王躍利

（中國(guó)中輕國(guó)際工程有限公司，北京 100026）

洗衣粉生產(chǎn)裝置的通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)

王躍利

（中國(guó)中輕國(guó)際工程有限公司，北京 100026）

1.概況

合成洗滌劑產(chǎn)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(fèi)者所熟知的洗衣粉。按生產(chǎn)的工藝過(guò)程和產(chǎn)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(guò)流化床、造粒機(jī)制濃縮型洗衣粉（通稱“濃縮粉”）。

改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)的合成洗滌劑行業(yè)得到了持續(xù)、穩(wěn)定、快速發(fā)展。改革開(kāi)放之前合洗行業(yè)發(fā)展緩慢，20世紀(jì)80年代初期我國(guó)單個(gè)洗衣粉廠的生產(chǎn)規(guī)模大部分僅為幾千噸，超過(guò)萬(wàn)噸規(guī)模的只有很少幾家。進(jìn)入90年代末和本世紀(jì)初，部分企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到十幾萬(wàn)噸甚至更高，例如安徽安慶南風(fēng)日化有限公司日化產(chǎn)品易地改擴(kuò)建工程的規(guī)模為21萬(wàn)噸，天津立白日化有限公司生產(chǎn)基地洗衣粉車間的規(guī)模則為25萬(wàn)噸。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，洗衣粉的生產(chǎn)工藝及相關(guān)技術(shù)也都有了不同程度的提高，特別是與洗衣粉生產(chǎn)流程配套的通風(fēng)除塵系統(tǒng)更是有了很大程度的發(fā)展。筆者從事暖通專業(yè)的設(shè)計(jì)工作近30年，參加了多項(xiàng)洗衣粉工程的設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)與同行們交流總結(jié)一下洗衣粉行業(yè)的通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)工作，以促進(jìn)、提高我們以后的設(shè)計(jì)水平。

2.通風(fēng)除塵的重要性

工業(yè)生產(chǎn)中散發(fā)的各種粉塵、有害氣體會(huì)使空氣污染，給人類健康、動(dòng)物生長(zhǎng)以及工業(yè)本身帶來(lái)許多危害。很多工廠“三廢”排放嚴(yán)重超標(biāo)，危害了民眾的鍵康，使至有人為此付出了生命代價(jià)。

在洗衣粉裝置的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生不同程度的廢碴、廢氣、廢水。通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)就是要將洗衣粉裝置生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含塵空氣，通過(guò)除塵系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理，減少粉塵排放，使之達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，從而營(yíng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境。同時(shí)，經(jīng)過(guò)除塵系統(tǒng)的凈化處理，可以將處理過(guò)的可利用粉塵加以回收，減少原材料浪費(fèi)，變廢為利。

3.系統(tǒng)劃分與設(shè)備布置

3.1 除塵系統(tǒng)的劃分

通風(fēng)除塵系統(tǒng)與工藝設(shè)計(jì)密切相關(guān)。因此設(shè)計(jì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)時(shí)，必須對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)了解，如生產(chǎn)線（裝置）的數(shù)量、原料輸配的方式（斗式提升機(jī)輸配還是風(fēng)力輸配）。此外，對(duì)物料皮帶或螺旋輸送機(jī)、溜槽等轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的位置及容易產(chǎn)生粉塵點(diǎn)的位置，都應(yīng)了解清楚，并在工藝流程圖與平面布置圖上標(biāo)（點(diǎn)）出。每個(gè)除塵系統(tǒng)不宜過(guò)大，除塵點(diǎn)不宜過(guò)多。一個(gè)除塵系統(tǒng)的除塵點(diǎn)不宜超過(guò)20個(gè)，一般15～16個(gè)比較適宜。

需要設(shè)計(jì)通風(fēng)除塵的洗衣粉生產(chǎn)工藝一般有如下幾個(gè)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(fēng)送（沉降分離）工段，成品包裝工段。

按工藝生產(chǎn)流程的特點(diǎn)，洗衣粉車間的通風(fēng)除塵裝置每個(gè)工段一般劃分為一個(gè)系統(tǒng)：

1）原料輸配工段通風(fēng)除塵系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)一般是將原料拆包和純堿、五鈉、芒硝等幾個(gè)大料倉(cāng)合并為一個(gè)除塵系統(tǒng)。但是，現(xiàn)在某些項(xiàng)目將原料拆包處單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)除塵系統(tǒng)，而在純堿、五鈉、芒硝等各個(gè)大料倉(cāng)頂部各自設(shè)計(jì)安裝一臺(tái)倉(cāng)頂布袋除塵器，所處理的粉塵直接落入其料倉(cāng)內(nèi)。

2）前配料工段通風(fēng)除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)用來(lái)處理各種洗衣粉原料在經(jīng)過(guò)計(jì)量、皮帶輸配或螺旋輸送機(jī)、溜槽轉(zhuǎn)運(yùn)、混合器等生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵。

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

4）后配料工段通風(fēng)除塵系統(tǒng)。后配料應(yīng)獨(dú)立設(shè)置通風(fēng)除塵系統(tǒng)，但是也有與其前配料合并為一個(gè)系統(tǒng)的。前配料與后配料共用一個(gè)除塵系統(tǒng)，除塵點(diǎn)過(guò)多，系統(tǒng)顯得過(guò)大，除塵效果欠佳。同時(shí)，除塵點(diǎn)過(guò)多，風(fēng)量不易平衡。

5）成品風(fēng)送（沉降分離）工段通風(fēng)除塵系統(tǒng)。成品風(fēng)送工段應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的除塵系統(tǒng)，原則上不能和其他除塵系統(tǒng)合并。

6）成品包裝工段通風(fēng)除塵系統(tǒng)。洗衣粉成品包裝有手工包裝、半自動(dòng)包裝和全自動(dòng)包裝之分。不管包裝形式如何，成品包裝工段一般都單獨(dú)設(shè)計(jì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是把成品料倉(cāng)排塵點(diǎn)和包裝排塵點(diǎn)包括在一個(gè)系統(tǒng)，也是一個(gè)比較大的排塵系統(tǒng)。其處理的空氣量的大小由成品粉倉(cāng)的個(gè)數(shù)和包裝機(jī)（點(diǎn)）的臺(tái)數(shù)確定。

要想使每個(gè)除塵系統(tǒng)都能夠達(dá)到預(yù)想的設(shè)計(jì)目的，還必須有工藝專業(yè)密切配合。首先應(yīng)使放散粉塵的工藝設(shè)備盡量采取密閉措施。其密閉形式應(yīng)根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)、生產(chǎn)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(shè)備布置

除塵設(shè)備布置分為室內(nèi)布置和室外布置兩種：

1）室內(nèi)布置。除塵系統(tǒng)的除塵器和通風(fēng)機(jī)按除塵系統(tǒng)劃分，分別布置在不同樓層的室內(nèi)，其優(yōu)點(diǎn)是檢修、運(yùn)行管理方便，設(shè)備不會(huì)受到日曬、雨淋等侵蝕。過(guò)去設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)大多都將其布置在室內(nèi)。除塵器和通風(fēng)機(jī)布置在室內(nèi)的缺點(diǎn)是需要占用一定的建筑面積，有時(shí)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(fēng)機(jī)安裝在室內(nèi)還會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的噪音，為此又不得不采取隔音降噪措施，從而進(jìn)一步增加了投資。

2）室外布置。由于除塵器和通風(fēng)機(jī)室內(nèi)布置存在的以上缺點(diǎn)，因此近期設(shè)計(jì)的洗衣粉通風(fēng)除塵系統(tǒng)大多布置在室外屋頂（露天）。其中，成品包裝除塵系統(tǒng)布置在二層屋頂，噴粉尾氣處理和成品粉的風(fēng)送沉降分離系統(tǒng)都布置在噴粉車間最頂層的屋頂。除塵器設(shè)備布置在室外屋頂?shù)淖畲髢?yōu)點(diǎn)是，勿需占用大量的建筑空間，節(jié)省建筑投資。

除塵器設(shè)備無(wú)論布置在室內(nèi)還是室外屋頂（露天），通風(fēng)機(jī)都需要配置鋼制支架和減振臺(tái)座，以減輕設(shè)備震動(dòng)對(duì)建筑物的影響。

4.除塵設(shè)備的選用

4.1 除塵設(shè)備的種類

洗衣粉除塵系統(tǒng)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(duì)象；0.01μm以下的超微粒子，不屬于一般的除塵范圍。需要進(jìn)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(lái)將粉塵從氣體中分離出來(lái)，使氣體得以凈化、粉塵得到回收的設(shè)備，統(tǒng)稱為氣體的凈化設(shè)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(guò)重力從氣體中自然沉降下來(lái)的凈化設(shè)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(yùn)動(dòng)中的慣性不同，將粉塵從氣體中分離出來(lái)的凈化設(shè)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(tǒng)。

傍晚時(shí)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(shuō)：“我們?cè)摶厝チ恕Ｔ趺礃?，下次還來(lái)嗎？”我不假思索地說(shuō)：“來(lái)，還來(lái)，只要表哥喊我?！?/p>

3）旋風(fēng)除塵器。旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體的離心力，將塵粒從氣流中分離出來(lái)的一種氣、固體分離裝置。這種除塵器在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，在洗衣粉生產(chǎn)行業(yè)中也有大量采用。旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、除塵效率較高、價(jià)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(duì)粒徑1～5μm內(nèi)細(xì)微塵粒除塵效率可以達(dá)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(jī)構(gòu)已實(shí)現(xiàn)了連續(xù)操作，阻力穩(wěn)定，氣速高，其內(nèi)部機(jī)構(gòu)無(wú)運(yùn)動(dòng)機(jī)件，使用日益廣泛，近10～20年來(lái)在洗衣粉生產(chǎn)行業(yè)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(fēng)量大和微粉塵生產(chǎn)環(huán)境的除塵。其缺點(diǎn)是價(jià)格高，一次性投資較大，但是日常運(yùn)行操作費(fèi)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(shè)備，統(tǒng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)的含塵氣體，但不宜適用于黏性粉塵。

4.2 除塵的選用

評(píng)定除塵器的性能指標(biāo)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(tái)性能良好的除塵器應(yīng)該壓降小、效率高。在選擇除塵器時(shí)，還必須考慮到經(jīng)濟(jì)性、投資總額以及是否便于操作管理等綜合指標(biāo)的最佳化問(wèn)題。同時(shí)，選擇除塵器還要考慮一個(gè)重要因素，這就是其除塵器是否適合處理相關(guān)工藝中含塵空氣。根據(jù)需要處理的含塵空氣，應(yīng)正確地配套選擇相應(yīng)的除塵器。此外，洗衣粉粉塵的性質(zhì)決定其生產(chǎn)必須選用干式除塵器，目前最常采用的是旋風(fēng)除塵器和脈沖布袋式除塵器。

4.2.1 旋風(fēng)除塵器

我國(guó)現(xiàn)在生產(chǎn)的旋風(fēng)除塵器有好多種，常見(jiàn)的有CLT/A型除塵器、CLK擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器、XLP/A與XLP/B型旋風(fēng)除塵器。根據(jù)多家生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行效果，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中多采用和建議選用CLT/A型除塵器。

按筒體個(gè)數(shù)區(qū)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(fēng)除塵器在洗衣粉項(xiàng)目中一般分別使用在成品風(fēng)送和噴粉塔的尾氣處理。CLK擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器的桶體結(jié)構(gòu)呈倒圓錐形，并且在筒體裝有倒圓錐形的反射屏，洗衣粉項(xiàng)目采用此種除塵器時(shí)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(fēng)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(diǎn)是周期性地向?yàn)V袋內(nèi)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(yōu)點(diǎn)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(guó)標(biāo)脈沖布袋除塵器等。

MC型國(guó)標(biāo)脈沖布袋除塵器有MC24-120I等多種規(guī)格。在MC24-120I脈沖布袋除塵器的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)、完善，又新生產(chǎn)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(fēng)量大、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有技術(shù)性能高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。

MC型國(guó)標(biāo)脈沖布袋除塵器已被廣泛應(yīng)用于冶金、鑄造、化工、建材、機(jī)械、橡膠等工礦企業(yè)的通風(fēng)除塵。近20年來(lái)，這種除塵器在洗衣粉生產(chǎn)工藝中更是多有采用，具有取代旋風(fēng)除塵器的趨勢(shì)。

4.2.3 選擇除塵器需注意的幾個(gè)要點(diǎn)

1）由旋風(fēng)除塵器的工作機(jī)理所確定，除塵器的入口風(fēng)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(fēng)量，都直接影響著除塵器的工作效率。洗衣粉行業(yè)采用旋風(fēng)除塵器作通風(fēng)除塵時(shí)，需要合理選擇其入口的風(fēng)速。通過(guò)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累，旋風(fēng)除塵器的入口風(fēng)速控制在17～18m/s比較合適。旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)直接影響其工作效率，因此，好的除塵系統(tǒng)要特別注意除塵器的漏風(fēng)量，在排塵口處選擇安裝質(zhì)量可靠的雙翻版式或回轉(zhuǎn)式鎖氣器。

2）選用脈沖布袋除塵器時(shí)，要特別注意布袋的過(guò)濾風(fēng)速。國(guó)內(nèi)脈沖布袋除塵器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品樣本上，一般標(biāo)注的過(guò)濾風(fēng)速是1～4m/s。通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)的洗衣粉項(xiàng)目的通風(fēng)除塵系統(tǒng)的使用效果看，過(guò)濾風(fēng)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(fēng)速過(guò)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(duì)布袋的材質(zhì)要求也較高，尤其是洗衣粉尾氣處理系統(tǒng)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(jié)粉塵。與旋風(fēng)除塵器一樣，選擇脈沖布袋除塵器時(shí)，同樣要求選擇質(zhì)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(fēng)管制作

洗衣粉行業(yè)的通風(fēng)除塵系統(tǒng)管道宜采用圓形鋼制風(fēng)管，鋼板厚度為1.5mm，其接頭和接縫應(yīng)嚴(yán)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(wú)縫鋼管制作。除塵風(fēng)管宜垂直或傾斜鋪設(shè)，傾斜鋪設(shè)時(shí)與水平面的夾角應(yīng)小于45°；小坡度、水平鋪設(shè)的管段應(yīng)盡量縮短或避免，并應(yīng)采取防止積塵和清掃的措施。支管宜從主管的上面和側(cè)面連接，三通管的夾角，宜采用15～45°。在排塵罩吸風(fēng)口連接立管便于操作的地方應(yīng)安裝密閉式斜插板閥或鋼制蝶閥，以利于除塵系統(tǒng)風(fēng)量的平衡調(diào)節(jié)。另外，在除塵風(fēng)管的適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置必要的清掃孔和風(fēng)量測(cè)量孔。通風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處應(yīng)采用內(nèi)加鋼絲的250～300mm長(zhǎng)的軟管連接。

5.2 風(fēng)速取值

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

通風(fēng)除塵系統(tǒng)中的含塵管道應(yīng)布置在通風(fēng)除塵設(shè)備的負(fù)壓端，以防止由于風(fēng)管不嚴(yán)密造成粉塵外漏。除塵風(fēng)管要求制造嚴(yán)密，漏風(fēng)量須控制在10%以內(nèi)。

5.3 管道壓力損失平衡

將通風(fēng)除塵系統(tǒng)各并聯(lián)管段的壓力損失差控制在一定范圍內(nèi)，是保障系統(tǒng)運(yùn)行效果的重要條件之一。洗衣粉車間的通風(fēng)除塵系統(tǒng)劃分完畢，并且各系統(tǒng)的除塵點(diǎn)和風(fēng)量確定之后，就應(yīng)立即繪制出通風(fēng)除塵單線系統(tǒng)圖，并進(jìn)行詳細(xì)的壓力損失計(jì)算。應(yīng)采用調(diào)整管徑的辦法使系統(tǒng)和各并聯(lián)管段的壓力損失達(dá)到所要求的平衡狀態(tài)，不僅能保證各并聯(lián)支管的風(fēng)量要求，而且可以不裝設(shè)調(diào)節(jié)閥門。除塵系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失宜控制在10%之內(nèi)。

5.4 施工圖繪制

通風(fēng)除塵系統(tǒng)管道壓力損失平衡計(jì)算和管徑確定之后，應(yīng)按國(guó)家規(guī)定的工程設(shè)計(jì)深度繪制出施工平面圖、剖面圖、系統(tǒng)圖和相應(yīng)的施工安裝圖，并編制施工說(shuō)明和施工安裝說(shuō)明。

5.5 風(fēng)管設(shè)備保溫

噴粉塔尾氣除塵系統(tǒng)的含塵空氣屬于高溫、高濕氣體，在秋冬季極易結(jié)露，尤其北方地區(qū)的洗衣粉生產(chǎn)廠，除塵風(fēng)管和除塵器更容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，因此，必須對(duì)尾氣除塵系統(tǒng)的管道和除塵器采取必要的保溫措施。

6.除塵系統(tǒng)的控制

除塵設(shè)計(jì)不但需要和工藝密切配合，還應(yīng)該和電力、儀表控制等專業(yè)密切配合。在通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，與電力專業(yè)和儀表專業(yè)提資時(shí)，就要求使通風(fēng)除塵設(shè)備能夠在就地便于操作的地方及儀表控制室與工藝設(shè)備連鎖控制啟動(dòng)運(yùn)行。除塵設(shè)備的啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程為：?jiǎn)?dòng)通風(fēng)機(jī)——卸灰裝置——工藝設(shè)備，停止時(shí)相反。