蜂窝式除尘机组在麻纺及麻棉混纺中的应用

蜂窝式除尘机组在麻纺及麻棉混纺中的应用

纺织吸痰是纺织产业中不可或缺的一部分，它与产品的产量、质量和人类健康密切相关。近两年来,麻纺企业的生产有所回升和发展,相应的麻纺行业除尘设备的改造也得到了重视。老的除尘设备(麻纺企业大部分仍在使用LTG内吸式除尘器)已不能适应生产工艺的要求,用新型的除尘设备取代陈旧的除尘设备已是大势所趋。国产蜂窝式除尘机组近几年在江苏、湖南、浙江、湖北、黑龙江等地区的诸多亚麻、苎麻纺织企业得以应用并收到较好效果,取得了一些经验。由于麻纺原料及生产工艺与棉纺、毛纺不同,麻纺除尘系统的设计及除尘设备的选型、配置也应有所不同。本文就麻纺及麻棉混纺除尘技术方面谈些粗浅的看法,以便与同行进行探讨。1麻纺原料原料亚麻、苎麻是麻纺生产的主要原料,初加工后去除大部分非纤维成分,成为麻纺生产的原料。原麻在进行纺纱之前首先要进行脱胶处理,在脱胶过程中经过清酸、煮练、打纤、洗麻、脱水甩干等工序,以破坏和分离、去除非纤维素物质,使有用的麻纤维成为麻纺生产的原料。1.1亚麻纤维纤维的组成苎麻、亚麻的主要成分是麻纤维素(约占65%～80%)。同时含有半纤维素、木质素、果胶、脂蜡质和灰粉等。其中苎麻含灰粉量占2%～5%,亚麻含灰粉量占0.8%～1.3%。从麻纤维组成不难看出,其纤维中原始状态就存在粉尘,并且苎麻要高于亚麻。麻纤维在初加工过程中粉尘量还会继续增加。由于前期处理的环境较恶劣,使苎麻精干麻或亚麻打成麻中,仍含有大量的粉尘、麻屑、皮壳等杂质,约占总产量的1%以上。1.2单纤维与短麻长度麻纤维直径一般在10μm～100μm之间。苎麻单纤维平均长度为60mm左右,长度在45mm以下的为落麻。亚麻单纤维平均长度10mm～26mm,实际采用工艺纤维进行纺纱,其梳成长麻纤维的平均长度为200mm～400mm,机器短麻(落麻)平均长度为140mm～200mm。在麻纺除尘系统过滤的纤尘中,直径在1μm～75μm的称为麻尘,直径在75μm～500μm的称为粗颗粒,75μm～15mm的称为短绒,15mm以上称为短纤维或纤维。1.3短麻等短绒和1尘麻纺生产中,在不同工序、不同机台会不同程度地产生纤尘,特别是纺纱设备梳理、牵伸过程中,将产生大量的短麻、短绒和粉尘。一般长麻生产线的制成率只有50%～53%,短麻、短绒和粉尘占总量的47%～50%,这些纤尘均需进入除尘系统。麻纤维的特点之一就是柔软性差、硬而脆、可纺性差。在纺纱生产加工过程中麻纤维极易断裂,产生大量短绒和麻纤尘。1.4油剂的加标回收麻纤维本身是不含油的,只含有1%～1.8%的脂蜡质。但在前期处理和软麻进程中,需加油处理,油剂由煤油、茶油、锭子油等与其他成分按一定比例混合而成。这些油剂的粘度均较小。所以麻纤维在加工过程中产生的纤尘含有油性。2完成工艺并生成纤维纤维特征2.1短麻生产线长麻生产线原麻加湿→手工分束→栉梳机→[→长麻生产线→短麻生产线长麻生产线:成条→并条→粗纱→煮练→细纱短麻生产线:梳麻→针梳→(精梳)→并条→粗纱→细纱2.2大麻的主要过程软麻→开松→梳麻→并条→精梳→并条→粗纱→细纱2.3大麻和棉纺的主要过程是混合大麻和棉清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱2.4纺织品中麻尘由于麻纺原料的不同、生产工艺不同,所以各工序机台产生的纤尘量不同,纤尘比(纤尘中纤维量与粉尘量之比)也不同。亚麻生产线产纤尘量最大的工序是梳麻,产纤尘量占总产量的30%～35%,其他工序的产纤尘量只占15%～20%。单台栉梳机产量按100kg/h计算,其中产生落麻(短麻)、短绒及粉尘量约为30kg/h。梳麻车间麻尘特点是以短麻、麻屑、粉尘等杂质为主,前纺车间麻尘特点是以短麻、短绒为主,粉尘等杂质次之;细纱车间湿纺时情况较好,干纺时产生的纤尘以短绒为主,粉尘次之。苎麻生产线的梳麻车间和精梳车间产生大量麻尘。苎麻与棉混纺生产中,主要原料是使用精梳落麻和低级棉,因此,苎麻与棉混纺生产中清棉和梳棉工序的纤尘量很大,特别是清棉工序产生的纤尘量是棉纺的3倍～5倍,而且短绒量比例大。各种麻纺工艺流程产生纤尘的共同特点是:纤尘量大、短绒多、粉尘粒径小,且具有油性。3麻纺和棉纺混合排水系统的设计在除尘系统的设计中必须充分认识麻纺及麻棉混纺工艺生产中产生纤尘的特点,确定合理的除尘系统方案,这对除尘系统的运行稳定性十分重要。3.1尘地位式吸尘系统亚麻除尘系统的设计难点是梳麻工序的除尘,因为栉梳机在梳麻过程中产生大量的落麻(短麻)、短绒和麻尘。除尘系统有两种形式,一种是上吸式系统:在栉梳机上部设置吸尘罩,把栉梳机生产中产生的少部分短绒和麻尘吸除,送入除尘机组处理,栉梳机的落麻(短麻)落在机下,由人工收集,可以直接回用;第二种是下吸式系统。在栉梳机下部设置吸尘斗,在吸尘斗的上部装有格栅,在吸尘斗的下部连接吸尘管道,栉梳机生产中产生的落麻(短麻)大部分被阻隔在格栅上,部分落麻(短麻)、短绒和麻尘通过吸尘管道送入除尘机组处理。一般在梳麻除尘系统中尽量不使落麻(短麻)进入除尘机组,这样对除尘设备正常运行有利,同时也不损伤短麻纤维,有利于短麻回用,精梳落麻也是如此。3.2料全或棉纺回花下脚苎麻与棉混纺的清花、梳棉工序的短绒量大,因为苎麻与棉混纺的原料全是落麻(主要是精梳落下的短麻)和棉纺回花下脚或低级棉,除尘系统的纤尘量(特别是短绒)相当大,可以达到棉纺的3倍～7倍,对于此类除尘系统的配置要十分慎重,除尘机组的过滤负荷不宜过大。3.3气流速度除尘系统管网尽量根据工艺机台的分布进行分组,排风量大的机台应单独配管,管路布置力求合理,路线要短,弯道要少,各组风管的风量不宜超过10000m3/h,管内气流速度一般取12m/s～16m/s,进入除尘机组气流速度以小于10m/s为宜,从地沟进入机组时气流速度应取12m/s～14m/s。4除尘机组选型及负荷配置各麻纺厂的原料成分不同、生产工艺不同,生产过程中产生的纤尘量、纤尘比均不同。因此,在除尘机组选型和机组的负荷配置上亦不同。各种不同生产工艺的除尘负荷见表1。4.1窝除尘机组的过滤能力除尘系统的设计风量即为除尘机组的处理风量。除尘机组允许的处理风量Q0(m3/h)亦称除尘机组过滤能力,蜂窝除尘机组在棉纺与麻纺除尘系统中,过滤能力是不同的。除尘机组的规格不同(过滤面积F不同),过滤能力则不同。蜂窝除尘机组的产品说明书中列出了用于棉纺各工序的除尘系统,标明了在不同纺纱品种条件下各规格机组的处理风量Q0,用于麻纺除尘时可以参照选择,一般可按二级尘笼的过滤风量(3500m3/h～4500m3/h)计算。4.2过滤负荷除尘机组的过滤负荷主要指单位过滤面积滤料(一级或二级)在单位时间过滤的空气量,q=Q/F(m3/m2·h),过滤负荷是除尘机组的性能指标,它反映了滤料的过滤性能。用于麻纺除尘系统时,一般的蜂窝除尘机组一级过滤负荷取q1=5400m3/m2·h～11000m3/m2·h,二级过滤负荷取q2=750m3/m2·h～1300m3/m2·h为宜。过滤负荷应根据除尘系统的纤尘性质和纤尘量来确定,过滤负荷的大小对滤料的过滤阻力有影响,过滤负荷大则过滤阻力大,过滤负荷小则过滤阻力小。但是一级过滤负荷过低时,则会造成部分纤尘不附网而在网前沉积,网后的粉尘因气流速度过低而部分沉积在二级底板上,表1列出了在浙江、江苏几家麻纺厂的测试情况。从表1可以看出:一级过滤负荷q1≤5400m3/m2·h时,往往会造成除尘机组底板积尘。如果一级滤网目数低于80目/25.4mm时,则除尘机组二级底板积尘就会更加严重,因为此时穿过一级滤网的粉尘量增加。4.3风机风压太高在除尘系统中,主风机的配置十分重要。它关系到整个除尘系统能否正常运行。主风机的选择关键在风压,必须仔细地计算系统阻力,不宜将风机风压选得太高,这样不仅加大了风机功率,而且加大了除尘机组负荷,还会使风机实际运行时处于不稳定工况,造成系统运行不稳定,甚至会出现“喘振”。除尘系统主风机的选择主要是确定型号规格,而风机规格的确定在于根据除尘系统设计风量Q0和除尘系统的总阻力H0正确地选配风量Q和风压P,计算公式如下:Q=K1Q0(修正系数K1=1.1)P=K2H0(修正系数K2=1.1～1.15)51.过滤装置的配置除尘机组一级、二级滤料的选配主要考虑处理空气中的纤尘性质和纤尘比。5.1级合理的合理选取一级滤网的目数选择决定于除尘系统的纤尘性质,在过滤负荷一定时,一级滤网的目数影响一级过滤阻力和过滤效率。表2列出了不锈钢丝网的规格。从理论上讲,不同规格的不锈钢丝网可以让不同粒径的粉尘通过,即使是120目/25.4mm的滤网也可使麻纺除尘系统纤尘中直径小于100μm粉尘全部通过,但是除尘系统在正常工作时,一级网盘上毕竟有一定量的纤维(或短纤维)被阻留在滤网表面,起到了过滤层作用,大大提高了粉尘过滤效率,其过滤效率要远远高于理论值。一级滤网目数太低,虽然阻力可以减少,但是过滤效率下降,同时增加二级滤尘负荷。一级滤网目数的选择还必须考虑过滤空气中的纤维量与粉尘量的比例(即纤尘比),一般纤尘比大(2∶1以上)可以选择一级滤网目数高一些,因为即使是纤尘总量再大(纤维量大),一级阻力也不会增大很多;反之,纤尘比小(1∶2以下)则一级滤网目数应选择低些,因为当粉尘量多而滤网密时,容易造成粉尘“糊网”,使一级阻力增大。通过试验和分析得出,用于麻纺除尘系统一级滤网目数选择80目/25.4mm～120目/25.4mm为宜。5.2麻纺除尘系统的二级滤料和二级1.2细滤料二级滤料直接影响到滤尘效果,二级滤料的选择主要考虑进入二级滤尘器粉尘的性质以及滤料的分级过滤效率。目前纺织除尘设备二级滤料主要是选用非织造布滤料和长毛绒滤料。蜂窝式除尘机组采用的长毛绒滤料目前有两种型号:JM2型(毛绒较疏)和JM3型(毛绒较密)。在一些对除尘效果要求不高或者滤后空气不直接回用的情况下,可以选用JM2型滤料,对除尘效果要求高或者滤后空气直接回用时,必须选用JM3型滤料。长毛绒滤料具有透气性好、阻力小、容尘量大、粉尘易吸清的特点。当除尘机组运行时,长毛绒均倒在底布上,将稀疏的底布覆盖,粉尘被阻留在长毛绒之间,当二级吸嘴经过时,在真空吸力的作用下,长毛绒被吸引竖起来,粉尘很容易被吸掉。我们经过长期的设计实践和多种工况的测试,用于麻纺除尘系统的二级滤料选JM3型为好,因为麻纺除尘系统的二级粉尘量较多,而且粉尘粒径小,如果使用JM2型滤料,滤后空气的含尘浓度很难达到排放要求,一般JM2滤料过滤效率在97%～98.5%,滤后空气含尘浓度在1.0mg/m3左右;JM3型滤料可以达到过滤效率98.5%以上,一般滤后空气含尘浓度小于1.0mg/m3,关键在于进入二级空气的粉尘分散度(即粉尘粒径分布百分数)直接影响二级滤尘效果(滤后空气的含尘浓度)。表3列出了浙江、江苏几家麻纺厂的测试情况。表3中B厂除尘系统是用于处理亚麻下脚(废麻)的清棉除尘系统,进入除尘机组二级空气的麻尘量大,而且麻尘中含有大量的尘埃,因而尽管使用JM3滤料,二级过滤效率也较高,但是滤后空气的含尘浓度