棉花調濕工藝及應用

〔鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州 450004〕

一、棉花調濕工藝及目的

棉纖維回潮率對棉花的收購、清理、軋花、打包、存儲和運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)都有不同程度的影響。為了實現(xiàn)軋花生產(chǎn)的優(yōu)質高效，應在棉花加工生產(chǎn)線的不同工藝環(huán)節(jié)調整其對應的棉纖維回潮率，如圖1所示。

圖1 不同的工藝對應的棉纖維回潮率

要保證棉花加工企業(yè)優(yōu)質高效生產(chǎn)，應根據(jù)實際生產(chǎn)情況對棉花加工生產(chǎn)線各工藝環(huán)節(jié)的棉纖維回潮率進行及時、合理地調節(jié)，使其滿足工藝要求，棉纖維回潮率在線調節(jié)的工藝過程稱之為棉花調濕工藝。在棉花加工生產(chǎn)線上對棉花進行干燥和加濕并不矛盾，這兩種操作都是對棉纖維回潮率進行適當?shù)母深A，使其達到或滿足各工藝環(huán)節(jié)的工藝要求，其目的都是為了促進棉花加工企業(yè)的優(yōu)質高效生產(chǎn)。

二、棉花調濕工藝及應用現(xiàn)狀

我國棉花加工行業(yè)經(jīng)過二十多年的快速發(fā)展，棉花調濕工藝日益成熟，并逐步被大多數(shù)棉花加工企業(yè)所接受，在棉花加工生產(chǎn)線上，特別是機采棉加工生產(chǎn)線上得到快速推廣和應用。目前，棉花調濕工藝已經(jīng)成為棉花加工生產(chǎn)線的標準配置，逐步形成了以籽棉干燥工藝、籽棉加濕工藝及皮棉加濕工藝為主的棉花調濕工藝應用體系，如圖2所示。本文針對棉花調濕工藝及其應用進行分析探討。

圖2 棉花調濕工藝體系

（一）籽棉加濕工藝及其應用

籽棉加濕工藝通常設置在籽棉清理工藝之后、進入軋花機之前，其設計目的是調節(jié)付軋籽棉的回潮率，減少棉纖維在軋花及皮棉清理過程中的損傷。目前，常見的籽棉加濕工藝分為塔式籽棉加濕工藝、儲棉箱體加濕工藝和簡易加濕工藝三種形式。通過對付軋籽棉回潮率的調節(jié)，使其達到6.5%～8.5%，減少了軋花過程中因籽棉回潮率過低引起的皮棉短纖維過高、棉纖維長度損傷明顯等問題，在軋花工藝環(huán)節(jié)提高了軋花質量及軋花工作效率。

1.塔式籽棉加濕工藝。

在棉花加工生產(chǎn)線上，將進入原配棉絞龍的籽棉通過切換閥導流到加濕絞龍，加濕絞龍將籽棉送入加濕籽棉控制箱，在籽棉控制箱下部加濕氣流與籽棉進行充分混合，并在氣流帶動下進入籽棉加濕機，經(jīng)過籽棉加濕塔加濕后的籽棉經(jīng)過籽棉加濕卸料器與加濕氣流分離后，被送入原配棉絞龍，其工藝流程見圖3。該籽棉加濕方式為熱濕氣流伴隨式加濕，加濕設備相對比較多，加濕均勻性好，但該工藝相對復雜，需要原有棉花加工生產(chǎn)線預留一定的安裝空間。

圖3 塔式籽棉加濕工藝流程圖

2.箱體式籽棉加濕工藝。

在棉花加工生產(chǎn)線上，將加濕氣流直接接入軋花機上方的儲棉箱體，對箱體中自上而下運動的籽棉進行橫向穿透加濕，加濕后的籽棉直接進入軋花機。該籽棉加濕方式為氣流穿透式加濕，設備相對簡單，可進行冷加濕和熱加濕，加濕均勻性稍差，但工藝流程相對簡單，只需要更換軋花機上部的儲棉箱體，其工藝流程見圖4。

圖4 箱體式籽棉加濕工藝流程圖

3.簡易籽棉加濕。

在棉花加工生產(chǎn)線上，將熱濕氣流或濕空氣接入籽棉清理機出棉口位置和配棉絞龍（配棉絞龍需要采用適當?shù)拿芊獯胧﹥炔?，在配棉絞龍內部對運動的松散籽棉進行加濕。該籽棉加濕為氣流伴隨式加濕，可進行冷加濕和熱加濕，加濕效果一般，其工藝流程最簡單，不改變原有棉花加工生產(chǎn)線上設備的布置，其工藝流程見圖5。

圖5 簡易籽棉加濕工藝流程圖

（二）皮棉加濕工藝及其應用

皮棉加濕工藝通常設置在皮棉清理工藝完成以后、進入打包機之前，其設計目的是調節(jié)皮棉纖維的回潮率，減少棉纖維在打包過程中的損傷，同時減輕打包機的負荷。常見的皮棉加濕工藝分為塔式皮棉加濕工藝、集棉塵籠皮棉加濕工藝和皮棉滑道加濕工藝三種。

1.塔式皮棉加濕工藝。

在總集棉管道上，將進入集棉塵籠的皮棉通過導向閥1引入塔式籽棉加濕設備，加濕氣流在皮棉加濕塔內部與皮棉進行充分接觸，在此過程中完成皮棉加濕。加濕完成后的皮棉經(jīng)過導向閥2重新導入總集棉管道，加濕過程為熱濕氣流伴隨式加濕，加濕均勻性好，其工藝流程圖見圖6。該皮棉加濕方式為熱濕氣流伴隨式加濕，加濕均勻性好，所需設備相對較多，工藝流程比較復雜，占地空間相對較大，需要預留一定安裝空間。

圖6 塔式皮棉加濕工藝流程圖

2.集棉塵籠皮棉加濕工藝。

在集棉塵籠網(wǎng)面內部設置氣流管道，將一定壓力的加濕氣流接入集棉塵籠內部，高壓氣流垂直塵籠網(wǎng)面向外噴出，對吸附在網(wǎng)面上的皮棉進行穿透式加濕，皮棉在總集棉塵籠網(wǎng)面上完成加濕過程，其工藝流程見圖7。該皮棉加濕方式為熱濕氣流穿透式加濕，加濕均勻性稍差。設備及工藝流程比較簡單，占地面積較小，只需要更換原生產(chǎn)線上的總集棉塵籠。

3.皮棉滑道加濕工藝。

在總集棉塵籠到打包機之間的皮棉滑道上設置一段底部透氣的特殊滑道，將加濕氣流接入特殊滑道底部，一定壓力的氣流垂直滑道底部向上噴出，對通過滑道的皮棉進行穿透式加濕，皮棉沿滑道上下滑過程中完成加濕，其工藝流程圖見圖8。該皮棉加濕方式為熱濕氣流穿透式加濕，加濕均勻性稍差，設備及工藝流程更簡單，占地面積較小，只需要將原皮棉滑道進行適當改造或更換。

三、棉花調濕工藝應用中存在的問題

以上幾種常見的棉花調濕工藝通過棉花加工生產(chǎn)線的實際應用表明：棉花加濕工藝的加濕效果受環(huán)境溫濕度的影響極大，與棉花烘干工藝相比，棉花加濕更加困難。不管是采用伴隨式加濕方式還是穿透式加濕方式的棉花加濕工藝，雖然都能表現(xiàn)出各自一定的技術優(yōu)勢，但是棉花調濕工藝在應用過程中仍然存在一些根本性的問題需要解決。

圖7 集棉塵籠皮棉加濕工藝流程圖

圖8 皮棉滑道加濕工藝流程圖

（一）普遍采用普通的循環(huán)水霧化方式，水霧的顆粒度較大，不易被熱空氣吸收，而且長時間循環(huán)使用的霧化水雖然得到及時補充，但很容易被氣流中的雜質所污染，容易堵塞噴嘴，對水的霧化效果影響較大。

（二）伴隨式加濕方式的加濕氣流參與籽棉輸送，將籽棉輸送氣流加熱到能夠帶走足夠多水分的溫度所消耗的熱量普遍較高，加濕氣流與籽棉分離后即被直接排空，造成能源的浪費，加濕量越大，造成的能源浪費越多。

（三）穿透式加濕方式的加濕氣流不參與籽棉的輸送，運行過程中所消耗的能量比伴隨式加濕方式小很多，但加濕的均勻性普遍較差，且加濕效果也不太理想。

（四）不管是氣流伴隨式還是氣流穿透式棉花加濕工藝，為達到理想的加濕效果，生產(chǎn)過程中都需要提高加濕氣流的溫度及濕度，然而高溫高濕的加濕氣流很容易產(chǎn)生冷凝，對加濕極為不利。

四、結語

實踐證明在棉花加工生產(chǎn)線上對棉花進行加濕難度較大，要達到比較理想的加濕效果難度更大！不管是氣流伴隨式還是氣流穿透式進行棉花加濕，能切實解決好工藝應用過程中存在的問題，精確控制加濕效果，開發(fā)出節(jié)能型、自動化、智能化棉花加濕工藝，才能適應現(xiàn)有的棉花加工生產(chǎn)線，滿足棉花加工企業(yè)的實際需求，更好地為我國棉花加工行業(yè)服務?！?/p>