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1、此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理环保棉纺车间空气污染造成煤灰纱的成因分析与防治 摘要： 煤灰纱严峻阻碍纺织产质量量，同时也是难以处理的技术征询题。本文通过对煤灰纱成因的分析，试图找到煤灰纱构成的特征性规律，从而找到实在可行的技术处理途径。关键词： 棉纺车间 煤灰纱 煤灰纱是指被空气中煤烟尘污染的细纱。由于烟尘型污染，空气进入纺纱车间后，消费出来的雪白管纱会变成灰黑色，在管纱下部犹为严峻。用煤灰纱织出的白坯布面上构成有不规则的黑条，不能用于漂白和淡色加工。煤灰纱的发生具有以下特点：1、时间长，春秋季节会不同程度地发生，霉雨天气，雾天最为厉
2、害。2、阻碍面积大，如不采取有效防治措施，往往会出现大量的煤灰纱。3、 产活力理复杂，阻碍要素多，至今还无十分有效的防治措施。 1 产生缘故 1.1 室内空气中烟尘颗粒的存在 室内空气中存在的烟尘颗粒由室内外两个污染源产生，即侵入室内的室外空气中烟尘颗粒和纺织机械滋生的油烟颗粒。 室外空气中的烟尘颗粒未经有效过滤即进入车间是煤灰纱的构成的条件之一。侵入途径有：当室外新风进入空调间时，大气中的烟尘在没有通过有效过滤的情况下就与回风混合进入车间；由于风压和热压的作用使车间呈负压，室外含烟尘空气通过门窗缝隙直截了当渗透进入车间。 处于高速旋转状态的纺织机械零件所产生的高温，会使机油析出细小颗粒甚至炭
3、黑，造成室内环境污染。 1.2 静电吸附作用 被排放出来的煤烟灰，在其产生和运动过程中，由于互相摩擦、碰撞、接触带电体等缘故，几乎总带有一定的电荷。另一方面，由于纺织纤维均为不良导体，在牵伸、卷绕过程中，纤维与纤维之间、纤维与皮辊之间、纤维与钢丝圈之间的摩擦极易产生静电。再则，纱穗在细纱机上，由于加捻和缠绕的需要，线速度特别高，与空气构成一对等值的反向摩擦力，它的荷电性和粘附性更强。正负电荷互相作用构成煤灰纱。纱的支数越高，纱穗在机上与空气接触的时间愈长，线速度愈大，因此媒灰纱现象也愈严峻。一般纺40支以上产品时，容易产生煤灰纱。 总之，煤灰纱的产生是烟尘颗粒存在和静电吸附共同作用的结果。 2
4、 大气对烟尘颗粒的输运作用 煤灰纱构成时大气背景的恶化究其缘故，与大气对流层出现逆温层，风力输运，气压分布，日照时间等条件有关。因此，分析烟尘颗粒在大气层中的流淌情况，即可明晰地理解煤灰纱构成的气象条件。 2.1 逆温层中的热泳作用 由于烟气内含有水汽，属湿绝热膨胀，有汽化热放出，并接着上升，以湍流方式流向高空。如此烟尘颗粒扩散良好，附近纺织工厂纺纱过程中构成煤灰纱的几率不大。假设至夜晚，由于地面不再遭到阳光照射，地表温度逐步下降，而地面上空的空气由于接近完全透明体，没有多少辐射能散失，如此会构成地表温降快，而高空温降慢，地表温度低于其上面空气的温度。因此在晴朗的夜晚，会构成离地高度愈高，温度
5、亦愈高的现象，即构成逆温层。一旦逆温层高于烟囱排气口一定间隔，由于烟囱排出烟气绝热膨胀发生温降，而其上空气温度比烟囱烟气温度高，则烟囱排出的烟气不能特别好的扩散，由于热泳作用温度较低的烟气发生下沉。加上未燃尽的炭粒和煤灰较空气重，亦向下沉，故烟囱附近空气污染严峻，易发生煤灰纱。 在气候恶劣时，如冷空气与热湿空气交锋时，热湿空气爬到上方亦会构成逆温层。在这种情况下，也易构成煤灰纱。清晨时，阳光照射地面，地面吸收太阳辐射能温度上升，但近地面一部分空气温度低于地外表温度，烟囱口上部仍为逆温层，烟气不能扩散，往下沉，产生漫烟流，对四周空气的污染最为严峻，纺织工厂现在煤灰纱亦最严峻。 2.2 风力输运作
6、用 风对烟尘颗粒有极强的裹挟输运作用， 总是将与空气密度大体相近的烟尘输送到远方。风向决定了被煤烟灰污染的区域（总是在污染源的下风方向）。风向是忽上忽下、忽左忽右的，风速也是时强时弱的，这种大气湍流运动的结果，造成流场各部分之间强烈的混合。风速愈大，湍流愈强，煤烟灰扩散的速度就越快，稀释的就愈好，空气中的浓度也就愈低。但本地区空气中煤烟灰的浓度低，即有可能造成其它地区煤烟灰的浓度升高。反之，即便本地区空气质量良好，也有可能由于风力输入了其它地区的烟尘，从而构成煤灰纱。 2.3 气压分布的作用效应 空气污染还与大气压有着亲切的关系，低气压域内，空气有上升运动，而且通常风速较大，大气处于不稳定状态
7、，有利于煤烟灰的扩散稀释；相反，在较高的大气压域内，天气晴朗，风速较小，空气有较大范围的下沉运动，构成逆温，阻止向上湍流空气的扩散。假设有连续几天的和风和逆温，便呈现“空气停滞”现象，使大气对煤烟灰的扩散才能下降，从而出现较大范围和较长时间的污染危害。 大气条件属自然力，从某种意义上讲是无法抗拒与改变的。但是，我们可以探究并掌握其规律加以防备，改善现有的消费条件，减轻甚至防止煤灰纱的产生。 3 煤灰纱出现的特征性规律 3.1 区域特征 在城市中心区、重工业区、紧*交通枢纽的地区极易产生煤灰纱。1.由于城市中心居民多，厂区四周的居民设备多，有不少以燃煤为主；工厂、机关单位生活取暖、茶炉、锅炉燃煤
8、；都要产生大量煤烟排入空中，这一点在我国西北地区尤为突出。加之马路上的细小尘埃，经车辆行驶后飞起，也漂浮在低空中，进入冬天。天冷气压低，这些黑灰大都在空气的低层，构成了煤灰纱的污染源。2.在重工业区，由于动力和工艺的要求，绝大部分地点都是烟囱林立。尤其是火力发电厂、炼钢厂的四周空气污染及其严峻。3.交通枢纽是物资周转的中心，车船来往频繁，由车船行驶散发和卷扬起的粉尘包括烟煤灰浓度极高，空气污染情况严峻，极易产生煤灰纱。 3.2 季节特征 产生煤灰纱机布较多的季节为l季度和4季度，即每年的10月初到次年的3月初，中国南方的梅雨季节。由于每年的10月初到次年的3月初，室外气温一般在0l0或更低，相
9、对湿度在85100的条件下，而且这种气候气压更低，风速00.2ms，空气处于根本无流淌状态，大气中的细小尘埃都分散在下层空间。构成煤灰纱污染源。同时，九月下旬至十月上旬，由于农民燃烧秸杆造成空气污染也不容无视。 3.3 日周期变化特征 煤灰纱并非全天侯出现，在晴朗的白天，阳光充足，地面温度较高；而到夜晚静风无云，昼夜温度变化较大时，易产生煤灰纱。总的来说，一般产生于夜晚至清晨10时之前，究其缘故，与大气对流层出现逆温层有关。 清晨，阳光照射地面，地面吸收太阳辐射能，温度上升。但近地面一部分空气温度低于地表温度，烟囱口上部仍为逆温层，烟气不能扩散，往下沉，产生漫烟型烟流，污染四周空气最为严峻。及
10、至上午910时以后，烟囱口的上空逆温层逐步消失，排出的烟又可充分向上扩散，煤灰纱因此亦可消失。 3.4 纺纱的品种特征 所纺产品不同，煤灰纱疵布也不同，一般在涤棉、纯涤品种上最为多见。而在纯棉、纯粘胶产品上则根本无煤灰纱。由于涤纶产品易产生静电，其可纺比电阻值应是105cm，但由于涤纶消费厂家不同，此比电阻值有变化。细纱锭子在高速回转时，管纱与车间空气摩擦而产生静电，其四周构成静电场，在静电的作用下，管纱对其四周空气中的煤灰有吸引力；同时管纱在高速回转中对灰粒产生离心力。灰粒在静电和离心力的同时作用下，就依附在管纱外表的毛羽尖端上，并逐步构成积聚，时间越长，空气中灰粒越多，煤灰微粒积聚也愈严峻
11、，最终构成煤灰纱。 4 防治措施 防治煤灰纱需要从两方面考虑：1、防止烟尘颗粒的侵入；2、消除静电效应。只有将二者结合，才能比拟有效的消除煤灰纱现象。 4.1 防止烟尘颗粒的侵入 从烟囱或汽车尾气中大量排出未经完全燃烧的碳黑及油烟颗粒特别难用单一的除尘机理加以去除。由于油烟粒径在0.03m1.0m之间。而碳黑粒径在 0.01m0.2m之间，在此粒径范围内尘埃和水滴外表存在一层气膜。特别难被水润湿洗涤沉降，也确实是说空调用淋水室失效。又由于粒径范围特别小，用常规的过滤方法也无能为力，因此必须层层设防，采纳复合机理的方法加以有效去除。 4.1.1 厂址、厂房型式的选择 纺织厂的厂址应选在城市郊区，
12、远离重工业带和交通枢纽，并应尽量处于上风区（风向材料可由当地气象站、台提供）。假设条件不同意，也要偏离主风带，以防止风力输运作用。在厂区四周和内部的绿化工作不容无视，自然或人工植被是一道良好的污染物阻止屏障。 考虑到风压和热压的作用，厂房以新式封闭厂房为宜。旧厂房的改造因地制宜，各有特点，但一般采取增设过滤装置（同时应调整风机负荷），加强门窗的密封性等做法，但效果不尽人意。现在出现的某些新方法也用于旧厂房的改造，效果有待检验。 4.1.2 新风的处理 新风口直截了当从室外吸入空气，是防止烟尘颗粒入侵的关键部位，必须加强防治工作。目前加设8mm厚过滤海绵窗或长毛绒过滤材料，以及在铁丝网或尼龙网框
13、架涂副一层粘性较大机油的作法效果并不理想。 有关材料提出静电纤维过滤方法。也确实是，让新风在高压电晕线和接地极板之间通过，使粉尘粒子荷电（或通过x射线，放射线辐射使粒子荷电）。荷电粒子随气流进入过滤段，在纤维过滤层发生粉尘堆积。目前公认的粉尘粒子荷电根本机理是：（1）离子碰撞，即离子与粉尘粒子发生碰撞，离子被粉尘粒子俘获，使粉尘荷电；（2）离子扩散，即离子浓度差引起离子扩散，在此过程中，把电荷传给粉尘粒子。尽管负电晕放电比正电晕放电效果好，但负电晕放电会产生比正电晕多的多的臭氧（03）和氮氧化物（N0x），故采纳正电晕。在这种过滤器中，纤维滤料应当具有高比电阻和低吸湿性，以保持其中的电场。可以
14、用木纤维、玻璃纤维、各种合成纤维以及石棉做过滤层，且气流通过滤料必须保持低速度，由于静电作用对速度是敏感的。但低气流速度，势必造成设备投资增加，空调室占地面过大（这一点尤其不利于旧厂房的技术改造），同时加大了维修保养的难度。 采纳新型自荷电过滤材料，可以弥补静电- -纤维过滤方法的缺乏。自荷电过滤材料的纤维本身带有静电，当烟尘颗粒随气流通过滤料层时，随即荷电被捕捉。此方法不仅省却了荷电段减少了设备投资和运转费用，而且维修保养极其方便，只须定期更换滤料即可。关于旧厂房改造有不可比拟的优势。 4.1.3 回风的处理 实践中往往只留意新风口，而忽略回风口的空气过滤作用。事实上室内空气污染也是构成煤灰
15、纱的要素之一，这只有*回风过滤段来处理。纺织机械特别多零件处于高速旋转状态，机油吸收摩擦热后，会释出细小的机油颗粒，假设温度过高还会产生炭黑。假设回风未设过滤段，当室内污染物浓度到达一定浓度时，也会产生煤灰纱。建议在回风处加设过滤装置。 4.1.4 喷水室的改良 假设在新风口只是设置了简单的过滤网而不是高效滤料，则可与皂化喷水室结合使用，以到达净化空气的作用。这是一种空塔洗涤装置，它借助于水滴及溶解其中的洗涤剂的共同作用，来到达净化空气的目的。当气流与水接触时，除了尘粒的惯性碰撞、扩散、凝聚等净化机理外，还由于洗涤剂溶液降低了水的外表张力，并发生润湿、乳化、分散、起泡等作用，有较强的去污才能，
16、使细小尘粒得以去除。 水滴的雾化情况关系到除尘效果，为了增加气液两相的接触面积，要求喷出的水滴细小；但过细的雾化增加了脱水和除沫的困难，且在消费现场应用时易造成喷嘴堵塞，故宜选用中喷型喷嘴。但喷水室皂化对空气的热湿处理是否有阻碍，未除净的泡沫对工艺和设备是否有阻碍，还有待商榷。 笔者倾向于采纳高效滤料，喷水室专职热湿处理的结合。 4.2 消除静电效应 煤灰纱最终产生的缘故是纱线产生静电而捻加上烟尘。假设用抗静电剂对纱线进展处理，消除纱线上的静电，必定会减少甚至消除煤灰纱。抗静电剂是化学药剂，具有较好的导电性和较强的吸湿性。在容易产生静电的纺织材料中参加抗静电剂后，能降低材料肋体积电阻或外表电阻
17、，加速静电泄漏，消除静电。抗静电剂是消除纺织静电最经济、最有用的方法。 抗静电剂是通过减少静电的发生，加快静电的逸散，或通过两者相结合的方式而起到消电作用的。 抗静电剂在纤维外表构成了一层柔软滑爽的亲水性高聚物覆盖膜，增大了纤维与摩擦物之间的接触间隙，减小了接触面积，减少了摩擦，起到了抑制静电积累的作用。 加快材料上静电的散失速度是大多数抗静电剂发挥作用的主要方式。抗静电剂的分子由两个基团组成，一个是电子分布比拟均匀对称而无极性的基团R，另一个是有极性的基X.对极性物质水来说，基团R特别难与水分子结合，称疏水基；基团X则易与水分子结合，称亲水基。当抗静电剂涂敷于纤维外表时，由于抗静电剂的极性亲
18、水基团与纤维极性基团的互相作用，使抗静电剂分子在纤维界面上构成定向陈列，其疏水基向着纤维，而亲水基朝向空气，从而在纤维面上构成连续的亲水表层，有利于吸收水分而使纤维的电阻值下降，加快材料上静电的散失速度。 抗静电剂起作用的另一种方式是离子化。离子性的抗静电剂本身具有良好的导电性，这种抗静电剂分子在表层水分作用下发生电离，明显提高了纤维外表的导电性。此外，离子性抗静电剂还可通过中和表层电荷的方式消除带电。 5 结论 煤灰纱现象不仅仅是技术征询题，而是一个社会征询题，是社会整体消费背环境空气恶化的产物。从过滤净化技术上讲，单一的除尘机理无法特别好地处理这一征询题，必须采纳多种除尘机理相结合的方法。
19、从社会角度来说，只有发动社会的力量，改善能源构造，对排放煤烟灰的工厂进展综合治理，才能收到事半功倍的效果。 参考文献 1 潘大绅等。棉纺织广空气调理。北京：纺织工业出版社，1986. 2 孙坚。工业通风。北京：建筑工业出版社，1986. 3 电子工业部第十设计研究院译。空气净化技术手册M.北京：电子工业出版社，1985. 4 嵇敬文。除尘器M.北京：中国建筑工业出版社，1981. 5 荣伟东，张国权。静电过滤除尘方法J。静电1997，（3）。 6 孙可平。粒子荷电机理与粒子荷电方程J.静电1994；（1）。 7 马峰，杨定君。纺织静电。陕西科学技术出版社，1991. 8 赵择卿编译。 高分子材料抗静电技术。纺织工业出版社，1991. 9 赵荣义等。空气调理M.北京：中国建筑业出版社，1994.