生活用纸生产企业的粉尘控制

宋小凯 王升朝 陕西炳智机械有限公司

卫生纸机生产过程中产生的粉尘对生产稳定性、能耗、安全、员工健康的危害越来越引起重视，如何加强对粉尘的控制、减少粉尘对企业的影响，笔者提出一些观点供参考。

一 生活用纸生产过程中的粉尘

1 粉尘产生的根源

生活用纸的生产多数以刮刀在缸面上对纸张进行起皱剥离，纸张在高速运行时和刮刀刃口进行剧烈碰撞，会产生纤维碎屑，这是粉尘产生的主要原因。

纸张生产过程中两边会产生毛边，尤其在新月型卫生纸机上，由于其结构特性，两边会有一定数量的毛边，在刮刀处产生粉尘。经过起皱刮刀后，纸张残留在烘缸的细小纤维被清缸刮刀刮下来，也是粉尘产生的原因。

在纸张烘干过程中，纸面上的部分没有缠结紧密的纤维，会因为风嘴的冲击从纸张上剥离出来，形成粉尘。

此外，生活用纸在高速运行中碰到的稳纸器、弧形辊、弧形杠等表面也会因为摩擦产生粉尘。

打浆工艺及盘磨磨片选型不合理，造成过多的纤维切断和帚化，导致浆料内部细小纤维含量增加，也是粉尘产生的根源之一。

2 粉尘的特性

粉尘是细小纤维，具有纤维的特性，粉尘的电镜图如图1。

粉尘作为细小纤维，体积很小，干燥后纤维细胞腔空心，密度小，且容易漂浮，详见表1。

表1 纤维状粉尘和木浆纤维以及粉煤灰的理化参数对比

纤维粉尘再细小也会产生聚集交织，形成纤维团，且具有一定的强度，从而会堵塞用热设备，如图2。

图2 纤维团

纤维作为有机物质，含碳量高，且比表面积大，与空气接触充分，易燃烧。粉尘往往会落在气罩、风机平台、行车梁、行车轨道等难以清理的设施表面上，容易引起火灾。行业内已有很多家企业因为粉尘问题造成比较大的火灾事故。

另外纤维粉尘具有纤维特性，遇到潮湿环境会和空气中的水结合变重形成交织团，在水分和温度合适状态下会发酵腐败，滋生细菌，产生异味，对生产环境造成一些不良的影响。

3 粉尘的危害

● 对员工身体健康造成影响

粉尘比较细小，很容易通过鼻腔进入人体呼吸道，造成尘肺隐患，对员工身体健康造成影响。

● 容易造成火灾隐患

粉尘本质是细小纤维，比表面积大和空气接触充分，长期累积，一旦遇到高温或火花容易引起火灾。

● 清理困难，影响环境卫生

由于纸机很多部位不能在线随时进行粉尘清理，必须停机才可以清理，这样导致停机时间延长，生产环境变差，员工舒适度降低，甚至造成员工招聘困难。

● 堵塞换热设备，影响设备效率，增加蒸汽消耗

换热器多为翅片式，翅片之间容易堵塞粉尘。风道、气罩内部及喷嘴处会有大量粉尘集存，导致热风系统通风量下降，换热效率降低，气罩不能很好发挥辅助加热和排湿功能，导致纸机蒸汽消耗增加。

● 粉尘会进入后续工段，对产品质量造成影响

部分工厂已经遭到投诉，原因是卷纸机处集存的粉尘被卷入大轴内部，在复卷时被带入成品中。终端客户在使用时出现掉出粉尘块的现象。

二 生活用纸企业粉尘管理现状

目前比较大型的卫生纸机采用密闭除尘罩（图3），把造纸机的烘干段和卷取段进行了全密封，除尘气罩带有除尘风机和补风装置，新风补充进除尘罩内把除尘罩内刮刀和卷取所产生的粉尘，抽吸到除尘罩外，进行集中处理，降低车间粉尘，达到环境要求，但密闭除尘罩的使用仍不广泛。

图3 密闭除尘罩

密闭除尘罩一般采用铝合金框架制成，用透明亚克力板进行封闭，方便操作人员观察卷取和起皱系统的运行。除尘罩带有活动门，方便操作人员进出。除尘罩外的除尘风机前段设有旋风除尘器或者水膜除尘器，用于收集粉尘。

换轴卸卷转运时候，密闭气罩顶部和后端自动打开，换卷完成，顶部和后端自动封闭。

除尘罩的投资相对较大，系统运行也要进行成本投入，因此大部分的中小企业还没有意愿进行落实。

除尘罩能够解决大部分起皱和卷取部位的粉尘，但对于烘干过程中产生的粉尘无法去除，热风系统的阻塞问题不能得到完全解决。

目前大多数卫生纸机没有除尘设施，环境中粉尘浓度高，需要停机集中清理。由于纸机运行速度高，很多地方受限于对纸机运行稳定性和纸张质量的考虑不能及时地在线清理，所以生产环境变得不理想，只能停机进行清理，如图4。

图4 停机清理卫生纸机粉尘

部分带有过滤器的卫生纸机，其过滤器要么设计不合理，要么清理困难，管理难度大，造成生产波动，难以适应生产需求。

目前很多过滤器装在风筒上，过滤网的面积只有风筒横截面大，网孔不能太小，小了影响系统通风量，网孔大了粉尘直接穿过网孔，起不到过滤作用。

部分企业虽然加大了过滤网面积，仍然采用人工清理。人工清理不确定性大，风机平台一般环境温度较高，巡查难度大，因此很多过滤器长时间不会被清理，加上采用吹扫装置而非抽吸装置，貌似进行了吹扫，但大部分粉尘被暂时吹到车间空间，一部分又回到了热风系统，空气静稳后又落到平台、气罩、风筒表面，没有得到根治，如图5。

图5 平台、气罩、风筒表面及车间粉尘

三 解决粉尘问题的方法

首先，从打浆工艺和磨片选型上进行改善，减少细小纤维数量，从而降低粉尘数量。建议打浆宜采用提高浓度、轻比压多次打浆的方式，同时更换更加适合的磨片齿形，从而减少纤维过分切断，达到一定的效果。

其次，可增加除尘罩装置，能够极大地降低车间粉尘。这个要依据企业的经济实力及重视程度来考虑。

最后，对原有陈旧的过滤系统进行升级改造，采用自动过滤器，把粉尘融进白水中，最终从白水系统排出整个系统。

四 全自动粉尘过滤器

1 全自动粉尘过滤器工作原理

在热风系统中，含有纸毛、粉尘的热空气经过过滤器的滤网，相关粒径的粉尘被有效阻拦在网面；滤网通过转动机构间歇运动，共有两个行程——向上或者向下，滤网向上运动时，上边的负压真空刷头横向地对网面进行清理；滤网向下运动时，下刷头开始工作，上下刷头可根据网面的干净程度在线调整速度，保证热风系统运行时，过滤器处于最佳的工作状态。粉尘或直接进入纸机的真空系统，或经过专用集尘装置，进入纸机的白水系统。

2 全自动粉尘过滤器结构

粉尘自动清理过滤器由框架、滤网、滤网支撑机构、吸尘刷头、移动机构、滤网转动机构等组成。刷头移动、滤网转动机构在负压区外端，均由PLC程序控制，程序参数均可调整。刷头移动机构分为上下刷头，交替循环工作。滤网为单层网带构成，由步进电机控制，自动进行收放卷，往复循环工作，见图6。

图6 全自动粉尘过滤器结构图

3 全自动粉尘过滤器安装位置及适应性

全自动过滤器安装在热风系统循环风机进口负压段，或者负压换热器前段。这是为了减少热量损失，同时有利于把粉尘清理出热风系统。

全自动粉尘过滤器一般厚度为200～250mm，只需把换热器前面的喇叭口向外移动相应距离，即可安装。

过滤器外形尺寸一般是按照客户现场换热器尺寸来进行设计的，如过滤面积足够大，能够满足通风量，风阻不超过40Pa，则会按照换热器尺寸来做。如换热截面积不能满足通风量要求，则进行单独设计，需要独立空间进行安装。

由于过滤器自身配置的功率不超1kW，如过滤粉尘直接进入纸机真空系统，则过滤器的使用不会影响热风系统的功率消耗。如需要增加除尘专用装置，则每小时不会超过3kW的功率消耗。

4 全自动粉尘过滤器的功效及收益

● 热风系统高效稳定

换热器、风嘴等堵塞现象可大幅度减缓，使风量提高、风压稳定；自动化程度提高，减少人工清理的波动；烘缸进汽和冷凝水温度稳定，从而减少蒸汽的浪费。

● 降低管理难度

采用全自动粉尘过滤器后，可以在操作屏上进行操作。减少了员工的劳动强度，提高设备运行水平，从而降低管理难度，避免人工清理的不确定性。

● 营造安全的生产环境，利于员工健康

可以降低环境中粉尘的含量，对员工身体健康有促进作用；同时降低了气罩、风筒、平台、轨道、电缆等设施上粉尘总量，减少了火灾隐患。

● 避免二次粉尘污染

全自动过滤器收集的粉尘，可融入白水或下水系统，杜绝二次污染空气和设备，极大减缓了空气中的粉尘。

具体投入和收益，详见表2。

表2 河北某企业手动粉尘过滤器和全自动粉尘过滤器收益对比

五 结语

全自动粉尘过滤器既是全密闭除尘罩装置的一种补充装置，同时可以单独作为除尘装置安装在热风或者新风系统，从而降低热风系统的堵塞几率，把粉尘彻底从生产环境中去除。该设备投入不仅起到可以降低员工健康危害、火灾隐患以及优化环境等作用，更为重要的是可以降低纸机的蒸汽消耗并提高车速。在当下激烈竞争环境下是一种经济实用的设备，值得生活用纸生产企业推广应用。