除尘器

卷烟厂通风除尘探讨

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-11-27 15:01:28

一、概述

烟草粉尘主要是运输,加工过程中产生的烟叶碎末,烟叶车身所带尘土以及烟叶上的短细毛绒所组成,属于以有机粉尘为主的混合性粉尘。我国工厂的通风除尘工作起步娩,其通风除尘技术较落后,致使卷烟行业的通风除尘问题长期以来未得到很好地解决。大多数卷烟厂还没有采取有效的通风除尘措施,虽有几家卷烟厂采用了集中通风除尘,但效果不佳。车间空气中的粉尘含量和排放浓度都超过国家卫生标准。既恶化了劳动条件,影响工人身体健康,又污染周围环境,急需治理。

国外卷烟厂都采用集中通风除尘方式,其净化设备向小型化、高效率发展;加丝工序则采用封闭式气力输送方式。因此通风除尘效果很好,大大改善了工人劳动条件,减少了污染。此外,有些卷烟厂正向空调化发展。

卷烟厂通风除尘

烟草粉尘粒径分布的范围较宽,比重轻,粘性小;生产中产尘点多、面广;工艺要求室内保持一定的温度和湿度;同时能回收。因此,卷烟厂的通风除尘具有其特殊性。

在完成零陵卷烟厂制丝,卷烟车间通风除尘改造工程的过程中,根据烟草粉尘特性和生产工艺的要求,设计安装了集中干式机械通风除尘系统。投入生产后,各系统运行一直正常,有效地控制了粉尘的污染,其车间粉尘浓度和排放均达到了国家卫生标准。同时集中回收了烟草粉尘,经筛分后可回收利用,取得了明显的社会效益和较好的经济效益。

二、系统管网的布置

通风除尘系统管网的布置是否合理,对保证整个系统的正常运行起着重要的作用。其关键问题是如何保证系统中备节点的压力达到基本平衡。

根据零陵卷烟厂设备配置分布情况,将90台机组划分为七个集中通风除尘系统。每台设备在生产中有多个产尘点,由于操作的需要,不可能采用整体密闭罩,故在每台设备上安设四个吸尘罩,并配有一条清扫管,因此,每个系统中有几十个抽风点。这样每一个抽风点都形成一个支管段,各支管段汇合于总管中。在多支管段的通风除尘系统中,考虑节点压力平衡便成为管网布置的主要问题。通过分析比较采取:在管网布置上选择有利于节点压力平衡的对称性布置;在阻力计算时保证各节点的压力平衡;其次在每台设备上装有调节平衡的阀门(密闭式插板阀和蝶阀)。通风除尘系统管网布置如图所示。

卷烟厂通风除尘

经调试测定,各点压基本达到平衡。每台设备的实际风量比设计风量大8%左右,满足了控制粉尘的需要。

由此可见,在卷烟厂通风除尘系统中,管网布置应使各支管与总管的交点上静压都达到平衔,且各支管的阻力尽可能达到平衡,其压力差也不应大于10%。这样才能保证整个通风除尘系统性能良好,运行稳定可靠,达到通风除尘的目的。

三、尘源控制

粉尘的捕集是通风除尘过程中的重要环节。尘源控制的好坏,对通风除尘效果有大的影响。在卷烟厂生产过程中,由于尘源多目分散,因而给粉尘的控制带来许多困难。在零陵卷烟厂通风除尘中,根据不同设备的产尘特点,分别采用密闭罩、柜式吸尘罩、等宽条缝变断面吸尘罩等来控制尘源,将粉尘有效地捕集并抽入通风除尘系统中,防止了生产过程中烟草粉尘的散逸。

1、密闭罩

切丝机切下的烟丝落入振动槽中,振动槽的作用有两个:一是将烟丝振松散,二是将烟丝送到下道工序。由于振动造成相当大的的扬尘,粉尘四处飞扬,致使车间粉尘弥漫。困此,振动槽便成为主要尘源点。为此零陵卷烟厂曾先后两次采取过防尘措施:一次是把密闭罩同定在振动槽上,两者连成为一个整体;一次是把密闭罩固定在地面上,将振动槽全罩在里面。密闭罩装上后,因妨碍工人操作,且振动槽维修很不方便,效果亦不好,密闭罩不得不被拆除。

根据振动槽产尘特点,分析两次加密闭罩后效果不理想的原因,结合振动槽运动规律,设计采用一种新式密闭罩,其结构是由若干个装配单元所组成。为了便于装卸,每个单元长为2米。一个单元的基本组成部分包括:固定支腿,固定架、固定罩、活动罩,吸尘罩和密封垫。整个罩都用腿支撑起来、只将振动槽密闭之(振动槽和密闭罩之间有适当间隙,此间隙用橡胶垫加以密闭)。此罩的特点:在固定罩上装有吸尘罩,把密闭罩捕集的粉尘抽入通风除尘系统中;在活动罩上设有观察孔,以监视烟丝的质量,可打开活动罩把不合格烟丝取出,以确保烟丝的质量。

实践证明,该罩能有效地控制振动槽产生的粉尘,防止粉尘外逸,使车间粉尘浓度由原来的152.5rmg/m3下降到2.62mg/m3,达到了国家卫生标准。同时该罩既不影响生产操作,又不妨碍振动槽的维修。

对像振动槽这样因运动而连续扬尘的尘源,采用此新式密闭罩控制粉尘是行之有效的。在实际应用时,应根据具体条件来选择罩的形式和结构尺。同时罩还要满足不妨碍生产操作和维修,便于观察和检查物料等的要求。密闭罩是整个通风除尘系统中的重要组成部分,其选择如不合理,不仅不能有效地捕集尘源散发的粉尘,直接影响到工作区的卫生状况,而且还会导致设备及能量浪费,使造价增加。

卷烟厂通风除尘

2、等宽条缝变断面吸尘罩

在卷烟机下蓬布处因下料时的振动、冲击、挤压而造成的综合性尘化作用,使之成为卷烟机的主要产尘点之一。由于此处位置狭窄,加之工艺要求不允许密闭,其尘源控制难以实现。为了控制此处粉尘的扩散,采用了条缝式吸尘罩。考虑条缝开口过小易造成堵塞,而卷烟机下蓬布处位置狭窄又不宜选用断面较大的吸气管,因此,利用渗流的原理,采用等宽条缝变断面吸尘罩,此罩的作用:一是将烟草粉尘捕集并抽入系统之中;二是将蓬布上掉下来的烟丝收集回收

条缝式吸尘罩的关键在于沿条缝口的吸风速度均匀。而条缝口上吸风速度的分布与条缝口面积f,和吸气管断面积F之比值f/F有关。根据实验,当f/F≤0.25时,可以认为条缝速废分布是均匀的,则可按等高条缝等断面设汁吸尘罩;当f/F>0.25时,则可按等宽条缝变断面或楔形条缝断面设计吸尘罩,才能保证条缝口吸气速度的均匀性。

等宽条缝变断面均匀吸气是根据等静压原理,利用由动压改变而转换的静压去补偿因气流流动而引起的阻力损失,称为静压复得法。在没有损失的情况下,动压的改变可以全部转换为静压。而实际上由断面形状的改变或加工质量等原因,总是会有损失的,即动压的改变未能完全复得为静压。

选择条缝口的进气速度应考虑两个原则:一是能控制污染源散逸粉尘的扩散,且使压力损失较小;二是其速度大于吸气管内的气流速度。一般情况下,条缝口速度越大、而吸气管内速度越小,就愈容易保证条缝的均匀吸风。在实际中,取条缝口的进气速度为15m/s,吸气管内气流速度为12m/s。

生产实践表明,等宽条缝变断面吸尘罩基本上达到了等量均匀吸风,有效地控制了卷烟机下蓬布处烟草粉尘的扩散。加上其它吸尘罩的捕集作用,防尘效果甚佳,使卷烟车间空气中的粉尘浓度从61.3mg/m3下降到1.4mg/m3,低于国家卫生标准。

四、烟草粉尘的净化方式

烟粉的净化有干式和湿式两种方式。根据二次污染和回收利用等因素,干式净化方式比较适用于烟草粉尘的净化。

湿式净化方式存在的主要问题是二次污染严,且烟粉尘不能回收利用。例如郴州卷烟厂采用湿式净化后,出现二次污染急待解决的问题:一是污水对周围环境,水质的影响很大;二是污水中散发臭气污染空气;三是烟草泥浆需要找到一个台适的地点堆放,但也难以消除再次污染。另外,在冬季还会出现结冰的情况。要解决上述问题,必须再投资,无疑在经济上是不合理的。因此,烟粉尘不宜采用湿式净化方式。

而干式净化则不存在二次污染的问题,且烟草粉尘能回收综合利用。经筛选,较粗的可掺入烟丝中卷烟用,提高烟丝的利用率;较细的粉尘可作为制造农药的原料。这样可以增加收入,提高经济效益。如零陵卷烟厂采用干式净化后,每年可回收400吨以上的烟节粉末供综合利用。比较起来,干式净化比湿式净化具有突出的优越性,适用于烟草粉尘的净化。

五、烟草粉尘的净化设备

除尘器是通风除系统中的主要设备之一,它工作的好坏将直接影响到排往室外的粉尘浓度,从而影响周围环境的卫生条件。

能用于烟草粉尘净化的除尘设备种类较多,在选择除尘设备时,以达到国家规定的排放浓度为目标,应着重考虑运行条件和经济指标这两个因素:所谓运行条件,主要是包括含尘气体的性质(如温度,压力,粘度和湿度等)、粉尘的性质(如粒径分布、粘性,湿润性、可燃性等)。所谓经济指标,主要是指设备费、安装费和维修费、粉尘的回收利用以及设备占地大小等。通过分析比较,在切丝和卷烟通风除尘系统中选择了旋风除尘器和布袋除尘器

在制丝车间,因受润叶加料,烟丝回潮、烘丝和加香料等工序的影响,切丝处的粉尘浓度和含尘气体的温度、湿度都很高,加之切丝生产过程中会有铁、石屑等尖刃物产生,因此,在切丝通风除尘系统中,采用旋风加布袋除尘器二级除尘,使粗粒径粉尘和铁、石屑经过旋风除尘器时被分离出来,以防止后级布袋除尘器中的滤袋被损坏,同时防止含尘气体出现结露现象。经过切丝工序除尘预处理后,减少了后续工序的粉尘散发量,从而减轻了后面除尘系统的负菏。在卷烟通风除尘系统中均采用一级布袋除尘器。

通风除尘系统投入正常运行后,防尘效果显著。经环保监测部门鉴定,大气排放浓度仅为15mg/m3,大大低于国家规定的卫生标准(150mg/m3)。各通风除尘系统中除尘器的除尘效率见下表。

卷烟厂通风除尘

六、结论

综上所述, 卷烟厂的通风陈尘应:

1 、根据不同工序,工艺设备的布置等因素采取相对集中的通风除尘系统。集中系统的除尘器应设置在单独的房间内。

2、为避免水的二次污染,不宜采用湿式净化方式。

3、排气罩是控制尘源的有效方法,应根据具体条件合理选择罩的形式和结构。

4、应重点解决切丝工序中的防尘问题,以减少后续工序的粉尘散发量。

5、应选用高效布袋除尘器,提高净化效果和尽量回收综台利用。

(本文作者:李继成,核工业第六研究所)

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