生活用紙生產(chǎn)企業(yè)的粉塵控制

宋小凱 王升朝 陜西炳智機械有限公司

衛(wèi)生紙機生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵對生產(chǎn)穩(wěn)定性、能耗、安全、員工健康的危害越來越引起重視，如何加強對粉塵的控制、減少粉塵對企業(yè)的影響，筆者提出一些觀點供參考。

一 生活用紙生產(chǎn)過程中的粉塵

1 粉塵產(chǎn)生的根源

生活用紙的生產(chǎn)多數(shù)以刮刀在缸面上對紙張進行起皺剝離，紙張在高速運行時和刮刀刃口進行劇烈碰撞，會產(chǎn)生纖維碎屑，這是粉塵產(chǎn)生的主要原因。

紙張生產(chǎn)過程中兩邊會產(chǎn)生毛邊，尤其在新月型衛(wèi)生紙機上，由于其結(jié)構(gòu)特性，兩邊會有一定數(shù)量的毛邊，在刮刀處產(chǎn)生粉塵。經(jīng)過起皺刮刀后，紙張殘留在烘缸的細小纖維被清缸刮刀刮下來，也是粉塵產(chǎn)生的原因。

在紙張烘干過程中，紙面上的部分沒有纏結(jié)緊密的纖維，會因為風嘴的沖擊從紙張上剝離出來，形成粉塵。

此外，生活用紙在高速運行中碰到的穩(wěn)紙器、弧形輥、弧形杠等表面也會因為摩擦產(chǎn)生粉塵。

打漿工藝及盤磨磨片選型不合理，造成過多的纖維切斷和帚化，導(dǎo)致漿料內(nèi)部細小纖維含量增加，也是粉塵產(chǎn)生的根源之一。

2 粉塵的特性

粉塵是細小纖維，具有纖維的特性，粉塵的電鏡圖如圖1。

粉塵作為細小纖維，體積很小，干燥后纖維細胞腔空心，密度小，且容易漂浮，詳見表1。

表1 纖維狀粉塵和木漿纖維以及粉煤灰的理化參數(shù)對比

纖維粉塵再細小也會產(chǎn)生聚集交織，形成纖維團，且具有一定的強度，從而會堵塞用熱設(shè)備，如圖2。

圖2 纖維團

纖維作為有機物質(zhì)，含碳量高，且比表面積大，與空氣接觸充分，易燃燒。粉塵往往會落在氣罩、風機平臺、行車梁、行車軌道等難以清理的設(shè)施表面上，容易引起火災(zāi)。行業(yè)內(nèi)已有很多家企業(yè)因為粉塵問題造成比較大的火災(zāi)事故。

另外纖維粉塵具有纖維特性，遇到潮濕環(huán)境會和空氣中的水結(jié)合變重形成交織團，在水分和溫度合適狀態(tài)下會發(fā)酵腐敗，滋生細菌，產(chǎn)生異味，對生產(chǎn)環(huán)境造成一些不良的影響。

3 粉塵的危害

● 對員工身體健康造成影響

粉塵比較細小，很容易通過鼻腔進入人體呼吸道，造成塵肺隱患，對員工身體健康造成影響。

● 容易造成火災(zāi)隱患

粉塵本質(zhì)是細小纖維，比表面積大和空氣接觸充分，長期累積，一旦遇到高溫或火花容易引起火災(zāi)。

● 清理困難，影響環(huán)境衛(wèi)生

由于紙機很多部位不能在線隨時進行粉塵清理，必須停機才可以清理，這樣導(dǎo)致停機時間延長，生產(chǎn)環(huán)境變差，員工舒適度降低，甚至造成員工招聘困難。

● 堵塞換熱設(shè)備，影響設(shè)備效率，增加蒸汽消耗

換熱器多為翅片式，翅片之間容易堵塞粉塵。風道、氣罩內(nèi)部及噴嘴處會有大量粉塵集存，導(dǎo)致熱風系統(tǒng)通風量下降，換熱效率降低，氣罩不能很好發(fā)揮輔助加熱和排濕功能，導(dǎo)致紙機蒸汽消耗增加。

● 粉塵會進入后續(xù)工段，對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響

部分工廠已經(jīng)遭到投訴，原因是卷紙機處集存的粉塵被卷入大軸內(nèi)部，在復(fù)卷時被帶入成品中。終端客戶在使用時出現(xiàn)掉出粉塵塊的現(xiàn)象。

二 生活用紙企業(yè)粉塵管理現(xiàn)狀

目前比較大型的衛(wèi)生紙機采用密閉除塵罩（圖3），把造紙機的烘干段和卷取段進行了全密封，除塵氣罩帶有除塵風機和補風裝置，新風補充進除塵罩內(nèi)把除塵罩內(nèi)刮刀和卷取所產(chǎn)生的粉塵，抽吸到除塵罩外，進行集中處理，降低車間粉塵，達到環(huán)境要求，但密閉除塵罩的使用仍不廣泛。

圖3 密閉除塵罩

密閉除塵罩一般采用鋁合金框架制成，用透明亞克力板進行封閉，方便操作人員觀察卷取和起皺系統(tǒng)的運行。除塵罩帶有活動門，方便操作人員進出。除塵罩外的除塵風機前段設(shè)有旋風除塵器或者水膜除塵器，用于收集粉塵。

換軸卸卷轉(zhuǎn)運時候，密閉氣罩頂部和后端自動打開，換卷完成，頂部和后端自動封閉。

除塵罩的投資相對較大，系統(tǒng)運行也要進行成本投入，因此大部分的中小企業(yè)還沒有意愿進行落實。

除塵罩能夠解決大部分起皺和卷取部位的粉塵，但對于烘干過程中產(chǎn)生的粉塵無法去除，熱風系統(tǒng)的阻塞問題不能得到完全解決。

目前大多數(shù)衛(wèi)生紙機沒有除塵設(shè)施，環(huán)境中粉塵濃度高，需要停機集中清理。由于紙機運行速度高，很多地方受限于對紙機運行穩(wěn)定性和紙張質(zhì)量的考慮不能及時地在線清理，所以生產(chǎn)環(huán)境變得不理想，只能停機進行清理，如圖4。

圖4 停機清理衛(wèi)生紙機粉塵

部分帶有過濾器的衛(wèi)生紙機，其過濾器要么設(shè)計不合理，要么清理困難，管理難度大，造成生產(chǎn)波動，難以適應(yīng)生產(chǎn)需求。

目前很多過濾器裝在風筒上，過濾網(wǎng)的面積只有風筒橫截面大，網(wǎng)孔不能太小，小了影響系統(tǒng)通風量，網(wǎng)孔大了粉塵直接穿過網(wǎng)孔，起不到過濾作用。

部分企業(yè)雖然加大了過濾網(wǎng)面積，仍然采用人工清理。人工清理不確定性大，風機平臺一般環(huán)境溫度較高，巡查難度大，因此很多過濾器長時間不會被清理，加上采用吹掃裝置而非抽吸裝置，貌似進行了吹掃，但大部分粉塵被暫時吹到車間空間，一部分又回到了熱風系統(tǒng)，空氣靜穩(wěn)后又落到平臺、氣罩、風筒表面，沒有得到根治，如圖5。

圖5 平臺、氣罩、風筒表面及車間粉塵

三 解決粉塵問題的方法

首先，從打漿工藝和磨片選型上進行改善，減少細小纖維數(shù)量，從而降低粉塵數(shù)量。建議打漿宜采用提高濃度、輕比壓多次打漿的方式，同時更換更加適合的磨片齒形，從而減少纖維過分切斷，達到一定的效果。

其次，可增加除塵罩裝置，能夠極大地降低車間粉塵。這個要依據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟實力及重視程度來考慮。

最后，對原有陳舊的過濾系統(tǒng)進行升級改造，采用自動過濾器，把粉塵融進白水中，最終從白水系統(tǒng)排出整個系統(tǒng)。

四 全自動粉塵過濾器

1 全自動粉塵過濾器工作原理

在熱風系統(tǒng)中，含有紙毛、粉塵的熱空氣經(jīng)過過濾器的濾網(wǎng)，相關(guān)粒徑的粉塵被有效阻攔在網(wǎng)面；濾網(wǎng)通過轉(zhuǎn)動機構(gòu)間歇運動，共有兩個行程——向上或者向下，濾網(wǎng)向上運動時，上邊的負壓真空刷頭橫向地對網(wǎng)面進行清理；濾網(wǎng)向下運動時，下刷頭開始工作，上下刷頭可根據(jù)網(wǎng)面的干凈程度在線調(diào)整速度，保證熱風系統(tǒng)運行時，過濾器處于最佳的工作狀態(tài)。粉塵或直接進入紙機的真空系統(tǒng)，或經(jīng)過專用集塵裝置，進入紙機的白水系統(tǒng)。

2 全自動粉塵過濾器結(jié)構(gòu)

粉塵自動清理過濾器由框架、濾網(wǎng)、濾網(wǎng)支撐機構(gòu)、吸塵刷頭、移動機構(gòu)、濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動機構(gòu)等組成。刷頭移動、濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動機構(gòu)在負壓區(qū)外端，均由PLC程序控制，程序參數(shù)均可調(diào)整。刷頭移動機構(gòu)分為上下刷頭，交替循環(huán)工作。濾網(wǎng)為單層網(wǎng)帶構(gòu)成，由步進電機控制，自動進行收放卷，往復(fù)循環(huán)工作，見圖6。

圖6 全自動粉塵過濾器結(jié)構(gòu)圖

3 全自動粉塵過濾器安裝位置及適應(yīng)性

全自動過濾器安裝在熱風系統(tǒng)循環(huán)風機進口負壓段，或者負壓換熱器前段。這是為了減少熱量損失，同時有利于把粉塵清理出熱風系統(tǒng)。

全自動粉塵過濾器一般厚度為200～250mm，只需把換熱器前面的喇叭口向外移動相應(yīng)距離，即可安裝。

過濾器外形尺寸一般是按照客戶現(xiàn)場換熱器尺寸來進行設(shè)計的，如過濾面積足夠大，能夠滿足通風量，風阻不超過40Pa，則會按照換熱器尺寸來做。如換熱截面積不能滿足通風量要求，則進行單獨設(shè)計，需要獨立空間進行安裝。

由于過濾器自身配置的功率不超1kW，如過濾粉塵直接進入紙機真空系統(tǒng)，則過濾器的使用不會影響熱風系統(tǒng)的功率消耗。如需要增加除塵專用裝置，則每小時不會超過3kW的功率消耗。

4 全自動粉塵過濾器的功效及收益

● 熱風系統(tǒng)高效穩(wěn)定

換熱器、風嘴等堵塞現(xiàn)象可大幅度減緩，使風量提高、風壓穩(wěn)定；自動化程度提高，減少人工清理的波動；烘缸進汽和冷凝水溫度穩(wěn)定，從而減少蒸汽的浪費。

● 降低管理難度

采用全自動粉塵過濾器后，可以在操作屏上進行操作。減少了員工的勞動強度，提高設(shè)備運行水平，從而降低管理難度，避免人工清理的不確定性。

● 營造安全的生產(chǎn)環(huán)境，利于員工健康

可以降低環(huán)境中粉塵的含量，對員工身體健康有促進作用；同時降低了氣罩、風筒、平臺、軌道、電纜等設(shè)施上粉塵總量，減少了火災(zāi)隱患。

● 避免二次粉塵污染

全自動過濾器收集的粉塵，可融入白水或下水系統(tǒng)，杜絕二次污染空氣和設(shè)備，極大減緩了空氣中的粉塵。

具體投入和收益，詳見表2。

表2 河北某企業(yè)手動粉塵過濾器和全自動粉塵過濾器收益對比

五 結(jié)語

全自動粉塵過濾器既是全密閉除塵罩裝置的一種補充裝置，同時可以單獨作為除塵裝置安裝在熱風或者新風系統(tǒng)，從而降低熱風系統(tǒng)的堵塞幾率，把粉塵徹底從生產(chǎn)環(huán)境中去除。該設(shè)備投入不僅起到可以降低員工健康危害、火災(zāi)隱患以及優(yōu)化環(huán)境等作用，更為重要的是可以降低紙機的蒸汽消耗并提高車速。在當下激烈競爭環(huán)境下是一種經(jīng)濟實用的設(shè)備，值得生活用紙生產(chǎn)企業(yè)推廣應(yīng)用。