高效無塵清理篩在糧食清理環(huán)節(jié)中抑塵效果分析

葉維林，葉 威，蘇 勇，羅 慧?，葉婉婉，夏常月，周 超，葉青松

（湖北葉威（集團(tuán)）糧油機(jī)械有限公司，湖北 荊門 448124）

隨著糧食種植的規(guī)?；彤a(chǎn)量作業(yè)需求，糧食在快速機(jī)械化收割和晾曬過程中混入有機(jī)、無機(jī)雜質(zhì)，需要采用清理設(shè)備清理后方可入倉存儲。長期以來，我國的糧食清理設(shè)備一直處于檔次低、產(chǎn)量小、性能差的生產(chǎn)和使用狀況，在糧食清理環(huán)節(jié)作業(yè)時現(xiàn)場粉塵大，嚴(yán)重影響工作環(huán)境和作業(yè)人員身體健康，生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大壓力。

根據(jù)糧食清理作業(yè)方式及現(xiàn)有清理設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀，將振動篩選、比重風(fēng)選、旋風(fēng)分離、脈沖除塵和閉環(huán)氣流循環(huán)等除雜除塵技術(shù)融為一體，研制出高效無塵清理篩，經(jīng)過在中儲糧荊門直屬庫和襄陽直屬庫試驗驗證，既提高糧食入庫效率，保障糧食入庫質(zhì)量，減輕勞動強(qiáng)度，減少糧食產(chǎn)后損失，又實現(xiàn)了節(jié)能減排，降低雜質(zhì)中粉塵對環(huán)境的污染，解決了糧食清理入倉時產(chǎn)量、效益及環(huán)保的矛盾。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

試驗用糧為優(yōu)質(zhì)晚秈稻，為當(dāng)季收購入庫稻谷，于2020年9月—11月在中儲糧襄陽、荊門直屬庫對清理篩、高效無塵清理篩分別進(jìn)行入倉抑塵試驗測試。

1.2 實驗設(shè)備

1.2.1 設(shè)備除塵抑塵工藝

以往糧庫原糧入倉所使用的清理篩基本未進(jìn)行專門的除塵設(shè)計，設(shè)備工藝落后，清理過程中揚塵現(xiàn)象嚴(yán)重，且灰塵直接露天排放，時常導(dǎo)致原糧收購入庫現(xiàn)場灰塵滿天，嚴(yán)重影響了糧庫及其周邊的環(huán)境質(zhì)量、工作人員及糧庫周邊居民的身體健康。為了滿足我國無塵化糧庫的建設(shè)需求，提升原糧清理效率，降低清理過程中出現(xiàn)的揚塵，本研究融合多種除塵抑塵工藝對原糧清理篩進(jìn)行再次設(shè)計，重點解決原糧清理中產(chǎn)量、效益與環(huán)保需求的矛盾。

如圖 1所示，設(shè)備主要組成系統(tǒng)有：進(jìn)料集塵系統(tǒng)、出料集塵系統(tǒng)、多管旋風(fēng)分離沉降系統(tǒng)、振動篩選清理系統(tǒng)、比重風(fēng)選系統(tǒng)、脈沖除塵系統(tǒng)。本研究中設(shè)計的高效無塵清理篩將振動篩選與風(fēng)選相結(jié)合，對原糧中的大雜、小雜、輕雜等各種雜質(zhì)進(jìn)行分離與清理。原糧首先經(jīng)過振動清理裝置分離出其中的大雜、小雜，然后通過風(fēng)選裝置對原糧中的粉塵及輕雜進(jìn)行清理，為了保證揚塵的處理效果，設(shè)備采用多管旋風(fēng)分離降塵和脈沖除塵相結(jié)合的處理工藝，提升對清理過程中揚塵的捕捉、收集能力。設(shè)備中各種除塵抑塵裝置分布如圖2所示。

圖1 高效無塵清理篩系統(tǒng)組成Fig.1 Composition of high-efficiency dust-free cleaning sieve system

圖2 高效無塵清理篩除塵抑塵裝置分布Fig.2 Distribution of high-efficiency dust-free cleaning screens and dust suppression devices

1.2.2 設(shè)備技術(shù)特點

設(shè)備將振動篩選、比重風(fēng)選、旋風(fēng)分離沉降、脈沖除塵和閉環(huán)氣流循環(huán)等除雜除塵技術(shù)融為一體，對入倉散糧進(jìn)行清理，清選后的糧食含雜率可控制在0.7%以下，遠(yuǎn)低于我國糧食入倉含雜率1%的標(biāo)準(zhǔn)。

高效無塵清理篩根據(jù)糧食和雜質(zhì)等物料顆粒的空氣動力學(xué)特性差異，運用其比重、沉降速度和慣性速度不同，將原糧中粗大的莖稈葉雜質(zhì)（稱之為大元雜質(zhì)）和細(xì)小輕的揚塵性顆粒雜質(zhì)（稱之為小元雜質(zhì)）在比重風(fēng)選和旋風(fēng)分離環(huán)節(jié)中進(jìn)行分離沉降，然后進(jìn)入除雜絞龍進(jìn)行統(tǒng)一的收集清除。通過選擇和調(diào)整氣流速度，可針對性去除原糧中皮屑、泥沙等輕質(zhì)雜質(zhì)。在比重風(fēng)選中捕捉的含塵空氣，將通過除塵風(fēng)機(jī)送入經(jīng)過專門適配優(yōu)化的多管離心除塵器中，在正壓氣流流場中實現(xiàn)粉氣分離，分離沉降的粉塵進(jìn)入絞龍閉風(fēng)收集系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一收集和輸送。同時，由多管除塵器逸入絞龍輸送系統(tǒng)的氣流所引起的二次揚塵，將再次通過除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行二次除塵。

為了提高振動清理效果及產(chǎn)量，對清理篩的篩片進(jìn)行改良，縮小了孔直徑與孔間距，使篩孔排列更加緊密，從而提高篩面的利用率，篩面參數(shù)如圖3所示。

圖3 高效無塵清理篩篩片圖Fig.3 High-efficiency dust-free cleaning screen sieve diagram

1.2.3 設(shè)備技術(shù)參數(shù)

實驗裝備及相關(guān)主要參數(shù)信息見表1。

表1 實驗裝備技術(shù)參數(shù)Table 1 Experimental equipment information table

1.3 實驗方法

實驗工藝流程：散裝原糧車輛→接卸設(shè)備→輸送設(shè)備→高效無塵清理篩→輸送設(shè)備→入倉。

分別使用清理篩、高效無塵清理篩進(jìn)行原糧入庫試驗。

每批次原糧入庫清理試驗中每隔 0.5 h使用粉塵測量儀測定清理中心前、后、左、右四個方向5、15、25 m處粉塵濃度值，取其平均值作為設(shè)備作業(yè)范圍內(nèi)粉塵濃度值。

每批次原糧入庫清理試驗完成后進(jìn)行綜合扦樣并檢測雜質(zhì)含量。

紀(jì)錄每批次原糧入庫清理試驗從卸車至原糧入庫完成時間，得出每小時清理量。

2 結(jié)果與分析

2.1 清理篩試驗結(jié)果

襄陽直屬庫和荊門直屬庫清理篩試驗結(jié)果見表2，襄陽直屬庫試驗清理原糧共計4 624 t，產(chǎn)量為45 t/h，5 m處粉塵濃度170.5 mg/m3，15 m處粉塵濃度69.6 mg/m3，25 m處粉塵濃度24.3 mg/m3，入倉粗雜去除率>82%，小雜去除率>70%，輕除去除率>81%，含雜率<1%，符合國家原糧入庫標(biāo)準(zhǔn)。荊門直屬庫試驗清理原糧共計4 567 t，產(chǎn)量為48 t/h，5 m處粉塵濃度169.9 mg/m3，15 m處粉塵濃度71 mg/m3，25 m處粉塵濃度24 mg/m3，入倉粗雜去除率>82%，小雜去除率>70%，輕除去除率>82%，含雜率<1%，符合國家原糧入庫標(biāo)準(zhǔn)。

表2 清理篩在中儲糧荊門、襄陽直屬庫試驗記錄Table 2 Test records of the cleaning screen in the Jingmen and Xiangyang warehouses directly under China grain

續(xù)表2

2.2 高效無塵清理篩試驗結(jié)果

襄陽直屬庫和荊門直屬庫高效無塵清理篩試驗結(jié)果見表3，襄陽直屬庫試驗清理原糧共計4 613 t，產(chǎn)量為75.2 t/h，5 m處粉塵濃度27.06 mg/m3，15 m處粉塵濃度 17.26 mg/m3，25 m 處粉塵濃度6.83 mg/m3，入倉粗雜去除率>90%，小雜去除率>75%，輕除去除率>85%，含雜率<0.6%，符合國家原糧入庫標(biāo)準(zhǔn)。荊門直屬庫試驗清理原糧共計4 607 t，產(chǎn)量為 76.2 t/h，5 m 處粉塵濃度 26.73 mg/m3，15 m處粉塵濃度17.28 mg/m3，25 m處粉塵濃度7.38 mg/m3，入倉粗雜去除率>90%，小雜去除率>75%，輕除去除率>85%，含雜率<0.6%，符合國家原糧入庫標(biāo)準(zhǔn)。

表3 高效無塵清理篩在中儲糧荊門、襄陽直屬庫試驗記錄Table 3 Test records of high-efficiency dust-free cleaning screens in Jingmen and Xiangyang subordinate warehouses of China

續(xù)表3

2.3 清理篩和高效無塵清理篩對比

清理篩和高效無塵清理篩在襄陽直屬庫和荊門直屬庫應(yīng)用對比見表 4，由表 4可知，高效無塵清理篩各項指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的清理篩。高效無塵清理篩與傳統(tǒng)清理篩相比，原糧中大雜、小雜及輕雜的去除率均有提升；設(shè)備產(chǎn)量超過75 t/h，提升 50%以上；入庫原糧含雜率<0.6%，原糧雜質(zhì)含量降低了近40%；同時，數(shù)據(jù)表明，高效無塵清理篩可以大幅降低設(shè)備周圍的粉塵濃度，最大降幅達(dá)90%以上。

表4 試驗結(jié)果對比Table 4 Comparison of test results

3 結(jié)語

綜合兩地直屬庫現(xiàn)場試驗結(jié)果，高效無塵清理篩可把清理后糧食入倉含雜率控制在平均0.6%以內(nèi)，完全可以滿足我國入倉糧食含雜率1%標(biāo)準(zhǔn)，同時該設(shè)備的抑塵效果能保證設(shè)備作業(yè)范圍5 m處粉塵濃度不高于30 mg/m3，15 m處不高于20 mg/m3，25 m處不高于10 mg/m3，同時產(chǎn)量為75 t/h(稻谷計)。

隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，導(dǎo)致糧庫與糧食加工企業(yè)附近就是居民區(qū)，一到收購季節(jié)“灰塵滿天飛”，附近居民投訴量不斷增加，庫區(qū)工作員不堪其擾，但糧食儲備關(guān)乎國計民生，從而產(chǎn)生了收購時產(chǎn)量、效益及環(huán)保的矛盾。高效無塵清理篩可有效解決此問題，大幅提高入倉效率，降低糧食顆粒清理后的含雜率，有效提升工作環(huán)境和保障作業(yè)人員身體健康，與現(xiàn)有市場上的清理產(chǎn)品相比，在清理效果、產(chǎn)量、環(huán)保性能、使用方便性、可靠性方面具有顯著優(yōu)勢，符合我國建設(shè)環(huán)境友好型可持續(xù)發(fā)展社會的戰(zhàn)略目標(biāo)，為實現(xiàn)綠色、環(huán)保儲糧提供了有效途徑。