浅析几种常见除尘器在机械化粮库中的应用

杨敬君，张贺松，黎世静，陈小飞

(1.广东省储备粮管理总公司东莞直属库，广东 东莞 523145； 2.东莞深粮物流有限公司，广东 东莞 523145)



浅析几种常见除尘器在机械化粮库中的应用

杨敬君1，张贺松1，黎世静1，陈小飞2

(1.广东省储备粮管理总公司东莞直属库，广东 东莞 523145； 2.东莞深粮物流有限公司，广东 东莞 523145)

介绍了粮食行业常用的除尘系统以及除尘设备的组成和工作原理,并结合近年来的应用实例，从多个方面对几种常见除尘器在机械化粮库中的应用效果和优缺点进行比对分析，提出了机械化粮库中除尘设备及其附属配件配置选型建议，并对存在的问题进行分析，提出一些优化改进措施。

粮库；粮食粉尘；输送设备；除尘器；三防布袋；防爆

在机械化程度较高的现代化粮食仓储物流企业，采用输送设备将物料输送至目的地是必不可少的环节，在这个过程中，散状原粮流进、流出和在输送过程中的抛洒以及输送设备工作面对粮食的冲击、摩擦等，都会使原粮中微细物料或者粉尘离开物料主流飞扬到空气中；而物料高速下落时携带的诱导空气又易使进料斗内形成正压，加剧了粉尘的飞扬。粮食粉尘是粮食物流仓储行业室内外粉尘污染的主要源头，也是发生粉尘爆炸的潜在危险源，对各物料粉尘污染点进行必要的通风除尘和粉尘收集治理，对保护环境、节能减排、洁净生产和保证安全生产都有着非常重要的意义。在输送系统中，配套相应的除尘系统则是降低仓储中转损耗、改善生产作业环境、保障安全生产的关键设施，而除尘器又是除尘系统的重要设备。

1 粮食粉尘概述[1-2]

粉尘是空气污染的重要污染物质之一，是对能够长时间悬浮于空气中的颗粒物总称。在现代化机械粮库中，粉尘污染主要来源于粮食粉尘，其主要成分为有机物，属于不导电有机可燃性粉尘，具有易燃易爆的特性。粉尘爆炸的难易与粉尘的粒度和粒度分布有关，在机械化粮库筒仓储运生产过程中产生的粮食粉尘粒径主要分布于0.1～200 μm，最大的可达400 μm，而小于75 μm的占比达80%左右。

粮食粉尘爆炸历来是粮食加工、仓储运输过程中的安全隐患之一，在粮食进出仓和加工过程中，不可避免地会产生粉尘，其通常以粉尘云或粉尘层的形式存在，在与空气混合后达到一定浓度时，如果遇到足够能量的点火源，就有可能被点燃并发生有巨大破坏力的粉尘爆炸；因此在粮食物流企业的输送系统中，增设除尘系统和选用合适的除尘设备就显得尤为重要。

2 除尘系统[3]

2.1 除尘系统的组成

除尘系统主要由集气罩、进气管道、除尘器、排气管道、离心风机、电机、卸尘装置、粉尘处理与回收系统及其附属设施等组成(见图1)。

图1 高压脉冲除尘系统示意图

2.2 除尘系统的工作原理

利用风机产生的动力，将含尘气体通过风管送入除尘设备内进行净化，净化后的气体由排气管道排出，回收的粉尘由排灰装置排出；电机是为风机提供电力来源的设备，其他设备为配套设施。

除尘系统中负责含尘空气的净化则是由除尘器完成，除尘系统除尘效果的好坏主要取决于除尘器工作状态的好坏。

3 布袋除尘器简介

3.1 概述

除尘器是将粉尘从含尘气流中分离出来的设备，是通风除尘系统中保证空气排放达到环保要求的关键设备，也是含尘空气中具有经济价值粉尘或物料的回收设备。由于含尘气流中粉尘的种类、性质不同，在粉尘分离技术中采用的除尘器类型也各不相同，

布袋除尘器最显著的特点就是对含尘空气中细粒径粉尘的除尘效率特别高，除尘效率一般都在99%以上，属于高效除尘器，可从含尘空气中分离的最小粒径粉尘粒径可达0.01 μm。其工作原理是利用织物或多孔填料层的筛滤作用将粉尘从含尘空气中分离出来。粮食粉尘的易燃易爆、不导电性和80%粉尘粒径小于75 μm的特性决定了粮食粉尘比较适合使用布袋除尘器对其进行收集与处理。

3.2 布袋除尘器组成

常见的布袋除尘器主要由箱体、滤袋及其辅助部分、滤布的清灰系统、排灰机构和控制系统等5部分构成(见图2)，但实现含尘空气中粉尘的分离和净化工作主要是由滤布完成。

图2 除尘器结构示意图

3.3 布袋除尘器除尘工作原理

布袋除尘器除尘工作原理见图3。

图3 布袋过滤清灰示意图

当含尘气体由进风管经进风口切向进入箱体，因体积突然扩张，风速随之降低，一部分重质粉尘首先沉淀下来，落入箱体，经排灰系统排出(直接排出)，轻质粉尘则随气流流向滤袋，空气穿过滤袋，经过上箱体经出风口排出，粉尘则被挡在滤袋外面，不能随气流排出，从而达到了气尘分离的效果。随着时间的延长，滤袋外表面的粉尘不断增加,使得气流穿过滤袋的阻力也随之增加，此时滤布的清灰系统与控制系统协同开始工作，按一定顺序和时间间隔，控制系统控制电磁阀的启闭，此时压缩空气从脉冲阀喷出,使滤袋瞬时膨胀、振动,滤袋表面的粉尘开始脱落，进入灰斗,随后由排灰机构将粉尘排出，脉冲袋式除尘器的各仓室依次进行清灰,完成清灰的仓室随即恢复除尘状态。

3.4 粮库常用布袋除尘器分类[4]

布袋除尘器在实际使用中多根据清灰方式命名，常用的清灰方式为气流反吹风清灰。因为气流反吹风清灰的喷吹时间极短，具有脉冲的特性；因而，气流反吹风清灰的布袋除尘器又常称为脉冲除尘器。

根据除尘器脉冲清灰喷吹气流压力的高低不同，袋式除尘器可分为两类：高压脉冲除尘器和低压脉冲除尘器。高压脉冲除尘器通常是以空气压缩机为喷吹气源设备的反吹风清灰方式，其喷吹压力一般在0.5～0.8 MPa；低压脉冲除尘器多以罗茨鼓风机为喷吹气源设备的反吹风清灰方式，喷吹压力一般在0.05～0.08 MPa，有时也选用YBM型无油滑片气泵或DFT系列无油压力泵。另外，由于结构形式和安装位置的不同，高压脉冲除尘器又可分为两种：高压脉冲除尘器和插入式高压脉冲除尘器。

4 几种袋式除尘器使用场所

广东省储备粮管理总公司东莞直属库是广东珠江 “粮食走廊”的核心库，也是国家粮食现代物流发展规划华南沿海流入通道，“北粮南运”的关键节点库；于2008年建成20个单仓仓容1.1万t的高大浅圆仓，配套输送设备为固定式托辊皮带机、气垫皮带机、刮板机、埋刮板机和斗式提升机等，仓储物流体系已经基本上实现“四散化”作业。

东莞直属库一期建设项目配套低压脉冲除尘器8台，分别位于计量塔、进仓转接塔和浅圆仓仓下，分别用于楼塔内散料秤、塔内搭接输送设备的除尘清灰；高压脉冲除尘器是在运营期间新增的除尘设备，主要负责收集处理地下通廊和地下室输送设备搭接点粉尘的收集处理；插入式脉冲除尘器则用在浅圆仓仓顶，负责粮食入仓流程设备转接点的除尘。

5 3种脉冲除尘器对比分析

低压脉冲除尘器(见图4)、高压脉冲除尘器(见图5)和插入式脉冲除尘器(见图6)各有优缺点，结合近年来的使用情况，本研究主要从反吹气源稳定性、设备安装和吸尘点布置、除尘效果、维护保养工作量等几个方面进行分析比较。

图4 低压脉冲除尘器结构示意图

图5 高压脉冲除尘器结构示意图

图6 插入式除尘器结构示意图

5.1 反吹气源稳定性比较

本项目设备厂家选用YBM系列无油滑片气泵作为低压脉冲除尘器反吹风气源产生装置，该气泵属于容积泵，其工作原理是：石墨滑片安装在开槽的转子中，转子偏心的安装在泵体内，转子转动时，滑片自转子滑道内滑出，紧贴泵体表面滑动，转子、滑片、泵体所形成的腔体随转子的转动，其空间大小呈周期性变化，腔体增大时，吸入空气，腔体变小时，排出介质，周而复始，完成气体的压缩。气泵启动时，转子高速运转，滑道内的石墨滑片快速撞击泵体，容易造成石墨滑片破碎，失去压缩空气功能；另外，由于滑片泵安装在除尘器附近，进气口容易堵塞，影响滑片泵正常运行，因此，无油滑片泵压缩气源压力稳定性差。高压脉冲除尘器和插入式脉冲除尘器反吹风气源来自空压机系统，空压机系统输出的压缩空气压力稳定、质量较好。

5.2 除尘器安装位置及吸尘点布置对比

低压脉冲除尘器和高压脉冲除尘器均采用集中除尘，除尘器通过与之相连的风网系统完成粉尘的收集处理，其吸尘点布局较灵活，单台除尘器可完成多个吸尘点的粉尘处理。除尘器安装位置也较灵活，通常安装在相对较高处，便于收集的粉尘回流到流程设备中，但也应尽量安装在除尘范围流程末端，目的是避免排灰管中的灰尘回流到流程设备中被反复流转；与除尘器配套的除尘风管不宜过长，且应尽量减少平行段，防止粉尘沉降堵塞风管。

插入式扁平滤布高压脉冲除尘器(插入式除尘器)的主要特点是结构紧凑，占地小，就地单点处理扬尘，收集的粉尘直接回流到设备中。插入式除尘器主要安装在散状物料的转卸处，为了保证除尘效果，其安装位置距离扬尘及转卸点要求较严苛，安装在距离搭接点前方2 m处除尘效果较好，因此，插入式除尘器适用于室外空旷的位置，室内通常受限于楼层高度或室内噪音控制要求而不适合选用。

5.3 除尘效果

低压脉冲除尘器在设备运行初始阶段，低压泵运行正常，除尘效果尚可，随着时间的推移，低压泵的造气功能逐渐下降和失效，除尘布袋的清灰过程无法正常完成，进而影响整个除尘系统的正常运行；高压脉冲除尘器是在低压脉冲除尘器的基础上改良而来，其除尘布袋的清灰气源采用空压机系统集中供应，气源稳定，布袋的除尘过滤功能可以长时间保持稳定，除尘系统的除尘效果好。上述两种除尘器的排灰机构均采用料封或关风器，有效将含尘气室与排灰管较好的分隔开，较好保证了含尘气室负压的稳定性。

插入式除尘器自带小风机，运行时使上气室产生负压，从而引导含尘气流集中到除尘气室，粉尘聚积在滤袋外面，通过喷吹系统将粉尘抖落进行除尘；该除尘器通常直接安装在输送设备的盖板上，除尘气室与设备内部直接连通，脉冲反吹风喷吹时，反吹气流易造成设备内部瞬时正压增大，设备密封不严处溢尘较大，喷吹抖落的粉尘也易被除尘器重复收集处理。

5.4 维修保养工作量

低压脉冲除尘器反吹风气源发生装置整机故障率较高，滑片泵的滑片易碎、进气端空气滤芯易堵塞，为保证喷吹气源和除尘系统的稳定正常运行，需要经常性维护保养；低压脉冲除尘器上箱体内含有压缩空气气室，除尘布袋无法从顶部完成更换，操作人员需进入箱体内部，对滤袋进行拆除与绑扎，操作环境十分恶劣；再者，该除尘器脉冲反吹风采用一阀两袋喷吹结构，电磁阀是布袋数量的一半，使用后期维护保养工作量及成本大。

高压脉冲除尘器与插入式除尘器喷吹气源为空压机系统集中供气，气压多稳定在0.5～0.8 MPa，布袋清灰效果较好，但由于喷吹压力较大，电磁阀和布袋使用寿命相比低压来得短，但该除尘器滤袋的更换相比低压脉冲除尘器来得简单，仅需打开顶盖，卸下压板螺栓即可更换，换袋时人处于花板上方的净气侧，与含尘布袋接触时间短暂，换袋工作十分简便，不仅消除了繁重的劳动，还改善了换袋的操作环境；不过，由于高压脉冲除尘器连接着除尘风网，随着使用时间的增长，布袋表面粉尘积聚，风管内的风速不断的下降，风管内部容易发生积尘现象，后期清理维护工作量偏大。

5.5 其他

为确保除尘系统安全稳定运行，除尘设备附属配件的选用也需要加以重视，如除尘布袋应选用“三防布袋”(防水、防油、防静电)，防止布袋受潮、粉尘板结、布袋静电积聚，避免静电放电引起粉爆；脉冲电磁阀与脉冲控制仪也应选用粉尘防爆型；高压脉冲除尘器和低压脉冲除尘器与风网系统将不同区域多台设备连接到一起，万一局部设备发生粉尘爆炸等险情时，对整个设备流程系统安全隔爆较为不利；另外，为了保证除尘效果，集中除尘系统通常选用功率较大的风机，除尘风机安装位置附近的噪音较大，对现场巡视工人的健康不利等。

6 结束语

以上3种除尘器各有优缺点，综合其性能特点和近年来的使用经验，笔者认为在机械化粮库和仓储物流企业中，除尘系统的除尘设备宜选用高压脉冲除尘器，针对高压脉冲除尘器使用过程中暴露出的一些弊端，可以通过一些措施加以改进，如除尘风网容易积灰问题，我们可以在风网中增设风速仪，动态监测风管内的风速，及时更换布袋或增大吸风量，将风管连接部分法兰设计成便于拆装的抱箍式，在平行段每隔6 m设置观察门和清灰口，方便后期风管积灰的清理；除尘风机安装位置附近的噪音较大问题，可以通过选用消音效果较好的消声器改善作业环境。但如何做好除尘系统风网吸风点与之连通设备之间的隔爆还需要业内专家们进步一的研究探讨。

[1] 胡鉴川.浅论粮食筒仓发生粉尘爆炸的原因和预防措施[J].粮食与饲料工业,1983(4):32-35.

[2] 刘 林,孙文学.粮食筒仓粉尘爆炸与防治[J].西部粮油科技,1998(2):43-45.

[3] 吴建章，李东森.通风除尘与气力输送[M].北京：中国轻工业出版社，2009：29-55.

[4] 宋德生.浅谈除尘系统的分类和选型[J].装备制造,2009(8):274.

(责任编辑：俞兰苓)

新技术从玉米芯里“变出”石墨烯

传统印象里石墨烯只能来源于石墨矿物质，现如今有一种新方法颠覆传统，我国专家利用从玉米芯中提取糠醛等物质后剩余的纤维素为原料制备了生物质石墨烯材料，同时还实现了批量生产，已创超亿元产值。近日，由黑龙江大学和济南圣泉集团股份有限公司联合完成的“生物质石墨烯材料绿色宏量制备工艺”项目通过专家组鉴定，鉴定结果认为该项目在国际上首创从生物质中提取制备石墨烯材料的技术路径，方法绿色环保、成本低，生物质石墨烯材料质量高、导电性优异。

(KJRB,2017-05-17)

Analysis of the application of several common dust removers used in the mechanized grain depot

YANG Jing-jun1,ZHANG He-song1,LI Shi-jing1,CHEN Xiao-fei2

(1.Dongguan Depot，Guangdong Province Grain Reserves Corporation,，Dongguan 523145,China;2.Dongguan SZCG Logistics Co., Ltd.,Dongguan 523145,China)

The composition and working principle of dust remove equipment and system that commonly used in the grain field were investigated. Combined with long time running, the application effects, advantages and disadvantages were comparatively analyzed. The optimization suggestion and improvement were given for the configuration of dust remove system and accessory.

grain depot；grain dust;conveying equipment;dust remover; cloth bag of water-proof, oil proof and antistatic;explosion-proof

2017-03-08；

2017-05-26

杨敬君(1987-)，男，研究方向为粮食仓储物流设备。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.06.003

TU249.2

A

1003-6202(2017)06-0009-05