除塵器

飼料廠通風除塵

作者:廣州新瑞環保    來源:www.hsppf.com    發布時間:2019-05-15 09:04:25

飼料廠與一般糧食加工廠的通風除塵原則相同,均遵循密閉、吸風和同質合并的原則。密閉、吸風是達到通風除塵的目的;同質合并是為了保證產品質量。為了確保作業環境粉塵達到安全要求,通風除塵是最基本的措施之一。通風分為自然通風和人工通風,是指對工作場所或作業空間內引入潔凈空氣,替換含塵濃度較高的污染空氣的技術。除塵是指將含塵空氣中或物體表面的粉塵進行分離、捕集、清除的技術,應該說通風除塵中通風是手段,除塵是目的。所以,通風除塵技術是降低作業環境粉塵最為有效的措施。對于通風除塵的密閉原則,不管什么物料,其密閉的要求基本相同;而吸風就不同,物料性質不同,吸風的工藝參數就應有所不同,否則就難以達到理想的吸風效果,由于糧食加工廠原料品種單一,中間物料。成品品種。粉塵數量和物理特性較為穩定,而飼料廠上述情況較為復雜;同時,飼料廠作業時往往物料瞬時流量。間歇性和沖擊性大,所以,飼料廠通風除塵的方式和有關參數的設定與一般糧食加工廠應有所不同。

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飼料廠通風除塵的目的主要有3點:

①改善作業環境,提高作業設備的安全性,確保飼料廠安全生產;

②提高設備作業的生產效率,吸風對設備生產效率影響程度達15~20%以上,如粉碎機等;

③降低飼料溫度和去除飼料水分,確保飼料安全儲藏。

1飼料廠通風除塵的特點

1.1飼料原料品種較多,含量的差異較大

①玉米顆粒等含塵的物料;②玉米粉、麩皮、米糠、魚粉、肉骨粉等含塵的粉料;③豆粕、菜粕等粉狀和片狀含塵的物料;④礦物微量元素、維生素、鈣、磷、鹽等含有粉塵的粉料。

玉米與粉塵的品質差異明顯;玉米粉、麩皮、米糠、豆粕、菜粕、礦物微量元素、維生素、鈣、磷、鹽與粉塵品質差異不明顯,僅是粒度差異,這部分捕集的粉塵可返回到飼料中。飼料廠中玉米粉、麩皮、米糠、豆粕、菜粕等單品種組分一般為總量的5~60%;鈣、磷、鹽等為總量的1~4%;礦物微量元素及維生素為總量(包括載體)的0.2~2%。

1.2粉塵粒度及比重的差異

①粉塵的粒度差異:玉米、麩皮、米糠、豆粕、菜粕粉塵的粒度為0.015~0.20mm,該粉塵占粉塵總量的95~98%左右;礦物微量元素、鈣、磷等粉塵的粒度為0.006~0.023mm以下,該粉塵占粉塵總量的2~5%左右。②粉塵比重的差異:鈣、磷、鹽及礦物微量元素的粉塵比重達2.1~2.8t/m3;玉米、麩皮、米糠、豆粕、菜粕的粉塵比重約為0.6~1.7t/m3(見表1)。

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1.3粉塵含量及性質的差異

在國產玉米中,有機粉塵與無機粉塵各占50%左右;在進口玉米中,有機粉塵達80%以上。玉米粉、麩皮、米糠等有機粉塵達80%以上,占總粉塵量的75~90%以上;鈣、磷、鹽及礦物微量元素的無機物粉塵達98%以上,占總粉塵量的10~25%。飼料廠粉塵種類一般有粒度小比重大和粒度大比重小兩種。這是確定通風工藝參數和除塵設備選型的主要依據,粉塵中含有機物粉塵的性質和含量也是要考慮的因素,防爆是飼料廠在日常生產中必須引起注意的問題。

1.4混合后物料的吸風要求

飼料要求保持原來的配比和原有的混合均勻度等特性。為此,力求含塵氣流中礦物微量元素等添加劑的粉塵越少越好,特別是毒性較大、加入量少的物料,如加入量為總容量十萬分之一的亞硒酸鈉,該組分粒度較細的盡量不要被氣流吸走,以免這類粉塵引起飼料配比不準確及對飼料的污染。所以,配料秤、混合機吸風后的粉塵可立即返回混合機內,確保配比準確和減少飼料的污染。

1.5作業過程中物料空中落差、瞬時流量、間歇性和沖擊性大

在飼料生產中,作業空間內粉塵飛揚大,空氣中含塵濃度大,如配料秤、混合機等。這些設備的吸風宜用自然循環、獨立吸風系統,雖然該方式的吸風效果較差,但確保了飼料成品的質量。采用自然循環、獨立吸風系統,應考慮循環風管道直徑與結構,使低速回風中的粉塵不易沉降。堆積在管道內。

1.6各種粉塵之間的懸浮速度(沉降速度)不同

飼料廠粉塵粒度(平均粒徑)、比重和形狀相差甚大,粉塵中粒度大、比重小的居多,粒度小、比重大的較少。粉塵之間的粒度差異為10~20倍,而比重差異最大僅為4~5倍。所以,粒度是影響飼料廠粉塵懸浮速度的主要參數。粉塵的懸浮速度與粉塵的比重成一次方關系,與粉塵粒徑成二次方關系。飼料廠粉塵的懸浮特性根據其粒度。比重可分為斯托克司區和阿侖區。兩區粉塵懸浮速度的計算公式分別為:

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由于粉狀飼料沉降屬于粉狀群體沉降,類似于大塊物料沉降(如配料秤、混合機的進出料),但有群體邊緣的部分細小的單粒粉塵飄起和粉狀群體到達底部就有大量細小的單粒粉塵向上飛揚,該粉塵并呈單粒粉塵沉降特性。d顆粒沉降特性大多屬于飄塵;d顆粒沉降特性屬于降塵和飄塵的混合物。粉塵的懸浮速度是確定吸風風速和分離設備選型的依據,從以上的分析來看,粉塵的粒徑對懸浮速度影響大于比重。粉狀飼料粉塵的懸浮速度為1.5~2m/s左右;玉米粉塵的懸浮速度為0.4~0.8m/s;麩皮、米糠粉塵的懸浮速度為0.3~0.6m/s;碳酸鈣粉塵的懸浮速度0.4~0.7m/s;礦物微量元素粉塵的懸浮速度在0.3~0.4m/s。所以,吸風的速度控制在0.8~1.2m/s能確保吸除粉塵而不吸走飼料。因粉塵的粒徑對懸浮速度影響大于比重,所以在相同的風壓和風速狀況下,礦物微量元素的粉塵較麩皮、米糠、豆粕、菜粕的粉塵容易被吸走。飼料廠在前一級離心分離沉降是以麩皮、米糠、豆粕、菜粕的粉塵為主,脈沖除塵器排出的粉塵是以礦物微量元素等以粒度小比重大的粉塵為主。如吸風系統是容積沉降和脈沖除塵器組合,則排出的粉塵是各種物料粉塵的混合物。所以,應根據粉塵性質分別處理,大部分應返到飼料中去。

1.7制粒后的物料溫度高、含水分高

冷卻吸風后的氣流溫度較高,氣流中含水分高。為此,吸風管道等宜用不銹鋼或表面涂無毒涂層,吸風管道外面應保溫,特別是在北方,吸風管道更需保溫處理來減少結露。

2飼料廠通風除塵工藝參數及設備選用的依據

①粉塵的特性

粉塵的粒度、形狀、濃度、比重、粘附性、靜電特性等因素。

②氣流特性

通風氣流的風壓、風量、溫度、相對濕度等因素。

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③通風除塵裝置的特性

設備及管道的耐腐蝕性、安裝尺寸、處理風壓、風量、阻力及環境溫度等。

根據飼料廠粉塵粒度、比重等特性,通風除塵應采用二級除塵為宜,其中以離心除塵和脈沖除塵二級組合除塵效果較好,而容積沉降和脈沖除塵組合的二級除塵結構較緊湊。

3飼料廠通風除塵的現狀

3.1由于飼料廠的原料及粉塵品種較多,物料的細度、表面積、容重相差懸殊,各臺設備的吸風阻力不清楚,基本套用其它加工廠設備的阻力為基準。為此,目前各臺設備的吸風阻力值不一定正確,特別是有些工序物料瞬時流量大、間歇性和沖擊性大,氣流穩定性差,除塵效果將不會十分理想,對飼料廠設備吸風阻力進行測定,為吸風風網設計提供確實依據,是十分必要的。飼料廠吸風風網系統不宜采用集中風網,宜用獨立風網,否則間歇性和沖擊性的作業對集中風網互相影響較大,影響除塵效果。

3.2目前飼料廠從吸風設備來看,進風口都不是十分完善,有些設備基本無獨立進風口。吸風阻力隨安裝位置不同而不同,如初清篩,其阻力隨安裝位置不同而改變,使風機的風量和風壓不穩定,從而影響吸風效果。所以,對需吸風的設備上應設有良好的進風口,以及對現有各臺設備在不同安裝形式下的吸風阻力進行測定,使吸風阻力基本穩定,這對飼料廠的通風除塵設計是十分有益的。

3.3物料輸送時空中落差大、瞬時流量大、間歇性大、沖擊性大,使空氣中的含塵濃度大為增加,如配料秤、混合機等。該工序的自然通風結構不盡合理,如管徑、回風的彎頭等結構不十分正確,易積料。

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3.4飼料廠的吸風系統主要為容積沉降和脈沖除塵器組合二級除塵系統,如卸料坑、粉碎機吸風。沉降空間的截面大小和空間高度是確保除塵效果的重要參數,合理選用使吸風的速度穩定地控制在0.8~1.2m/s范圍內,進入脈沖除塵器的粉塵濃度要求不大于5g/m3,當沉降空間較小,風速較高時,加上物料有時的間歇性和沖擊性,粉塵飛揚大,使氣流的含塵濃度增大;在含塵濃度大于5g/m3時,就會影響清袋效果,并造成吸風過程的惡性循環,最終將嚴重影響吸風效果。為了改善這種情況,確保吸風效果,經試驗后認為應對脈沖除塵器的脈沖儲氣包進行增容,增加儲氣包容量就可增加脈沖時間和脈沖氣量,使每次脈沖耗氣量從0.006m3/m2提高到0.008~0.009m3/m2(在空壓機氣量滿足要求情況下),可提高清袋效果,也就確保了除塵效果。

3.5粉碎機安裝位置對吸風效果的影響。為了降低粉碎機噪聲,不少飼料廠粉碎室都為全封閉,結果粉碎機所需的空氣將從門縫等部位進入,使得吸風阻力除了粉碎機本身的阻力外,還需增加門縫的阻力。因阻力增加使粉碎機內的風壓和風量進一步下降,因此,粉碎機無論是吸風還是氣力輸送都將影響吸風效果,粉碎機產量也隨之下降。對全封閉式的粉碎室,應在粉碎室墻上設有內外相通的帶有消聲器的進風口,使其既保證進風量,又降低了噪聲。

3.6目前粉碎機吸風取的是作業機所處的室內空氣。一般氣溫較高,將會影響粉碎效率。如飼料車間有地下室,則粉碎機吸風的風源可從地下室吸取,低溫的空氣有利于提高粉碎效率。國外有些公司已有利用地下室低溫的空氣對空氣溫度比較敏感的作業機進行通風。

4影響飼料廠通風除塵的主要因素

目前,飼料廠通風除塵的效果往往是新建時較好,隨著作業時間延長,除塵的效果就下降。飼料廠通風除塵的影響因素較多,其主要因素有以下幾點:①通風除塵的各種工藝參數,如風機的風量、風壓、設備的阻力、管徑、風管風速、吸風口風速等參數正確確定,是確保通風除塵效果的首要因素。②通風除塵設備的選型及結構正確,是確保通風除塵效果的關鍵因素。③日常操作管理及維修保養能否規范作業,是獲得和保持良好通風除塵效果的主要因素。如脈沖除塵器能否定期排放氣水分離器的積水;吸風系統停機時間能否正確操作等。

5對飼料廠通風除塵工藝參數確定及方式的建議

5.1改善作業環境的通風

5.1.1人工通風

5.1.1.1吸風作業區風速和風量的確定

①風速的確定。為了盡量江都氣流中的含塵濃度,根據物料及各種粉塵的懸浮速度分別為1.5~2m/s和0.3~0.8m/s,吸風作業區吸風風速選為0.8~1.2m/s以下,使物料不被吸出及減少粉塵吸走。②進料坑的吸風風量的確定。蔽塵裝置較適合于飼料廠進料時用的下料坑,基本屬于敞開式,是飼料廠粉塵產生最多的部位之一,這類蔽塵裝置可有效地減少粉塵的外溢,其吸風量按格柵面積計算。即:格柵面積×(40~45)m3/min·m2。吸風部位應在卸料坑內;蔽塵裝置的密封活動板應能自由擺動,不用銷軸結構為宜。

5.1.1.2通風管道風速的選擇

通風管道應選擇較高的風速。由于飼料原料品種較多,容重、粒度相差較大,特別是常用的玉米粉塵比重(1.7t/m3)、粉塵粒度(0.020~0.15mm以上)大,風速選擇比一般糧食加工廠的管道風速(12~14m/s)要高。為了防止粉塵比重較重、粒度較大的飼料組分在風管內沉降,可取14~15m/s。為此,管道吸風阻力比一般的低風速的風管要大。飼料廠吸風系統的通風管道風速的選擇應合理,水平管道盡量短一些。另外,對較長的垂直管道應盡可能從提升機兩筒中間走,以提高車間內部布置的美觀度和舒適感。

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5.1.2自然通風

主要用于配料秤、混合機進出料時的通風。

5.1.2.1自然通風風管直徑的確定

配料秤、混合機等設備作業時空中落差大、瞬時流量大、間歇性大和沖擊性大,粉塵飛揚大,容易造成添加劑等物料的污染。為此,不宜用人工通風,而采用自然通風形式。自然通風風管直徑是根據物料在落下的瞬時(t=3~4s)應排出下落物料體積的空氣為基礎進行計算,現在常用連通管連接上下設備,連通管內的風速應為4.5~5.5m/s,為此,連通管面積F=V/t·υ(m2)。

式中,V--物料落下排出空氣的體積(m3),t--下落時間(s),υ--氣流在連通管內的速度(m/s),如2噸混合機連通管當量直徑為250mm。

5.1.2.2自然通風風管結構

自然通風風管常為連接上下設備的風管,該連接管頂部結構不宜用∩型管,宜用∧型管,其自流角應大于72°為宜;或回風管采用筒體附壁式直接進機內,為無∩型管或為無∧型管,回風連接管全部為垂直筒,基本確保不積料。

5.2粉碎機的吸風

粉碎機的吸風

可提高工作效率,風機的風壓和風量是由粉碎機系統吸風各部分阻力和管道風速所決定的。現以某粉碎機為例,粉碎機配用功率為132~160kW,篩孔Φ1.5mm,風機(47-9-5型,2900r/min)的風壓和風量分別為P=3160Pa、Q=12350m3/h,驗算粉碎機吸風風機所需的工作參數。

粉碎機吸風阻力由以下幾部分組成:①喂料器進風口阻力(粉碎機進風主要從喂料器進入);②粉碎機篩板阻力;③脈沖除塵器阻力;④其它局部阻力。

5.2.1喂料器進風口阻力計算

①風機(47-9-5型)選用的風量Q=12350m3/h,風壓P=3260Pa。

粉碎機喂料器進風(料)口有效面積(面積利用系數以0.8計)F=長×寬×面積利用系數=0.6×0.25m×0.8=0.12m2。

②喂料器進風口吸風阻力H進風=ξγV2/2g。

式中,ξ--進風口阻力系數(1.6~1.8),取1.7;γ--空氣比重(1.2kg/m3);g--重力加速度(9.8m/s2);進風口風速V=Q/F=3.43/0.12=28.5(m/s);喂料器吸風阻力H進風=ξγV2/2g=1.7×1.2×28.52/(2×9.8)=797(Pa)。

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5.2.2粉碎機篩板吸風阻力計算

①經計算,粉碎機篩板篩孔Φ=1.5mm時的吸風阻力系數為30~35,現取33。

②粉碎機篩板理論吸風阻力計算。篩板直徑1.1m,寬度0.55m,包角270°,開孔率為20%,粉碎機篩板有效面積=3.14×1.1×0.55×0.2×270/360=0.284(m2);粉碎機篩板穿板風速=3.43/0.284=12.07(m/s);粉碎機篩板理論吸風阻力H篩=ξγV2/2g=33×1.2×12.072/(2×9.8)=2692(Pa)。

5.2.3脈沖除塵器吸風阻力

脈沖除塵器吸風阻力1000~1200Pa,取1200Pa。

5.2.4其它局部吸風阻力

局部吸風阻力范圍120~180Pa,取150Pa,粉碎機總吸風阻力=797+2692+1200+150=4839Pa。

為此,粉碎機吸風風機的主要參數應為:風壓4900Pa,風量12350m3/h。

現在飼料廠選用風機風壓P=3160Pa左右,風量為12350m3/h,說明所配的風機風壓不夠,實際吸風阻力較大,風機風量將降至8000~8500m3/h以下(不考慮粉碎室為全封閉增加的阻力)。這樣將影響粉碎機吸風量,也就降低了粉碎機產量。為此,需調整風機的參數或更換風機機型,使其符合使用要求。

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5.3降溫與除濕的通風

飼料廠冷卻和干燥的作業就是降溫與除濕的通風,主要是制粒后的顆粒冷卻和膨化后的干燥與冷卻。降溫和除濕過程,是氣流對物料進行冷卻或干燥,冷卻排出的氣流溫度在40~50℃左右,干燥排出的氣流溫度在60~70℃左右。排出的氣流溫度較高又含有較多的水分,如環境溫度為20℃,相對濕度為85%時,冷卻后排出的氣流溫度達40~50℃,40~50℃空氣的攜水能力比原來氣溫(20℃)增加3~5倍。因環境溫度低,當排出的高溫氣流在管道內接觸環境的低溫氣流,使氣溫下降,降溫的氣流排出時攜水能力降低,氣流立刻就開始泄出水分,當排出氣溫與環境氣溫差7℃時在管道內就有明顯結露產生,使管道生銹而損壞。這類通風管道宜用不銹鋼材料,同時管道應有保溫措施,減少結露產生。為了使排出氣溫與環境氣溫差小于7℃以下,不產生結露,增加冷卻風量也是有效的措施。

由于冷卻和干燥的作業效果與環境溫、濕度有關,所以,冷卻和干燥的作業要根據溫度、濕度對冷卻和干燥的時間、風量和干燥溫度進行調整,才能確保較好的效果。

5.4其它設備通風除塵的有關問題

5.4.1輸送設備的吸風

5.4.1.1提升機的吸風

提升機進出口處是產生粉塵的主要部位,所以,在提升機出口處或進口上方筒體的側面應配有合適的吸風裝置,可以降低提升機筒體內部的粉塵濃度。由于最低糧食粉塵爆炸濃度為20~55g/m3,經吸風后粉塵濃度降到20g/m3以下,粉塵爆炸機會就下降。

提升機吸風量與機筒面積、皮帶線速有關;粉塵大小與進料方式有關。粉料提升機的進料形式宜順向進料,以減少粉塵外溢,特別是高速(2.2m/s以上)提升機逆向進料的粉塵外溢較為嚴重。提升機吸風量Q(m3/min)=機筒截面積(m3)×皮帶線速(m/min)×1.25。

當提升機高度大于30m時,單處吸風效果較差,應在進出口兩處上方同時吸風。逆向進口處吸風量為出口處的2倍.

5.4.1.2螺旋輸送機、刮板輸送機吸風量

吸風量與其輸送物料體積有關,螺旋輸送機、刮板輸送機產生的粉塵不大,但仍要引起重視,其吸風量Q=(m3/min)=進料量的體積×20。

5.4.1.3皮帶輸送機吸風量

吸風量與皮帶寬度和線速度有關,吸風量Q(m3/min)=皮帶寬度(m)×(23~33)(m3/m·min)。吸風量隨皮帶輸送機線速度增加而增加,皮帶線速度在2.5m/s以下取小值,在2.5m/s以上取大值。

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5.4.2料倉的吸風

飼料廠料倉的吸風常用措施較為簡單,如在料倉之間相通或帶無自動清理的過濾袋,目前實際使用無自動清理過濾袋面積確定依據不夠充分,過濾袋面積應為單位時間內排出倉外空氣體積數值的25%。無清理過濾袋的使用均在短期內有效,隨著使用時間延長將會失效,根據資料介紹,料倉的通風需帶脈沖過濾袋為宜,物料進倉后將倉內空氣排出倉外,脈沖過濾袋的面積為單位時間內排出倉外空氣體積的10%。其過濾袋的穿孔速度為2.2m/s左右,如物料含有添加劑,脈沖過濾袋的面積為排出倉外空氣體積的12.5%,其過濾袋的穿孔速度為1.6m/s。料倉內應處于1250Pa負壓下作業,該條件下料倉的吸風效果較好,脈沖過濾袋的安裝方式應根據物料性質進行組合,使其達到同質合并,確保飼料的安全性。

5.4.3清理設備

清理設備是有較大粉塵的部位,是除塵的重要工序之一,根據資料報道,清理設備吸風量(m3/min)為進料口與出料口面積(正常流量的溜管面積)之和(m2)×(70~72)(m3/min·m2)。

5.4.4打包秤

打包秤對于大型廠需要有多臺,則通風系統可用集中風網,如粉狀料有不同品種的飼料應分組吸風,確保吸取的物料是同質合并。對于組合風網,在每根風管上應配有阻力平衡閘門,使每根風管風速都在設定的范圍內工作。

打包秤吸風量(m3/min):當吸風管道直徑為100mm時,吸風量Q=10m3/min;管道直徑為75mm時,吸風量取Q=8m3/min。

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5.4.5設置測風口

在風管上應設有測風口,驗證設計數據的正確性及風網的阻力平衡,這樣才能達到良好的通風除塵效果。

飼料廠通風除塵,只有正確確定通風除塵的工藝參數和選用正確的機型及合理的結構,并符合各種物料和粉塵的特性,還須規范操作,才能獲得良好的效果。

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