棉花调湿工艺及应用

〔郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州 450004〕

一、棉花调湿工艺及目的

棉纤维回潮率对棉花的收购、清理、轧花、打包、存储和运输等多个环节都有不同程度的影响。为了实现轧花生产的优质高效，应在棉花加工生产线的不同工艺环节调整其对应的棉纤维回潮率，如图1所示。

图1 不同的工艺对应的棉纤维回潮率

要保证棉花加工企业优质高效生产，应根据实际生产情况对棉花加工生产线各工艺环节的棉纤维回潮率进行及时、合理地调节，使其满足工艺要求，棉纤维回潮率在线调节的工艺过程称之为棉花调湿工艺。在棉花加工生产线上对棉花进行干燥和加湿并不矛盾，这两种操作都是对棉纤维回潮率进行适当的干预，使其达到或满足各工艺环节的工艺要求，其目的都是为了促进棉花加工企业的优质高效生产。

二、棉花调湿工艺及应用现状

我国棉花加工行业经过二十多年的快速发展，棉花调湿工艺日益成熟，并逐步被大多数棉花加工企业所接受，在棉花加工生产线上，特别是机采棉加工生产线上得到快速推广和应用。目前，棉花调湿工艺已经成为棉花加工生产线的标准配置，逐步形成了以籽棉干燥工艺、籽棉加湿工艺及皮棉加湿工艺为主的棉花调湿工艺应用体系，如图2所示。本文针对棉花调湿工艺及其应用进行分析探讨。

图2 棉花调湿工艺体系

（一）籽棉加湿工艺及其应用

籽棉加湿工艺通常设置在籽棉清理工艺之后、进入轧花机之前，其设计目的是调节付轧籽棉的回潮率，减少棉纤维在轧花及皮棉清理过程中的损伤。目前，常见的籽棉加湿工艺分为塔式籽棉加湿工艺、储棉箱体加湿工艺和简易加湿工艺三种形式。通过对付轧籽棉回潮率的调节，使其达到6.5%～8.5%，减少了轧花过程中因籽棉回潮率过低引起的皮棉短纤维过高、棉纤维长度损伤明显等问题，在轧花工艺环节提高了轧花质量及轧花工作效率。

1.塔式籽棉加湿工艺。

在棉花加工生产线上，将进入原配棉绞龙的籽棉通过切换阀导流到加湿绞龙，加湿绞龙将籽棉送入加湿籽棉控制箱，在籽棉控制箱下部加湿气流与籽棉进行充分混合，并在气流带动下进入籽棉加湿机，经过籽棉加湿塔加湿后的籽棉经过籽棉加湿卸料器与加湿气流分离后，被送入原配棉绞龙，其工艺流程见图3。该籽棉加湿方式为热湿气流伴随式加湿，加湿设备相对比较多，加湿均匀性好，但该工艺相对复杂，需要原有棉花加工生产线预留一定的安装空间。

图3 塔式籽棉加湿工艺流程图

2.箱体式籽棉加湿工艺。

在棉花加工生产线上，将加湿气流直接接入轧花机上方的储棉箱体，对箱体中自上而下运动的籽棉进行横向穿透加湿，加湿后的籽棉直接进入轧花机。该籽棉加湿方式为气流穿透式加湿，设备相对简单，可进行冷加湿和热加湿，加湿均匀性稍差，但工艺流程相对简单，只需要更换轧花机上部的储棉箱体，其工艺流程见图4。

图4 箱体式籽棉加湿工艺流程图

3.简易籽棉加湿。

在棉花加工生产线上，将热湿气流或湿空气接入籽棉清理机出棉口位置和配棉绞龙（配棉绞龙需要采用适当的密封措施）内部，在配棉绞龙内部对运动的松散籽棉进行加湿。该籽棉加湿为气流伴随式加湿，可进行冷加湿和热加湿，加湿效果一般，其工艺流程最简单，不改变原有棉花加工生产线上设备的布置，其工艺流程见图5。

图5 简易籽棉加湿工艺流程图

（二）皮棉加湿工艺及其应用

皮棉加湿工艺通常设置在皮棉清理工艺完成以后、进入打包机之前，其设计目的是调节皮棉纤维的回潮率，减少棉纤维在打包过程中的损伤，同时减轻打包机的负荷。常见的皮棉加湿工艺分为塔式皮棉加湿工艺、集棉尘笼皮棉加湿工艺和皮棉滑道加湿工艺三种。

1.塔式皮棉加湿工艺。

在总集棉管道上，将进入集棉尘笼的皮棉通过导向阀1引入塔式籽棉加湿设备，加湿气流在皮棉加湿塔内部与皮棉进行充分接触，在此过程中完成皮棉加湿。加湿完成后的皮棉经过导向阀2重新导入总集棉管道，加湿过程为热湿气流伴随式加湿，加湿均匀性好，其工艺流程图见图6。该皮棉加湿方式为热湿气流伴随式加湿，加湿均匀性好，所需设备相对较多，工艺流程比较复杂，占地空间相对较大，需要预留一定安装空间。

图6 塔式皮棉加湿工艺流程图

2.集棉尘笼皮棉加湿工艺。

在集棉尘笼网面内部设置气流管道，将一定压力的加湿气流接入集棉尘笼内部，高压气流垂直尘笼网面向外喷出，对吸附在网面上的皮棉进行穿透式加湿，皮棉在总集棉尘笼网面上完成加湿过程，其工艺流程见图7。该皮棉加湿方式为热湿气流穿透式加湿，加湿均匀性稍差。设备及工艺流程比较简单，占地面积较小，只需要更换原生产线上的总集棉尘笼。

3.皮棉滑道加湿工艺。

在总集棉尘笼到打包机之间的皮棉滑道上设置一段底部透气的特殊滑道，将加湿气流接入特殊滑道底部，一定压力的气流垂直滑道底部向上喷出，对通过滑道的皮棉进行穿透式加湿，皮棉沿滑道上下滑过程中完成加湿，其工艺流程图见图8。该皮棉加湿方式为热湿气流穿透式加湿，加湿均匀性稍差，设备及工艺流程更简单，占地面积较小，只需要将原皮棉滑道进行适当改造或更换。

三、棉花调湿工艺应用中存在的问题

以上几种常见的棉花调湿工艺通过棉花加工生产线的实际应用表明：棉花加湿工艺的加湿效果受环境温湿度的影响极大，与棉花烘干工艺相比，棉花加湿更加困难。不管是采用伴随式加湿方式还是穿透式加湿方式的棉花加湿工艺，虽然都能表现出各自一定的技术优势，但是棉花调湿工艺在应用过程中仍然存在一些根本性的问题需要解决。

图7 集棉尘笼皮棉加湿工艺流程图

图8 皮棉滑道加湿工艺流程图

（一）普遍采用普通的循环水雾化方式，水雾的颗粒度较大，不易被热空气吸收，而且长时间循环使用的雾化水虽然得到及时补充，但很容易被气流中的杂质所污染，容易堵塞喷嘴，对水的雾化效果影响较大。

（二）伴随式加湿方式的加湿气流参与籽棉输送，将籽棉输送气流加热到能够带走足够多水分的温度所消耗的热量普遍较高，加湿气流与籽棉分离后即被直接排空，造成能源的浪费，加湿量越大，造成的能源浪费越多。

（三）穿透式加湿方式的加湿气流不参与籽棉的输送，运行过程中所消耗的能量比伴随式加湿方式小很多，但加湿的均匀性普遍较差，且加湿效果也不太理想。

（四）不管是气流伴随式还是气流穿透式棉花加湿工艺，为达到理想的加湿效果，生产过程中都需要提高加湿气流的温度及湿度，然而高温高湿的加湿气流很容易产生冷凝，对加湿极为不利。

四、结语

实践证明在棉花加工生产线上对棉花进行加湿难度较大，要达到比较理想的加湿效果难度更大！不管是气流伴随式还是气流穿透式进行棉花加湿，能切实解决好工艺应用过程中存在的问题，精确控制加湿效果，开发出节能型、自动化、智能化棉花加湿工艺，才能适应现有的棉花加工生产线，满足棉花加工企业的实际需求，更好地为我国棉花加工行业服务。☆