新型濾棒成型設備絲束粉塵收集處理系統

吳其鶴

（廈門煙草工業有限責任公司，福建廈門 361028）

0 引言

濾棒成型設備是卷煙企業過濾嘴棒加工設備。濾棒卷生產過程中，壓縮的醋酸纖維經動力高速拉伸舒展時，會產生大量纖維性粉塵，粉塵的主要特點是質量輕，體積大，大量漂浮在車間空氣中，致使生產車間空氣質量差，影響產品質量。同時作業員長時間在充滿纖維性粉塵環境中工作，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。濾棒成型設備大部分機體具有良好的密封效果，而且設備自帶負壓系統，可以將部分纖維粉塵吸走。根據濾棒成型機的結構組成及工藝流程特點，發現在絲束進料開松過程中，絲束與空氣、機器壁摩擦容易產生纖維粉塵，而且此處完全暴露在空氣中，產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的除塵系統，現場操作人員的職業健康和產品安全存在著極大的隱患。行業內其他煙廠采用的除塵方案有兩種：單機環境除塵裝置和集中除塵裝置。由于傳統式除塵設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、生產現場環境和除塵設備的濾材使用壽命等都存在一些問題。

2.1 單機環境除塵裝置

單機除塵裝置，如授權號為CN203303782U 的專利：“卷煙廠濾棒成型機單機環境除塵裝置”給出的方案，其不足之處是一臺成型機組需要對應一套設備，因而占地面積大，需要設備多，投資較大。

2.2 集中除塵裝置

授權號為CN208894828U 的專利：“一種卷煙濾嘴成型機集中工藝風力除塵系統”方案的不足之處：由于多臺統一除塵，因而風機功率大，噪聲大；各除塵罩的風要合并到除塵器上，導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 系統改進方案

通過問題分析得出，采用單機環境除塵裝置維護困難，而采用集中除塵裝置能耗高，相關管路安裝困難。因此，綜合兩種方案的優勢，采用分布式收集、間隙式集中收塵的方式，設計一套針對單臺成型設備的絲束粉塵收集暫存裝置，將絲束開松過程中產生的粉塵暫時收集于裝置中，再通過間隙式集中收塵系統分別對單臺粉塵收集暫存裝置的粉塵進行回收，整個系統能耗低，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置圓筒型的除塵罩。除塵罩里安裝小風量電機，粉塵收集器，吸塵管，齒輪組，支撐架，專用旋轉接頭，驅動電機和外罩。

圖2 絲束粉塵分布式收集裝置

收塵風機工作形成負壓把單個除塵罩內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級高效過濾網，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，驅動電機開始工作，齒輪組旋轉帶動吸塵管做旋轉運動，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，采用活接管連接各輸塵管，以便管道的安裝適應不同構造的車間，具有便于安裝和拆卸的優點；通過主風機和副風機形成二級吸附，減少主風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

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表面。當需要開啟除塵風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 應用效果

目前，廈門煙草工業有限責任公司已經完成6 臺套濾棒成型設備除塵裝置的安裝。濾棒絲束粉塵收集暫存裝置的收塵風機只需要對一個除塵罩進行排風收塵，收塵風機的功率遠小于原集中除塵系統的除塵風機功率（15 kW），只要400 W 的功率就能滿足需求。因此，6 臺收塵風機的總功率為2.4 kW，不到原除塵風機功率（15 kW）的1/6。當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的風機一直開啟，只需6 臺收塵風機保持工作即可。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。