自潔式過濾器在氣流干燥中應(yīng)用優(yōu)勢

田仁平，張 鵬，徐文范，焦艷虎

（浙江巨化股份有限公司氟聚合物事業(yè)部，浙江 衢州324004）

干燥技術(shù)的應(yīng)用對于人類文明的進步起到了不可替代的作用。如農(nóng)業(yè)方面，谷物干燥的好壞決定了保存周期的長短及其營養(yǎng)價值的高低；化工方面，干燥的是否徹底對于安全生產(chǎn)具有決定性作用等?，F(xiàn)代化的干燥技術(shù)如噴霧干燥、真空冷凍干燥、輻射干燥等也廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中[1-3]。氣流干燥作為一種現(xiàn)代化干燥技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域[4]。

氣流干燥是將氣態(tài)介質(zhì)加熱（或冷卻）后，與濕物料（或高溫物料）進行混合，從而達到干燥（或冷卻）的目的。氣態(tài)介質(zhì)的質(zhì)量對產(chǎn)品的好壞起著決定性的作用[5-6]。通常，氣態(tài)介質(zhì)在經(jīng)過加熱（或冷卻）前，先是經(jīng)過幾級過濾器進行過濾，將氣態(tài)介質(zhì)內(nèi)的雜質(zhì)進行濾除。其中，一級過濾器往往最為重要，它將氣態(tài)介質(zhì)中的大部分雜質(zhì)進行濾除，這對后續(xù)流程中的過濾器使用周期有著決定性的影響，并且關(guān)系到風(fēng)機長期穩(wěn)定運行的效率。在工業(yè)化的生產(chǎn)中，氣流干燥工藝應(yīng)用的一級過濾器通常為板（袋）式過濾器。板（袋）式過濾器的使用周期較短，如吸風(fēng)量在13×103m3/h的條件下使用通常不超過1個月。

自潔式過濾器作為一種新型過濾裝置，有著同板（袋）式過濾器一樣風(fēng)量大、阻力低等優(yōu)勢，同時有著更高的顆粒過濾效率、長的使用周期以及小的占地面積等特點，在許多地方得到了應(yīng)用普及[7-9]。本文通過介紹自潔式過濾器在氣流干燥中的應(yīng)用優(yōu)勢，對自潔式過濾器的發(fā)展進行初步的預(yù)測。

1 自動化

相對于傳統(tǒng)的板（袋）式過濾器，自潔式過濾器首要的特點就是自動化運行。在氣流干燥的工藝設(shè)計中，自潔式過濾器的工作原理類似于除塵器，都是清理吸附在濾棒上的微小顆粒，不同的是除塵器為了再次吸附，而自潔式過濾器是為了穩(wěn)定風(fēng)機的引風(fēng)量。自潔式過濾器是由過濾框架、過濾濾材、儀表原件及控制系統(tǒng)組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 自潔式過濾器結(jié)構(gòu)Fig 1 The schematic diagram of self-cleaning filter

氣態(tài)介質(zhì)（一般為大氣）通過自潔式過濾器的吸風(fēng)口進入過濾器矩陣，經(jīng)過濾后的氣態(tài)介質(zhì)由管道輸送至風(fēng)機，當(dāng)過濾器矩陣的內(nèi)外壓差達到一定量（一般為800 Pa，具體根據(jù)生產(chǎn)需求進行調(diào)節(jié)）后，自潔式過濾器的自清潔脈沖電磁閥進行動作，將依附在過濾器濾棒上的雜質(zhì)清除，過濾器矩陣的內(nèi)外壓差降低，當(dāng)降低到設(shè)定的范圍后，脈沖電磁閥停止動作，隨著過濾器矩陣的內(nèi)外壓差重新上升而進行新一輪的自清潔過程，整個過程通過自潔式過濾器內(nèi)部的儀表原件將測量結(jié)果反饋至控制系統(tǒng)而進行。

自潔式過濾器的應(yīng)用，在很大程度上減少了因過濾系統(tǒng)壓差、清潔問題的拆裝而導(dǎo)致系統(tǒng)停車的頻次，提高了生產(chǎn)裝置總體運行的自動化率，減少了人力成本的投入。隨著科技的不斷進步，自動化程度的不斷加深，自潔式過濾器逐步向智能化轉(zhuǎn)變。相信在氣流干燥生產(chǎn)工藝不斷更新?lián)Q代的過程中，將會消除多級過濾的困擾，自潔式過濾器將會發(fā)展成為終端過濾系統(tǒng)。

2 良好的清潔度

自潔式過濾器具有自清潔功能，能夠長周期的使用。相較置于吸風(fēng)室內(nèi)的板（袋）式過濾器一般使用周期為1個月左右，自潔式過濾器能夠在1年的時間內(nèi)穩(wěn)定運行，而且濾棒內(nèi)層上幾乎沒有雜質(zhì)的附著。通過對過濾后管道內(nèi)的雜質(zhì)進行檢測（規(guī)定時間內(nèi)檢測到的數(shù)量），自潔式過濾器與板（袋）式過濾器過濾后的效果幾乎沒有差異，結(jié)果如圖2所示。

圖2 2種過濾器對1 μm雜質(zhì)的過濾效果對比Fig 2 Effective comparison of self-cleaning and plate filter on 1 μm particles

從圖2 可以看出，經(jīng)自潔式過濾器或板（袋）式過濾器過濾后，管道內(nèi)1 μm 的雜質(zhì)數(shù)量均在10個左右浮動。而且，自潔式過濾器的過濾效果在長周期的使用過程中幾乎沒有波動。吸風(fēng)室內(nèi)的板（袋）式過濾器在使用1個月后，內(nèi)、外層濾布上都有明顯的雜質(zhì)，這不僅增大了風(fēng)機的吸附阻力，而且繼續(xù)使用會有將雜質(zhì)吸入管道帶入產(chǎn)品的風(fēng)險。

板（袋）式過濾器與自潔式過濾器分別使用不同時間后濾布（棒）對比如圖3所示。

圖3 板式過濾器使用1個月與自潔式過濾器使用1年對比Fig 3 Comparison charts of plate filter after 1 month using and self-cleaning filter after 1 year using on filter cloth(rod)at different times

由圖3可以看出,當(dāng)板（袋）式過濾器使用1個月后，濾布外層顏色已出現(xiàn)明顯的變化，濾布內(nèi)、外層表面可見明顯雜質(zhì)；而自潔式過濾器在使用1 年后，雖然濾棒外層顏色變化如同濾布一樣，但濾棒內(nèi)層濾紙幾乎沒有變化。在使用時間遠(yuǎn)多于板（袋）式過濾器的前提下，依然保持良好的潔凈度，這與自潔式過濾器的自動化運行密切相關(guān)。

3 降 噪

在過濾器的使用過程中，由于吸風(fēng)速度的影響，會造成很大的噪聲污染。而且為了延長板（袋）式過濾器的使用周期，通常將其置于具有過濾功能的吸風(fēng)室內(nèi)。生產(chǎn)系統(tǒng)在運行的過程中，吸風(fēng)室內(nèi)的噪聲已超過工業(yè)生產(chǎn)的要求，吸風(fēng)室外的噪聲也對周圍的生產(chǎn)環(huán)境造成了一定的影響。此外，吸風(fēng)室還會導(dǎo)致緊鄰的生產(chǎn)管線出現(xiàn)輕微的振動。

自潔式過濾器是自成一體的生產(chǎn)設(shè)備，將其置于室外，不僅簡化了工藝布置，而且在生產(chǎn)降噪方面也有一定的作用。2種過濾器的噪聲測試結(jié)果如圖4所示。

圖4 自潔式過濾器與板式過濾器噪聲對比Fig 4 Results of noise comparison of selfcleaning filter and plate filter

從圖4可以看出，自潔式過濾器與板（袋）式過濾器產(chǎn)生的噪聲（0 m）都超過了GB 12348－2008規(guī)定的工業(yè)企業(yè)噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)[10]。當(dāng)與聲源距離1 m時，噪聲都有一定程度的下降，而且自潔式過濾器的噪聲要求更趨近GB 12348－2008 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。隨著與聲源距離的增加，噪聲總體呈下降趨勢。相對于板（袋）式過濾器，自潔式過濾器的噪聲強度有明顯的降低，這說明自潔式過濾器在工業(yè)生產(chǎn)中有相對降噪的作用。而且自潔式過濾器結(jié)構(gòu)簡單，對噪聲的進一步減小有非常大的改造空間。

4 其 他

自潔式過濾器還有著許多其它的優(yōu)點。例如占地空間小，在氣流干燥工藝中，整體尺寸為30 m×30 m×2.5 m 的自潔式過濾器進氣體積流量可以達到500 m3/min，這不僅滿足了工藝生產(chǎn)的需求，而且節(jié)約生產(chǎn)空間、便于優(yōu)化設(shè)備布置。有良好的環(huán)保經(jīng)濟價值，相對于板（袋）式過濾器的濾布（化學(xué)纖維）重復(fù)利用過程繁瑣，自潔式過濾器的濾棒（復(fù)合纖維濾紙）在經(jīng)過長周期的使用后，可以直接進行回收處理，便于重復(fù)利用。而且板（袋）式過濾器的拆裝更換影響到了系統(tǒng)的開、停車，都不可避免的產(chǎn)生了一定的人力、物力消耗；而自潔式過濾器能夠長周期穩(wěn)定、有效的運行，當(dāng)其具有運行障礙的風(fēng)險時，報警系統(tǒng)會將預(yù)警信息自動反饋至操作界面，操作人員可以第1時間進行處理，避免造成故障停車等。

5 結(jié) 論

在氣流干燥的工業(yè)化生產(chǎn)中，自潔式過濾器諸多方面的應(yīng)用優(yōu)勢將會顯著拓寬其使用范圍。而且，隨著科技文明的縱深發(fā)展，智能制造的快速推進，各學(xué)科領(lǐng)域的深度互聯(lián)，自潔式過濾器在智能清潔、無聲過濾、模塊化等方面將呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，這將進一步發(fā)掘其潛在的應(yīng)用價值。