洗衣粉生產裝置的通風除塵設計

王躍利

（中國中輕國際工程有限公司，北京 100026）

洗衣粉生產裝置的通風除塵設計

王躍利

（中國中輕國際工程有限公司，北京 100026）

1.概況

合成洗滌劑產品主要有液體洗滌劑和固體洗滌劑兩大類，固體洗滌劑主要就是指消費者所熟知的洗衣粉。按生產的工藝過程和產品配方，洗衣粉又可分為噴粉塔制的洗衣粉（通稱“普通粉”）和通過流化床、造粒機制濃縮型洗衣粉（通稱“濃縮粉”）。

改革開放以來我國的合成洗滌劑行業得到了持續、穩定、快速發展。改革開放之前合洗行業發展緩慢，20世紀80年代初期我國單個洗衣粉廠的生產規模大部分僅為幾千噸，超過萬噸規模的只有很少幾家。進入90年代末和本世紀初，部分企業的生產規模已經達到十幾萬噸甚至更高，例如安徽安慶南風日化有限公司日化產品易地改擴建工程的規模為21萬噸，天津立白日化有限公司生產基地洗衣粉車間的規模則為25萬噸。

隨著科學技術的發展，洗衣粉的生產工藝及相關技術也都有了不同程度的提高，特別是與洗衣粉生產流程配套的通風除塵系統更是有了很大程度的發展。筆者從事暖通專業的設計工作近30年，參加了多項洗衣粉工程的設計，借此機會與同行們交流總結一下洗衣粉行業的通風除塵設計工作，以促進、提高我們以后的設計水平。

2.通風除塵的重要性

工業生產中散發的各種粉塵、有害氣體會使空氣污染，給人類健康、動物生長以及工業本身帶來許多危害。很多工廠“三廢”排放嚴重超標，危害了民眾的鍵康，使至有人為此付出了生命代價。

在洗衣粉裝置的生產運轉過程中，也會產生不同程度的廢碴、廢氣、廢水。通風除塵設計就是要將洗衣粉裝置生產運轉過程中產生的含塵空氣，通過除塵系統進行凈化處理，減少粉塵排放，使之達到國家規定的排放標準，從而營造良好的生產環境。同時，經過除塵系統的凈化處理，可以將處理過的可利用粉塵加以回收，減少原材料浪費，變廢為利。

3.系統劃分與設備布置

3.1 除塵系統的劃分

通風除塵系統與工藝設計密切相關。因此設計通風除塵系統時，必須對其生產工藝進行詳細了解，如生產線（裝置）的數量、原料輸配的方式（斗式提升機輸配還是風力輸配）。此外，對物料皮帶或螺旋輸送機、溜槽等轉運點的位置及容易產生粉塵點的位置，都應了解清楚，并在工藝流程圖與平面布置圖上標（點）出。每個除塵系統不宜過大，除塵點不宜過多。一個除塵系統的除塵點不宜超過20個，一般15～16個比較適宜。

需要設計通風除塵的洗衣粉生產工藝一般有如下幾個部位：原料輸配工段，前配料工段，噴粉干燥工段，后配料工段，成品風送（沉降分離）工段，成品包裝工段。

按工藝生產流程的特點，洗衣粉車間的通風除塵裝置每個工段一般劃分為一個系統：

1）原料輸配工段通風除塵系統。這個系統一般是將原料拆包和純堿、五鈉、芒硝等幾個大料倉合并為一個除塵系統。但是，現在某些項目將原料拆包處單獨設計一個除塵系統，而在純堿、五鈉、芒硝等各個大料倉頂部各自設計安裝一臺倉頂布袋除塵器，所處理的粉塵直接落入其料倉內。

2）前配料工段通風除塵系統。該系統用來處理各種洗衣粉原料在經過計量、皮帶輸配或螺旋輸送機、溜槽轉運、混合器等生產過程中產生的粉塵。

3）噴粉干燥工段通風除塵系統。這是一個必須單獨劃分的除塵系統。該系統中的含塵氣體溫度高、含塵量較大，在洗衣粉生產工藝中是處理風量最大的除塵系統。

4）后配料工段通風除塵系統。后配料應獨立設置通風除塵系統，但是也有與其前配料合并為一個系統的。前配料與后配料共用一個除塵系統，除塵點過多，系統顯得過大，除塵效果欠佳。同時，除塵點過多，風量不易平衡。

5）成品風送（沉降分離）工段通風除塵系統。成品風送工段應單獨設計一個獨立的除塵系統，原則上不能和其他除塵系統合并。

6）成品包裝工段通風除塵系統。洗衣粉成品包裝有手工包裝、半自動包裝和全自動包裝之分。不管包裝形式如何，成品包裝工段一般都單獨設計通風除塵系統。這個系統是把成品料倉排塵點和包裝排塵點包括在一個系統，也是一個比較大的排塵系統。其處理的空氣量的大小由成品粉倉的個數和包裝機（點）的臺數確定。

要想使每個除塵系統都能夠達到預想的設計目的，還必須有工藝專業密切配合。首先應使放散粉塵的工藝設備盡量采取密閉措施。其密閉形式應根據設備特點、生產要求以及便于操作、維修等原則，分別采用局部密閉、整體密閉和大容積的完全密閉。

3.2 除塵設備布置

除塵設備布置分為室內布置和室外布置兩種：

1）室內布置。除塵系統的除塵器和通風機按除塵系統劃分，分別布置在不同樓層的室內，其優點是檢修、運行管理方便，設備不會受到日曬、雨淋等侵蝕。過去設計的除塵系統大多都將其布置在室內。除塵器和通風機布置在室內的缺點是需要占用一定的建筑面積，有時為了除塵器的安裝和檢修需要還必須將建筑層高提升，增加了建筑成本。另外，通風機安裝在室內還會產生相當大的噪音，為此又不得不采取隔音降噪措施，從而進一步增加了投資。

2）室外布置。由于除塵器和通風機室內布置存在的以上缺點，因此近期設計的洗衣粉通風除塵系統大多布置在室外屋頂（露天）。其中，成品包裝除塵系統布置在二層屋頂，噴粉尾氣處理和成品粉的風送沉降分離系統都布置在噴粉車間最頂層的屋頂。除塵器設備布置在室外屋頂的最大優點是，勿需占用大量的建筑空間，節省建筑投資。

除塵器設備無論布置在室內還是室外屋頂（露天），通風機都需要配置鋼制支架和減振臺座，以減輕設備震動對建筑物的影響。

4.除塵設備的選用

4.1 除塵設備的種類

洗衣粉除塵系統處理的塵粒直徑（即粒徑）一般在0.01～100μm。粒徑100μm以上的塵粒，由于重力作用將很快降落，不列為除塵對象；0.01μm以下的超微粒子，不屬于一般的除塵范圍。需要進行凈化處理的粉塵中，粒徑10μm以上的粉塵粒子比較易于分離，0.1~10μm塵粒，特別是1μm的微粒較難分離。

凡用來將粉塵從氣體中分離出來，使氣體得以凈化、粉塵得到回收的設備，統稱為氣體的凈化設備——除塵器。除塵器可分為干式除塵器和濕式除塵器兩大類。

4.1.1 干式除塵器

1）重力除塵器。重力除塵器是利用粉塵與氣體比重不同的原理使粉塵本身通過重力從氣體中自然沉降下來的凈化設備，如沉降室。重力除塵器一般用于粒徑50μm以上的塵粒或比重較大的塵粒。

2）慣性除塵器。慣性除塵器是利用粉塵與氣體在運動中的慣性不同，將粉塵從氣體中分離出來的凈化設備。慣性除塵器凈化效率低，一般用于粒徑較粗大粒子的除塵系統。

傍晚時分，我們玩得有些累了。表哥摘下眼鏡，哈了一口氣，掏出紙巾擦了擦鏡片說：“我們該回去了。怎么樣，下次還來嗎？”我不假思索地說：“來，還來，只要表哥喊我。”

3）旋風除塵器。旋風除塵器是利用旋轉的含塵氣體的離心力，將塵粒從氣流中分離出來的一種氣、固體分離裝置。這種除塵器在工業上應用最為廣泛，在洗衣粉生產行業中也有大量采用。旋風除塵器的特點是結構簡單、操作方便、除塵效率較高、價格低廉，適用于凈化粒徑5～10μm的非粘性纖維性干燥粉塵。

4）脈沖袋式除塵器。脈沖布袋除塵器對粒徑1～5μm內細微塵粒除塵效率可以達到99%以上，還可以除去粒徑2μm甚至0.1μm的微塵粒．目前脈沖袋式除塵器的清灰機構已實現了連續操作，阻力穩定，氣速高，其內部機構無運動機件，使用日益廣泛，近10～20年來在洗衣粉生產行業中多有采用。

5）電除塵器。電除塵器效率高，阻力低，適用于溫度高（＜500℃）、風量大和微粉塵生產環境的除塵。其缺點是價格高，一次性投資較大，但是日常運行操作費用低。

4.1.2 濕式除塵器

凡借用水（或其他液體）與含塵氣體接觸，利用液滴或液膜捕獲塵粒，使氣體得到凈化的凈化設備，統稱為濕式除塵器。濕式除塵器的種類很多，最有代表性的有湍流球塔、泡沫除塵器、自激式除塵器、文氏管除塵器等。

濕式除塵器適用于纖維性的氣體，以及受潮、受冷且與水不發生化學反應的含塵氣體，但不宜適用于黏性粉塵。

4.2 除塵的選用

評定除塵器的性能指標主要看其處理的空氣量大小、壓力損失和除塵效率。在保證一定空氣處理量的前提下，一臺性能良好的除塵器應該壓降小、效率高。在選擇除塵器時，還必須考慮到經濟性、投資總額以及是否便于操作管理等綜合指標的最佳化問題。同時，選擇除塵器還要考慮一個重要因素，這就是其除塵器是否適合處理相關工藝中含塵空氣。根據需要處理的含塵空氣，應正確地配套選擇相應的除塵器。此外，洗衣粉粉塵的性質決定其生產必須選用干式除塵器，目前最常采用的是旋風除塵器和脈沖布袋式除塵器。

4.2.1 旋風除塵器

我國現在生產的旋風除塵器有好多種，常見的有CLT/A型除塵器、CLK擴散式旋風除塵器、XLP/A與XLP/B型旋風除塵器。根據多家生產企業的實際生產運行效果，我們在設計中多采用和建議選用CLT/A型除塵器。

按筒體個數區分，CLT/A型除塵器分別有單筒、雙筒、三筒、四筒及六筒等。四筒及六筒旋風除塵器在洗衣粉項目中一般分別使用在成品風送和噴粉塔的尾氣處理。CLK擴散式旋風除塵器的桶體結構呈倒圓錐形，并且在筒體裝有倒圓錐形的反射屏，洗衣粉項目采用此種除塵器時其反射屏上的空洞容易堵塞。XLP/A與XLP/B型帶有旁路分離室，其分離室也容易堵塞。因此，這兩種旋風除塵器在洗衣粉工程中極少選用。

4.2.2 脈沖布袋除塵器

脈沖布袋除塵器的工作特點是周期性地向濾袋內噴吹壓縮空氣，以清除濾袋積灰，使濾袋效率保持恒定，這種清灰方式效果好，不損傷濾袋。脈沖布袋除塵器的最大優點是除塵效率高，其種類也很多，如SCC型低壓噴吹脈沖布袋除塵器、SSB型順噴吹脈沖布袋除塵器、YMC型圓筒脈沖布袋除塵器、MC型國標脈沖布袋除塵器等。

MC型國標脈沖布袋除塵器有MC24-120I等多種規格。在MC24-120I脈沖布袋除塵器的基礎上，經過不斷改進、完善，又新生產了MC24-120II脈沖布袋除塵器。MC24-120II脈沖布袋除塵器除了具有I型的凈化效率高、處理風量大、性能穩定、使用壽命長等優點外，還具有技術性能高、應用范圍廣的特點。

MC型國標脈沖布袋除塵器已被廣泛應用于冶金、鑄造、化工、建材、機械、橡膠等工礦企業的通風除塵。近20年來，這種除塵器在洗衣粉生產工藝中更是多有采用，具有取代旋風除塵器的趨勢。

4.2.3 選擇除塵器需注意的幾個要點

1）由旋風除塵器的工作機理所確定，除塵器的入口風速、筒體直徑、氣體溫度、含塵氣體的密度和粒度、氣體濃度以及漏風量，都直接影響著除塵器的工作效率。洗衣粉行業采用旋風除塵器作通風除塵時，需要合理選擇其入口的風速。通過多年的設計經驗積累，旋風除塵器的入口風速控制在17～18m/s比較合適。旋風除塵器漏風直接影響其工作效率，因此，好的除塵系統要特別注意除塵器的漏風量，在排塵口處選擇安裝質量可靠的雙翻版式或回轉式鎖氣器。

2）選用脈沖布袋除塵器時，要特別注意布袋的過濾風速。國內脈沖布袋除塵器生產廠家的產品樣本上，一般標注的過濾風速是1～4m/s。通過我們設計的洗衣粉項目的通風除塵系統的使用效果看，過濾風速一般控制在2m/s以下較為合適。洗衣粉粉塵有一定的潮性，風速過高，則除塵器阻力顯著提高，布袋容易粘堵和損壞。選用脈沖布帶除塵器對布袋的材質要求也較高，尤其是洗衣粉尾氣處理系統的布袋除塵器，不僅要求有較耐溫的布袋濾料，而且要求濾料光潔、不易粘結粉塵。與旋風除塵器一樣，選擇脈沖布袋除塵器時，同樣要求選擇質量可靠的旋卸料裝置，以免影響除塵器的使用效率。

5.除塵管道

5.1 風管制作

洗衣粉行業的通風除塵系統管道宜采用圓形鋼制風管，鋼板厚度為1.5mm，其接頭和接縫應嚴密，連接方式可為焊接和法蘭連接。卸灰管道一般采用焊接鋼管或無縫鋼管制作。除塵風管宜垂直或傾斜鋪設，傾斜鋪設時與水平面的夾角應小于45°；小坡度、水平鋪設的管段應盡量縮短或避免，并應采取防止積塵和清掃的措施。支管宜從主管的上面和側面連接，三通管的夾角，宜采用15～45°。在排塵罩吸風口連接立管便于操作的地方應安裝密閉式斜插板閥或鋼制蝶閥，以利于除塵系統風量的平衡調節。另外，在除塵風管的適當位置應設置必要的清掃孔和風量測量孔。通風機進出口處應采用內加鋼絲的250～300mm長的軟管連接。

5.2 風速取值

洗衣粉除塵管道的風速要合理選擇，不能過大或過小，水平管道的風速一般選擇16～18m/s, 垂直管道的風速一般選擇15～17m/s，排塵罩吸風口風速一般選擇3～5m/s。排塵罩吸風口風速過大，容易將大量的洗衣粉帶走，增加除塵設備的工作負擔，并且也容易使除塵管道堵塞，影響正常的工作或生產。

通風除塵系統中的含塵管道應布置在通風除塵設備的負壓端，以防止由于風管不嚴密造成粉塵外漏。除塵風管要求制造嚴密，漏風量須控制在10%以內。

5.3 管道壓力損失平衡

將通風除塵系統各并聯管段的壓力損失差控制在一定范圍內，是保障系統運行效果的重要條件之一。洗衣粉車間的通風除塵系統劃分完畢，并且各系統的除塵點和風量確定之后，就應立即繪制出通風除塵單線系統圖，并進行詳細的壓力損失計算。應采用調整管徑的辦法使系統和各并聯管段的壓力損失達到所要求的平衡狀態，不僅能保證各并聯支管的風量要求，而且可以不裝設調節閥門。除塵系統各并聯環路的壓力損失宜控制在10%之內。

5.4 施工圖繪制

通風除塵系統管道壓力損失平衡計算和管徑確定之后，應按國家規定的工程設計深度繪制出施工平面圖、剖面圖、系統圖和相應的施工安裝圖，并編制施工說明和施工安裝說明。

5.5 風管設備保溫

噴粉塔尾氣除塵系統的含塵空氣屬于高溫、高濕氣體，在秋冬季極易結露，尤其北方地區的洗衣粉生產廠，除塵風管和除塵器更容易出現結露現象，因此，必須對尾氣除塵系統的管道和除塵器采取必要的保溫措施。

6.除塵系統的控制

除塵設計不但需要和工藝密切配合，還應該和電力、儀表控制等專業密切配合。在通風除塵系統的設計過程中，與電力專業和儀表專業提資時，就要求使通風除塵設備能夠在就地便于操作的地方及儀表控制室與工藝設備連鎖控制啟動運行。除塵設備的啟動運行過程為：啟動通風機——卸灰裝置——工藝設備，停止時相反。