工艺空调在线除尘过滤网材料的研究及应用

刘庚 金伟 曹凯

摘 要：卷烟企业为保障卷烟产品质量，对环境温湿度的控制有较高要求，通常采用组合空调系统来维持一个恒湿恒温与洁净的环境，系统需长时间运行，因此组合空调系统是卷烟企业重要的辅助保障设备。组合空调系统主要包括新风段、回风段、过滤段、表冷段、加热段、加湿段和送风段，车间空气的清洁主要依靠过滤段保障。部分空调区域由于工作场所灰尘过大导致过滤器频繁阻塞，也是烟草行业存在的共性问题。一方面过滤网堵塞造成空调能力下降，影响工艺指标的稳定性；另一方面空调设备运行环境变差，电机运行负荷增大，降低设备使用寿命。要解决过滤网堵塞问题，首先要找到一种适用于在线除尘装置的过滤材料。本文着重介绍一种工艺空调在线除尘过滤网材料以及该材料在卷烟企业工艺空调除尘段的应用。

关键词：工艺空调；在线除尘；过滤网；材料

1 引言

因社会实践机缘，本人有幸参与了《一种工业中央空调初效前置过滤除尘装置》的研发，对此装置所用过滤网材料做了实验和研究，滤材的最终选用满足了工藝空调过滤效果。

卷烟企业为保障卷烟产品质量，对环境温湿度的控制有较高要求，通常采用组合空调系统来维持一个恒湿恒温与洁净的环境，系统需长时间运行，因此组合空调系统是卷烟企业重要的辅助耗能设备。组合空调系统主要包括新风段、回风段、过滤段、表冷段、加热段、加湿段和送风段，车间空气的清洁主要依靠过滤段保障。部分空调区域由于工作场所灰尘过大导致过滤器频繁阻塞，一般1-2天就会造成过滤堵塞报警，需要人工时刻关注，及时清理，也是烟草行业存在的共性问题。一方面过滤网堵塞造成空调能力下降，影响工艺指标的稳定性；另一方面空调设备运行环境变差，电机运行负荷增大，降低设备使用寿命。为解决过滤网堵塞问题，首要问题是研究一种能适用于在线除尘装置的过滤材料，以满足在线除尘设备运行及空调过滤需求。本文着重介绍一种适用于工艺空调在线除尘装置过滤网材料的研究及应用。

2 工艺空调过滤的理论基础研究

卷烟企业为保障卷烟产品质量，对环境温湿度及含尘量的控制有较高要求，通常采用组合空调系统来维持一个恒湿恒温与洁净的环境，工艺空调过滤段主要保证车间空气的过滤。一般工艺空调过滤分为三类：

初效过滤：适用于空调系统的初级过滤，主要用于过滤 5μm 以上尘埃粒子。初效过滤器有板式、折叠式、袋式三种样式，外框材料有纸框、铝框、镀锌铁框，过滤材料有无纺布、尼龙网、活性碳滤材、金属孔网等，防护网有双面喷塑铁丝网和双面镀锌铁丝网。

中效过滤：中效过滤器主要用于中央空调和集中送风系统。中效空气过滤器，主要用于捕集1-5μm的颗粒灰尘及各种上悬浮物，广泛应用于各种空调设备及空调系统中，在对空气净化洁净度要求不严格的场所，经中效过滤器处理后的空气可直接送至用户。中效袋式过滤器（bag filter）边框有冷板喷塑、镀锌板等形式，过滤材料有无纺布、玻璃纤维等，过滤效率60～95%。

高效过滤：高效空气过滤器主要用于微电子工业、精密仪器仪表、医疗卫生、生物工程、制药及食品等行业使用和各类洁净室、洁净隧道、高效送风口、净化工作台、风淋室等净化设备中的空气末级过滤。该产品采用超细玻璃纤维滤料，热溶胶为分隔物，专用铝型材外框，聚氨酯双组份密封胶，闭孔海绵密封条，喷塑钢网匀流板等经过严格的工艺精制而成，捕集0.1～0.5um的细小微粒。

3 在线除尘过滤材料的研究

在线除尘装置内置于工艺空调箱体内除尘段，在空调运行过程中，除尘装置运行，通过过滤网的不断移动，保持过滤段前后压差小于限定值。在线除尘过滤材料需要具备以下几项特征：一是材料为阻燃或非燃材料；二是具备抗拉性能。三是过滤网目数能满足压差与过滤需要。

3.1 过滤材料材质选择

工业上应用的过滤网按其结构分为挠性介质，刚性介质及松散性过滤介质三大类。由于在线除尘装置所用过滤网需要进行卷收，因此从挠性介质过滤材料中选取。

毛织与棉质材料：在碱性介质中，滤布会产生溶胀，而工艺空调中，烟草粉尘具有碱性，不宜选用棉质滤布。聚氯乙烯布：对酸，盐，矿物油，微生物的作用具有稳定能；但受氧化剂，浓碱作用会遭破坏，有光滑的表面，利于卸渣，但只能在60?C以下使用，因此不适用于工艺空调箱体内。聚丙烯布：有很强的耐酸（有机和无机），碱腐蚀能力和弹性。使用温度最高可达110?C，价格低，但布的强度较弱，安装在在线除尘装置不能满足强度要求。腈纶滤网：耐酸碱性、耐腐蚀性佳，阻力低，可反复清洗，过滤效率不受清洗影响，耐冲击强度佳。最终选择腈纶滤网材料。

3.2 过滤材料目数选择

过滤材料目数对于空调过滤器存在两方面影响，一是过滤效果，二是过滤材料前后压差。目数越大，过滤效果越好，但是过滤材料前后压差越大，目数越小，过滤效果越差，但是过滤材料前后压差越小，为在过滤效果与过滤压差之间找到适用于在线除尘装置的最优效果，通过实验收集数据并进行了最佳过滤网选择。

第一项：18目滤材测试，测试初始状态：滤材前负压314Pa，滤材后负压483Pa，初始压差169Pa。测试时长：24小时；测试结果：空调过滤器压差增量78Pa，每小时过滤器压差增量3.25Pa，大于要求2.5Pa。

测试结论：18目滤材虽与空调初效25目接近，但初效为人字瓦楞编织，无法有效过滤烟尘，初效在开机运行后约24小时已见严重阻塞。

第二项：40目滤材测试

测试初始状态：滤材前负压211Pa，滤材后负压517Pa，初始压差306Pa，不满于要求300Pa。测试时长：24小时。测试结果：空调过滤器压差增量43Pa，每小时过滤器压差增量1.79Pa，满足要求2.5Pa。

测试结论：40目滤材可有效过滤部分烟尘，初效滤网肉眼没有观察到烟尘积累，降低初效阻塞情况的设想可以实现，但由于滤网过密，初始风阻过大。

第三项：30目滤材测试

测试初始状态：滤材前负压245Pa，滤材后负压492Pa，初始压差247Pa，满足要求。测试时长：24小时。测试结果：空调过滤器压差增量57Pa，每小时过滤器压差增量2.37Pa，满足要求2.5Pa。

测试结论： 30目滤材在经过24小时运行，可部分过滤烟尘，初效表面出现中度烟尘积累，其过滤效果尚可。

结论：选择30目滤材。

4 在线过滤材料在工艺空調上的应用及效果验证

测试初始状态：空调初效过滤器前负压658Pa，后负压728Pa.观察时间：运行24小时10分。

测试结论：初效过滤器前负压632，滤材后负压759，30目滤材在经过近24小时运行，过滤器表面出现少许烟尘积累，压差增量57Pa，小时增量2.37Pa，满足设计要求小于2.5Pa。

除尘装置过滤材料压差在252Pa-318Pa之间波动，满足运行压差小于320Pa要求，卷材卷进6.6米，速度控制稳定，运转状态良好。

验证：为验证设备长期稳定性，10月20日进行试运行开始，一直运行至11月18日，过滤材料压差最大值达到321Pa停止运行，排除停产时间，在线除尘装置累计运行524小时，满足连续运行145小时要求，完成目标。

新型在线除尘过滤网适用于有烟尘较大的组合空调在线除尘装置，不但可以显著降低人工清洗频次，更对设备使用寿命、节能降耗，提升工艺指标保证上有明显成效。改造完成后单台空调预计年节约费用为5.4万元。

5 结论

1）通过在线除尘过滤网材料的研究及应用，实现了工艺空调在线除尘装置的高效使用，保证了工艺空调过滤效果，同时提高了节能水平，充分满足烟厂空调过滤除尘的需求。

2）在线除尘过滤材料可广泛应用于烟厂工艺空调在线除尘工艺段，同时不需要对工艺空调原有结构进行改造。

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