生活用紙生產企業的粉塵控制

宋小凱 王升朝 陜西炳智機械有限公司

衛生紙機生產過程中產生的粉塵對生產穩定性、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、減少粉塵對企業的影響，筆者提出一些觀點供參考。

一 生活用紙生產過程中的粉塵

1 粉塵產生的根源

生活用紙的生產多數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，會產生纖維碎屑，這是粉塵產生的主要原因。

紙張生產過程中兩邊會產生毛邊，尤其在新月型衛生紙機上，由于其結構特性，兩邊會有一定數量的毛邊，在刮刀處產生粉塵。經過起皺刮刀后，紙張殘留在烘缸的細小纖維被清缸刮刀刮下來，也是粉塵產生的原因。

在紙張烘干過程中，紙面上的部分沒有纏結緊密的纖維，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紙器、弧形輥、弧形杠等表面也會因為摩擦產生粉塵。

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，導致漿料內部細小纖維含量增加，也是粉塵產生的根源之一。

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對比

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

圖2 纖維團

纖維作為有機物質，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施表面上，容易引起火災。行業內已有很多家企業因為粉塵問題造成比較大的火災事故。

另外纖維粉塵具有纖維特性，遇到潮濕環境會和空氣中的水結合變重形成交織團，在水分和溫度合適狀態下會發酵腐敗，滋生細菌，產生異味，對生產環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。

● 容易造成火災隱患

粉塵本質是細小纖維，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。

● 清理困難，影響環境衛生

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，這樣導致停機時間延長，生產環境變差，員工舒適度降低，甚至造成員工招聘困難。

● 堵塞換熱設備，影響設備效率，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、氣罩內部及噴嘴處會有大量粉塵集存，導致熱風系統通風量下降，換熱效率降低，氣罩不能很好發揮輔助加熱和排濕功能，導致紙機蒸汽消耗增加。

● 粉塵會進入后續工段，對產品質量造成影響

部分工廠已經遭到投訴，原因是卷紙機處集存的粉塵被卷入大軸內部，在復卷時被帶入成品中。終端客戶在使用時出現掉出粉塵塊的現象。

二 生活用紙企業粉塵管理現狀

目前比較大型的衛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把除塵罩內刮刀和卷取所產生的粉塵，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有旋風除塵器或者水膜除塵器，用于收集粉塵。

換軸卸卷轉運時候，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，系統運行也要進行成本投入，因此大部分的中小企業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生的粉塵無法去除，熱風系統的阻塞問題不能得到完全解決。

目前大多數衛生紙機沒有除塵設施，環境中粉塵濃度高，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定性和紙張質量的考慮不能及時地在線清理，所以生產環境變得不理想，只能停機進行清理，如圖4。

圖4 停機清理衛生紙機粉塵

部分帶有過濾器的衛生紙機，其過濾器要么設計不合理，要么清理困難，管理難度大，造成生產波動，難以適應生產需求。

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

部分企業雖然加大了過濾網面積，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，空氣靜穩后又落到平臺、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，減少細小纖維數量，從而降低粉塵數量。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。這個要依據企業的經濟實力及重視程度來考慮。

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

四 全自動粉塵過濾器

1 全自動粉塵過濾器工作原理

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

2 全自動粉塵過濾器結構

粉塵自動清理過濾器由框架、濾網、濾網支撐機構、吸塵刷頭、移動機構、濾網轉動機構等組成。刷頭移動、濾網轉動機構在負壓區外端，均由PLC程序控制，程序參數均可調整。刷頭移動機構分為上下刷頭，交替循環工作。濾網為單層網帶構成，由步進電機控制，自動進行收放卷，往復循環工作，見圖6。

圖6 全自動粉塵過濾器結構圖

3 全自動粉塵過濾器安裝位置及適應性

全自動過濾器安裝在熱風系統循環風機進口負壓段，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。

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距離，即可安裝。

過濾器外形尺寸一般是按照客戶現場換熱器尺寸來進行設計的，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，則過濾器的使用不會影響熱風系統的功率消耗。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

● 熱風系統高效穩定

換熱器、風嘴等堵塞現象可大幅度減緩，使風量提高、風壓穩定；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。

● 營造安全的生產環境，利于員工健康

可以降低環境中粉塵的含量，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、電纜等設施上粉塵總量，減少了火災隱患。

● 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，杜絕二次污染空氣和設備，極大減緩了空氣中的粉塵。

具體投入和收益，詳見表2。

表2 河北某企業手動粉塵過濾器和全自動粉塵過濾器收益對比

五 結語

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，從而降低熱風系統的堵塞幾率，把粉塵徹底從生產環境中去除。該設備投入不僅起到可以降低員工健康危害、火災隱患以及優化環境等作用，更為重要的是可以降低紙機的蒸汽消耗并提高車速。在當下激烈競爭環境下是一種經濟實用的設備，值得生活用紙生產企業推廣應用。