滤棒成型与发射设备集中除尘系统的设计

滤棒成型与发射设备集中除尘系统的设计

吴雪松

江西中烟南昌卷烟厂   江西南昌  330096

摘要：粉尘集中收集系统在卷烟厂卷接机组和滤棒成型机组中已经得到了推广使用，但是目前的集中除尘系统一般是建立在同种设备上，需要就行优化设计。本次首先阐述了滤棒成型机及发射设备工作原理，其次基于滤棒成型与发射设备集中除尘系统应用现状，设计了滤棒成型与发射设备集中除尘系统完善方案，以期为滤棒成型与发射设备集中除尘系统设计提供参考。

关键词：发射设备；集中除尘系统；滤棒成型机

引言：滤棒成型机是卷烟厂生产卷烟过滤嘴棒的设备，世界上大部分卷烟过滤嘴都采用醋酸纤维作为过滤材料，滤棒成型机的作用就是将这些纤维加工成满足要求的过滤嘴棒，纤维丝束与机器摩擦过程会产生一部分的纤维断裂，滤棒生产过程中会有部分细小纤维飘飞到周围环境中。如何控制车间的纤维粉尘，改善工作环境成为了烟草工业企业技术改造工作重点之一。             

1.滤棒成型机及发射设备工作原理

1.1滤棒成型机工作原理

醋酸纤维丝束由导向装置送入成型机内，丝束条经过开松器和开松辊2次开松展开后施加增塑剂，然后经过成型枪收拢成圆筒状滤条，滤条在刀头部分切分为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机分装入小盒内，经过若干小时的自然固化后，达到最佳硬度的滤棒就可以装入包装大盒内，运往下游的卷烟工序。设备本身大部分机体具有良好的密封效果，而且机台自带负压系统，可以将部分纤维粉尘吸走，但是仍然有部分机台裸露在空气中，导致纤维粉尘飘飞至空气中[1]。

1.2发射设备工作原理

滤棒成型机发射设备主要由机架部件、发射单元、进料装置、电控柜、气动部件、管道部件、风机部件等构成。发射机的工艺任务是将储存输送装置中的滤棒自动、高速、远距离传输给下游卷接机的设备。发射设备采用静态发射原理，在滤棒入口处形成负压，在滤棒出口处形成正压，从而利用气压差将滤棒发射至卷接机，额定发射能力可达到1500rods/min。

2.滤棒成型与发射设备集中除尘系统应用现状

烟厂采用的除尘方案有两种：单机环境除尘装置和集中除尘装置。由于传统式除尘设备只适用于捕集细小、干燥非纤维性粉尘，对纤维性粉尘过滤效果差，空气排放指标、生产现场环境和除尘设备的滤材使用寿命等都存在一些问题。

2.1单机环境除尘装置

在单机除尘装置中，例如，授权号为CN203303782U的专利显示，“卷烟厂滤棒成型机单机环境除尘装置”方案的不足之处为一台成型机组需要对应一套设备，因而占地面积大，需要设备多，投资较大[2]。

2.2集中除尘装置

在集中除尘装置中，例如，授权号为CN208894828U的专利显示，“一种卷烟滤嘴成型机集中工艺风力除尘系统”方案的不足之处为多台统一除尘，因而风机功率大，噪声大；各除尘罩的风要合并到除尘器上，导致除尘器主管道管径是分管道的2～3倍，要求主管道管径较大，通常为300～400 mm，安装困难。

3.滤棒成型与发射设备集中除尘系统完善方案

通过问题分析得出，采用单机环境除尘装置维护困难，而采用集中除尘装置能耗高，相关管路安装困难。因此，综合两种方案的优势，采用分布式收集、间隙式集中收尘的方式，设计一套针对单台成型设备的丝束粉尘收集暂存装置，将丝束开松过程中产生的粉尘暂时收集于装置中，再通过间隙式集中收尘系统分别对单台粉尘收集暂存装置的粉尘进行回收，整个系统能耗低，占用空间小，维护方便，具体改善流程如下。

3.1除尘器选型

滤棒车间的粉尘主要为醋酸纤维断丝及纤维屑脱落等，其特点为：(1) 粉尘比重轻，在除尘器箱体内易受气流扰动而悬浮不易沉降；(2) 粉尘在管道中摩擦运动时易产生静电，使纤维粉尘附着在滤袋上难以反吹下来；(3) 粉尘为长条形纤维，易在两个布袋间形成搭桥；(4) 醋酸纤维有一定的吸水性，缠绕成团后易堆积在卸灰斗的内壁上；(5) 纤维粉尘成团后具有很强的韧性，极易缠绕堵塞旋转式卸灰阀。

根据醋酸纤维粉尘特点，在除尘器选型时可做以下优化措施：(1) 选用防静电覆膜滤料，并采用不锈钢材质的滤袋架，从而解决纤维粉尘静电附着问题；(2) 选大容积的过滤的箱体，降低过滤风速，从而减少气流扰动对纤维粉尘沉降的影响，除尘器的过滤风速宜≤1.6 m/min；(3) 增大除尘器布袋间的间隙，防止醋酸纤维粉尘在布袋间的出现搭桥现象；(4) 除尘器采用单列单斗形式，增大除尘器灰斗的倾角，并在灰斗内壁采用增滑涂层，防止和减少纤维粉尘灰斗内壁上的附着；(5)滤棒成型工段各系统的尘量不大，不需要连续卸灰，采用手动插板阀替代电动卸灰阀。除尘器选用型号2/3/12，过滤面积72 m2，过滤风速1.57 m/s。该类型除尘器在收集处理纤维粉尘的系统中可靠稳定运行，纤维粉尘分离效果良好，设备维护简单，解决了相关纤维状粉尘处理的问题。

3.2分布式收集装置

在滤嘴棒成型机入料口设置圆筒型的除尘罩[3]

。除尘罩里安装小风量电机、粉尘收集器、吸尘管、齿轮组、支撑架、专用旋转接头、驱动电机、外罩。收尘风机工作形成负压把单个除尘罩内的纤维粉尘和碎丝吸附到粉尘收集器表面。粉尘收集器是一个工业级高效过滤网，其表面采用高耐磨材料，具有坚固耐用的特点。吸尘管与除尘管道相通，表面装有毛刷。等粉尘收集器表面的粉尘量达到一定程度时，驱动电机开始工作，齿轮组旋转带动吸尘管做旋转运动，将粉尘收集器表面的丝束粉尘刷下。同时集中除尘器开始工作，真空泵开启，吸尘管内形成负压。毛刷和负压把粉尘收集器的纤维粉尘和碎丝吸入吸尘管，通过除尘管道进入集中除尘器进行除尘过滤。

3.3低能耗除尘管道

新型低能耗除尘管道系统，采用活接管连接各输尘管，以便管道的安装适应不同构造的车间，具有便于安装和拆卸的优点。通过主风机和副风机形成二级吸附，减少主风机在吸附过程中沿途的阻力和损耗，无需采用大管径的管道进行输送，降低管道的采购和安装成本。因此，除尘管道系统降低了能够除尘过程的能耗，还能够降低车间除尘成本。

3.4间隙式集中收尘系统

间隙式集中除尘器和除尘罩之间通过管道相连。正常工作时，电动阀保持关闭，粉尘收集暂存装置用于收集粉尘并暂时吸附于高效过滤网表面。当需要开启除尘风机吸收粉尘收集暂存装置上的纤维粉尘和碎丝时，只需开启其中一个电动阀，间歇式集中除尘器只吸取一个除尘罩的粉尘，待纤维粉尘和碎丝吸收干净后关闭电动阀。通过轮流开启电动阀，除尘器轮流对除尘罩的粉尘进行吸收过滤除尘[4]。由于集中除尘器每次只吸取一个除尘罩的粉尘，所以主管道直径和分管道直径一致，大大减小了管道直径，管道施工也更方便。

结束语：综上，现阶段滤棒成型与发射设备集中除尘系统在单机环境除尘装置、集中除尘装置方面或多或少存在一定缺陷，为了完善集中除尘系统，可以做好除尘器选型工作，同时设置或改善分布式收集装置、低能耗除尘管道、间隙式集中收尘系统。本次滤棒成型与发射设备集中除尘系统完善方案能有效收集处理滤棒成型机和发射设备产生的纤维粉尘，使车间纤维粉尘浓度降至3mg/m3以下，改善车间工作环境。

参考文献：

[1]王婷秀.卷烟生产过程滤棒残留现象分析及喷吹措施的研究[D].哈尔滨工业大学,2021.

[2]张雪嫣.面向卷烟设备智能控制的公共信息模型设计与数据相关性分析[D].机械科学研究总院,2019.

[3]吴其鹤.新型滤棒成型设备丝束粉尘收集处理系统[J].设备管理与维修,2020,12:123-124.

[4]李曦.ZJ19B中支烟卷接机组升级改造技术研究[D].西南科技大学,2021.

作者简介：吴雪松  1985年12月，男 ，汉族，江西南昌人，本科，助理工程师，研究方向:机械维修，工作单位:江西中烟南昌卷烟厂