衛(wèi)潤虎

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，陜西咸陽 712000）

1 煤灰紗的形成

1.1 煤灰紗的概念

煤灰紗是指被空氣中煤煙塵污染的細紗。由于煙塵型污染，空氣進入紡紗車間后，生產(chǎn)出來的潔白管紗會變成灰黑色，在管紗下部猶為嚴重。用煤灰紗織出的白坯布面上形成有不規(guī)則的黑條，不能用于漂白和淺色加工。煤灰紗的發(fā)生具有以下特點：

（1）時間長，春秋季節(jié)會不同程度地發(fā)生，霉雨天氣，霧天最為厲害。

（2）影響面積大，如不采取有效防治措施，往往會出現(xiàn)大量的煤灰紗。

（3）產(chǎn)生機理復雜，影響因素多，至今還無十分有效的防治措施。

1.2 室內(nèi)空氣中煙塵顆粒的存在

室內(nèi)空氣中存在的煙塵顆粒由室內(nèi)外兩個污染源產(chǎn)生，即侵入室內(nèi)的室外空氣中煙塵顆粒和紡織機械滋生的油煙顆粒。室外空氣中的煙塵顆粒未經(jīng)有效過濾即進入車間是煤灰紗的形成的條件之一。侵入途徑有：當室外新風進入空調(diào)間時，大氣中的煙塵在沒有經(jīng)過有效過濾的情況下就與回風混合進入車間；由于風壓和熱壓的作用使車間呈負壓，室外含煙塵空氣經(jīng)過門窗縫隙直接滲透進入車間。處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的紡織機械零件所產(chǎn)生的高溫，會使機油析出細小顆粒甚至炭黑，造成室內(nèi)環(huán)境污染。

1.3 靜電吸附作用

被排放出來的煤煙灰，在其產(chǎn)生和運動過程中，由于相互摩擦、碰撞、接觸帶電體等原因，幾乎總帶有一定的電荷。另一方面，由于紡織纖維均為不良導體，在牽伸、卷繞過程中，纖維與纖維之間、纖維與皮輥之間、纖維與鋼絲圈之間的摩擦極易產(chǎn)生靜電。再則，紗穗在細紗機上，由于加捻和纏繞的需要，線速度很高，與空氣形成一對等值的反向摩擦力，它的荷電性和粘附性更強。正負電荷相互作用形成煤灰紗。紗的支數(shù)越高，紗穗在機上與空氣接觸的時間愈長，線速度愈大，因而煤灰紗現(xiàn)象也愈嚴重。一般紡40 支以上產(chǎn)品時，容易產(chǎn)生煤灰紗[1]。

總之，煤灰紗的產(chǎn)生是煙塵顆粒存在和靜電吸附共同作用的結(jié)果。

2 煤灰紗成因的分析

2.1 環(huán)境空氣狀況及車間衛(wèi)生標準

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，對空氣的污染也日趨嚴重。我國的大氣污染以煤煙型為主，少數(shù)城市為煤煙型與汽車尾氣污染并重。北方城市大氣污染程度高于南方，冬季高于夏季，早晚高于中午和下午，產(chǎn)煤區(qū)及重工業(yè)區(qū)、化工區(qū)更為嚴重。大顆粒的煤塵為降塵，微細的油煙和碳黑顆粒則會長時間懸浮在空中，這些顆粒會隨空調(diào)系統(tǒng)的新風或經(jīng)門、窗縫隙進入細紗車間，被吸附在高速運轉(zhuǎn)的管紗表面，達到一定量時就會形成煤灰紗。我們應加強環(huán)境保護，改善能源結(jié)構(gòu)，嚴格執(zhí)行室外環(huán)境空氣質(zhì)量控制標準，以從環(huán)境根源上防治煤灰紗[2]。

我國現(xiàn)行《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》所規(guī)定的工作地點生產(chǎn)性粉塵的最高容許濃度中，紡織車間空氣最高容許濃度按“含10%以下游離SiO2的無毒性礦物性與動植物性粉塵（最高容許濃度10mg/m3）”執(zhí)行。但近年來測試發(fā)現(xiàn)車間SiO2含量有的已達到20%～30%，遠在10%以上。所以棉紡織廠空氣含塵濃度應按中國紡織工程學會召開的除塵會議上建議采用的含塵濃度（老廠3.5mg/m3，新廠2.5mg/m3）。

2.2 室外氣象條件的影響

（1）逆溫層中的熱涌作用

由于煙氣內(nèi)含有水汽，屬濕絕熱膨脹，有汽化熱放出，并繼續(xù)上升，以湍流形式流向高空。這樣煙塵顆粒擴散良好，附近紡織工廠紡紗過程中形成煤灰紗的幾率不大。若至夜晚，由于地面不再受到陽光照射，地表溫度逐漸下降，而地面上空的空氣由于接近完全透明體，沒有多少輻射能散失，這樣會形成地表溫降快，而高空溫降慢，地表溫度低于其上面空氣的溫度。所以在晴朗的夜晚，會形成離地高度愈高，溫度亦愈高的現(xiàn)象，即形成逆溫層。一旦逆溫層高于煙囪排氣口一定距離，因為煙囪排出煙氣絕熱膨脹發(fā)生溫降，而其上空氣溫度比煙囪煙氣溫度高，則煙囪排出的煙氣不能很好的擴散，由于熱泳作用溫度較低的煙氣發(fā)生下沉。加上未燃盡的炭粒和煤灰較空氣重，亦向下沉，故煙囪附近空氣污染嚴重，易發(fā)生煤灰紗。在氣候惡劣時，如冷空氣與熱濕空氣交鋒時，熱濕空氣爬到上方亦會形成逆溫層。在這種情況下，也易形成煤灰紗。清晨時，陽光照射地面，地面吸收太陽輻射能溫度上升，但近地面一部分空氣溫度低于地表面溫度，煙囪口上部仍為逆溫層，煙氣不能擴散，往下沉，產(chǎn)生漫煙流，對周圍空氣的污染最為嚴重，紡織工廠此時煤灰紗亦最嚴重。因此，要消除煤灰紗，在逆溫層形成到消失的階段是防治的重點時期。

（2）風力輸運作用

風對煙塵顆粒有極強的裹挾輸運作用，總是將與空氣密度大體相近的煙塵輸送到遠方。風向決定了被煤煙灰污染的區(qū)域（總是在污染源的下風方向）。風向是忽上忽下、忽左忽右的，風速也是時強時弱的，這種大氣湍流運動的結(jié)果，造成流場各部分之間強烈的混合。風速愈大，湍流愈強，煤煙灰擴散的速度就越快，稀釋的就愈好，空氣中的濃度也就愈低。但本地區(qū)空氣中煤煙灰的濃度低，即有可能造成其它地區(qū)煤煙灰的濃度升高。反之，即使本地區(qū)空氣質(zhì)量良好，也有可能由于風力輸入了其它地區(qū)的煙塵，從而形成煤灰紗[2]。

（3）氣壓分布的作用效應

空氣污染還與大氣壓有著密切的關(guān)系，低氣壓域內(nèi)，空氣有上升運動，而且通常風速較大，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于煤煙灰的擴散稀釋；相反，在較高的大氣壓域內(nèi)，天氣晴朗，風速較小，空氣有較大范圍的下沉運動，形成逆溫，阻止向上湍流空氣的擴散。如果有連續(xù)幾天的微風和逆溫，便呈現(xiàn)“空氣停滯”現(xiàn)象，使大氣對煤煙灰的擴散能力下降，從而出現(xiàn)較大范圍和較長時間的污染危害。

實踐證明，大霧天和室外氣溫在0～10℃，相對濕度在85%～100%的條件下，極易產(chǎn)生煤灰紗。北方干燥多風的天氣，飛塵大量增加也易形成煤灰紗。簡言之，氣象條件對煤灰紗的影響都是通過風和湍流作用的，自然現(xiàn)象從某種意義上講是無法抗拒與改變的，但我們可以探索并掌握其規(guī)律，加以防備和改善現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，減輕甚至避免煤灰紗的產(chǎn)生[3]。

2.3 工藝有害物的產(chǎn)生

紡織設(shè)備連續(xù)24 小時運轉(zhuǎn)，很多零件處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，摩擦所產(chǎn)生的高溫，致使各種潤滑、減磨、降溫的油類揮發(fā)析出細小顆粒，如果溫度過高還會產(chǎn)生炭黑，這些油煙顆粒的滋生造成室內(nèi)環(huán)境惡化。應當注意的是，當錠子加油不當或鋼鈴回磨時不注意，也會形成一種類似的油污紗，較煤灰紗稍黑些，這是保全、保養(yǎng)工應注意的問題，不屬于煤灰紗。

3 結(jié)語

煤灰紗不僅僅是技術(shù)問題，更是一個社會問題，是社會整體生產(chǎn)背景惡化的產(chǎn)物。煤灰紗的發(fā)生具有時間長、影響面積大（有時只能落半紗甚至更少）、產(chǎn)生機理復雜、影響因素眾多的特點，由于不能有效預見煤灰紗的出現(xiàn)，并無十分有效的防治措施。從社會角度來說，只有動員社會的力量，改善能源結(jié)構(gòu)，對排放煤煙灰的工廠進行綜合治理，才能收到事半功倍的效果。從過濾凈化技術(shù)上講，必須采用多種除塵機理相結(jié)合的方法。保證細紗車間的微正壓，提高新風凈化設(shè)備的過濾效率，同時降低系統(tǒng)的阻力，是有效地治理“煤灰紗”的重要途徑。因此，研發(fā)高效低阻的過濾材料并采用合理的正壓凈化設(shè)備是非常必要的。駐極體空氣過濾材料等多機理空氣濾料有一定的發(fā)展前景?？照{(diào)噴淋室能實現(xiàn)多種熱、濕處理，并能洗滌凈化空氣，在紡織廠大量使用。應充分利用原有設(shè)施，加強噴淋室在治理煤灰紗方面的研究。

[1]楊公利，肖琪，等. 紡紗車間防治煤灰紗空調(diào)改造[J]. 山東紡織科技，2000（5）：36-38.

[2]趙榮義，等. 空氣調(diào)節(jié)[M]. 北京：中國建筑業(yè)出版社，1994.

[3]黃翔. 紡織空調(diào)除塵技術(shù)手冊[M]. 北京：中國紡織出版社，2003.