湿式除尘器在切丝机上的应用

陈培荣， 王 靖

（1.陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂， 陕西 宝鸡 721000；2.云南昆船烟草设备有限公司， 云南 昆明 650000）

切丝机是将经过回潮、贮存处理后的烟叶、烟梗切成符合制丝工艺规范要求宽度的叶丝、梗丝的设备，是烟草制丝线中的关键主机设备。在切丝机工作过程中，会产生灰尘。为避免污染大气环境，保证车间卫生和操作人员的身体健康，都应配有除尘系统。但现有切丝机除尘系统，大多数采用集中除尘，且采用干式除尘器，导致切丝机上的除尘系统存在能耗大，除尘效果不稳定等问题。

湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触而净化气流中飞灰或雾点的一种装置，它利用水滴和颗粒的惯性碰撞，或者利用水和粉尘的充分混合作用及其他作用，捕集颗粒、使颗粒增大或留于固定容器内，实现水和粉尘分离[1]。

目前切丝机采用的除尘器为ZH 型自激式水力除尘器，主要由主水箱、副水箱、检修门、进水管道、排污管道、风机、水泵及消声器等组成，如图1 所示。

如图2 所示，除尘器工作时，风机启动，含尘气体经进风口进入净化箱。气流转弯向下冲击于水面，部分粗大的尘粒直接沉降在主水箱内。随后以较高流速通过上、下叶片间的“S”形通道时，在S 形通道中气体急剧转弯并与水激烈地混合，并在S 形通道出口处形成一道水帘。使空气中的杂物与水充分接触而将杂物捕集下来。已净化的空气，经挡水板去除水雾后经风机排出。部分非亲水性杂物通过两侧激起的浪花漂浮进入溢流口，到设备箱体两侧副水箱1、副水箱2，经管道流入副水箱3，经过滤网过滤后，清水通过水泵重新进入设备箱体内，循环使用。唯一的损耗来自蒸发，故耗水量极少，损耗的水由补水电磁阀定期补给，保持水位恒定。灰尘所形成的污泥沉积在除尘器主水箱底部，定期清除。非亲水性杂物汇集于副水箱3 中，定期清除。

不工作时，风机关闭，打开排污阀，含尘污水从清污口处流入副水箱，设备内部水面接近清污口水面时，排污阀关闭。同时，水泵打开，经过过滤网过滤后的水（固液分离）通过水泵，重新进入设备内部。设备水面恢复到原有水面，此时水泵关闭，风机开启，重新进入自激式除尘器的工作状态。如此经过N 次循环后，副水箱内部积聚了非亲水性杂物，此时需要清污。在水泵关闭的情况下，副水箱总排污阀打开，混合着杂物的污水，经过过滤网后，固液分离，污水进入工厂污水治理点，杂物拦截在滤网外，定期清理。

将目前卷烟生产线上使用的切丝机就地除尘系统作为研究对象。传统除尘系统能耗为7.5～11 kW，就地切丝机除尘系统能耗仅为2.2 kW，两者比较，就地切丝机除尘系统可节约能耗70%～80%。

以某一中型卷烟厂制丝车间为例，该车间除尘设备总的装机功率约为800 kW。按照就地除尘系统节能50%计算，每小时可节电400 kW·h ，若每年工作4 800 h，则年均节电192 万kW·h，相当于节约标煤62 万t，减少CO2排放量157 万t。

烟丝物料下落的过程中产生的粉尘扩散是导致空气污染的根本原因。对粉尘进行收集需要考虑的风量参数有：理论必要量V0、摩擦必要风量Vf、碰撞必要风量VC和密封不严导致漏风的附加风量Va。

因此，在控制气体污染物时所考虑的风量：

其中：V0为物料本身在进入集尘罩等控尘设备时要占有一定空间而排出的一部分空气，且无法用技术手段消除。Vf为在物料的下落过程中，因物料与空气间的摩擦而产生的风量。VC为物料在下落过程中因碰撞而产生的风量。Va为实际生产中，集尘罩等控尘设备因为密封不严导致漏风，这部分因设备漏风产生的额外控尘风量称为附加风量。

在选择风机和设计除尘器结构时，需要考虑降低必要风量和消除附加风量。风机的风量减小，而除尘的效果不变，就可以降低除尘器的除尘能耗，从而达到碳中和的目标要求。

自激式湿式除尘器在切丝机上的应用，达到了良好的应用效果。

1）保障生产安全。传统除尘器负压风在收集切丝机落料口处的含尘气体时，同时也会将切丝机磨刀产生的火花和已经着火的丝团收集过来。火花和着火的丝团会将除尘器里面的粉尘和杂物点燃，严重时会把除尘器烧毁，发生火灾，导致生产安全事故。采用湿式除尘器进行除尘，湿式除尘可有效熄灭磨刀产生的火花，同时还可将火花点燃的粉尘或丝团浇灭，阻止其继续燃烧或引燃其他物质，保证安全生产。

2）除尘效率提高。大部分生厂车间采用集中除尘的模式。传统的集中除尘模式，管路系统复杂，各产尘点风量很难精确分配。部分产尘点控尘风量不足，管道设备容易堵塞。运行调节困难，造成除尘效果不理想。而采用湿式除尘器进行就地除尘，系统能够精确地实现风量分配，不会造成除尘管道的堵塞，系统可长时间稳定运行，除尘效率高。

3）能耗降低。采用传统的集中除尘模式，由于各产尘点控尘所需风量大，造成实际运行风量远远大于设计风量。另外，一台除尘器往往连接多个产尘点，且除尘设备距产尘点较远，产尘点较为分散，除尘管路系统复杂，管道压损大，系统总能耗很高。采用湿式除尘器进行就地除尘，降低了系统的复杂程度，系统压力损失低，装机功率低，系统控制灵活，可根据产尘点的工作状态来控制就地除尘系统的运行状态。实际运行功率低，节能效果显着。可实现内部循环用水，节约水资源，节能环保。

4）方便维护保养。内部结构简单，无运动部件，且配有自清洁功能和自动换水装置，使用保养维护简单方便。

自激式湿式除尘器应用于切丝机，除尘效率提高，避免大气污染，保证了车间的环境卫生。生产安全性能高，避免了产生安全事故。实现水的循环使用，可降低能耗。结构简单，方便维护保养，取得了显着的社会效益、环境效益和经济效益，推广前景广阔。