高效无尘清理筛在粮食清理环节中抑尘效果分析

叶维林，叶 威，苏 勇，罗 慧✉，叶婉婉，夏常月，周 超，叶青松

（湖北叶威（集团）粮油机械有限公司，湖北 荆门 448124）

随着粮食种植的规模化和产量作业需求，粮食在快速机械化收割和晾晒过程中混入有机、无机杂质，需要采用清理设备清理后方可入仓存储。长期以来，我国的粮食清理设备一直处于档次低、产量小、性能差的生产和使用状况，在粮食清理环节作业时现场粉尘大，严重影响工作环境和作业人员身体健康，生产企业面临巨大压力。

根据粮食清理作业方式及现有清理设备应用现状，将振动筛选、比重风选、旋风分离、脉冲除尘和闭环气流循环等除杂除尘技术融为一体，研制出高效无尘清理筛，经过在中储粮荆门直属库和襄阳直属库试验验证，既提高粮食入库效率，保障粮食入库质量，减轻劳动强度，减少粮食产后损失，又实现了节能减排，降低杂质中粉尘对环境的污染，解决了粮食清理入仓时产量、效益及环保的矛盾。

1 材料和方法

1.1 实验材料

试验用粮为优质晚籼稻，为当季收购入库稻谷，于2020年9月—11月在中储粮襄阳、荆门直属库对清理筛、高效无尘清理筛分别进行入仓抑尘试验测试。

1.2 实验设备

1.2.1 设备除尘抑尘工艺

以往粮库原粮入仓所使用的清理筛基本未进行专门的除尘设计，设备工艺落后，清理过程中扬尘现象严重，且灰尘直接露天排放，时常导致原粮收购入库现场灰尘满天，严重影响了粮库及其周边的环境质量、工作人员及粮库周边居民的身体健康。为了满足我国无尘化粮库的建设需求，提升原粮清理效率，降低清理过程中出现的扬尘，本研究融合多种除尘抑尘工艺对原粮清理筛进行再次设计，重点解决原粮清理中产量、效益与环保需求的矛盾。

如图 1所示，设备主要组成系统有：进料集尘系统、出料集尘系统、多管旋风分离沉降系统、振动筛选清理系统、比重风选系统、脉冲除尘系统。本研究中设计的高效无尘清理筛将振动筛选与风选相结合，对原粮中的大杂、小杂、轻杂等各种杂质进行分离与清理。原粮首先经过振动清理装置分离出其中的大杂、小杂，然后通过风选装置对原粮中的粉尘及轻杂进行清理，为了保证扬尘的处理效果，设备采用多管旋风分离降尘和脉冲除尘相结合的处理工艺，提升对清理过程中扬尘的捕捉、收集能力。设备中各种除尘抑尘装置分布如图2所示。

图1 高效无尘清理筛系统组成Fig.1 Composition of high-efficiency dust-free cleaning sieve system

图2 高效无尘清理筛除尘抑尘装置分布Fig.2 Distribution of high-efficiency dust-free cleaning screens and dust suppression devices

1.2.2 设备技术特点

设备将振动筛选、比重风选、旋风分离沉降、脉冲除尘和闭环气流循环等除杂除尘技术融为一体，对入仓散粮进行清理，清选后的粮食含杂率可控制在0.7%以下，远低于我国粮食入仓含杂率1%的标准。

高效无尘清理筛根据粮食和杂质等物料颗粒的空气动力学特性差异，运用其比重、沉降速度和惯性速度不同，将原粮中粗大的茎秆叶杂质（称之为大元杂质）和细小轻的扬尘性颗粒杂质（称之为小元杂质）在比重风选和旋风分离环节中进行分离沉降，然后进入除杂绞龙进行统一的收集清除。通过选择和调整气流速度，可针对性去除原粮中皮屑、泥沙等轻质杂质。在比重风选中捕捉的含尘空气，将通过除尘风机送入经过专门适配优化的多管离心除尘器中，在正压气流流场中实现粉气分离，分离沉降的粉尘进入绞龙闭风收集系统进行统一收集和输送。同时，由多管除尘器逸入绞龙输送系统的气流所引起的二次扬尘，将再次通过除尘风机进行二次除尘。

为了提高振动清理效果及产量，对清理筛的筛片进行改良，缩小了孔直径与孔间距，使筛孔排列更加紧密，从而提高筛面的利用率，筛面参数如图3所示。

图3 高效无尘清理筛筛片图Fig.3 High-efficiency dust-free cleaning screen sieve diagram

1.2.3 设备技术参数

实验装备及相关主要参数信息见表1。

表1 实验装备技术参数Table 1 Experimental equipment information table

1.3 实验方法

实验工艺流程：散装原粮车辆→接卸设备→输送设备→高效无尘清理筛→输送设备→入仓。

分别使用清理筛、高效无尘清理筛进行原粮入库试验。

每批次原粮入库清理试验中每隔 0.5 h使用粉尘测量仪测定清理中心前、后、左、右四个方向5、15、25 m处粉尘浓度值，取其平均值作为设备作业范围内粉尘浓度值。

每批次原粮入库清理试验完成后进行综合扦样并检测杂质含量。

纪录每批次原粮入库清理试验从卸车至原粮入库完成时间，得出每小时清理量。

2 结果与分析

2.1 清理筛试验结果

襄阳直属库和荆门直属库清理筛试验结果见表2，襄阳直属库试验清理原粮共计4 624 t，产量为45 t/h，5 m处粉尘浓度170.5 mg/m3，15 m处粉尘浓度69.6 mg/m3，25 m处粉尘浓度24.3 mg/m3，入仓粗杂去除率>82%，小杂去除率>70%，轻除去除率>81%，含杂率<1%，符合国家原粮入库标准。荆门直属库试验清理原粮共计4 567 t，产量为48 t/h，5 m处粉尘浓度169.9 mg/m3，15 m处粉尘浓度71 mg/m3，25 m处粉尘浓度24 mg/m3，入仓粗杂去除率>82%，小杂去除率>70%，轻除去除率>82%，含杂率<1%，符合国家原粮入库标准。

表2 清理筛在中储粮荆门、襄阳直属库试验记录Table 2 Test records of the cleaning screen in the Jingmen and Xiangyang warehouses directly under China grain

续表2

2.2 高效无尘清理筛试验结果

襄阳直属库和荆门直属库高效无尘清理筛试验结果见表3，襄阳直属库试验清理原粮共计4 613 t，产量为75.2 t/h，5 m处粉尘浓度27.06 mg/m3，15 m处粉尘浓度 17.26 mg/m³，25 m 处粉尘浓度6.83 mg/m³，入仓粗杂去除率>90%，小杂去除率>75%，轻除去除率>85%，含杂率<0.6%，符合国家原粮入库标准。荆门直属库试验清理原粮共计4 607 t，产量为 76.2 t/h，5 m 处粉尘浓度 26.73 mg/m³，15 m处粉尘浓度17.28 mg/m³，25 m处粉尘浓度7.38 mg/m³，入仓粗杂去除率>90%，小杂去除率>75%，轻除去除率>85%，含杂率<0.6%，符合国家原粮入库标准。

表3 高效无尘清理筛在中储粮荆门、襄阳直属库试验记录Table 3 Test records of high-efficiency dust-free cleaning screens in Jingmen and Xiangyang subordinate warehouses of China

续表3

2.3 清理筛和高效无尘清理筛对比

清理筛和高效无尘清理筛在襄阳直属库和荆门直属库应用对比见表 4，由表 4可知，高效无尘清理筛各项指标均优于传统的清理筛。高效无尘清理筛与传统清理筛相比，原粮中大杂、小杂及轻杂的去除率均有提升；设备产量超过75 t/h，提升 50%以上；入库原粮含杂率<0.6%，原粮杂质含量降低了近40%；同时，数据表明，高效无尘清理筛可以大幅降低设备周围的粉尘浓度，最大降幅达90%以上。

表4 试验结果对比Table 4 Comparison of test results

3 结语

综合两地直属库现场试验结果，高效无尘清理筛可把清理后粮食入仓含杂率控制在平均0.6%以内，完全可以满足我国入仓粮食含杂率1%标准，同时该设备的抑尘效果能保证设备作业范围5 m处粉尘浓度不高于30 mg/m3，15 m处不高于20 mg/m3，25 m处不高于10 mg/m3，同时产量为75 t/h(稻谷计)。

随着城镇化的快速发展，导致粮库与粮食加工企业附近就是居民区，一到收购季节“灰尘满天飞”，附近居民投诉量不断增加，库区工作员不堪其扰，但粮食储备关乎国计民生，从而产生了收购时产量、效益及环保的矛盾。高效无尘清理筛可有效解决此问题，大幅提高入仓效率，降低粮食颗粒清理后的含杂率，有效提升工作环境和保障作业人员身体健康，与现有市场上的清理产品相比，在清理效果、产量、环保性能、使用方便性、可靠性方面具有显著优势，符合我国建设环境友好型可持续发展社会的战略目标，为实现绿色、环保储粮提供了有效途径。