机械加工废弃净化处理方法|机械制造加工厂废气处理案例

来源:国际米兰比分    发布时间:2025-08-16 08:13:51
  • 机械加工厂是从事机械零件、部件及整机制造、加工、装配的工业场所,通过各类机械设备对金属、非金属材

  机械加工厂是从事机械零件、部件及整机制造、加工、装配的工业场所,通过各类机械设备对金属、非金属材料来切削、磨削、焊接、热处理、表面处理等加工,生产出契合设计要求的机械产品。其产品大范围的应用于汽车、航空航天、船舶、工程机械、机床、电力设备、医疗器械等众多领域。

  根据加工对象和工艺特点,机械加工厂可分为通用机械加工厂(加工各类标准件、通用零件)、专用机械加工厂(专注于特定行业或产品的零部件加工)、精密机械加工厂(处理高精度、高复杂度的零件,如航空航天零件)等。主要加工工艺包括车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削、焊接、热处理、喷漆、电镀等,不同工艺在生产的全部过程中会产生不一样的废气。

  焊接工序:焊接是机械加工中产生废气的主要环节之一。电弧焊、气焊、氩弧焊等焊接过程中,焊条、焊丝与工件在高温下熔化、燃烧,会产生大量焊接烟尘,其中包含金属氧化物(如氧化铁、二氧化锰、氧化锌等)、氟化物、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)以及焊接材料中的药皮、助焊剂分解产生的有机废气和有害化学气体。例如,使用酸性焊条焊接时,会释放较多的氟化物和二氧化硫(SO₂)。

  热处理工序:在淬火、退火、回火等热处理过程中,工件表面的油污、涂料及热处理介质(如淬火油、盐浴剂)在高温下挥发、分解,产生有机废气(如烷烃、烯烃、芳烃等 VOCs)、油烟以及少量酸性气体。若采用气体渗碳、渗氮工艺,还会产生氨气(NH₃)、氰化物等有毒气体。

  喷漆与烤漆:喷漆时,油漆中的溶剂(如香蕉水、松香水)挥发产生大量 VOCs,包含苯、甲苯、二甲苯、酯类等有害于人体健康的物质;烤漆过程中,随着温度上升,未固化的油漆进一步释放有机废气,同时可能伴有少量颗粒物。

  电镀:酸洗、除油、电镀等环节会使用盐酸、硫酸、硝酸等酸液,以及氰化物、铬酐等化学品,产生酸雾(如 HCl 雾、H₂SO₄雾)、氰化物废气、铬酸雾等有毒有害气体。

  抛丸与喷砂:为去除工件表面的氧化皮、锈迹等,抛丸或喷砂时会产生大量金属粉尘和磨料粉尘(如钢丸、石英砂颗粒)。

  切削与磨削工序:使用切削液、磨削液来加工时,这些液体在高速切削、磨削产生的高温下会挥发,形成油雾和有机废气;同时,工件材料被切削、磨削产生的金属粉尘也会与油雾混合,形成复合型废气。

  成分多样且复杂:机械加工厂废气包含焊接产生的金属烟尘、有害化学气体,热处理产生的有机废气、油烟,表面处理产生的 VOCs、酸雾、粉尘,以及切削磨削产生的油雾和金属粉尘等,成分涉及无机污染物、有机污染物和颗粒物,不同工艺废气差异显著。

  颗粒物与气溶胶并存:焊接烟尘、抛丸喷砂粉尘多为细微颗粒物(粒径多在 0.1-10μm),易被人体吸入并沉积在肺部;切削磨削产生的油雾属于气溶胶,具有较强的粘附性,会附着在设备和车间表面,难以清除。

  有毒有害性突出:废气中的 CO 是剧毒气体,会阻碍人体氧气运输;焊接烟尘中的金属氧化物(如锰、铬)具有致癌性;VOCs 中的苯系物会损害人体造血系统和神经系统;酸雾具有强腐蚀性,对人体呼吸道和皮肤有刺激作用。

  排放具有分散性:机械加工设施通常分散布置,不同工序的废气产生点较为分散,无组织排放现象较普遍,给废气收集带来一定难度。

  浓度波动较大:生产任务量的变化、不同工件的加工需求会导致废气排放量和浓度波动,例如批量焊接时废气浓度骤升,而设备闲置时浓度明显降低,对处理系统的适应性要求较高。

  局部集气与预处理:在焊接工位上方或侧方安装可移动集气罩、排烟臂等,通过负压收集焊接废气。对于高浓度烟尘,可先经旋风除尘器或重力沉降室去除大颗粒粉尘,减少后续设备负荷。

  滤筒除尘器:采用覆膜滤筒,对焊接烟尘(尤其是细微颗粒物)的过滤效率可达 99.9% 以上,设备体积小、清灰效果好,适合分散的焊接工位。

  电除尘器:利用高压电场使烟尘荷电并吸附在集尘极上,适用于大风量、高浓度焊接废弃净化处理,但设备投资较高,需定期维护电极。

  活性炭吸附:对于焊接废气中少量的有机废气和异味,可在除尘后串联活性炭吸附装置,进一步净化。

  收集与预处理:针对喷漆、烤漆、热处理等产生的 VOCs,采用密闭车间、局部集气罩等方式收集,经漆雾过滤器(如水帘柜、过滤棉)去除漆雾颗粒,避免堵塞后续设备。

  活性炭吸附 - 脱附 + 催化燃烧:低浓度 VOCs 先经活性炭吸附,吸附饱和后通过热空气脱附形成高浓度废气,再进入催化燃烧炉(200-400℃)氧化分解为 CO₂和 H₂O,适用于大风量、低浓度有机废气,能实现活性炭再生,降低运行成本。

  UV 光氧催化 + 活性炭吸附:UV 光氧催化利用高能紫外线分解 VOCs 分子,再经活性炭吸附残留污染物,适合中低浓度、成分简单的有机废气,设备投资较低,操作简便。

  蓄热式热力焚烧炉(RTO):对于高浓度 VOCs,采用 RTO 在 800-850℃高温下焚烧,净化效率可达 99% 以上,同时回收热量,降低能耗,适合处理成分复杂、浓度波动大的废气。

  收集:在酸洗槽、电镀槽等上方设置槽边集气罩,通过负压将酸雾收集,避免无组织扩散。

  碱液喷淋塔:采用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca (OH)₂)等碱液作为吸收剂,通过喷淋使酸雾与碱液充分接触,发生中和反应(如 HCl 与 NaOH 反应生成 NaCl 和 H₂O),去除效率可达 90% 以上,适用于各类酸雾处理。

  填料塔:在塔内填充鲍尔环、阶梯环等填料,增大气液接触面积,提高吸收效率,常用于处理浓度较高的酸雾。

  油雾处理:切削、磨削产生的油雾可采用油雾收集器,通过离心分离、过滤等方式将油雾颗粒捕集,回收的油雾可部分回用,净化后的气体排放。

  粉尘处理:抛丸、喷砂产生的粉尘浓度高,可采用布袋除尘器或滤筒除尘器,利用滤料截留粉尘,净化效率高,操作维护简便。

  喷漆烤漆区废气:密闭收集→水帘柜除漆雾→活性炭吸附 - 催化燃烧→排放;

  客户背景详情:该工厂专业生产汽车变速箱、底盘等金属零部件,拥有 50 余台数字控制机床、20 个焊接工位、1 条喷漆线 个电镀车间,员工数 300 余人,厂区周边 300 米内有居民区。

  面临的困难和问题:车间内焊接烟尘、喷漆废气、电镀酸雾弥漫,员工长期接触后出现皮肤瘙痒、咳嗽等症状,职业病风险高;废气排放导致周边空气质量下降,居民投诉频繁;环保部门检测显示,焊接烟尘、VOCs、HCl 浓度超标,工厂被责令限期整改,否则将面临停产。此外,废气中的腐蚀性成分导致设备故障率上升,维护成本增加。

  来源特点成份与处理难点:废气大多数来源于焊接工位(含氧化铁、二氧化锰粉尘、CO、NOx)、喷漆线(含苯系物、酯类 VOCs、漆雾)、电镀车间(含 HCl 雾、铬酸雾)、数字控制机床(含油雾、金属粉尘)。废气排放点多且分散,成分复杂,既有颗粒物又有气态污染物,部分废气具有强腐蚀性和毒性;喷漆废气浓度波动大,焊接烟尘粒径细微,处理难度较高。

  焊接废气:每个焊接工位配备可移动排烟臂,废气汇总后进入滤筒除尘器,净化后通过 15 米排气筒排放。

  喷漆废气:喷漆房采用全密闭集气,废气先经水帘柜去除漆雾,再进入活性炭吸附 - 催化燃烧一体机,处理 VOCs 后排放。

  电镀废气:酸洗槽、电镀槽设置槽边集气罩,废气引入碱液喷淋塔(NaOH 溶液)处理,去除酸雾后排放。

  切削废气:数字控制机床上方安装油雾收集器,收集的油雾经离心分离和过滤后,净化气体排放,回收的油雾进行资源化利用。

  最终的处理效果:车间内焊接烟尘浓度降至 1.5mg/m³ 以下,VOCs 浓度≤20mg/m³,酸雾浓度≤0.05mg/m³,均达到国家标准;员工健康情况显著改善,职业病发病率下降 80%;周边居民投诉量为零,工厂通过环保验收,避免了停产风险。设备维护成本降低 30%,生产效率提升。

  案例总结:大型机械加工厂废弃净化处理需采用 “分区域、分类型” 的收集和处理策略,针对不同废气特点选择高效工艺,确保收集全面、净化彻底。同时,注重设备的耐腐的能力和稳定能力,加强运行管理,才能实现环保与生产的协调发展。

  客户背景详情:该工厂专注于精密仪器零件加工,拥有 10 台精密车床、5 台磨削设备和 2 个小型焊接工位,车间面积约 800 平方米,员工 30 人,主要为医疗器械企业配套生产零部件。

  面临的困难和问题:车间内磨削油雾和焊接烟尘浓度较高,导致设备表面油污堆积,影响零件加工精度;少量喷漆流程产生的有机废气有刺鼻气味,员工反映不适;环保检查时发现废气排放不达标,要求做整改,否则影响订单交付。工厂资金有限,场地狭小,难以安装大型处理设备。

  来源特点成份与处理难点:废气来自磨削设备(含油雾、金属粉尘)、焊接工位(含细微金属烟尘)、小型喷漆台(含少量 VOCs)。废气排放量较小,但油雾粘附性强,焊接烟尘粒径小,处理设备需紧凑、高效,且要适应小风量、多类型的废气特点。

  磨削废气:每台磨削设备安装小型油雾收集器,通过离心分离和过滤处理油雾,净化后气体回车间循环。

  焊接废气:2 个焊接工位共用 1 套移动式滤筒除尘设施,灵活收集并净化焊接烟尘。

  喷漆废气:小型喷漆台设置密闭罩,废气经活性炭吸附箱处理后排放,定期更换活性炭。

  最终的处理效果:车间内油雾和烟尘明显减少,设备清洁度提高,零件加工精度稳定性增强;有机废气刺鼻气味消除,员工工作环境改善;废气排放浓度达到环保标准,通过了环保检查,确保了订单正常交付。处理设备总投资低,占地面积小,适合小型工厂需求。

  案例总结:小型机械加工厂废气处理应优先选择小型化、集成化设备,采用 “就近收集、简易处理” 的方式,在控制成本和占用空间的前提下,针对性解决主要废气问题。同时,加强设备日常维护,可有效保障处理效果,满足环保要求。

  通过对机械加工厂废气来源、特点的分析,和处理工艺流程和实际案例的介绍,能够准确的看出,机械加工厂废弃净化处理需结合自己规模、工艺特点和废气成分,制定个性化方案,采用分质处理、高效净化的策略,才能有效控制污染,保护员工健康和旁边的环境,实现企业可持续发展。

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