摘要:近年来,有关热处理油烟废气的环境信访问题越来越严峻了,本文分析了在热处理工艺中产生油烟废气的几个主要环节,并剖析了热处理油烟信访调处中的难点,同时对如何破解这些难点提出了对策,以期更好解决当前的环境矛盾。 

  关键词:热处理油烟废气;热处理油烟废气信访;信访难点;信访对策 

    1 热处理工艺简介 

  热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,相较于其他的加工手段,热处理一般不会改变工件的形状和整体的化学成分,而能通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,以改善工件的使用性能,如可以提高硬度、强度,使材料延长使用寿命;或者也可以降低硬度、强度,便于下一步的加工、利用。 

  在从石器时代到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识,也越来越多被应用到生产实践中。热处理过程中要使用到大量的燃料、熔盐、渗剂、冷却介质等,这些物质在遇到炙热的工件时,就会产生大量的废气,这些废气不仅气味刺鼻,同时会对人体健康和环境安全产生威胁[1]。热处理中由于使用的设备和工艺的不同,废气污染物也不同[2]。而在这些废气污染物中,淬火油烟废气的影响较大,也比较难处理。 

  2 热处理油烟废气的产生及主要危害 

  2.1 加热过程中的油烟 

  各种金属零件在机加工过程中,其表面通常会粘附一些机油、润滑油等,在金属零件的加热过程中,这些油就会在加热初期产生油烟,然后通过加热炉的缝隙扩散到车间。 

  2.2 淬火过程中的油烟 

  冷却是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,根据冷却速度的不同,从慢到快分别是退火、正火、淬火。淬火的冷却速度最快,是将工件加热保温后,在水、油或者其他无机盐、有机水溶液等冷却介质中快速冷却。一般进入淬火油的工件温度都是极高的,往往都在800℃以上,炙热的工件进入淬火油后,工件表面的油会瞬间气化并燃烧,随之瞬间会产生大量的油烟。 

  2.3 回火过程中的油烟 

  工件在淬火后硬度增加,但是往往存在很大内应力和脆性,需要通过回火来调整硬度,减小脆性,得到需要的韧性和塑性。淬油后的工件,表面会附着淬火油,在回火炉中加热时就会产生油烟,这些油烟就会经回火炉的缝隙扩散到车间。 

  2.4 热处理油烟废气的危害 

  在热处理过程中,往往会产生含有大量炭黑、烟尘等成分复杂的油烟。油烟废气不仅气味刺鼻,而且其中会含有苯并芘等致癌物质[3],不仅对车间内工人的身体健康造成危害,而且也会对大气环境造成污染。北京某典型机械加工制造公司用矿物油对工件进行热处理,当加热至760~850℃的高温工件进入淬火油中冷却时,与工件表面接触的热淬火油上浮至油面,立即汽化,发生高温热裂解,甚至发生聚合,变为丙烯醛、苯并芘及单环芳烃等烟雾状的有毒有害物质,从而形成挥发性的副产物油烟,同时也有部分淬火油飞溅、蒸发而产生油雾,油烟粒径<0.2μm的油烟能够进入人体并沉积下来[4]。同时,油烟的冷凝物附着在设备上,也会对设备造成影响,甚至引起设备拉弧、短路等故障,影响设备的正常使用。 

  3 杭州市某街道热处理油烟废气信访情况及调处难点 

  3.1 热处理油烟废气信访统计 

  杭州市某街道的一齒轮箱厂,其工件在生产过程中通过热处理加工(淬火、回火),该厂东面原是职工宿舍,后来产权变更,逐渐开始买卖,很多外来人员开始入住该小区。该小区与厂房最近处,直线距离不到10米。近些年,随着人民环保意识的增强和对美好环境的强烈渴求,针对该厂热处理油烟废气的投诉越来越强烈。 

  2015~2019这5年间,针对该厂热处理油烟废气的信访件分别是19、18、10、10、11件,而该厂所在街道全年的信访件分别是159、149、69、68、50件(图1),该厂热处理油烟废气的信访件占所在街道全年的信访件的比例为11.95%、12.08%、14.49%、14.71%、22%(图2)。这5年来,为解决企业热处理油烟废气的信访,环保部门一直对该厂保持高压执法态势,该厂也一直在与科研院所和环保设备制造厂家合作,在5年间投入上百万,3次提升废气处理设施来改善油烟废气的处理效果,虽取得一定成效,但该难题仍未得到有效解决。   3.2 破解热处理油烟废气信访的难点分析 

  3.2.1 热处理油烟废气收集困难 

  淬火工艺中产生的油烟占总油烟废气的绝大部分,这种油烟瞬间产生,而且烟量大、温度高、上升速度快,收集的时候不仅要考虑到烟气产生量、烟气温度、烟气速度等多方面因素,而且收集装置的安装还不能影响工件淬火时的正常投放及取件,使得油烟废气收集效率难以保障。 

  3.2.2 热处理油烟废气处理困难 

  热处理时产生的淬火油烟废气,不仅量大、温度高、速度快、浓度高,而且,烟气呈液态油滴状,容易粘附在冷的设备或管道内壁表面,既不容易清理,也容易引起火灾。同时,炽热的工件在浸入淬火油时,会出现完全燃烧和不完全燃烧现象,其中不完全燃烧时还会产生黑烟及其他一些颗粒混合物。 

  3.2.3 热处理油烟废气缺乏针对性的环保标准 

  现有GBZ2—2002《工作场所有害因素职业接触限值》、GB18483—2001《饮食业油烟排放标准》和GB16297—1996《大气污染物综合排放标准》可以作为油烟废气管理的参考,但是由于《工作场所有害因素职业接触限值》侧重考虑的是工作环境下工人的人体健康,《饮食业油烟排放标准》是针对饮食业确定的,《大气污染物综合排放标准》虽然考虑的是向大气排放污染物的限值,但是其标准中的33种大气污染物缺乏针对热处理油烟废气的特征污染物,所以对于热处理油烟废气的排放限值,目前环保部门在执法时仍无直接的执法依据。 

  4 调处热处理油烟废气信访的对策研究 

  4.1 强化处理,优化处置效率 

  目前,主要的油烟净化技术有四大类:一是机械过滤法,二是湿式净化法,三是活性炭吸附法,四是高压静电处理法[5] [6]。机械过滤法结构简单、可靠性好、效率高,但是管路风压压降大,滤网容易被堵塞;湿式净化法不仅能吸收油烟,还能去除废气中其他分子态的污染物,但是设备大、能耗高,对亚微米级别颗粒物的净化率较低;活性炭吸附法处理效率高,还能去除异味,但是活性炭需要经常更换,成本很高;高压静电处理法安装使用方便、结构紧凑、净化效率高、管路风压压降小,但是清洗困难、维护工作量大、极易引起二次污染。因此在实际应用中要根据企业自身情况,灵活结合、集中运用处理技术,通过几种技术的相互补充、相互加强,提升对油烟废气的净化效果。 

  4.2 更新工艺,减少废气产生 

  末端治理其实具有诸多局限性,真正要解决好热处理油烟废气,最有效的应该是源头控制,减少油烟废气产生,才能从根本上解决废气扰民问题。应该鼓励热处理企业提高设备水平,增加设备密封性,减少油烟废气的无组织散发,同时,推广更加环保的淬火介质,比如以植物油为基体加入添加剂得到的生态淬火剂,一方面其更易于降解,不会对环境造成负担;另一方面植物油的沸点和闪点都比矿物油高,其油烟毒性很小[7]。 

  4.3 完善标准,保障执法依据 

  由于国内的《大气污染物综合排放标准》制定较早,像热处理一样,很多特定工艺产生的特征大气污染物指标并没有被考虑进去。随着时代的发展和各种工艺的产生,国家和行业应该及时对相关标准进行修订,增加有害物质种类,为执法部门和企业管理增加指标控制依据。 

  参考文献 

  [1] 夏永辉,苏兴武,沈合利,等.热处理废气治理及环保标准[J].热处理,2015,30(1):64-66. 

  [2] 赵步青.热处理环境污染及其治理[J].金属加工,2009(19):15-17. 

  [3] 叶胜辉.油烟污染危害及防治措施[J].安全与健康,2005(7):25-27. 

  [4] 张旸,张雷,李利,等.復合式淬火油烟收集净化系统在热处理车间的应用[J].资源节约与环保,2014(9):13+16. 

  [5] 杨丽娟,王卫,韩伟真.油烟净化器的研制[J].工业安全与环保,2005,31(2):7. 

  [6] 张秀东,刘有智,樊光友.餐饮业油烟净化技术发展及研究现状[J].工业安全与环保,2010,36(4):32-33. 

  [7]隆平.论近代热处理技术与环保[J].金属世界,2009(6):80-82.