離線加工回收生產(chǎn)線的煙葉碎屑喂料及除塵輸送

羅開才，吳 俊，胡 寧，金 劍，李存華，祁躍東

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100）

0 引言

煙草企業(yè)打葉復(fù)烤車間產(chǎn)生的各煙葉碎屑，其精細(xì)化分離及分類、回收利用一直是煙草加工業(yè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。尤其是該煙葉碎屑是在葉鋪把分級(jí)，清掃備料區(qū)、各生產(chǎn)線、各機(jī)臺(tái)上或各管道內(nèi)清掃之后產(chǎn)生的，因此該煙葉碎屑成分復(fù)雜，特別其含有的粉塵非常細(xì)小、易以飄逸，且肉眼難以發(fā)現(xiàn)、刺鼻刺眼，幾乎全車間的煙灰粉塵都?xì)w集到該煙葉碎屑中；如果將小于1.5 mm 的煙片歸為煙灰粉末，則約有7.5%左右，按大型復(fù)烤車間生產(chǎn)量來計(jì)量，每天將產(chǎn)生500～700 kg。

由于煙葉碎屑灰塵大、環(huán)境污染大、含非煙雜質(zhì)多，篩分和分揀處理難，其基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)為控制粉塵污染，最佳技術(shù)方案就是設(shè)計(jì)離線加工生產(chǎn)線、實(shí)施無塵化作業(yè)，所以煙葉碎屑的喂料必須是人工操作。一般認(rèn)為：①由于煙葉碎屑的投料為人工，人工能控制粉塵飄逸污染；②由于采用物料均布裝置均勻地向物料提升機(jī)的提升帶上布料，物料均布裝置的密閉性較好，均布輥和杷釘?shù)霓D(zhuǎn)速不高，不需考慮負(fù)壓除塵問題。但實(shí)際情況研究表明，由于煙葉碎屑中的粉塵還未經(jīng)篩分處理，含量極高，極易飄逸，所以喂料時(shí)啟動(dòng)除塵能使后續(xù)工序獲得較好效果。所以，煙葉碎屑回收中的除塵問題，不僅要研究各工序轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)如振篩篩分、離心氣料分離等的除塵問題，還要研究喂料及均布裝置布料過程中產(chǎn)生的除塵問題。由于粉塵對(duì)車間環(huán)境及工作人員的危害較大[1-2]，針對(duì)污染源多增加兩道除塵工序總體上優(yōu)于兩道工序，所以研究煙葉碎屑的喂料平臺(tái)設(shè)計(jì)，針對(duì)投料及均布裝置布料過程中產(chǎn)生的粉塵問題很重要。

1 煙葉碎屑喂料及其除塵輸送的工藝方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)煙葉碎屑的離線加工回收生產(chǎn)線是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包括多級(jí)振篩、重力風(fēng)選、離心氣料分離、麻絲剔除、多級(jí)除雜、負(fù)壓輸送除塵、旋風(fēng)器除塵、除塵房以及電子控制系統(tǒng)等。本文研究煙葉碎屑輸入第一級(jí)振篩的前置工序，即如何將煙葉碎屑無塵化地均布到物料提升機(jī)的輸送皮帶上。

由于原始的煙葉碎屑中粉塵含量高，極易飄逸污染環(huán)境，人工不宜直接將煙葉碎屑投料在物料提升機(jī)的提升帶上，因此應(yīng)設(shè)計(jì)喂料平臺(tái)，通過該平臺(tái)再均勻地向物料提升機(jī)的提升帶上布料；由于投料及采用物料均布裝置向提升帶布料時(shí)，將使煙葉碎屑中的粉塵產(chǎn)生飄逸，尤其是未經(jīng)篩分處理的煙葉碎屑中粉塵含量極高，物料均布裝置中的均布輥和杷釘使粉塵飄逸最多，因此，不僅要研究喂料平臺(tái)上產(chǎn)生粉塵飄逸的問題，還要研究均布輥和杷釘使粉塵產(chǎn)生飄逸的問題。最佳方案還是采用負(fù)壓除塵的方法，將這些飄逸的粉塵通過負(fù)壓管道輸送到除塵房，利用除塵房里的除塵設(shè)備和圓形振動(dòng)篩收集處理，收集煙灰粉末，利于其深加工及環(huán)境保護(hù)。

工藝原理設(shè)計(jì)如圖1 所示，只需將煙葉碎屑放置于喂料平臺(tái)上，再人工推入物料均布裝置，則均布輥和杷釘會(huì)將煙葉碎屑均勻地?cái)備佋谖锪咸嵘龣C(jī)的輸送皮帶上，并輸送到第一級(jí)振篩工序；聚塵罩將煙灰粉塵匯集并輸送到負(fù)壓風(fēng)管內(nèi)，負(fù)壓風(fēng)管銜接于其他工序的負(fù)壓輸送管道，則可使喂料平臺(tái)上和物料均布裝置內(nèi)產(chǎn)生的煙灰粉塵通過負(fù)壓風(fēng)管輸送到除塵房，作進(jìn)一步的篩分處理。

圖1 煙葉碎屑在加工回收生產(chǎn)線上的喂料及除塵輸送方法

2 工作原理

圖1 中，前置于煙葉碎屑加工回收生產(chǎn)線，負(fù)壓風(fēng)管銜接于其他工序的負(fù)壓輸送管道。物料均布裝置兩端分別連接喂料平臺(tái)和物料提升機(jī)，物料提升機(jī)銜接于煙葉碎屑離線加工回收生產(chǎn)線的下道工序如振篩篩分；在喂料平臺(tái)和物料均布裝置的頂部分別設(shè)計(jì)有聚塵罩，聚塵罩的頂部分別設(shè)計(jì)1#、2#負(fù)壓支管并匯集至負(fù)壓風(fēng)管，3 個(gè)負(fù)壓風(fēng)管上分別安裝有空氣流量控制閥，可以調(diào)整調(diào)節(jié)空氣流量控制閥使的空氣壓力差P 及風(fēng)速v，使除塵效果達(dá)到最佳。

2.1 安裝尺寸及布局原理

喂料平臺(tái)設(shè)計(jì)為6000 mm×800 mm 的長(zhǎng)方桌子形，喂料平臺(tái)的三邊分別設(shè)計(jì)護(hù)料板，靠近物料均布裝置一側(cè)的喂料平臺(tái)正上方設(shè)計(jì)梯形體聚塵罩，1#梯形體聚塵罩下底尺寸為3000 mm×900 mm，N=3000 mm，距離喂料平臺(tái)H 為600～700 mm（本文取600 mm），護(hù)料板用于防護(hù)煙葉碎屑堆料和喂料時(shí)掉落（圖2）。

圖2 安裝尺寸及布局原理

其中，喂料平臺(tái)設(shè)計(jì)為6000 mm×800 mm 的長(zhǎng)方桌子形，1#梯形體聚塵罩下方的3000 mm 段用于喂料，其余3000 mm段用于備料，人工將備料區(qū)的煙葉碎屑通過1#梯形體聚塵罩下方推入物料均布裝置的喂料口，再利用均布輥上的杷釘，將煙葉碎屑均勻地?cái)備伒轿锪咸嵘龣C(jī)的輸送皮帶上，物料提升機(jī)和物料均布裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力由傳動(dòng)系統(tǒng)提供。

人工將備料區(qū)的煙葉碎屑通過1#梯形體聚塵罩下方推入物料均布裝置喂料口的過程，將會(huì)產(chǎn)生煙灰及粉塵飄逸，通過1#梯形體聚塵罩上方的1#負(fù)壓支管的作用，這些煙灰及粉塵將會(huì)匯集到1#聚塵罩內(nèi)，最終被1#負(fù)壓支管吸收；同理，物料均布裝置利用均布輥上的杷釘將煙葉碎屑均勻地?cái)備伒捷斔推У倪^程中，也將產(chǎn)生大量的煙灰及粉塵，同樣將匯集到2#梯形體聚塵罩內(nèi)被2#負(fù)壓支管吸收。最后，2#負(fù)壓支管和1#負(fù)壓支管相交，并匯入負(fù)壓風(fēng)管中，負(fù)壓風(fēng)管的直徑銜接于其他工序的負(fù)壓輸送管道，物料最終輸送到除塵房，風(fēng)送動(dòng)力由除塵提供。

2.2 負(fù)壓值技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)

由于除塵效果與管徑、空氣壓力差及風(fēng)速有密切關(guān)系，壓力差及風(fēng)速過小除塵效果差，過大則大量煙片將被抽走，因此需具體現(xiàn)場(chǎng)觀察研究相關(guān)技術(shù)參數(shù)[3-4]。

本技術(shù)方案：負(fù)壓風(fēng)管和負(fù)壓支管的管徑均一致（165 mm），在3 個(gè)負(fù)壓支管上分別設(shè)計(jì)了空氣流量控制閥，這樣可利用各自的空氣流量控制閥調(diào)整管內(nèi)空氣的壓力差P 及風(fēng)速v，以便達(dá)較佳除塵效果。在本應(yīng)用中，空氣的壓力差為25～35 Pa、風(fēng)速為5～10 m/s，有較好除塵效果。

2.3 梯形體聚塵罩設(shè)計(jì)

在物料均布裝置的上部設(shè)計(jì)梯形體聚塵罩，該梯形體聚塵罩下底尺寸和物料均布裝置的上部矩形尺寸一致。一般情況物料均布裝置上部為矩形蓋，只需將該蓋取下則可設(shè)計(jì)（圖3）。

圖3 梯形體聚塵罩

梯形體聚塵罩上部設(shè)計(jì)通孔安裝負(fù)壓支管，在安裝負(fù)壓支管上設(shè)計(jì)定位孔安裝空氣流量控制閥，負(fù)壓支管設(shè)計(jì)為彎曲。梯形體聚塵罩的下底和上底為矩形，下底尺寸為b1×a1（800 mm×400 mm），上底尺寸為b×a（585 mm×185 mm），梯形體高為H1=403 mm，各梯形面為等腰梯形（圖4）。

圖4 梯形體聚塵罩

如圖5 所示，1#梯形體聚塵罩的下底和上底為矩形，下底尺寸為N×N1（3000 mm×400），上底尺寸為M×M1（900 mm×330 mm），高為H2=492 mm，各梯形面為等腰梯形。梯形體聚塵罩上部設(shè)計(jì)通孔安裝負(fù)壓支管，在安裝負(fù)壓支管上設(shè)計(jì)定位孔安裝空氣流量控制閥。

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，梯形體或錐體作為聚塵罩對(duì)空氣均有較好的匯集作用，負(fù)壓除塵效果較好。由于梯形體聚塵罩的上底、下底要根據(jù)物料均布裝置和喂料平臺(tái)的幾何尺寸設(shè)計(jì)，因此只要梯形體的高度確定，各梯形面為等腰梯形。根據(jù)數(shù)學(xué)原理，各梯形角均已確定。聚塵罩在喂料平臺(tái)長(zhǎng)度方向上的覆蓋長(zhǎng)度為3000 mm。

此外，在物料均布裝置的物料出口處的輸送皮帶上設(shè)計(jì)有粘毛帶除雜，以剔除煙葉碎屑中存在的麻絲、絨毛等雜物。

3 結(jié)果與討論

煙草加工企業(yè)要完成煙葉碎屑的回收利用，其關(guān)鍵技術(shù)是要解決控制粉塵污染煙的問題，除塵工序應(yīng)貫穿于煙葉碎屑加工回收生產(chǎn)線的各個(gè)工序。本方案解決了煙葉碎屑人工喂料平臺(tái)設(shè)計(jì)、喂料及均勻布料過程中產(chǎn)生的粉塵問題。

（1）煙葉碎屑為離線生產(chǎn)線、需人工投料，人工喂料平臺(tái)長(zhǎng)6000 mm，其中梯形體聚塵罩下方覆蓋3000 mm 段用于喂料區(qū)、其余的3000 mm 段用于備料區(qū)，因此可以快速實(shí)施人工投料。

（2）由于人工將備料區(qū)的煙葉碎屑通過梯形體聚塵罩下方推入物料均布裝置的喂料口，利用均布輥上的杷釘將其均勻地?cái)備伒轿锪咸嵘龣C(jī)的輸送皮帶上，所以，人工推料和均布輥杷釘布料產(chǎn)生的煙灰粉塵飄逸，會(huì)在負(fù)壓作用下匯集到各自的聚塵罩內(nèi)，通過各自的負(fù)壓支管抽走，加之原始的（未經(jīng)篩分處理）煙葉碎屑中粉塵含量極高，所以本方案除塵效果顯著，為后續(xù)除塵工序或控制粉塵污染打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）負(fù)壓除塵效果取決于管徑、氣壓壓力差和風(fēng)速，因此在3 個(gè)負(fù)壓支管上分別設(shè)計(jì)有空氣流量控制閥，這樣可利用各自的空氣流量控制閥調(diào)整各支管內(nèi)的氣壓差和風(fēng)速，達(dá)到最佳的除塵效果。

（4）按照空氣動(dòng)力學(xué)原理，梯形體或錐體作為聚塵罩對(duì)空氣均有較好的匯集作用，因此除塵效果較好。

本煙葉碎屑離線加工回收生產(chǎn)線作為紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠復(fù)烤聯(lián)合工房建設(shè)的重大工程配套項(xiàng)目，生產(chǎn)線車間已獲全國(guó)現(xiàn)場(chǎng)管理五星級(jí)認(rèn)證和聯(lián)合工房獲綠色建筑標(biāo)識(shí)認(rèn)證，是目前國(guó)內(nèi)唯一通過該評(píng)價(jià)的復(fù)烤聯(lián)合工房項(xiàng)目。

4 結(jié)束語(yǔ)

煙灰粉塵易飄逸，肉眼難見、刺激鼻子和眼睛，在煙葉碎屑加工回收生產(chǎn)線的物料提升機(jī)輸送皮帶的前置部分，設(shè)計(jì)安裝人工喂料平臺(tái)、物料均布裝置及煙灰粉塵的除塵輸送，及時(shí)消除煙葉碎屑投料及布料過程中產(chǎn)生的煙灰粉塵，既為后續(xù)除塵工序或控制粉塵污染打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提升無塵生產(chǎn)水平和工作環(huán)境質(zhì)量，明顯改善員工生產(chǎn)和工作環(huán)境的空氣質(zhì)量，同時(shí)也提高了分離、分類煙片的純凈度。