董振宇 高斌

摘要：當(dāng)前環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，固體粉末粉塵又是長期困擾制藥企業(yè)的一大頑疾，如何能在滿足制藥工藝的前提下實(shí)現(xiàn)高效的水幕除塵就成了一個(gè)課題。鑒于此，就水幕除塵器的應(yīng)用范圍、工作原理、特點(diǎn)及其與工藝設(shè)備的兼容性展開了全面探討。

關(guān)鍵詞：水幕除塵器;固體粉末粉塵;工作原理;匹配

0? ? 引言

固體粉末粉塵是長期困擾制藥企業(yè)的一大頑疾，一直以來很多藥企基本上都是采取干式除塵方式進(jìn)行除塵（布袋、濾筒等作為過濾介質(zhì)）。由于固體粉末的特性，干式過濾方式存在濾芯安裝不到位、濾芯更換或清潔過程中的二次污染、易爆粉塵或氣體除塵存在局限性、黏性粉末粉塵對(duì)濾芯造成堵塞等問題。而我司自主研發(fā)、具備自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效水幕除塵器，能全面、高效解決固體粉末的除塵問題，適合在藥企里的應(yīng)用。本文將從以下幾點(diǎn)詳細(xì)闡述水幕除塵器在固體粉末粉塵除塵方面的特點(diǎn)和功用。

1? ? 應(yīng)用

如圖1所示，高效水幕除塵器主要由筒體、離心板、無堵塞噴頭、水箱、溢水孔、除霧器等組成，是高效包衣機(jī)、荸薺鍋包衣機(jī)、沸騰制粒（干燥）機(jī)、壓片機(jī)、膠囊填充機(jī)、噴霧干燥塔等制藥設(shè)備理想的水幕除塵設(shè)備，既能單機(jī)使用，也可和設(shè)備配套成系統(tǒng)使用。

2? ? 工作原理

（1）含塵氣體進(jìn)入風(fēng)管，由于風(fēng)管上設(shè)置有可調(diào)節(jié)風(fēng)管截面積的調(diào)節(jié)板，在調(diào)節(jié)板的作用下，風(fēng)管面積減少，氣流流速急劇增大，氣壓也隨之增大，同時(shí)裝在風(fēng)管調(diào)節(jié)板中間均勻分布的噴嘴將水噴入風(fēng)管，使得氣、液、固三相得到充分混合，粉塵粒子與水滴碰撞后凝聚成較大的含塵水滴，水滴重量加大，沉降效率增高?；旌虾蟮暮瑝m氣體經(jīng)過調(diào)節(jié)板沿切線方向進(jìn)入高效水幕除塵器，在離心力的作用下氣流沿除塵器筒體高速旋轉(zhuǎn)，含塵水滴在重力的影響下沿筒壁下滑，除塵后的氣流上升，完成初步除塵，除塵效果達(dá)90%～95%。

（2）完成初步除塵后，氣流在離心力的作用下繼續(xù)上升，并通過特制的旋匯耦合器，安裝在耦合器上端的噴嘴開始對(duì)上升的氣流進(jìn)行噴水?；诙嘞辔闪鲹交斓膹?qiáng)傳質(zhì)機(jī)理，利用氣體動(dòng)力學(xué)原理，氣、液、固旋轉(zhuǎn)翻覆湍流空間得到加強(qiáng)，氣、液、固三相充分接觸，迅速完成氣、液、固再次混合。

（3）經(jīng)耦合器耦合后的含塵氣體進(jìn)入離心板除塵除霧裝置進(jìn)行氣、液、固分離。離心板上的葉片帶有一定角度和間隔，氣流通過葉片時(shí)在葉片角度影響下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和離心運(yùn)動(dòng)，經(jīng)耦合器耦合的氣流在離心板的作用下形成旋轉(zhuǎn)和離心的效果，甩向筒壁后，液滴受重力作用集流到集液槽。通過離心氣動(dòng)裝置，含塵氣體在筒體內(nèi)旋轉(zhuǎn)次數(shù)增加、路徑增長，氣相紊動(dòng)劇烈，含塵氣流與水在時(shí)間和空間上得到充分的碰撞、接觸、溶解、吸收，達(dá)到了二次除塵的目的。

（4）眾所周知，水在風(fēng)的作用下必然會(huì)產(chǎn)生水霧，不能直接排放。經(jīng)二次除塵后含有水霧的氣流經(jīng)過折流式除霧器，由于氣體的慣性撞擊作用，水霧與折形板相碰撞形成液滴，液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力和液體表面張力的合力時(shí)，液滴就會(huì)從折形板表面上掉落下來;除霧器折形板的多折向結(jié)構(gòu)增加了水霧被捕集的機(jī)會(huì)，未被除去的水霧在下一個(gè)轉(zhuǎn)彎處經(jīng)過相同的作用而被捕集，這樣反復(fù)作用，實(shí)現(xiàn)了氣液分離，使得流經(jīng)除霧器的氣體達(dá)到除霧要求后排放。

3? ? 選擇正確的除塵器

藥廠大部分的除塵設(shè)備都是工藝設(shè)備的組成部分，供應(yīng)商給配的什么樣的除塵設(shè)備就被動(dòng)接受什么樣的除塵器。隨著環(huán)保要求的提高，藥企進(jìn)一步了解了各種除塵設(shè)備的性能，開始主動(dòng)選擇除塵設(shè)備，那么什么樣的粉塵應(yīng)該選擇什么樣的除塵設(shè)備呢？參照表1，就能很清楚地知道該如何選擇除塵器。

通過表1，我們可以知道粉塵的類型和兩種除塵方式的局限性，那么這兩種除塵方式的除塵效果如何、怎樣設(shè)備維護(hù)、是否符合GMP要求呢？如表2所示，水幕除塵器具有維護(hù)成本和頻率低、除塵范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，能有效降低排放時(shí)氣體的溫度，減輕氣味，且不存在交叉和二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

4? ? 多樣性配置

根據(jù)除塵物料的多樣性和復(fù)雜性，高效水幕除塵器采用了模塊化設(shè)計(jì)。針對(duì)不同的粉塵、進(jìn)入水幕除塵器初始粉塵濃度、排放要求等工藝特點(diǎn)，對(duì)旋匯耦合器組件、離心板組件、氣液固混合填充組件、噴淋組件、除霧器結(jié)構(gòu)、復(fù)式除霧器、風(fēng)管除塵裝置等進(jìn)行多樣性設(shè)計(jì)和組合，使得最終的排放符合甚至高于國家要求。

5? ? 和工藝設(shè)備的匹配

和除塵設(shè)備配套的工藝設(shè)備基本上都會(huì)有風(fēng)速、風(fēng)量的要求，這些要求對(duì)工藝設(shè)備是必需的，但水幕除塵器對(duì)風(fēng)量和風(fēng)速的要求卻是恒定的，這種設(shè)備要求的矛盾是長久以來水幕除塵設(shè)備不能在藥企得到廣泛使用的原因之一。針對(duì)這一問題，也基于我司對(duì)制藥工藝和GMP的了解，經(jīng)過反復(fù)、大量的研究和試驗(yàn)，水幕除塵器和工藝設(shè)備對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速控制的影響問題得到了解決，完美實(shí)現(xiàn)了這兩種設(shè)備之間的兼容，為水幕除塵設(shè)備在藥企的使用鋪平了道路。

6? ? 除塵后的污水處理

一般情況下除塵后的污水直接排放到藥企的污水處理站集中處理，也可單獨(dú)建沉淀池經(jīng)沉淀后排放。不管哪種模式的排放，都徹底實(shí)現(xiàn)了固體粉末粉塵的有效處理。

7? ? 結(jié)語

經(jīng)用戶使用證明，高效水幕除塵器設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、符合GMP要求，專門針對(duì)制藥企業(yè)固體粉末粉塵的特點(diǎn)，結(jié)合工藝設(shè)備對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速的要求，有效解決了高效水幕除塵器在藥企的使用局限，其必將在食品、制藥等行業(yè)得到更好的推廣和應(yīng)用。

收稿日期：2020-03-26

作者簡介：董振宇（1969—），男，浙江溫州人，工程師，從事制藥裝備研發(fā)工作。

高斌（1990—），男，江蘇常州人，工程師，從事制藥裝備研發(fā)工作。