一種石墨粉塵處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨粉塵處理方法。一種石墨粉塵處理方法，是將含石墨粉塵的氣體通入包括至少一個電極的靜電除塵機構(gòu)中，并在附著在電極上的石墨粉塵達到預(yù)定量時使電極發(fā)熱，進而使石墨粉塵在電極上燃燒，其中，所述電極材料為電阻絲材料。該發(fā)明利用靜電吸附原理，對石墨粉塵進行收集，并將石墨粉塵粘附在電阻絲上，然后進行燃燒處理，進而實現(xiàn)對石墨粉塵的吸塵、收集及無公害處理。
【專利說明】 —種石墨粉塵處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢物回收【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種石墨粉塵收集及無公害處理的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于石墨材料為脆性材料且在加工過程中通常不采用冷卻液，因此在石墨材料的機械加工過程中容易產(chǎn)生大量粉塵狀切屑。粉塵狀石墨切屑不僅對現(xiàn)場人員的健康存在不利影響，而且由于石墨具有導(dǎo)電性，石墨粉塵易引起周圍電控系統(tǒng)或電網(wǎng)的短路從而引發(fā)事故。
[0003]石墨切屑的收集及處理是石墨零件生產(chǎn)過程中面臨的重要問題之一?，F(xiàn)有的除塵方式主要采用物理除塵的方式即采用吸塵器將切屑收集在一定的容器內(nèi)，或者采用液體對含有石墨切屑的空氣進行過濾的方法。石墨切屑的收集過程中，不但對除塵效率要求較高，同時也需防止收集到的石墨切屑對環(huán)境造成的二次污染。針對收集到的石墨切屑，其后續(xù)處理也是企業(yè)面臨的問題。由于收集到的石墨切屑通常數(shù)量較少，常規(guī)的掩埋等處理方式容易造成土壤或水污染。能否實現(xiàn)石墨切屑的高效收集以及無公害處理，是石墨加工企業(yè)亟需解決的問題。
[0004]靜電除塵的原理是含塵氣體經(jīng)過高壓靜電場時被電離，塵粒與負離子結(jié)合帶上負電后，趨向陽極表面放電而沉積，即利用靜電場使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法。隨著生產(chǎn)強度的不斷提高，人們對于靜電除塵裝置的使用性能也提出了更高的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供針對目前石墨材料切削過程中產(chǎn)生的石墨粉塵能夠徹底、有效地收集及對收集后的石墨粉塵進行無公害處理的裝置和方法。
[0006]一種石墨粉塵處理方法，是將含石墨粉塵的氣體通入包括至少一個電極的靜電除塵機構(gòu)中，并在附著在電極上的石墨粉塵達到預(yù)定量時使電極發(fā)熱，進而使石墨粉塵在電極上燃燒，其中，所述電極材料為電阻絲材料。
[0007]本發(fā)明所述靜電集塵機構(gòu)為應(yīng)用靜電集塵原理進行集塵的機構(gòu)，所述包含于靜電集塵機構(gòu)中的電極作為靜電吸塵的集電極，用于吸附石墨粉塵。
[0008]本發(fā)明所述電阻絲材料優(yōu)選為在110V~380V的電壓下可使石墨燃燒的材料。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行選擇，進一步地，優(yōu)選為鐵鉻鋁絲、鎳鉻合金絲、鑰絲、鉭絲。
[0009]本發(fā)明所述石墨粉塵的處理方法優(yōu)選所述附著在電極上的石墨粉塵的量通過測定電極的電阻變化獲得。
[0010]由于石墨為導(dǎo)體，當石墨粉塵吸附在電極上時，會導(dǎo)致電極電阻的改變，即電阻值的改變量可以反映石墨粉塵在電極上的沉積量。
[0011]進一步地，本發(fā)明所述石墨粉塵的處理方法在下述石墨粉塵處理裝置中進行:
一種石墨粉塵處理裝置，包括吸塵機構(gòu)和除塵機構(gòu)，所述除塵機構(gòu)包括:
除塵通道；
至少一個位于除塵通道中的電極，所述電極材料為電阻絲材料；
至少一個進氣通道，所述進氣通道用于向除塵通道通入含有石墨粉塵的氣體、燃燒輔助氣體或兩者的混合；
用于檢測除塵通道出口處的粉塵濃度的檢測裝置；
至少一個供電裝置。
[0012]本發(fā)明所述石墨粉塵處理裝置包括除塵機構(gòu)，所述除塵機構(gòu)為能夠進行靜電集塵和燃燒除塵的機構(gòu)。本發(fā)明所述位于除塵通道內(nèi)的電極作為靜電吸塵的集電極，接供電裝置的正極；所述靜電吸塵的放電電極的選擇和設(shè)置為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行選擇和設(shè)置，其可為設(shè)置于除塵通道中的電暈線，也可為除塵通道壁體等，接供電裝置負極。
[0013]本發(fā)明選用電阻絲材料作為電極其可在高壓(本文中高壓指20kV~800kV的電壓)下發(fā)揮靜電集塵的作用，將石墨粉塵吸附于電極表面；當吸附于電極上的石墨粉塵達到一定量后，則使電極在低壓(本文中低壓指110V~380V的電壓)發(fā)揮電阻絲的加熱作用，使附著于電極上的石墨燃燒，產(chǎn)生二氧化碳，從而達到石墨粉塵無公害處理的目的。
[0014]本發(fā)明所述石墨粉塵處理裝置包括一個或多個進氣通道，用于向除塵通道通入含有石墨粉塵的氣體、燃燒輔助氣體或兩者的混合；進一步地，優(yōu)選包括一個進氣通道，用于向除塵通道通入含有石墨粉塵的氣體、燃燒輔助氣體或兩者的混合。
[0015]本發(fā)明所述用于檢測除塵通道出口處的粉塵濃度的檢測裝置可商業(yè)購得，或根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公開的方法制得，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行選擇和設(shè)置。
[0016]本發(fā)明所述石墨粉塵處理包括至少一個供電裝置，所述的供電裝置需能夠提供20kV~800kV和110V~380V輸出電壓。當供電裝置為可為一個，其可提供20kV~800kV和110V~380V輸出電壓的供電裝置；也可包括兩個供電裝置，其中一個供電裝置可提供20kV~800kV輸出電壓，另一個供電裝置可提供110V~380V輸出電壓。
[0017]本發(fā)明所述石墨處理裝置一個優(yōu)選方式為:本發(fā)明所述石墨處理裝置進一步包括控制器，所述控制器用于從檢測裝置獲得除塵通道出口處的粉塵濃度，并根據(jù)粉塵濃度控制供電裝置的電壓達到預(yù)定值，及根據(jù)粉塵濃度控制通入除塵通道中燃燒輔助氣體的流量達到預(yù)定值。
[0018]在進行石墨粉體除塵的過程，首先使供電裝置進行高壓供電，使石墨粉塵通過靜電作用吸附于電極上，當靜電吸附達到飽和時，除塵通道出口處的石墨粉塵濃度到達預(yù)定值，控制供電裝置由高壓供電轉(zhuǎn)換為低壓供電，并同時使燃燒輔助氣體通入除塵通道中，使石墨粉塵燃燒。
[0019]本發(fā)明所述石墨處理裝置另一個優(yōu)選方式為:所述裝置包括控制器和電阻值測量裝置，所述電阻值測量裝置用于測量電極的電阻；所述控制器用于從電阻值測量裝置獲得電極電阻的變化量，并根據(jù)電極電阻的變化量的控制供電裝置的電壓達到預(yù)定值，及根據(jù)電極電阻的變化量控制通入除塵通道中燃燒輔助氣體的流量達到預(yù)定值。
[0020]由于石墨為導(dǎo)體，當石墨粉塵吸附在電極上時，會導(dǎo)致電極電阻的改變，即電阻值的改變量可以反映石墨粉塵在電極上的沉積量，當沉積量達到一定時，控制器控制供電裝置由高壓供電轉(zhuǎn)換為低壓供電，并同時使燃燒輔助氣體通入除塵通道中，使石墨粉塵燃燒。優(yōu)選當電阻值變化超過80%時，控制器控制供電裝置進行低壓供電并控制向除塵通道中通入燃燒輔助氣體。
[0021]本發(fā)明所述燃燒輔助氣體優(yōu)選為氧氣或含氧量高于50%的空氣。
[0022]本發(fā)明所述石墨處理裝置優(yōu)選所述吸塵機構(gòu)包括:
壓縮空氣源；
至少一個集塵裝置，所述集塵裝置通過壓縮空氣產(chǎn)生的負壓吸入石墨粉塵；
用于檢測集塵裝置出口處的粉塵濃度的檢測裝置；
控制器，所述控制器用于從檢測裝置獲得集塵裝置出口處的粉塵濃度，并根據(jù)粉塵濃度控制是否使含有石墨粉塵的氣體進入除塵通道，并根據(jù)是否有含有石墨粉塵的氣體進入除塵通道，控制除塵機構(gòu)中供電裝置進行供電。
[0023]本發(fā)明所述集塵裝置優(yōu)選包括吸塵口，該吸塵口為自由端，用于吸取石墨粉塵，吸塵口另一端通過管道連通壓縮空氣源、除塵通道入口和集塵裝置的出口。集塵裝置利用壓縮空氣產(chǎn)生的負壓將石墨粉塵自吸塵口吸入集塵裝置中，集塵裝置包括連通除塵通道和集塵裝置的出口的管道，且管道上設(shè)有閥門。
[0024]本發(fā)明所述用于檢測集塵裝置出口處的粉塵濃度的檢測裝置可商業(yè)購得，或根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公開的方法制得，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行選擇和設(shè)置。所述控制器獲得集塵裝置出口處的粉塵濃度，當石墨粉塵的濃度符合排放標準時，控制器控制吸塵口與集塵裝置出口連通，使含有石墨粉塵的氣流直接排放至空氣中；當石墨粉塵的濃度不符合排放標準時，控制器控制吸塵口與除塵通道入口連通，使含有石墨粉塵的氣流進入除塵通道并開啟供電裝置，進行靜電除塵。進一步地，上述控制器同時用于從檢測裝置獲得除塵通道出口處的粉塵濃度，并根據(jù)粉塵濃度控制是否向除塵通道中通入含有石墨粉塵的氣流。
[0025]本發(fā)明所述除塵機構(gòu)中的控制器和吸塵機構(gòu)的控制器，可分別單獨設(shè)置，也可集成設(shè)置為一個控制器。
[0026]本發(fā)明所述各個氣流通道均通過必要的管道連通，且根據(jù)需要在管道上設(shè)有控制其連通性的閥門。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:石墨機械加工過程中產(chǎn)生的粉塵狀粉塵的收集及無公害處理，防止塵屑對機床設(shè)備、操作人員造成的危害以及對環(huán)境的二次污染。利用靜電吸附原理，對壓縮空氣中的石墨粉塵進行收集，并將石墨粉塵粘附在電阻絲上，通過對電阻絲進行加熱，使附著在電阻絲上的石墨充分燃燒，進而實現(xiàn)對石墨粉塵的吸塵、收集及無公害處理。對石墨粉塵能夠徹底、有效地收集及對收集后的石墨切屑粉塵進行無公害處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為一種石墨粉塵處理裝直的不意圖；
圖2為石墨粉塵收集階段信號流程圖； 圖3為石墨粉塵燃燒階段信號流程圖；
圖4為石墨粉塵處理裝置的電路連接簡圖；
附圖標記如下:1集塵罩、2磁鐵塊、3輸入氣管、4吸塵軟管、5 二位三通閥1、6粉塵濃度監(jiān)測儀1、7輸出氣管、8引導(dǎo)管、9殼體、10曲線管、11電阻絲、12排氣管、13粉塵濃度監(jiān)測儀Π、14 二位三通閥II。

【具體實施方式】
[0029]下述實施例中所用粉塵濃度監(jiān)測儀和粉塵濃度監(jiān)測儀II均采用德國福德世標準型粉塵儀，型號為PFM02 ;電阻絲采用鐵鉻鋁電阻絲，直徑為1.5mm，長度為5m ;曲線管采用不銹鋼材料，電阻儀采用希瑪(SMART) AR3127，供電裝置采用波爾高壓電源有限公司生產(chǎn)的型號為Cygnus的電源系統(tǒng)。
[0030]實施例1
一種石墨粉塵處理裝置，一種石墨粉塵處理裝置，包括吸塵機構(gòu)和除塵機構(gòu)。
[0031]除塵機構(gòu)包括:曲線管10 ;與曲線管10入口處相連的引導(dǎo)管8 ;與曲線管8出口處相連的排氣管12 ;位于曲線管內(nèi)的電阻絲11 ;用于檢測除塵通道出口處的粉塵濃度的粉塵濃度監(jiān)測儀1113 ;供電裝置，其中，供電裝置正極接電阻絲11，負極接曲線管10;電阻儀。
[0032]吸塵機構(gòu)包括:壓縮空氣源；作為粉塵吸入入口的集塵罩1，集塵罩1，外部固定磁鐵塊2 ;集塵罩1連接吸塵軟管4，吸塵軟管4與輸入氣管3相通，輸入氣管3上設(shè)有二位三通閥16和二位三通閥1114 ;有二位三通閥16連接輸出氣管7和引導(dǎo)管8 ;二位三通閥1114通過管道連接壓縮空氣源及氧氣源；用于檢測輸出氣管7處的粉塵濃度的粉塵濃度監(jiān)測儀16。
[0033]所述裝置包括控制器，所述控制單元包括控制單元I和控制單元II，所述控制單元I用于從粉塵濃度監(jiān)測儀16獲得輸出氣管7處的粉塵濃度，并當粉塵濃度等于或大于lg/m3時控制二位三通閥15使含有石墨粉塵的氣體進入曲線管10，并當二位三通閥15使含有石墨粉塵的氣體進入曲線管10時，控制除塵機構(gòu)中供電裝置進行高壓供電；所述控制單元II用于從電阻儀獲得電極電阻的變化量，當電阻值變化超過80%時，控制單元II控制供電裝置進行低壓供電并控制二位三通閥Π14向除塵通道中通入氧氣；當粉塵濃度監(jiān)測儀1113的檢測結(jié)果為粉塵濃度小于lg/m3時，控制單元I控制二位三通閥15和二位三通閥1114，使含有石墨粉塵的氣體從輸出氣管7排出。
[0034]利用上述裝置進行石墨粉塵收集及無公害處理的方法，包括下述步驟:
步驟1:在輸入氣管3中通入壓力為lMPa~10MPa的壓縮氣體，輸入氣管3至輸出氣管7的通道開啟；壓縮空氣通過輸入氣管3時在吸塵軟管4中產(chǎn)生負壓，即產(chǎn)生從集塵罩1向輸入氣管3流動的氣體，氣體通過二位三通閥15后，經(jīng)粉塵濃度監(jiān)測儀16的檢測結(jié)果為粉塵濃度小于lg/m3由輸出氣管7排出；
步驟2:當粉塵濃度監(jiān)測儀16的檢測結(jié)果為粉塵濃度小于lg/m3時，繼續(xù)步驟1 ;當粉塵濃度監(jiān)測儀16的檢測結(jié)果為粉塵濃度等于或大于lg/m3時，繼續(xù)步驟3 ；
步驟3:控制單元控制二位三通閥15關(guān)閉輸入氣管3至輸出氣管7的通道；同時打開輸入氣管3與引導(dǎo)管之間8的通道；含有石墨粉塵的氣體將通過引導(dǎo)管8進入除塵機構(gòu)；步驟4:控制單元控制供電裝置進行高壓供電，設(shè)定電壓為40kV~100kV，電阻絲11和曲線管10之間形成靜電場，即利用靜電除塵原理對通過曲線管10的氣體進程除塵處理；含有石墨粉塵的氣體通過引導(dǎo)管8進入曲線管10，在靜電場的作用下，氣體中的石墨粉塵被電阻絲11吸附；
步驟5:除塵后的氣體通過排氣管12排出，當氣體通過排氣管12內(nèi)的粉塵濃度監(jiān)測儀II時，檢測結(jié)果粉塵濃度不大于lg/m3時，繼續(xù)步驟4 ;粉塵濃度等于或大于lg/m3時，進行步驟6 ;
步驟6 ;供電裝置增大電阻絲與曲線管之間的電壓至100kV~500kV，提高電阻絲的集塵能力；
步驟7:電阻儀檢測電阻絲的電阻值，當電阻絲電阻的改變量達到80%時，控制單元控制二位三通閥1114，關(guān)閉流向曲線管10的壓縮氣體，并通入壓力為10MPa~30MPa的氧氣；同時控制供電裝置對電阻絲兩端施加110V~380V的電壓，使電阻絲上粘附的石墨粉塵充分燃燒；
步驟8:粉塵濃度監(jiān)測儀1113對通過排氣管12的氣體進行檢測，如果粉塵濃度監(jiān)測儀1112檢測到的粉塵濃度大于lg/m3，則供電裝置提高電阻絲兩端的電壓至380V，并提高氧氣的壓力至30MPa，使電阻絲上粘附的石墨粉塵充分燃燒。
[0035]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨粉塵處理方法，是將含石墨粉塵的氣體通入包括至少一個電極的靜電除塵機構(gòu)中，并在附著在電極上的石墨粉塵達到預(yù)定量時使電極發(fā)熱，進而使石墨粉塵在電極上燃燒，其中，所述電極材料為電阻絲材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的電阻絲材料為在110V~380V的電壓下可使石墨燃燒的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述附著在電極上的石墨粉塵的量通過測定電極的電阻變化獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述方法在石墨粉塵處理裝置中進行，所述裝置包括吸塵機構(gòu)和除塵機構(gòu)所述除塵機構(gòu)包括: 除塵通道； 至少一個位于除塵通道中的電極，所述電極材料為電阻絲材料； 至少一個進氣通道，所述進氣通道用于向除塵通道通入含有石墨粉塵的氣體、燃燒輔助氣體或兩者的混合； 用于檢測除塵通道出口處的粉塵濃度的檢測裝置； 至少一個供電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述供電裝置為能夠提供20kV~800kV和110V~380V輸出電壓的供電裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于:所述石墨粉塵處理裝置包括控制器，所述控制器用于從檢測裝置獲得除塵通道出口處的粉塵濃度，并根據(jù)粉塵濃度控制供電裝置的電壓達到預(yù)定值，及根據(jù)粉塵濃度控制通入除塵通道中燃燒輔助氣體的流量達到預(yù)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述石墨粉塵處理裝置包括控制器和電阻值測量裝置，所述電阻值測量裝置用于測量電極的電阻；所述控制器用于從電阻值測量裝置獲得電極電阻的變化量，并根據(jù)電極電阻的變化量的控制供電裝置的電壓達到預(yù)定值，及根據(jù)電極電阻的變化量控制通入除塵通道中燃燒輔助氣體的流量達到預(yù)定值。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述吸塵機構(gòu)包括: 壓縮空氣源； 至少一個集塵裝置，所述集塵裝置通過壓縮空氣產(chǎn)生的負壓吸入石墨粉塵； 用于檢測集塵裝置出口處的粉塵濃度的檢測裝置； 控制器，所述控制器用于從檢測裝置獲得集塵裝置出口處的粉塵濃度，并根據(jù)粉塵濃度控制是否使含有石墨粉塵的氣體進入除塵通道，并根據(jù)是否有含有石墨粉塵的氣體進入除塵通道，控制除塵機構(gòu)中供電裝置進行供電。
【文檔編號】B08B5/04GK104492599SQ201410733494
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】王奔, 劉東璽, 王明海, 鄭耀輝, 李曉鵬 申請人:沈陽航空航天大學