自潔式過濾器在氣流干燥中應用優勢

田仁平，張 鵬，徐文范，焦艷虎

（浙江巨化股份有限公司氟聚合物事業部，浙江 衢州324004）

干燥技術的應用對于人類文明的進步起到了不可替代的作用。如農業方面，谷物干燥的好壞決定了保存周期的長短及其營養價值的高低；化工方面，干燥的是否徹底對于安全生產具有決定性作用等。現代化的干燥技術如噴霧干燥、真空冷凍干燥、輻射干燥等也廣泛應用于工業生產中[1-3]。氣流干燥作為一種現代化干燥技術，被廣泛的應用于化工、醫藥、食品等領域[4]。

氣流干燥是將氣態介質加熱（或冷卻）后，與濕物料（或高溫物料）進行混合，從而達到干燥（或冷卻）的目的。氣態介質的質量對產品的好壞起著決定性的作用[5-6]。通常，氣態介質在經過加熱（或冷卻）前，先是經過幾級過濾器進行過濾，將氣態介質內的雜質進行濾除。其中，一級過濾器往往最為重要，它將氣態介質中的大部分雜質進行濾除，這對后續流程中的過濾器使用周期有著決定性的影響，并且關系到風機長期穩定運行的效率。在工業化的生產中，氣流干燥工藝應用的一級過濾器通常為板（袋）式過濾器。板（袋）式過濾器的使用周期較短，如吸風量在13×103m3/h的條件下使用通常不超過1個月。

自潔式過濾器作為一種新型過濾裝置，有著同板（袋）式過濾器一樣風量大、阻力低等優勢，同時有著更高的顆粒過濾效率、長的使用周期以及小的占地面積等特點，在許多地方得到了應用普及[7-9]。本文通過介紹自潔式過濾器在氣流干燥中的應用優勢，對自潔式過濾器的發展進行初步的預測。

1 自動化

相對于傳統的板（袋）式過濾器，自潔式過濾器首要的特點就是自動化運行。在氣流干燥的工藝設計中，自潔式過濾器的工作原理類似于除塵器，都是清理吸附在濾棒上的微小顆粒，不同的是除塵器為了再次吸附，而自潔式過濾器是為了穩定風機的引風量。自潔式過濾器是由過濾框架、過濾濾材、儀表原件及控制系統組成。其結構如圖1所示。

圖1 自潔式過濾器結構Fig 1 The schematic diagram of self-cleaning filter

氣態介質（一般為大氣）通過自潔式過濾器的吸風口進入過濾器矩陣，經過濾后的氣態介質由管道輸送至風機，當過濾器矩陣的內外壓差達到一定量（一般為800 Pa，具體根據生產需求進行調節）后，自潔式過濾器的自清潔脈沖電磁閥進行動作，將依附在過濾器濾棒上的雜質清除，過濾器矩陣的內外壓差降低，當降低到設定的范圍后，脈沖電磁閥停止動作，隨著過濾器矩陣的內外壓差重新上升而進行新一輪的自清潔過程，整個過程通過自潔式過濾器內部的儀表原件將測量結果反饋至控制系統而進行。

自潔式過濾器的應用，在很大程度上減少了因過濾系統壓差、清潔問題的拆裝而導致系統停車的頻次，提高了生產裝置總體運行的自動化率，減少了人力成本的投入。隨著科技的不斷進步，自動化程度的不斷加深，自潔式過濾器逐步向智能化轉變。相信在氣流干燥生產工藝不斷更新換代的過程中，將會消除多級過濾的困擾，自潔式過濾器將會發展成為終端過濾系統。

2 良好的清潔度

自潔式過濾器具有自清潔功能，能夠長周期的使用。相較置于吸風室內的板（袋）式過濾器一般使用周期為1個月左右，自潔式過濾器能夠在1年的時間內穩定運行，而且濾棒內層上幾乎沒有雜質的附著。通過對過濾后管道內的雜質進行檢測（規定時間內檢測到的數量），自潔式過濾器與板（袋）式過濾器過濾后的效果幾乎沒有差異，結果如圖2所示。

圖2 2種過濾器對1 μm雜質的過濾效果對比Fig 2 Effective comparison of self-cleaning and plate filter on 1 μm particles

從圖2 可以看出，經自潔式過濾器或板（袋）式過濾器過濾后，管道內1 μm 的雜質數量均在10個左右浮動。而且，自潔式過濾器的過濾效果在長周期的使用過程中幾乎沒有波動。吸風室內的板（袋）式過濾器在使用1個月后，內、外層濾布上都有明顯的雜質，這不僅增大了風機的吸附阻力，而且繼續使用會有將雜質吸入管道帶入產品的風險。

板（袋）式過濾器與自潔式過濾器分別使用不同時間后濾布（棒）對比如圖3所示。

圖3 板式過濾器使用1個月與自潔式過濾器使用1年對比Fig 3 Comparison charts of plate filter after 1 month using and self-cleaning filter after 1 year using on filter cloth(rod)at different times

由圖3可以看出,當板（袋）式過濾器使用1個月后，濾布外層顏色已出現明顯的變化，濾布內、外層表面可見明顯雜質；而自潔式過濾器在使用1 年后，雖然濾棒外層顏色變化如同濾布一樣，但濾棒內層濾紙幾乎沒有變化。在使用時間遠多于板（袋）式過濾器的前提下，依然保持良好的潔凈度，這與自潔式過濾器的自動化運行密切相關。

3 降 噪

在過濾器的使用過程中，由于吸風速度的影響，會造成很大的噪聲污染。而且為了延長板（袋）式過濾器的使用周期，通常將其置于具有過濾功能的吸風室內。生產系統在運行的過程中，吸風室內的噪聲已超過工業生產的要求，吸風室外的噪聲也對周圍的生產環境造成了一定的影響。此外，吸風室還會導致緊鄰的生產管線出現輕微的振動。

自潔式過濾器是自成一體的生產設備，將其置于室外，不僅簡化了工藝布置，而且在生產降噪方面也有一定的作用。2種過濾器的噪聲測試結果如圖4所示。

圖4 自潔式過濾器與板式過濾器噪聲對比Fig 4 Results of noise comparison of selfcleaning filter and plate filter

從圖4可以看出，自潔式過濾器與板（袋）式過濾器產生的噪聲（0 m）都超過了GB 12348－2008規定的工業企業噪聲排放標準[10]。當與聲源距離1 m時，噪聲都有一定程度的下降，而且自潔式過濾器的噪聲要求更趨近GB 12348－2008 規定的標準。隨著與聲源距離的增加，噪聲總體呈下降趨勢。相對于板（袋）式過濾器，自潔式過濾器的噪聲強度有明顯的降低，這說明自潔式過濾器在工業生產中有相對降噪的作用。而且自潔式過濾器結構簡單，對噪聲的進一步減小有非常大的改造空間。

4 其 他

自潔式過濾器還有著許多其它的優點。例如占地空間小，在氣流干燥工藝中，整體尺寸為30 m×30 m×2.5 m 的自潔式過濾器進氣體積流量可以達到500 m3/min，這不僅滿足了工藝生產的需求，而且節約生產空間、便于優化設備布置。有良好的環保經濟價值，相對于板（袋）式過濾器的濾布（化學纖維）重復利用過程繁瑣，自潔式過濾器的濾棒（復合纖維濾紙）在經過長周期的使用后，可以直接進行回收處理，便于重復利用。而且板（袋）式過濾器的拆裝更換影響到了系統的開、停車，都不可避免的產生了一定的人力、物力消耗；而自潔式過濾器能夠長周期穩定、有效的運行，當其具有運行障礙的風險時，報警系統會將預警信息自動反饋至操作界面，操作人員可以第1時間進行處理，避免造成故障停車等。

5 結 論

在氣流干燥的工業化生產中，自潔式過濾器諸多方面的應用優勢將會顯著拓寬其使用范圍。而且，隨著科技文明的縱深發展，智能制造的快速推進，各學科領域的深度互聯，自潔式過濾器在智能清潔、無聲過濾、模塊化等方面將呈現跨越式發展，這將進一步發掘其潛在的應用價值。