王艷

作者信息：總經(jīng)理、工程師，無(wú)錫神谷金穗科技有限公司，214142，江蘇無(wú)錫

隨著環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)谷物干燥的整體環(huán)境有一定的要求。谷物干燥不僅要考慮烘干效果，還要考慮后續(xù)的粉塵污染問(wèn)題。目前，需要烘干的谷物的收割方式多以機(jī)械收獲為主，相應(yīng)的石子等雜質(zhì)和稻麥表面的灰塵含量會(huì)減少很多。在谷物循環(huán)干燥過(guò)程中，谷物表面的大部分顆粒（統(tǒng)稱為粉塵）會(huì)脫離谷物，在干燥設(shè)備有縫隙的地方?jīng)_冒出來(lái)，給烘干的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及周圍環(huán)境造成不同程度的影響。谷物表面攜帶的粉塵一般有兩種，粒徑大于10 μm和粒徑為0.25～10 μm的粉塵，對(duì)大氣環(huán)境和人體都有危害。粒徑大于10 μm的粉塵遇到阻力后因重力作用易于沉降和分離，粒徑在0.25～10μm的粉塵分離比較困難，是谷物干燥除塵的主要對(duì)象。

根據(jù)谷物粉塵特性，常見(jiàn)的除塵方式有自然沉降法、噴淋法、旋風(fēng)除塵器及布袋除塵法等，其中布袋除塵法包括脈沖除塵和手（電）動(dòng)簡(jiǎn)易布袋除塵法。

1 自然沉降法

自然沉降法也叫慣性除塵法，是使含塵氣流與擋板相撞，或使氣流急劇地改變方向，借助其中粉塵粒子的慣性力分離并捕集粒子。這種除塵方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力較小，除塵效率較低，一般用于一級(jí)除塵。目前，在除塵環(huán)境要求不高、使用低溫循環(huán)谷物干燥機(jī)的地區(qū)用自然沉降法的比較多。谷物原糧經(jīng)過(guò)烘干后，與其分離出來(lái)的雜質(zhì)包括麥芒、秸稈等大雜和粉塵通過(guò)風(fēng)機(jī)排到除雜間，大雜在碰到擋板后會(huì)自由落體，粉塵則繼續(xù)漂浮直至碰到阻礙運(yùn)動(dòng)的擋板。為了避免壓力損失，不影響干燥效果，一般采用多段擋板方式，擋板的段數(shù)越多，除塵效果越好。擋板段數(shù)n≥2,且為雙數(shù)。擋板的距離，以第1段尤為重要，一般為（1.5～3.0）倍的風(fēng)機(jī)風(fēng)管直徑，距離越大，壓力損失越小。擋板設(shè)置如圖1所示，

圖1 擋板位置示意

2 噴淋法

噴淋法也叫重力噴霧法，是最簡(jiǎn)單的濕式除塵，利用水滴洗滌含塵氣體，使塵粒被粘附、凝聚，進(jìn)而從氣流中分離。這種除塵設(shè)備除塵效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及運(yùn)行安全；缺點(diǎn)是需要處理洗滌后的含塵污水、污泥。在夏天氣溫較高情況下，不及時(shí)清理污水和污泥，容易滋生對(duì)人體有害的蒼蠅、蚊子等；如果凈化有腐蝕性的氣態(tài)污染物，管道和設(shè)備易腐蝕，在寒冷地區(qū)易結(jié)冰，操作費(fèi)用較高。處理不當(dāng)，更加容易引起二次污染。這種方法對(duì)于凈化大于10 μm以上的粉塵粒子的效率可在70%以上，但是浪費(fèi)人工和時(shí)間，且容易產(chǎn)生二次污染，一般國(guó)內(nèi)谷物干燥除塵很少采用。

3 旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)除塵器又叫離心除塵器，是利用旋轉(zhuǎn)氣流的慣性離心力將灰塵從空氣中分離出來(lái)的干式凈化除塵設(shè)備。旋風(fēng)除塵器發(fā)明至今已有百余年歷史，隨著研究的不斷深入，制作技術(shù)已很成熟，各部分的尺寸有一定的比例關(guān)系。除塵器主要由進(jìn)口、筒體、錐體和排風(fēng)口組成，通過(guò)大量試驗(yàn)研究取得了一些實(shí)用阻力計(jì)算公式。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全防火、制作和運(yùn)行成本低，對(duì)10 μm以上的粉塵凈化效率高于90%，得到普遍推廣，多年來(lái)在除塵系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。含塵氣流由切向進(jìn)口進(jìn)入除塵器后，沿筒體和錐體內(nèi)壁自上而下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，向下旋轉(zhuǎn)的氣流稱為外渦旋。外渦旋到達(dá)錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，向上旋轉(zhuǎn)的氣流叫內(nèi)渦旋，最后經(jīng)排風(fēng)管排出。氣流做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在慣性離心力的推動(dòng)下，向氣流形成的旋轉(zhuǎn)體外緣移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)內(nèi)壁邊緣時(shí)，粉塵顆粒會(huì)與內(nèi)壁接觸釋放能量并在重力的作用下，沿壁面滑落到底部的出雜口。見(jiàn)圖2。缺點(diǎn)是離心力與捕集效率與粉塵顆粒的密度相關(guān)，密度越小越難分離，對(duì)于粉塵顆粒密度小的空氣，旋風(fēng)除塵器除塵效率變低，以至于達(dá)不到除塵標(biāo)準(zhǔn)。如果灰斗氣密性不好，漏入空氣，會(huì)把已經(jīng)落入灰斗的粉塵重新帶走，降低除塵效率。這種方法在烘干房?jī)?nèi)的成套設(shè)備一級(jí)除塵中廣泛應(yīng)用，凈化空氣直接吹入集塵房進(jìn)行二級(jí)凈化。

圖2 旋風(fēng)除塵器

4 布袋除塵法

布袋除塵法是含塵氣體通過(guò)布袋濾去其中塵粒的除塵方法。包括脈沖除塵和手（電）動(dòng)簡(jiǎn)易布袋除塵等幾種形式。

自19世紀(jì)中葉開(kāi)始用于工業(yè)生產(chǎn)，特別是20世紀(jì)50年代合成纖維布袋材料的出現(xiàn)、脈沖清灰及布袋自動(dòng)檢漏等新技術(shù)的應(yīng)用，布袋除塵得到了進(jìn)一步的發(fā)展。其優(yōu)點(diǎn)，一是除塵效率高。對(duì)于微米或納米量級(jí)的塵粒除塵效率一般可在99%以上。二是處理氣體量范圍大。三是適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，運(yùn)行成本可靠。缺點(diǎn)是不適宜處理粘結(jié)性和吸濕性強(qiáng)的含塵氣體。谷物干燥機(jī)的布袋除塵一般選用手動(dòng)（電動(dòng)）布袋除塵器，脈沖式布袋除塵價(jià)格昂貴，烘干機(jī)客戶選擇比較少。一般采用下進(jìn)氣方式（見(jiàn)圖3），谷物雜質(zhì)通過(guò)送風(fēng)機(jī)吹入除塵間，大質(zhì)量雜質(zhì)通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)直接落入底部漏斗，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的干凈空氣通過(guò)百葉窗吹到室外。經(jīng)過(guò)一個(gè)烘干季的反復(fù)使用，停機(jī)后進(jìn)行清理，等待下一個(gè)烘干季繼續(xù)使用。布袋除塵選擇時(shí)主要根據(jù)布袋的材料選擇布袋的阻力系數(shù)K，根據(jù)客戶廠房要求和要求除塵的風(fēng)機(jī)總風(fēng)量Q來(lái)計(jì)算總過(guò)濾面積S，進(jìn)而計(jì)算出布袋的長(zhǎng)度L和數(shù)量N。選擇時(shí)最重要的是不能影響烘干機(jī)的使用效果，提高除塵效率。目前布袋除塵中手（電）動(dòng)布袋除塵相對(duì)性價(jià)比高，對(duì)環(huán)境要求比較高的地區(qū)來(lái)說(shuō)是比較推薦使用，也是谷物干燥機(jī)首選的除塵方式。

圖3 布袋除塵器

[1]劉相東,于才淵，周德仁.常用工業(yè)干燥設(shè)備及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.