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前言
集氣罩主要是進(jìn)行污染氣體的捕集，由于設(shè)備污染源和生產(chǎn)操作工藝的不同，相應(yīng)集氣罩的形式是多種多樣的。合理的設(shè)計(jì)和正確的使用對凈化系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響。本文提出結(jié)合工廠生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使相關(guān)環(huán)保設(shè)備對有害氣體的控制，取得了一定效果。
集氣罩設(shè)計(jì)
密閉型
密閉型集氣罩是將污染源局部或整體密封起來，使污染物的擴(kuò)散被限制在一定的空間內(nèi)，便于捕集和凈化處理。但密閉型的必須在罩口留有必要的工作區(qū)或物料進(jìn)出口，以及設(shè)有觀察窗和檢修門。
圖1為PVC產(chǎn)品的印刷車間生產(chǎn)過程中集氣罩結(jié)構(gòu)，由于化工原料散發(fā)出刺鼻的氣味，及有害氣體的濃度較高，雖然加裝了大功率的抽氣吸味裝置，由于機(jī)臺轉(zhuǎn)動工件隨輸送線運(yùn)動及風(fēng)扇等橫向氣流的干擾，集氣罩結(jié)構(gòu)不理想，捕集效果不好，致使大量氣體外逸。針對這種情況改成密閉型結(jié)構(gòu)如圖2所示，將輸送線全部密閉，由進(jìn)出料口進(jìn)風(fēng)，通過罩口進(jìn)行抽吸空氣，使密封罩內(nèi)保持負(fù)壓，這樣有效的控制了污染空氣的擴(kuò)散。從理論上分析，罩內(nèi)的排風(fēng)量Q為：Q=VA（m3/h） （1）
V—通過開口及縫隙處流速m/s；A—開口及縫隙的總面積m2。
從式(1)可知，若保持流速V不變，減小密封罩開口面積A，相應(yīng)排風(fēng)量Q減少，從而可使系統(tǒng)運(yùn)行能耗降低。由于密封罩足夠嚴(yán)密，使罩內(nèi)能維持一定負(fù)壓，防止污染氣體逸出，車間內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)。
因此，密封型集氣罩是 經(jīng)濟(jì)有效，即是集氣罩設(shè)計(jì)的 型式。


外部型
當(dāng)受到生產(chǎn)設(shè)備和工藝條件限制不能將污染源全部或局部密封時，可采用外部型，即將集氣罩設(shè)在污染源近旁，將罩口對準(zhǔn)污染源，靠罩口氣流運(yùn)動把污染源散發(fā)出來的混合氣體吸入罩內(nèi)。由于罩口離污染源有一定的距離，易受到其他方向氣流干擾，與密封罩相比需要較大風(fēng)量才能控制污染氣流擴(kuò)散，捕集效率較低。因此，根據(jù)目前各種形式集氣罩的使用效果比較，合理的設(shè)計(jì)罩口能得到較好的效果。
設(shè)計(jì)實(shí)例分析


圖3為工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的裝配加工生產(chǎn)線的集氣罩結(jié)構(gòu)，采用大尺寸罩口，罩口吸氣面積A較大，需配以較大排風(fēng)量，因而不能有效集中控制風(fēng)量吸捕污染源散發(fā)出來的污染氣體。
若將其設(shè)計(jì)改為如圖4所示，即在罩內(nèi)加裝弧形擋板，使整體大罩口被分隔成小罩口，對準(zhǔn)工件（污染源）上方，這樣大大減小了罩口面積A，相應(yīng)排風(fēng)量Q減小，使用較小的吸風(fēng)量即有效的控制了污染氣體的逸出，產(chǎn)生了較好效益。


圖5為循環(huán)烘箱工件脫模工序的集氣罩結(jié)構(gòu)，經(jīng)加熱后的化工制品及模具離型劑，產(chǎn)生了大量的有害氣體，為了有效吸氣和不妨礙工人操作，將集氣罩置于工作臺的正上方，罩口距離較遠(yuǎn)，這樣不僅增大了罩口的吸氣范圍，而且容易受到室內(nèi)其他氣流干擾，同時在污染氣體抽吸入罩口過程，經(jīng)過操作人員的口、鼻，直接危害工人的健康。
若將其設(shè)計(jì)改為如圖6所示，即將集氣罩置于操作人員的另一側(cè)，并貼近污染源，這樣使集氣罩口面積減小，排風(fēng)量也降低，用較少能耗得到所需的捕集速度，同時避免污染氣體被吸入操作人員的口、鼻，改善了工作環(huán)境，保證了工人身體健康。
其他形式集氣罩
工業(yè)生產(chǎn)過程中由于工藝操作的特點(diǎn)及現(xiàn)場實(shí)際情況集氣罩必須滿足其特殊要求，如噴漆工序產(chǎn)生大量的過剩霧化顆粒與周圍空氣形成的混合污染氣體，通過罩口直接吸入就增加了凈化設(shè)備的負(fù)擔(dān)，且滯留、粘附于管壁的油漆不易清理。
如圖7根據(jù)該工藝特點(diǎn)在集氣口前加裝了噴漆水嘴及擋板，使之形成一道水簾，噴漆槍噴出霧化的油漆經(jīng)過擋板阻隔及水簾過濾后，利用導(dǎo)風(fēng)板將處理后的混合氣流吸入罩內(nèi)，這樣有效的控制了污染向周邊環(huán)境擴(kuò)散，減輕了凈化設(shè)備的負(fù)擔(dān)，也避免了油漆粘附于管壁，簡化了日后的維修清理，水簾式噴漆機(jī)臺的吸氣結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)，有效的控制噴漆工序造成的周邊環(huán)境污染。


在某些情況下外部罩與污染源距離較遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)上不允許將罩口靠近污染源，單純依靠罩口的抽吸氣流作用往往控制不了污染源的擴(kuò)散。
采用圖8吹吸式操作臺聯(lián)合罩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較好的效果。
聯(lián)合罩利用吹氣氣流（噴射氣流）比吸氣氣流速度衰減大數(shù)十倍的特性，即在一側(cè)吸氣的同時在另一側(cè)吹出氣流，形成一道氣幕，從而組成吹吸聯(lián)合集氣罩，有效的阻止了有害氣體外逸擴(kuò)散，有效的提高了控制效果。吹吸式集氣罩由于依靠吹吸氣流聯(lián)合對有害氣體進(jìn)行控制輸送，具有風(fēng)量小，污染控制效果好，抗干擾能力強(qiáng)，不影響工藝操作等的優(yōu)點(diǎn)，近年來在國內(nèi)外得到了日益廣泛的應(yīng)用。
結(jié)束語
工程應(yīng)用中如何確定集氣罩的結(jié)構(gòu)形式是一個相當(dāng)復(fù)雜的問題，通過實(shí)例分析比較，集氣罩應(yīng)結(jié)合具體不同使用環(huán)境，不同工作用途，以及污染源的狀況而進(jìn)行設(shè)計(jì)，可提高集氣罩的控制能力和凈化效果。對應(yīng)用不良的集氣罩，在不影響生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)操作的前提下，進(jìn)行合理改進(jìn)，可獲得風(fēng)量能耗小，對有害物從污染源散入環(huán)境的控制效果較好等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),一定程度上保證了操作工人的健康。