。适宜处理气量较大、要求除尘效率较高，又有一定维护管理水平的单位。

（4）过滤式除尘。

过滤式除尘器又称空气过滤器，是利用多孔过滤介质分离捕集气体中固体或液体粒子的净化装置，属于高效干式除尘装置。它体积较大、清灰装置较复杂，投资较大，阻力较高。要求进气温度不超过滤袋材质所允许的温度，且气体温度在露点温度以上。粘性含尘气体进入除尘器时，含尘浓度超过尘粒的爆炸下限的不宜采用袋式除尘器。适宜于要求除尘效率较高、排气量变化较大以及处理有回收价值的细小颗粒物的场合。

2.2 射孔弹除尘方式的研究现状

目前，对物体表面上粉尘进行清除的除尘技术是采用各种定型的除（吸）尘设备进行处理。但对射孔弹表面的浮药的清除还停留在传统除尘方式上：一是人工采用压缩空气对每一个射孔弹进行除尘；二是人工用溶剂对每一个射孔弹进行清理。两种方式都需人为操作，但人工处理大大提高了操作者的劳动强度，而且粉尘难以收集处理。同时随着生产量的逐渐增大，这种除尘方式已经无法满足生产的需要。因此，在这种环境下，需要一种高效、快捷、环保的除尘装置专对射孔弹进行自动除尘，并能将粉尘收集处理，避免二次污染。

由于射孔弹对防爆要求很高，所以常规的电除尘方式是不适用的；从浮药颗粒的粒度大小上考虑，因为不同的除尘器所能去除的粉尘粒径范围也不同，浮药粒径大约在50 um左右，属于细粉料，如表1得知，不宜采用过滤式除尘方式和电除尘方式，宜采用机械式除尘方式和湿式除尘方式；因为浮药有一定的粘附性，所以不宜采用过滤式除尘器。综上所述，在四种除尘方式中，对射孔弹表面上的浮药除尘的方式就只能采用机械式除尘方式和湿式除尘方式两种了。

机械式除尘分为重力除尘、惯性除尘、旋风除尘等三种。

（1）重力除尘适宜尘粒粒径较大，又有足够场地的地方。对于射孔弹表面的浮药因粒径细，而且设备不宜过大，所以不宜采用。

（2）旋风除尘适宜要求除尘效率较低的地方，大量用于1～20 t/h的锅炉烟尘处理。而且设备较为复杂，会增加设备成本，所以不宜采用。

（3）惯性除尘是利用尘粒在运动气流中具有的惯性力，通过突然改变含尘气流的流动方向，或使其与某种障碍物碰撞，使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的。这类除尘器适用于净化粒度d≥20μm非纤维性粉尘。若对射孔弹表面的浮药除尘，采用惯性除尘方式为最佳。但由于其除尘效率低，常用作多级除尘中的初级除尘，所以本论文研究的除尘装置采用湿式除尘方式对浮药粉尘用水箱最终收集。湿式除尘结构简单，投资低，除尘效率可达90%～99%，能去除粒径很小的尘粒，并且在除尘的同时可去除一部分有害气体，如火电厂烟气脱硫除尘一体化多采用湿式除尘器。其缺点是用水量较大，废水和泥浆需二次处理，设备及构筑物易腐蚀，射孔弹表面的浮药含有硫等有害物质，所以水箱里的废水会定时送到指定地方二次处理。

3 结语

经过分析，初步判断要去除射孔弹表面的浮药可以采取机械式除尘和湿式除尘相结合的除尘方式，通过压送式高压气体对射孔弹表面的浮药吹扫，形成吹扫气流来达到表面除尘的目的，然后吹扫出的含硫等有害物质气体采用水箱收集并定时送到指定地方二次处理。

存在及有待解决的问题：压送式高压气体吹扫浮药后，除尘装置内气流大小和方向的控制需要进一步的研究，以及设计出的除尘装置是否能达到高效、快捷、环保等要求，还需要我们对该装置的机构和运行工艺设计方面做进一步的研究。

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