新型濾棒成型設(shè)備絲束粉塵收集處理系統(tǒng)

吳其鶴

（廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，福建廈門 361028）

0 引言

濾棒成型設(shè)備是卷煙企業(yè)過濾嘴棒加工設(shè)備。濾棒卷生產(chǎn)過程中，壓縮的醋酸纖維經(jīng)動力高速拉伸舒展時，會產(chǎn)生大量纖維性粉塵，粉塵的主要特點是質(zhì)量輕，體積大，大量漂浮在車間空氣中，致使生產(chǎn)車間空氣質(zhì)量差，影響產(chǎn)品質(zhì)量。同時作業(yè)員長時間在充滿纖維性粉塵環(huán)境中工作，容易引起肺部病變。

1 濾棒成型機絲束粉塵塵源分析

濾棒成型機由開松機、成型機和裝盤機組成。濾棒成型設(shè)備大部分機體具有良好的密封效果，而且設(shè)備自帶負壓系統(tǒng)，可以將部分纖維粉塵吸走。根據(jù)濾棒成型機的結(jié)構(gòu)組成及工藝流程特點，發(fā)現(xiàn)在絲束進料開松過程中，絲束與空氣、機器壁摩擦容易產(chǎn)生纖維粉塵，而且此處完全暴露在空氣中，產(chǎn)生的纖維粉塵直接進入周圍空氣，是絲束粉塵的主要來源。見圖1。

2 現(xiàn)狀分析

圖1 濾棒成型機工藝流程

目前，KDF2 濾棒成型機組和KDF4 濾棒成型機組都未配備相應(yīng)的除塵系統(tǒng)，現(xiàn)場操作人員的職業(yè)健康和產(chǎn)品安全存在著極大的隱患。行業(yè)內(nèi)其他煙廠采用的除塵方案有兩種：單機環(huán)境除塵裝置和集中除塵裝置。由于傳統(tǒng)式除塵設(shè)備只適用于捕集細小、干燥非纖維性粉塵，對纖維性粉塵過濾效果差，空氣排放指標(biāo)、生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境和除塵設(shè)備的濾材使用壽命等都存在一些問題。

2.1 單機環(huán)境除塵裝置

單機除塵裝置，如授權(quán)號為CN203303782U 的專利：“卷煙廠濾棒成型機單機環(huán)境除塵裝置”給出的方案，其不足之處是一臺成型機組需要對應(yīng)一套設(shè)備，因而占地面積大，需要設(shè)備多，投資較大。

2.2 集中除塵裝置

授權(quán)號為CN208894828U 的專利：“一種卷煙濾嘴成型機集中工藝風(fēng)力除塵系統(tǒng)”方案的不足之處：由于多臺統(tǒng)一除塵，因而風(fēng)機功率大，噪聲大；各除塵罩的風(fēng)要合并到除塵器上，導(dǎo)致除塵器主管道管徑是分管道的2～3 倍，要求主管道管徑很大，通常直徑300～400 mm，安裝困難。

3 系統(tǒng)改進方案

通過問題分析得出，采用單機環(huán)境除塵裝置維護困難，而采用集中除塵裝置能耗高，相關(guān)管路安裝困難。因此，綜合兩種方案的優(yōu)勢，采用分布式收集、間隙式集中收塵的方式，設(shè)計一套針對單臺成型設(shè)備的絲束粉塵收集暫存裝置，將絲束開松過程中產(chǎn)生的粉塵暫時收集于裝置中，再通過間隙式集中收塵系統(tǒng)分別對單臺粉塵收集暫存裝置的粉塵進行回收，整個系統(tǒng)能耗低，占用空間小，維護方便。

3.1 分布式收集裝置

如圖2 所示，在濾嘴棒成型機入料口設(shè)置圓筒型的除塵罩。除塵罩里安裝小風(fēng)量電機，粉塵收集器，吸塵管，齒輪組，支撐架，專用旋轉(zhuǎn)接頭，驅(qū)動電機和外罩。

圖2 絲束粉塵分布式收集裝置

收塵風(fēng)機工作形成負壓把單個除塵罩內(nèi)的纖維粉塵和碎絲吸附到粉塵收集器表面。粉塵收集器是一個工業(yè)級高效過濾網(wǎng)，其表面采用高耐磨材料，具有堅固耐用的特點。吸塵管與除塵管道相通，表面裝有毛刷。等粉塵收集器表面的粉塵量達到一定程度時，驅(qū)動電機開始工作，齒輪組旋轉(zhuǎn)帶動吸塵管做旋轉(zhuǎn)運動，將粉塵收集器表面的絲束粉塵刷下。同時集中除塵器開始工作，真空泵開啟，吸塵管內(nèi)形成負壓。毛刷和負壓把粉塵收集器的纖維粉塵和碎絲吸入吸塵管，通過除塵管道進入集中除塵器進行除塵過濾。

3.2 低能耗除塵管道（圖3）

新型低能耗除塵管道系統(tǒng)，采用活接管連接各輸塵管，以便管道的安裝適應(yīng)不同構(gòu)造的車間，具有便于安裝和拆卸的優(yōu)點；通過主風(fēng)機和副風(fēng)機形成二級吸附，減少主風(fēng)機在吸附過程中沿途的阻力和損耗，無需采用大管徑的管道進行輸送，降低管道的采購和安裝成本。因此，除塵管道系統(tǒng)降低了除塵過程的能耗，降低車間除塵成本。

3.3 間隙式集中收塵系統(tǒng)

圖3 除塵管道

間隙式集中除塵器和除塵罩之間通過管道相連。正常工作時，電動閥保持關(guān)閉，粉塵收集暫存裝置用于收集粉塵并暫時吸附于高效過濾網(wǎng)表面。當(dāng)需要開啟除塵風(fēng)機吸收粉塵收集暫存裝置上的纖維粉塵和碎絲時，只需開啟其中一個電動閥，間歇式集中除塵器只吸取一個除塵罩的粉塵，待纖維粉塵和碎絲吸收干凈后關(guān)閉電動閥。通過輪流開啟電動閥，除塵器輪流對除塵罩的粉塵進行吸收過濾除塵。由于集中除塵器每次只吸取一個除塵罩的粉塵，所以主管道直徑和分管道直徑一致，大大減小了管道直徑，管道施工也更方便。

圖4 濾棒成型除塵工作原理

4 應(yīng)用效果

目前，廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司已經(jīng)完成6 臺套濾棒成型設(shè)備除塵裝置的安裝。濾棒絲束粉塵收集暫存裝置的收塵風(fēng)機只需要對一個除塵罩進行排風(fēng)收塵，收塵風(fēng)機的功率遠小于原集中除塵系統(tǒng)的除塵風(fēng)機功率（15 kW），只要400 W 的功率就能滿足需求。因此，6 臺收塵風(fēng)機的總功率為2.4 kW，不到原除塵風(fēng)機功率（15 kW）的1/6。當(dāng)絲束收集暫存裝置的粉塵收集2 h 后，裝置的吸塵管和集中除塵器開始工作。由于集中除塵器吸收粉塵的速度快，所以每次只需20 min 即可把全部6 臺成型設(shè)備上的粉塵收集暫存裝置的粉塵依次吸收過濾，其余時間待機，這樣，集中除塵器就不用像原來除塵系統(tǒng)的風(fēng)機一直開啟，只需6 臺收塵風(fēng)機保持工作即可。集中除塵器每班（8 h）累積工作80 min，能耗是原來的1/6，大大降低了能耗。