新型滤棒成型设备丝束粉尘收集处理系统

吴其鹤

（厦门烟草工业有限责任公司，福建厦门 361028）

0 引言

滤棒成型设备是卷烟企业过滤嘴棒加工设备。滤棒卷生产过程中，压缩的醋酸纤维经动力高速拉伸舒展时，会产生大量纤维性粉尘，粉尘的主要特点是质量轻，体积大，大量漂浮在车间空气中，致使生产车间空气质量差，影响产品质量。同时作业员长时间在充满纤维性粉尘环境中工作，容易引起肺部病变。

1 滤棒成型机丝束粉尘尘源分析

滤棒成型机由开松机、成型机和装盘机组成。滤棒成型设备大部分机体具有良好的密封效果，而且设备自带负压系统，可以将部分纤维粉尘吸走。根据滤棒成型机的结构组成及工艺流程特点，发现在丝束进料开松过程中，丝束与空气、机器壁摩擦容易产生纤维粉尘，而且此处完全暴露在空气中，产生的纤维粉尘直接进入周围空气，是丝束粉尘的主要来源。见图1。

2 现状分析

图1 滤棒成型机工艺流程

目前，KDF2 滤棒成型机组和KDF4 滤棒成型机组都未配备相应的除尘系统，现场操作人员的职业健康和产品安全存在着极大的隐患。行业内其他烟厂采用的除尘方案有两种：单机环境除尘装置和集中除尘装置。由于传统式除尘设备只适用于捕集细小、干燥非纤维性粉尘，对纤维性粉尘过滤效果差，空气排放指标、生产现场环境和除尘设备的滤材使用寿命等都存在一些问题。

2.1 单机环境除尘装置

单机除尘装置，如授权号为CN203303782U 的专利：“卷烟厂滤棒成型机单机环境除尘装置”给出的方案，其不足之处是一台成型机组需要对应一套设备，因而占地面积大，需要设备多，投资较大。

2.2 集中除尘装置

授权号为CN208894828U 的专利：“一种卷烟滤嘴成型机集中工艺风力除尘系统”方案的不足之处：由于多台统一除尘，因而风机功率大，噪声大；各除尘罩的风要合并到除尘器上，导致除尘器主管道管径是分管道的2～3 倍，要求主管道管径很大，通常直径300～400 mm，安装困难。

3 系统改进方案

通过问题分析得出，采用单机环境除尘装置维护困难，而采用集中除尘装置能耗高，相关管路安装困难。因此，综合两种方案的优势，采用分布式收集、间隙式集中收尘的方式，设计一套针对单台成型设备的丝束粉尘收集暂存装置，将丝束开松过程中产生的粉尘暂时收集于装置中，再通过间隙式集中收尘系统分别对单台粉尘收集暂存装置的粉尘进行回收，整个系统能耗低，占用空间小，维护方便。

3.1 分布式收集装置

如图2 所示，在滤嘴棒成型机入料口设置圆筒型的除尘罩。除尘罩里安装小风量电机，粉尘收集器，吸尘管，齿轮组，支撑架，专用旋转接头，驱动电机和外罩。

图2 丝束粉尘分布式收集装置

收尘风机工作形成负压把单个除尘罩内的纤维粉尘和碎丝吸附到粉尘收集器表面。粉尘收集器是一个工业级高效过滤网，其表面采用高耐磨材料，具有坚固耐用的特点。吸尘管与除尘管道相通，表面装有毛刷。等粉尘收集器表面的粉尘量达到一定程度时，驱动电机开始工作，齿轮组旋转带动吸尘管做旋转运动，将粉尘收集器表面的丝束粉尘刷下。同时集中除尘器开始工作，真空泵开启，吸尘管内形成负压。毛刷和负压把粉尘收集器的纤维粉尘和碎丝吸入吸尘管，通过除尘管道进入集中除尘器进行除尘过滤。

3.2 低能耗除尘管道（图3）

新型低能耗除尘管道系统，采用活接管连接各输尘管，以便管道的安装适应不同构造的车间，具有便于安装和拆卸的优点；通过主风机和副风机形成二级吸附，减少主风机在吸附过程中沿途的阻力和损耗，无需采用大管径的管道进行输送，降低管道的采购和安装成本。因此，除尘管道系统降低了除尘过程的能耗，降低车间除尘成本。

3.3 间隙式集中收尘系统

图3 除尘管道

间隙式集中除尘器和除尘罩之间通过管道相连。正常工作时，电动阀保持关闭，粉尘收集暂存装置用于收集粉尘并暂时吸附于高效过滤网表面。当需要开启除尘风机吸收粉尘收集暂存装置上的纤维粉尘和碎丝时，只需开启其中一个电动阀，间歇式集中除尘器只吸取一个除尘罩的粉尘，待纤维粉尘和碎丝吸收干净后关闭电动阀。通过轮流开启电动阀，除尘器轮流对除尘罩的粉尘进行吸收过滤除尘。由于集中除尘器每次只吸取一个除尘罩的粉尘，所以主管道直径和分管道直径一致，大大减小了管道直径，管道施工也更方便。

图4 滤棒成型除尘工作原理

4 应用效果

目前，厦门烟草工业有限责任公司已经完成6 台套滤棒成型设备除尘装置的安装。滤棒丝束粉尘收集暂存装置的收尘风机只需要对一个除尘罩进行排风收尘，收尘风机的功率远小于原集中除尘系统的除尘风机功率（15 kW），只要400 W 的功率就能满足需求。因此，6 台收尘风机的总功率为2.4 kW，不到原除尘风机功率（15 kW）的1/6。当丝束收集暂存装置的粉尘收集2 h 后，装置的吸尘管和集中除尘器开始工作。由于集中除尘器吸收粉尘的速度快，所以每次只需20 min 即可把全部6 台成型设备上的粉尘收集暂存装置的粉尘依次吸收过滤，其余时间待机，这样，集中除尘器就不用像原来除尘系统的风机一直开启，只需6 台收尘风机保持工作即可。集中除尘器每班（8 h）累积工作80 min，能耗是原来的1/6，大大降低了能耗。