CN106835254A - 一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,包括电镀槽(1)、排风罩(2)、通风管道(3)、铬雾回收器(4)、通风风机(5)以及湍球净化塔(6);排风罩(2)设于电镀槽(1)的上方,用于收集所述电镀槽(1)产生的铬雾;排风罩(2)与通风管道(3)相连通,通风管道(3)与铬雾回收器(4)的入口端相连通,铬雾回收器(4)的出口端与通风风机(5)相连通,通过通风风机(5)的作用使铬雾被输送到所述铬雾回收器(4);通风风机(5)出口与湍球净化塔(6)的输入风管道连接。本发明可以有效的减少电镀铬的原料铬酐的浪费,保护操作工人人身安全,减少工业污染,增加经济效益和社会效益。

Description

一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电镀装置领域,特别涉及一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统。
背景技术
[0002] 近年来,随着现代工业的快速发展,利用电镀技术提高产品的寿命和性能的应用 日益广泛,然而,电镀技术的应用也带来工业污染和原材料的浪费等负面效果。因此,如何 科学合理的提升电镀清洁系统的功能变得尤为重要。但是,目前国内对活塞杆镀铬生产线 的铬雾回收系统设计的研究成果和资料甚少,相关标准和规范尚属空白,缺乏高效、节能、 环保的铬雾回收系统。研究合理、高效的电镀清洁系统将有助于我国电镀行业的发展,有利 于保护环境,减少工业污染。
[0003] 因此需要研发一套铬雾回收系统,减少了铬酐资源浪费,避免了环境污染等问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题,提供一种能够有效减少铬酐资 源浪费,避免环境污染的活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统。
[0005] 本发明的技术方案是:一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,包括电镀槽、排风 罩、通风管道、铬雾回收器、通风风机以及湍球净化塔;所述排风罩设于电镀槽的上方,用于 收集所述电镀槽产生的铬雾;所述排风罩与通风管道相连通,通风管道与铬雾回收器的入 口端相连通,铬雾回收器的出口端与通风风机相连通,通过通风风机的作用使铬雾被输送 到所述铬雾回收器;通风风机出口与湍球净化塔的输入风管道连接。
[0006] 较佳地,所述铬雾回收器包括塔体、喷淋系统、丝网除雾器以及折流板除雾器;所 述丝网除雾器设于塔体内部的上端,所述折流板除雾器设于塔体内部的下端,丝网除雾器 和折流板除雾器的上方位置均设有喷淋系统;所述塔体的下端通过通风管道与排风罩连 通,塔体的上端通过通风管道与通风风机连通。
[0007] 较佳地,所述排风罩采用槽边条缝式排风罩。
[0008] 较佳地,所述湍球净化塔包括净化塔体,所述净化塔体内部的下端设有集液槽,净 化塔体侧面位于集液槽上方的位置设有进气口,净化塔体内部位于进气口上方设有两道填 料层,每道填料层上方均设有喷淋装置,所述喷淋装置通过喷淋管道连接用于供应喷淋液 的离心栗;所述净化塔体内部的上端还设有除雾器,位于每道填料层上方的净化塔体侧面 还设有观察口;所述净化塔体下端的侧面还设有与所述集液槽相连通的放液口。
[0009] 本发明的有益效果:本发明实施例中,提供一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统, 本发明能够减少铬酐资源浪费,避免环境污染等问题,可以有效的减少电镀铬的原料铬酐 的浪费,保护操作工人人身安全,减少工业污染,增加经济效益和社会效益。本发明对提高 铬雾回收设备的性能,增强企业竞争力具有十分重要的意义。
附图说明
[0010] 图1是本发明的整体结构示意图;
[0011] 图2是本发明的工艺流程图;
[0012] 图3是湍球净化塔的结构示意图;
[0013] 图4是铬雾回收系统的结构示意图;
[00M]图5是铬雾回收系统折流板的结构示意图。
[0015] 附图标记说明:
[0016] 1、电镀槽;2、排风罩;3、通风管道;4、铬雾回收器;5、通风风机;6、湍球净化塔;7、 雾滴;4-1、塔体;4-2、喷淋系统;4-3、丝网除雾器;4-4、折流板除雾器;6-1、放液口; 6-2、集 液槽;6-3、进气口; 6-4、; 6-5、填料层;6-6、; 6-7、喷淋装置;6-8、离心栗;4-4-1、捕集挡板; 4-4-2、叶片;4-4-3、气流进口; 4-4-4、气体出口。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明 的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0018] 如图1所示,本发明实施例提供了一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,包括电镀 槽1、排风罩2、通风管道3、铬雾回收器4、通风风机5以及湍球净化塔6;所述排风罩2设于电 镀槽1的上方,用于收集所述电镀槽1产生的铬雾;所述排风罩2与通风管道3相连通,通风管 道3与铬雾回收器4的入口端相连通,铬雾回收器4的出口端与通风风机5相连通,通过通风 风机5的作用使铬雾被输送到所述铬雾回收器4;通风风机5出口与湍球净化塔6的输入风管 道连接。所述通风管道3是通风系统的重要组成部分,通风管道的基本功能主要包括:(1)输 送气体,保证气体温度、相对湿度、传递速度和洁净度等技术性能不变。(2)保证风管在允许 承压条件下(正压和负压),风管内空气不会外泄或风管外空气不会内侵。(3)输送气体不产 生噪声,或兼有消声功能。(4)使用期限长和维护简单,通风管道应该在满足使用效果的前 提下,使初投资和维护费用最低。同时还应该跟整体工程密切配合,力求经济合理和协调美 观。
[0019] 进一步地,所述铬雾回收系统中的核心设备,铬雾回收器4包括塔体4-1、喷淋系统 4-2、丝网除雾器4-3以及折流板除雾器4-4;所述丝网除雾器4-3设于塔体4-1内部的上端, 所述折流板除雾器4-4设于塔体4-1内部的下端,丝网除雾器4-3和折流板除雾器4-4的上方 位置均设有喷淋系统4-2;所述塔体4-1的下端通过通风管道3与排风罩2连通,塔体4-1的上 端通过通风管道3与通风风机5连通。铬雾回收器能够有效减少铬雾对环境的污染,减少电 镀铬原料铬酐的浪费。运用现代数值仿真技术对铬雾回收器内的折流板除雾器的折流板进 行结构设计,并对其进行数值仿真研究,能够确定折流板除雾器结构的最佳参数。
[0020] 铬雾回收器4的作用是通过填料对铬雾雾滴的阻留来实现的。铬雾回收器具体结 构如图4所示,含铬雾液滴的废气通过排风罩2的收集,经过通风管道3合流,到达铬雾回收 器的折流板除雾器(图5为折流板除雾器工作原理图),折流板除雾器利用水膜分离的原理 实现气液分离。当雾滴随气流进入狭窄、曲折的折流板通道时,由于流线偏折产生惯性力, 雾滴撞击板片和捕集挡板,黏附在板面上形成水膜,缓慢向下流动集成较大的雾滴落下,从 而实现气液分离。粒径较大的铬雾液滴被折流板除雾器捕集,粒径较小的雾滴被丝网除雾 器捕集,丝网除雾器是用来将气体中夹带的雾沫(雾滴)除去,回收昂贵的雾滴(贵重物料), 或净化气体以减少气体中的杂质。其作用原理为:夹带在气相中的细小液体雾滴,经过高效 丝网除雾器的丝网时,雾滴碰到除雾丝网上被粘附或吸附下来,经过反复多次吸附雾滴,极 小的雾滴附聚、聚结成为大的液滴,液滴在重力的作用下,沿着丝网向下运动,同时继续吸 附气体中夹带的雾滴,长大的雾滴流到除雾器的底部,作为液滴滴落下来。
[0021] 丝网除雾器的丝网层的阻留作用是一个十分复杂的综合效应,它包括惯性碰撞、 布朗扩散、静电效应等等。在凝聚过程中包含着雾滴生长、沉降和雾滴的捕集三个步骤。
[0022] 1.雾滴的生长
[0023] 雾滴由于高度分散,表面能高,其具有自发聚结为大滴状、缩小表面积而使表面能 降低的趋势。这种雾滴逐渐变大称之为生长过程。由于液滴的长大,极易被填料所阻留。
[0024] 2.雾滴的沉降
[0025] 不断生长变大的气溶胶雾滴,最后聚集成较大的液珠,由于自身的重力及客服上 升气流的浮力而不断向下降落,雾滴在沉降过程中又不断吸附捕集气流中带出的小雾滴, 这样沉降的雾滴继续变大如同雨滴的形成,越变越大,最后降落到镀液中。
[0026] 3.雾滴的捕集
[0027] 参照图5,通过与折流板、丝网或者填料的碰撞,雾滴7逐渐附着在折流板;本发明 的折流板除雾器4-4为折线型三角形折流板除雾器,其三角形折流板包括叶片4-4-2、气流 进口 4-4-3、气体出口 4-4-4;在每道三角形折流板出口段设有捕集挡板4-4-1;主要技术参 数:气流速度、叶片间距H、折线型三角形折流板的道数和间距h、折弯角度Θ和捕集挡板高度 等参数。
[0028] 各参数具体介绍如下:
[0029] (1)气流速度
[0030] 气流速度指的是含铬雾的废气进入三角形折流板除雾器时的速度。气流速度过大 会造成二次夹带,气流速度过小时,会造成含铬雾液滴的惯性小,不易被三角形折流板除雾 器去除。
[0031] (2)叶片间距
[0032] 叶片间距即为相邻两折流板除雾器之间的距离。三角形折流板除雾器之间的间距 直接影响铬雾的去除效率和压力损失的大小,所以折流板除雾器的叶片间距既不能太大也 不能过小。
[0033] ⑶弯折角度
[0034] 弯折角度是指三角形折流板除雾器转弯角度的大小。改变弯折角度能够直接影响 铬雾去除效率和压力损失大小,选择适当的角度有利于提高三角形折流板除雾器的效率。
[0035] ⑷弯折道数
[0036] 弯折道数是指气流在三角形折流板除雾器中拐弯的次数。随着道数的改变铬雾的 去除效率和压力损失改变,道数过多能够提高铬雾去除效率但是同时会造成压力损失过 大,在选用时要谨慎选用。
[0037] (5)捕集挡板高度
[0038] 捕集挡板目的主要是收集大颗粒铬酐,高度一般5mm,挡板垂直于板面安装。
[0039] 最后设计的折流板长220mm,其它参数见表1。
[0040] 表1三角形折流板参数选择
Figure CN106835254AD00061
[0042] 因此,铬雾回收器在折流板除雾器和丝网除雾器的作用下,铬雾被捕集,没有被捕 集的铬雾液滴在最终到达湍球净化塔,在湍球净化塔中再次回收,最终的气体被排放到大 气中。
[0043] 进一步地,所述排风罩2采用槽边条缝式排风罩,该局部排风系统是利用局部气流 直接在有害物质产生地点对其加以控制或者捕集,不使其扩散到车间作业地带,它具有排 风量小,控制效果好等优点。
[0044] 铬雾回收系统中通风管道与排风罩是该系统的重要组成部分。通风管道设计的目 的是要合理组织含铬雾液滴气体的流动,在保证实用效果前提下,合理确定通风管道形状、 尺寸、结构及布置。排风罩是利用局部气流直接在铬雾液滴产生地点对其进行捕集,进而不 使其扩散到车间作业地带。对比全面通风,局部排风罩具有排风量小、效果好等优点。通风 管道与局部排风罩的设计直接影响到铬雾回收系统的使用效果和技术经济性。
[0045] 槽边排风罩是外部吸气罩的一种特殊形式,专门用于各种工业槽(电镀槽、酸洗槽 等)。它的特点是不影响工艺操作,有害气体不经过人的呼吸区。排风罩是利用局部气流直 接在有害物质产生地点对其加以控制或者捕集,不使其扩散到车间作业地带,它具有排风 量小,控制效果好等优点。
[0046] 对于电镀铬铬雾的回收与净化,是利用通风风机产生的压力,将铬雾液滴有组织、 有效率地送入排风罩,经过排风罩和通风管道,最终进入铬雾回收器和湍球净化塔。通风风 机是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的机械,它是一种从动的流体机械。
[0047] 通风风机是铬雾回收的动力能源装置,其入口通过通风管道与铬雾回收系统出口 相连,出口通过通风管道与湍球净化塔连通,利用通风风机产生的压力,将铬雾液滴有组 织、有效率地送入排风罩,经过排风罩和通风管道,最终进入铬雾回收器和湍球净化塔。通 风风机主要参数有风量和风压。风量是指通风风机在单位时间内所输送的气体体积流量称 之为风量或者流量;风压是指通风风机的风压是全压,其中包括风罩风压、通风管道风压损 失、铬雾回收器的风压以及湍球净化塔的风压。通过风量和风压参数可选定风机型号。风机 主要组成有机壳、主轴、叶轮、轴承传动机构及电机等组成。
[0048] 进一步地,如图3所示,所述湍球净化塔6包括净化塔体,所述净化塔体内部的下端 设有集液槽6-2,净化塔体侧面位于集液槽6-2上方的位置设有进气口 6-3,净化塔体内部位 于进气口 6-3上方设有两道填料层6-5,每道填料层6-5上方均设有喷淋装置6-7,所述喷淋 装置6-7通过喷淋管道连接用于供应喷淋液的离心栗6-8;所述净化塔体内部的上端还设有 除雾器6-6,位于每道填料层6-5上方的净化塔体侧面还设有观察口 6-4;所述净化塔体下端 的侧面还设有与所述集液槽6-2相连通的放液口 6-1。
[0049] 湍球净化塔是一种气体净化设备,它将流化床的原理应用到气液传质设备中,使 填料处于流化状态。湍球净化塔使用轻质空心小球作为填料,小球的密度小于洗涤液体的 密度。在一定的气流速度作用下,塔内的小球不断地进行湍流运动,铬雾液滴在湍流运动的 小球中,最终被捕集。湍球净化塔气流速度高、处理流量大、塔的质量轻、气液分布均匀,不 易被固体及黏性物料堵塞。但是由于填料球多用于塑料制成,不能承受较高的操作温度,而 且填料球也易老化变形。
[0050] 湍球净化塔的工艺流程是铬雾由通风风机从槽边送入净化塔下部,气体逆流而 上,与下部填料层以及喷淋下来的循环吸收液充分接触后得到净化,再经上部填料层脱水 除沫后从烟肉排放。吸收液经由循环栗循环使用。如果使用的循环液是水,吸收铬雾后的水 可回送到电解槽作补充水,其中的铬酸还可因此回收利用。湍球净化塔效力高、耐腐蚀性 强,高强度、低噪声,维修方便,外形美观大方等优点。
[0051] 本发明的整体工作原理:本发明的铬雾回收系统由局部排风系统、通风管道系统、 铬雾回收器、通风风机、湍球净化塔五部分构成,如图1所示,其整体工作流程如图2所示。
[0052] 生产线工作时,电镀槽上电,电镀液达到要求后活塞杆镀铬生产线运行,风机启 动,产生的含铬雾液滴的废气通过排风罩的收集,经过通风管道合流,通风管道进入铬雾回 收器,到达铬雾回收器的折流板除雾器,折流板除雾器利用水膜分离的原理实现气液分离。 当雾滴随气流进入狭窄、曲折的折流板通道时,由于流线偏折产生惯性力,雾滴撞击板片, 黏附在板面上形成水膜,缓慢向下流动集成较大的雾滴落下,从而实现气液分离。粒径较大 的铬雾液滴被折流板除雾器捕集,粒径较小的雾滴被丝网除雾器捕集,丝网除雾器是用来 将气体中夹带的雾沫(雾滴)除去,回收昂贵的雾滴(贵重物料),或净化气体以减少气体中 的杂质。
[0053] 从铬雾回收器排除的未收集铬雾由通风风机从槽边送入净化塔下部,气体逆流而 上,与下部填料层以及喷淋下来的循环吸收液充分接触后得到净化,再经上部填料层脱水 除沫后从烟囱排放到大气,吸收液经由循环栗循环使用。
[0054] 综上,本发明能够减少铬酐资源浪费,避免环境污染等问题,可以有效的减少电镀 铬的原料铬酐的浪费,保护操作工人人身安全,减少工业污染,增加经济效益和社会效益。 本发明对提高铬雾回收设备的性能,增强企业竞争力具有十分重要的意义。可以应用ANSYS Workbench软件对铬雾回收系统中通风管道的尺寸、形状以及局部部件进行数值仿真和优 化设计,达到降低管道压力损失;可融合传统设计与现代分析的方法设计铬雾回收器和湍 球净化塔,提高系统的工作效率;对于铬雾回收器中的核心部件一一折流板除雾器,可以基 于ANSYS Workbench分析折流板除雾器各参数对除雾效率的影响,通过分析比较能够确定 最佳参数和形状,进而有效地提高铬雾回收系统的回收效率;根据压力损失和风量等参数 选定通风风机。本发明可以运用传统的设计理念和现代设计方法相结合,利用CAD/CAE技术 对铬雾回收系统的设计进行分析和研究。
[0055] 本发明的折线型三角形折流板除雾器,在每道三角形折流板出口段有捕集挡板, 如图5所示。通过数值仿真可确定气流速度、叶片间距H、折线型三角形折流板的道数和间距 h、折弯角度Θ和捕集挡板高度等参数,具有加工制造简单,回收效率高,阻力小,不宜阻塞, 安全可靠,操作方便等特点,减少了铬酐资源浪费,避免了环境污染等问题。
[0056] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任 何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1. 一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,其特征在于,包括电镀槽(I)、排风罩(2)、通风管道(3)、铬雾回收器(4)、通风风机⑶以及湍球净化塔(6);所述排风罩(2)设于电镀槽 (1) 的上方,用于收集所述电镀槽⑴产生的铬雾;所述排风罩⑵与通风管道⑶相连通,通风管道⑶与铬雾回收器⑷的入口端相连通,铬雾回收器⑷的出口端与通风风机⑶相连通,通过通风风机⑶的作用使铬雾被输送到所述铬雾回收器⑷;通风风机⑶出口与湍球净化塔(6)的输入风管道连接。
2. 如权利要求1所述的一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,其特征在于,所述铬雾回收器⑷包括塔体(4-1)、喷淋系统(4-2)、丝网除雾器(4-3)以及折流板除雾器(4-4);所述丝网除雾器(4-3)设于塔体(4-1)内部的上端,所述折流板除雾器(4-4)设于塔体(4-1)内部的下端,丝网除雾器(4-3)和折流板除雾器(4-4)的上方位置均设有喷淋系统(4-2);所述塔体(4-1)的下端通过通风管道(3)与排风罩(2)连通,塔体(4-1)的上端通过通风管道(3)与通风风机(5)连通。
3. 如权利要求1所述的一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,其特征在于,所述排风罩 (2) 采用槽边条缝式排风罩。
4. 如权利要求1所述的一种活塞杆镀铬生产线铬雾回收系统,其特征在于,所述湍球净化塔(6)包括净化塔体,所述净化塔体内部的下端设有集液槽(6-2),净化塔体侧面位于集液槽(6-2)上方的位置设有进气口(6-3),净化塔体内部位于进气口(6-3)上方设有两道填料层(6-5),每道填料层(6-5)上方均设有喷淋装置(6-7),所述喷淋装置(6-7)通过喷淋管道连接用于供应喷淋液的离心栗(6-8);所述净化塔体内部的上端还设有除雾器(6-6),位于每道填料层(6-5)上方的净化塔体侧面还设有观察口(6-4);所述净化塔体下端的侧面还设有与所述集液槽(6-2)相连通的放液口(6-1)。
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