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卷烟厂通风除尘中的几个注意问题

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-11-30 15:15:00

摘要:卷烟厂的通风除尘问题是目前卷烟厂要解决的一个重要问题。为了解决好这个问题,作者对卷烟厂通风除尘问题作了较详细地探讨分析。提出了影响卷烟厂的通风除尘效果的几个方面和应采取哪些有针对性的措施。

关键词:通风除尘;除尘器;通风机;卷烟厂除尘

1 前言

气力输送已普遍应用于卷烟厂的生产过程中,不仅用来输送烟丝、烟叶、烟梗,还能实现松散、去杂、分叶、干燥、冷却等工艺目的,已经成为卷烟厂的卷烟生产连续化、自动化不可缺少的重要的专业装置。卷烟厂由于其特殊的加工工艺,在整个生产过程中,不可避免地会产生粉尘,这些粉尘的扩散会严重污染车间和周围环境,影响生产工人的身体健康;在所有工序完成后,气力输送要把吸入的空气排入大气中,这些排入大气的空气必须是纯净的空气,否则必将会造成大气污染。随着人们的环保意识的增强,人们对除尘越来越重视,所以,通风除尘是卷烟厂防止粉尘扩散的重要技术措施之一。

目前,大多数卷烟厂在生产工艺中都建立了通风除尘网络,以满足除尘和生产工艺的要求,但有的厂在这方面做的好,有的厂的效果却不怎么好。尽管造成这一情况的原因很多,但这在很大程度上是由于对气体输送这项技术的知识掌握不足,对通风除尘缺乏全面认识,导致在卷烟厂的通风除尘的使用效果不佳。

要使通风除尘系统达到设计要求和除尘效果,必须具有最佳的设计参数、正确的安装及合理的操作。现从以下几个方面进行讨论。

卷烟厂通风除尘

2 风网风速的选择

要着重考虑的风速包括:吸尘罩吸口面风速和风管内风速。吸尘罩吸口面风速大小既要保证在吸尘罩内造成足够的负压,不会引起粉尘扩散,即风速不能过低;又要避免风速过高,把物料吸走。一般颗粒状物料吸口面风速为3~5m/s,粉状物料为0.5~1.5m/s。吸尘罩吸口面风速在选用时,必须根据粉尘的性质和颗粒大小、粉尘浓度大小及吸口面与尘源的距离大小而定。当粉尘浓度大、粒度大、比重(密度)大、吸口与尘源距离长时,吸口风速取较大值,反之取较小值。但卷烟厂在管道设计时,常常忽视这一点,不能保证合适的吸口风速,而在测定风网风速时一般忽视了吸口风速。因此,在风网实际运行时,吸口风速往往可能太大或太小。这样即使风管内风速大小合适,仍有可能将物料吸走或造成粉尘扩散。在这种情况下,人们又常常误认为是风管内风速太大或太小,而去降低或增加风管内风速,这样又可能使管道内粉尘沉积,或由于管内风速太大造成能耗增加、管道磨损增加的恶性循环。可见,保证合适的吸尘罩吸口的风速是非常重要的。

合适的风管内风速是保证良好的除尘效果和减少能耗的一个重要环节。风管内风速大小的确定与粉尘浓度、粉尘性质、管径大小及管道布置情况有关。一般来说,当粉尘浓度大、粒度大、比重(密度)大、管径大、水平管道长时,风速取较大值,反之取较小值。一般文献推荐的通风除尘管道内风速范围为10~14m/s。有的烟厂的设计风速虽在推荐的风速范围内,而实际运行时,往往会出现管道堵塞问题,尤其是水平管道内经常会发生堵塞,影响生产。一般通过增加管内风速的办法就可解决这个问题。因此,根据一些卷烟厂的实际情况,如果粉尘浓度高、粉尘粒度大、比重(密度)大、水平管道较长,风管内风速选15~16m/s更适宜。这样虽然会增加一些能耗,但能保证良好的除尘效果及生产的连续稳定性, 还是必要的。

3 旋风除尘器的选用

从卷烟厂集尘装置收集灰尘,经分析表明:其颗粒大小一般大于0.5μm。依照烟叶的种类不同,从不同地点抽样测定表明,灰尘中含硅土的比例为20%~80%,这种灰尘的小颗粒占极大的比例。由于它们的比重相差很大,沉降速度也有很大的差别。因而,很难只用一级旋风分离器来解决,故多采用2级除尘装置。在2级除尘装置中,第一级采用旋风除尘器,用以处理粗大颗粒,以防粗大颗粒通过风机,使风机磨损;第二级采用布袋除尘器(简称袋滤器),用以处理空气中的微小颗粒。

目前卷烟厂常使用的旋风除尘器有:普通型旋风除尘器、蜗旋除尘器、扩散式(CLK)旋风除尘器、CLP型旋风除尘器、C型旋风除尘器等。这些旋风除尘器的差别很大,有的旋风除尘器的总效率高达99.5%以上,对小于5μm的粉尘仍有大于54%的除尘效率,排放浓度仅0.5~14.9mg/m3,远远小于国标要求(低于150mg/m3)。可是如何选择合适的型号和规格大小呢?这就需要了解每一种型号旋风除尘器的性能和使用范围,同时必须充分掌握粉尘的特性。

在相同的处理量时,“C”型除尘器的尺寸最小,CLP最大。其中,蜗旋除尘器的净化效率比普通型旋风除尘器高,但阻力大,磨损较严重;扩散式(CLK)旋风除尘器可以看成是普通型旋风除尘器的改进,其主要性能、特点仍与普通型旋风除尘器相同;CLP型旋风除尘器、C型旋风除尘器都有较高的除尘效率。目前卷烟厂使用CLP型旋风除尘器、C型旋风除尘器最多。为了保证风网的处理风量,提高除尘效率,常采用并联使用。在含尘浓度较低的场合,可以采用普通型旋风除尘器、扩散式(CLK)旋风除尘器。

具体选用时要根据粉尘的性质和浓度综合考虑,选择合适的型号。其规格大小,要保证能够满足风网要求及最佳进口风速。一般采用厂家使用手册上的中间进口风速。

无论选择使用何种类型的旋风除尘器,都必须重视旋风除尘器底部的漏风问题。如果除尘器底部漏风,即有大量的空气从除尘器的排灰口吸入,致使分离出来的粉尘重新带入排出的空气中,除尘器的除尘效率会急剧下降,甚至等于零。减少漏风的唯一措施是在离心除尘器底部加关风器或灰箱,关风器的规格要适当大一些,否则会引起关风器堵塞,从而影响生产。

卷烟厂通风除尘

4 布袋除尘器负荷和滤料的选择

布袋除尘器是利用含尘空气穿过特殊的滤布,被吸附在其表面上,从而清除其他机械除尘设备不能清除的微细灰尘。作为高效的布袋除尘器,对于细土粉尘的滤尘效率可以达99.9%,常用作第二级除尘。目前,随着卷烟生产工艺的改进,烟厂有逐步用1级滤袋除尘来取代2级除尘的趋势,以减少系统的风压损失和能量消耗。

提高布袋除尘器的负荷,可以提高滤袋的处理风量,减少滤料面积。但负荷过大,过滤风速也过大,会把沉积在滤料上的粉尘重新吹起,降低除尘效率,并且使阻力增加。负荷大小的选择与粉尘的性质、浓度大小、滤料的性能有关。如果粉尘粘性大、粉尘浓度高、滤料容尘量大的,负荷可适当大些,反之可适当小些。有的文献推荐负荷q=40~80m3/(m2·h),而实际上负荷的最佳范围为20~40m3/(m2·h)。理论上,布袋除尘器的负荷是越低越好,但这样布袋除尘器占地大,很不经济。

在使用布袋除尘器时,选择合适的滤料对其的除尘效果也是一个很重要的因素,由于烟草尘杂具有颗粒小,比重大的特点,故要求除尘滤料必须是特殊定做的长毛绒滤料,其强度大,阻力小,滤尘效果好,含尘空气经过滤料时,长绒毛全部倒伏,将尘杂藏于长绒毛内,当集尘风机吸嘴收集尘杂时,长绒毛直立,尘杂极易被吸走。

有的卷烟厂采用了一种新的过滤除尘器-滤筒除尘器。如长沙卷烟厂出口烟车间卷接包车间设有18套除尘系统,均采用美国唐纳森公司生产的滤筒除尘器1级除尘。滤筒除尘器和布袋除尘器相比具有两方面特点:

(1)一般布袋除尘器使用的滤料(棉布、尼龙、聚酯等)纤维间的间隙较大,约为12~60μm。尘粒容易进入纤维内部,堵塞气滤通道,传统滤料要利用滤料表面残留的粉尘层作为过滤层,使其保持高效率,故阻力较高。而唐纳森公司研制的Ultra-web滤料是一种新型的滤料。它把1层超亚微米的超薄纤维粘附在一般滤料上。在该粘附层上,纤维间排列非常紧密,其间隙仅为底层纤维的1/100,即0.12~0.6μm。因此,大部分亚微米级尘粒阻挡在Ultra-web滤料表面,不能进入滤料内部,从而具有高效、低阻、易于清灰等特点。

(2)在滤筒内,滤料采用星形多摺式结构,使其过滤面积大大增加。一个标准滤筒外径为Φ324mm、内径为Φ220mm、长度为600mm,其过滤面积为23.37m2,而同样体型的滤袋,过滤面积仅为0.61m2,相差40倍左右。滤筒除尘器的过滤风速为0.5~20m/min,和一般的布袋除尘器基本相同。因此,在同样的处理风量下,滤筒除尘器的体型和占地面积可大大减小。

5 风机的选用和布局

通风机在除尘系统中用于输送气体。合理地选用通风机,对于保证除尘效果有着很大的影响。一般通风除尘选用低、中压风机。应根据系统的总风量及总阻力选择相应的风机。同时要求所选用风机的工作点保持在最高效率点或经济使用范围内。但是在风网实际运转时,往往会出现变化情况:开始时,风机的风量、压力能满足风网要求,且工作点保持在经济使用范围内;以后就由于如布袋除尘器布袋积灰等导致阻力增加,使风机工作点发生变化,甚至偏离经济使用范围,效率降低,造成风网的吸风量减少,从而影响设备的吸风大小,造成粉尘扩散。因此,在风网阻力不稳定时,选用的风机压力要大一些,风机性能曲线陡一些比较好,有的厂甚至用高压风机代替中、低压风机,这对稳定地保证除尘效果非常重要。

在整个系统中,风机的安装位置应在布袋除尘器之后,或者在旋风除尘器和布袋除尘器之间,这样可以减少粉尘对风机叶片的磨损,延长风机使用寿命。

卷烟厂通风除尘

6 结论

总之,要保证良好的除尘效果:首先,必须要减少人为的粉尘扩散,如取消设备自带的单机除尘器,改造成为集中除尘系统;其次,积极地采用先进的除尘工艺和除尘系统,推荐采用一级高效布袋除尘器负压除尘;再次,选择性能优良的除尘设备,并尽可能地保持设备的密闭状态;最后,要合理地组合和布置风网,进行通风除尘系统改进,如适当的降低过滤风速,选择性能高的风机,(最好是采用变速调节电机)并正确地安装和操作,这样不仅有利于提高除尘效果,还有利减少通风除尘的能耗。

(本文作者:周晖, 杨湘杰, 邹炜,南昌大学机电学院)

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