■ 谷國富

〔鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，河南鄭州450004〕

提高除塵器除塵效果研究與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

■ 谷國富

〔鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，河南鄭州450004〕

棉花加工過程會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，如果不進(jìn)行有效控制，不但會(huì)污染生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)還存在安全隱患。除了除塵器設(shè)備質(zhì)量影響除塵效果外，含塵空氣溫濕度的高低也是決定除塵器工作性能的關(guān)鍵因素。本文所述試驗(yàn)的主要目的，是研究確定把軋花車間產(chǎn)生的含塵空氣的溫度提高多少度、需要多少熱量，就可以使含塵空氣不因相對(duì)濕度過大而影響除塵效果。

棉花加工；除塵器；試驗(yàn)；研究

1 前言

鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所在實(shí)施國家 “十一五”科技支撐計(jì)劃“棉花加工節(jié)能減排新技術(shù)研究開發(fā)”課題過程中，通過對(duì)軋花廠在用的主要除塵器的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，盡管部分除塵器在技術(shù)層面上已較過去有了較大的進(jìn)步，但其先進(jìn)的性能經(jīng)常不能較好的發(fā)揮。分析原因，主要是由于含塵空氣相對(duì)濕度不穩(wěn)定影響了除塵器的使用效果，而軋花廠對(duì)此認(rèn)識(shí)不足，因此造成除塵器除塵效果大打折扣，故障率高。

2 理論分析

按照棉花加工行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，棉花加工過程含塵空氣需要經(jīng)過除塵凈化，使其含塵量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求后才可以排入大氣。不同行業(yè)產(chǎn)生的含塵空氣中塵雜性質(zhì)不同，需要采用不同的濾料進(jìn)行除塵。除塵器的濾料特性對(duì)除塵效果有決定性的作用，被濾料隔阻后的塵雜，通過吸嘴吸、振打、脈沖噴吹等方式，應(yīng)很容易的與濾料分離，使濾料始終保持正常的透氣性，以保證除塵器的正常使用，同時(shí)方便塵雜的收集和清理。

含塵空氣相對(duì)濕度的大小，是影響被濾料隔阻后的塵雜是否容易與濾料分離的重要因素之一。含塵空氣濕度越大，塵雜的粘度增大，就越難與濾料分離；反之，含塵空氣濕度越小，塵雜的粘度就越低，越易與濾料分離。塵雜與濾料分離含塵空氣比較合理的相對(duì)濕度為35%左右，當(dāng)含塵空氣相對(duì)濕度達(dá)到65%時(shí)，塵雜就難與濾料分離了，結(jié)果是塵雜粘附在濾料表面不能及時(shí)被清除掉，使得濾料透氣性減弱，除塵器阻力增加，大大增加了除塵器的維護(hù)工作量。長期累積的結(jié)果，將會(huì)導(dǎo)致除塵器不能正常使用。

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

如何才能保證除塵器的良好除塵效果呢？由空氣物理特性可以看出，在空氣含濕量不變的情況下，提高空氣的溫度，就可以降低其相對(duì)濕度。試驗(yàn)表明在棉花加工季節(jié)，空氣溫度是5℃（或0℃）、相對(duì)濕度是90%時(shí)，空氣的含濕量是4.9（或3.4）（g/kg，干空氣）。表1的計(jì)算結(jié)果，說明了在空氣含濕量不變的情況下，空氣相對(duì)濕度與空氣溫度之間的關(guān)系。

表1

從表1中可以看出，當(dāng)溫度由5℃（或0℃）升高15℃時(shí)，相對(duì)濕度可降低到34%（或32%），這樣就可以解決因相對(duì)濕度大而使塵雜與濾料粘接的問題了。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算

要想使進(jìn)入除塵器前的含塵空氣溫度升高15℃需要多少熱量呢？

以4臺(tái)中型軋花機(jī)規(guī)模的軋花廠為例，皮棉產(chǎn)量4 t/h，需要除塵的風(fēng)量是：

1臺(tái) 4-72-10c22 kW集棉風(fēng)機(jī)，風(fēng)量約為40 000 m3/h；

2臺(tái)4-72-8c11kW皮清機(jī)風(fēng)機(jī)，風(fēng)量約為2×20000 =40000 m3/h；

風(fēng)量總計(jì)約80 000 m3/h。

如果要把80 000 m3/h的含塵風(fēng)量的溫度升高15℃，每小時(shí)需要的熱量由下述公式求得。

式中：Q—需要的熱量，kJ/h；

L—被加熱的總風(fēng)量，m3/h；

Cp—空氣平均定壓比熱，kJ/kg·℃；

γ—空氣重度，kg/m3；

t1—加熱前空氣溫度，℃；t2—加熱后空氣溫度，℃。

（因?yàn)椴煌瑴囟认翪p、γ值較接近，故取1或取一樣值，下同。）

計(jì)算結(jié)果表明，把80 000 m3/h的含塵風(fēng)量溫度提高15℃，需要用12×105kJ/h的熱風(fēng)爐。但是，因?yàn)轱L(fēng)量太大，受熱風(fēng)爐換熱面積所限，使得熱風(fēng)爐的風(fēng)運(yùn)阻力增加很多，進(jìn)而影響軋花系統(tǒng)的正常工作。若增加熱風(fēng)爐的散熱面積以減小風(fēng)運(yùn)阻力，會(huì)使熱風(fēng)爐的制造成本增加。

3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為解決此矛盾，可先從80 000 m3/h風(fēng)量中分出10 000 m3/h的風(fēng)量，再把這10 000 m3/h風(fēng)量經(jīng)過熱風(fēng)爐加熱到一定溫度后再與其余的70 000 m3/h風(fēng)量混合，可使全部80 000 m3/h的風(fēng)量溫度提高15℃。

10 000 m3/h風(fēng)量需要提高的溫度△t可由下述公式計(jì)算求得。

即：10 000 m3/h風(fēng)量溫度提高到120℃時(shí)再與70 000 m3/h風(fēng)量混合，即可使整體80000m3/h風(fēng)量的溫度提高15℃。

4 初步結(jié)論

根據(jù)上述分析和計(jì)算，可以選用1.2×106kJ/h的熱風(fēng)爐做為熱源，用于提高軋花車間含塵空氣的溫度，保證除塵器的穩(wěn)定效果和正常使用。

在實(shí)際使用中，含塵空氣在經(jīng)過熱風(fēng)爐散熱器時(shí)，會(huì)因產(chǎn)生過多的積灰而影響散熱器的換熱效率，因此，需將含塵空氣先經(jīng)過沙克籠除塵后再經(jīng)過熱風(fēng)爐升溫。

另外，為減少不必要的燃料消耗，要把進(jìn)入熱風(fēng)爐的含塵空氣管道設(shè)計(jì)成旁路管道，在空氣相對(duì)濕度低于65%時(shí)，使含塵空氣不再經(jīng)過熱風(fēng)爐加熱。

“棉花加工產(chǎn)業(yè)升級(jí)關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)”項(xiàng)目資助

課題名稱：棉花加工節(jié)能減排新技術(shù)研究開發(fā)（2009BADBOB03）