10t/h種子加工流水線中除塵系統(tǒng)設(shè)計

周軍超

摘? ?要：種子加工過程中產(chǎn)生的大量粉塵不僅會為害作業(yè)人員的身體健康，在達到一定濃度的條件下甚至可以爆炸，導(dǎo)致人身、財產(chǎn)損失，而且會對大氣造成污染。合理設(shè)計種子加工流水線中的除塵系統(tǒng)，不僅可以防止粉塵擴散，保證產(chǎn)品質(zhì)量，為加工人員提供良好的作業(yè)環(huán)境，還可以對環(huán)境治理起到關(guān)鍵作用。根據(jù)生產(chǎn)條件及工藝不同，除塵系統(tǒng)的設(shè)計方法也有差異，但其基本理論、原則大致相同。

關(guān)鍵詞：10 t/h種子加工流水線;除塵系統(tǒng);設(shè)計

文章編號： 1005-2690（2020）08-0126-03? ? ? ?中圖分類號： S339? ? ? ?文獻標(biāo)志碼： B

隨著日愈嚴(yán)峻的環(huán)保問題，在種子加工流水線建設(shè)中合理設(shè)計除塵系統(tǒng)尤為關(guān)鍵，其直接影響人體健康和環(huán)境治理工作。除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)，按組成形式分為單獨風(fēng)網(wǎng)和集中風(fēng)網(wǎng)兩種，在實際設(shè)計中每套流水線通常由2個或3個集中風(fēng)網(wǎng)組成，有時也會采用單獨風(fēng)網(wǎng)，以保證各設(shè)備有足夠的風(fēng)量，而且不受其他設(shè)備風(fēng)量變化的影響[1-2]。

1? ?粉塵產(chǎn)生的原因及特性

種子在聯(lián)合收獲機收獲后夾雜大量的穎殼和灰塵，這些灰塵在輸送、流動和振動篩選時很容易分離，通過設(shè)備的清理可以迅速去除，但是種子表面和溝槽中也黏附著很多灰塵，在后續(xù)的加工過程中，由于不斷經(jīng)過振動給料、提升輸送、溜管、皮帶輸送等一些必要的輸送設(shè)備，種子之間相互摩擦、種子與設(shè)備摩擦，又形成新的黏附性灰塵，所以在種子加工的整個生產(chǎn)中，灰塵是在不斷產(chǎn)生的，也是有必要進行連續(xù)除塵處理的。

粉塵的特性：①懸浮性：粉塵具有在空氣中長時間懸浮的特性。粉塵粒度越小，質(zhì)量越輕，比表面積越大，吸附空氣能力越強，從而越容易飄浮，不易沉降。②凝聚和附著性：當(dāng)粉塵間的間距非常小時，由于分子引力的作用，就會產(chǎn)生凝聚;當(dāng)粉塵與其他物體間距非常小時，由于分子引力的作用，就會產(chǎn)生附著。③濕潤性：空氣中的水分子對粉塵有很強的濕潤性，當(dāng)粉塵被濕潤后，塵粒間相互凝聚，逐漸增大、增重，其重量增大，迅速沉降，容易黏結(jié)在管道內(nèi)壁。④自燃性和爆炸性：粉塵濃度增大，提高了粉塵的化學(xué)活性，尤其提高了氧化產(chǎn)熱的能力，一旦接觸到熱源達到燃點后，在封閉或半封閉的空間內(nèi)可燃性懸浮粉塵的燃燒就會導(dǎo)致爆炸。⑤分散度特性：粉塵在通過鼻腔、喉嚨、氣管上呼吸道后進入肺部，形成塵肺病。⑥荷電性：因天然輻射、塵粒之間的碰撞、摩擦等作用，可使粉塵顆粒帶有電荷。

2? ?除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計的原則及要求

①吸出物的雜質(zhì)及粉塵應(yīng)該相似;吸塵口應(yīng)正對產(chǎn)生灰塵最多的地方，并保證空氣通過塵源進入吸塵口;必要時在吸塵口設(shè)有控制風(fēng)量的蝶形閥門;將排出灰塵質(zhì)量相同的工藝設(shè)備組合在一個除塵風(fēng)網(wǎng)內(nèi)。②喂料處采用上部柜式集氣罩結(jié)構(gòu)，為防止種子被吸走，吸口風(fēng)速不應(yīng)該超過4 m/s。③設(shè)備工作的間隙應(yīng)該相同;彼此相鄰的設(shè)備除塵及同時運轉(zhuǎn)的設(shè)備除塵可以組合在一個風(fēng)網(wǎng)內(nèi)。④合理設(shè)計管道結(jié)構(gòu);應(yīng)盡量減少各設(shè)備所需的風(fēng)量，相應(yīng)的可以降低功率消耗，降低運營費用，降低除塵設(shè)備的投資。⑤除塵器和通風(fēng)機應(yīng)盡量靠近所有需要除塵的設(shè)備附近并設(shè)除塵間，做好隔音降噪處理。⑥室內(nèi)空氣的粉塵總含量不得超過10 mg/m3。

3? ?10 t/h種子加工流水線除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)管道設(shè)計計算步驟

依據(jù)除塵系統(tǒng)風(fēng)網(wǎng)設(shè)計原則，本文中種子加工流水線中除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計為風(fēng)篩選工段風(fēng)網(wǎng)、比重選工段風(fēng)網(wǎng)、包衣包裝工段風(fēng)網(wǎng)。風(fēng)篩選工段風(fēng)網(wǎng)包括喂料斗、1號提升機、D106風(fēng)篩清選機3個吸塵點;比重選工段風(fēng)網(wǎng)包括2號提升機、比重暫存?zhèn)}、GA310比重清選機、3號提升機4個吸塵點;包衣包裝工段風(fēng)網(wǎng)包括4號提升機、包衣暫存?zhèn)}、包衣機、成膜倉、分料輸送機、4臺全自動定量包裝機等9個吸塵點（見圖1）。

3.1? ?風(fēng)篩選工段風(fēng)網(wǎng)尺寸計算方法及步驟

3.1.1? ?摩擦阻力和局部阻力計算

根據(jù)資料查得輸送含有粉塵的空氣時，風(fēng)道內(nèi)最小風(fēng)速為垂直風(fēng)道12 m/s、水平風(fēng)道14 m/s。

根據(jù)各管段的風(fēng)量和所選的氣流速度，確定各管段的截面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力。

本系統(tǒng)選擇2-4-5-脈沖除塵器-6-風(fēng)機-7為最大阻力管線。

對于管段①，根據(jù)Q1=300 m3/h≈0.08 m3/s、V1=13 m/s，得出D1=88 mm，取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格管道，即選D1=90 mm;查通風(fēng)管道單位長度摩擦阻力線算圖取H1=24 Pa/m（見圖2）。

同理，計算確定管段2、3、4、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見各管段風(fēng)道的沿程摩擦阻力和內(nèi)部阻力計算表所示（見表1）。

各段風(fēng)道內(nèi)局部阻力系數(shù)的計算如下。

3.1.2? ?并聯(lián)管路阻力平衡測算

為使管段③、④之間達到阻力平衡，在運行時加裝蝶閥輔助調(diào)節(jié)。

3.2? ?比重選工段風(fēng)網(wǎng)、包衣包裝工段風(fēng)網(wǎng)尺寸計算方法

以風(fēng)篩選工段風(fēng)網(wǎng)為例，類推比重選工段風(fēng)網(wǎng)、包衣包裝工段風(fēng)網(wǎng)等管路的設(shè)計數(shù)據(jù)及設(shè)備選型。

4? ?除塵器的選用

除塵器在種子加工流水線中起著關(guān)鍵作用，它將各管道收集的粉塵集中排出。除塵風(fēng)網(wǎng)將含塵空氣吸出后，必須將其沉降處理，然后才能排到大氣中，否則將污染周圍空氣與環(huán)境。其包含離心除塵器、普通袋式除塵器和脈沖袋式除塵器等。

4.1? ?離心除塵器

離心除塵器是一種常見的除塵裝置，分為下旋型、外旋型、內(nèi)旋型等;工作原理是含塵空氣以較高的速度沿外圓筒切線方向進入后，即在內(nèi)外圓筒之間和椎體部位作自上而下的旋轉(zhuǎn)運動。由于慣性作用，當(dāng)塵粒與側(cè)壁接觸后，速度迅速下降，經(jīng)排灰口排出。大部分粉塵沉降后的氣流，繼續(xù)在筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，隨著圓錐筒的收縮而向錐體中心聚集，較為清潔的空氣在錐體下端中心又開始旋轉(zhuǎn)上升，形成自下向上的旋轉(zhuǎn)氣流，經(jīng)內(nèi)圓筒后由通風(fēng)機將除塵后的氣體吹向除塵間。離心除塵器適用于大顆粒粉塵的初、中級凈化，凈化后的空氣中粉塵含量在100 mg/m3以下，如果需要進一步提高除塵效率，可以在離心除塵器后部接入袋式除塵器效果更佳。近年來，實際生產(chǎn)中廣泛利用離心除塵器來進行除塵，隨著國家保護環(huán)境的力度加大，在種子加工中單獨采用離心除塵器已經(jīng)不能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。