气力除尘技术在木材加工中的应用

　在各类木材加工工厂中,都有不同类型不同规格的木材加工设备,这些设备在加工过程中,会产生大量的各式各样的木材碎料,如一台普通的双面刨在连续加工中每小时产生的刨花可达20Okg之多。常见的木材碎料形式一般包括锯屑、刨花、木纤维、木粉、小木块等,一些生产家具的工厂可能还有一些非木质碎料同时产生,如油漆粉尘、含胶粉尘、PVC碎屑等。对这些散碎物料如不进行妥善处理,不仅对产品质量造成影响,还会对环境以及工人身体造成危害,同时也造成了一些火险隐患。进入21世纪,我国经济将继续高速发展,公众对工作和生活环境的要求将更高,有关工业防尘方面的法规将更趋完善,执法力度也将更为加强。所以,木材加工行业中的除尘问题必须得到充分的重视和彻底的解决。



2　实际应用中常见的问题

　　目前,在木材加工行业,气力输送被广泛地应用于散碎木废料的处理上,但由于实际应用中各种因素的考虑不周,以及除尘技术的不完善,各企业中都存在着不同问题。常见问题有以下几种:

2.1　除尘设备的选用不合理。表现为对不同形式的散碎木废料采用相同的除尘设备来处理,造成分离及除尘效果不佳。各类常见木工机床和家具生产设备加工中产生的碎料形式如表1所列,但实际中,由于被加工材料的不同,碎料的性状可能有所不同,如中密度板在铣削和锯削加工中产生的主要是含胶的木粉尘,而不再是片状或粒状。


表1　各种常见废料形式

设备类型 废料形式 数量（kg/h） 重量浓度（kg/kg）
锯类 锯末 10-120 0.02-0.08
刨类、立铣类 片状刨花 100-400 0.08-0.24
车床 片状刨花 80-100 0.07-0.08
镂铣机 团状木屑 80-200 0.07-0.18
钻孔设备 粒状木屑 10-50 0.02-0.04
砂光磨光 木粉 5-20 <0.02

2.2　片面追求抽尘效果,排风风量及风压过大,从而增加设备投入和运行费用。一般说来,在设计计算时,可采用各机床吸料器要求的最小气流量总和加大10%来选择风机的风量。木工机床出厂时一般都对最小吸尘风量进行要求,可作为设计时的参考依据。

2.3　设备安装位置发生变动或新设备安装时,采用直接在系统中接入分支管道或改变原分支管道长度的方法,从而引起气流分配的重新改变,甚至会由于不能保持原来的平衡状态而破坏吸尘装置系统的正常工作。

2.4　设备及管道设计制造质量及安装质量得不到保证,阻力损失较大,漏风严重,影响吸尘效果。对分离设备来说,造成分离效果不佳,产生漏灰现象。

3　设计和布置除尘系统的原则

　　设计车间气力除尘系统时,首先应根据现场的实际情况,确定采用何种结构的系统,再根据车间的平面图和立面图来布置主管道、支管道、风机、除尘器、料仓等的位置。一般在设计与布置时,应考虑如下原则:

3.1　尽量采用室外集中除尘方式,这样不仅能保证车间内的环境,又便于对废料进行集中处理。但需吸尘的机台分布较为分散或数量较少时,也可采用单机式除尘器,能够节省管道制作安装方面的投入。

3.2　主管道的布置要考虑车间采光,走向要兼顾美观,尽量平行或垂直。分支管道除了遵照上述要求外,还要以不影响交通和工人操作为原则,并尽量减少弯头的数量,而且要注意输送的最远距离不要超过250米。

3.3　三通管、多通管、弯头、变径管等要按标准结构设计和制造,并要保证内壁的光滑整齐,接头法兰必须有密封措施,以减少风压及风量的损失。图1中是一些常见的不合理结构,应在设计及安装中尽量避免。



图1　一些常见的不合理除尘管件结构

3.4　机床吸尘口前应加设自动或手动闸门开关,以调节与节约风量。设计布置主管道或物料流量较大的管道时,在弯头、多通、三通的后方以及直立管的下方等易发生堵塞的部位,应开设检查门或检查口,以便随时清除堵塞的散碎物料。
3.5　根据车间加工设备所产生的碎料种类及性状选用分离设备及数量。常见的木材加工产生的散碎废料的分离方法见表2。实际情况中,各车间均有不同的加工设备,产生的废料多是各种性状废料的混合物,如采用集中除尘系统,则应考虑多级除尘的方案,即采用预分离和细分离。


表2　散碎废料的分离方法

废料形式 性状 最小颗粒 分离状态
锯末、钻屑 粒状 100mm 机械除尘
刨花 片状粒状 >100mm 机械除尘
木粉 粒状 1mm 过滤除尘

3.6　风机尽量安装在室外,进风口和出风口与管道相连处要采用软管连接或漆布包裹的方式,以减少噪声及震动。风机进风口前应设筛孔尺寸不大于4cm的铁筛网,防止较大木块或其它杂物对凤机叶轮造成损坏。

3.7　应在管道、风机、分离器及料仓全部选配妥当后,再进行整套系统的计算和设计。一般来说,为了形成较大空气更换量,以尽可能干净彻底地吸走散碎废料,对于木工车间吸尘装置,混合重量浓度应取为O.1kg/kg以下。由于混合浓度较小,故可先按纯空气的情况来进行计算,而将最后得出的压力值增大7%-10%即可。风速选择一般要在20米/秒以上,对于以吸木粉为主的系统,风速应该再提高30-50%。

4　木工车间气力除尘系统常用的几种除尘器

　　由于木材加工行业不同于采矿、水泥等行业,产生的尘屑重量均比较轻,不易分离,因此对分离器的净化效率要求也比较高。一些厂家还专门针对木工行业设计了专用的除尘器。表3是木材加工行业中常用的几种除尘器,在选用时,应充分考虑生产线的实际情况,一般说来,如果是综合性加工,废料形式是刨花、锯末及粉尘的混合物,则应采用两级或多级除尘。若是配料车间或集成材车间,废料形式以片状、块状或较大颗粒状为主,则选用高效旋风分离器即可。若是砂光打磨工段,废料形式以木粉尘为主,数量又不大,则可直接采用布袋、滤筒等过滤式除尘器。在北方高寒地区,为了节能,一般来说需要将排出的热空气净化后送回车间,在其它地区如果车间封闭且排风量较大,为了保证室内压力平衡,不产生较大负压,有时也需将空气送回,这时为了保证室内的空气清洁,则最少要经过两级以上的净化方可送回车间。总之,应以排放空气的洁净度是否达到标准作为选用除尘器的主要依据。


表3　木材加工厂常用除尘器

名称 适用范围 优点 缺点
惯性除尘器 可作为预除尘用 压力损失小 除尘效率低
旋风除尘器 除砂光、磨光工序所有机台 构造简单，投入小 无法处理微细粉末
室内简易袋式除尘器 砂光、锯类等粉尘粒径小、数量少的部位 净化效率高，占地面积小 密封要求高，且需人工清灰及二次运输
脉冲袋式除尘器 所有工序 能自动清灰，净化效率高 需配压缩空气
旋风袋式除尘器 所有工序 配反吹风机无需压缩空气 维护修理不方便
惯性脉冲袋式除尘器 有两级除尘，适合于各生产线 可处理刨花、锯末、粉尘的混合物 占地面积较大
移动式布袋除尘机 适用于单机使用 使用灵活方便 废料需二次运输
滤筒式除尘器 适用于空气回送 净化效率高 要求入口含尘浓度较低，不大于40mg/m3

5　废料的最终处理

　　木材加工产生的碎料由于质量轻,遇风飘扬,极易对环境造成污染,且存在一定的火险隐患,对其最终处理一直是个难题。如果厂内有人造板生产线,可直接送往铺装线;如果有生产用锅炉,可对锅炉进行适当改造后,送往炉膛进行燃烧,还能节约燃煤。目前,这两种办法均有较成型的工艺方案。还有一些厂家开发出一些小型设备,可利用这些废料来生产人造木炭,市场效益也很可观。在废料最终处理过程中,注意要以减少运输次数为原则,尽量一次输送到位,以避免粉尘对环境造成的污染。

6　设计安装及使用中必须考虑的几个安全问题

　　由于除尘系统多为公用设备,一般来说责任落实得都不好,巡视及监护也不到位,比较容易发生问题。所以必须落实专人负责开启关闭和运行巡视。除此之外,在设计安装及使用中还应注意以下几方面：

6.1　设计时要考虑消除静电。因除尘器及料仓内粉尘浓度较大,干燥的废料在管道内输送时,由于摩擦会产生较多的静电,放电现象会造成打火引起粉尘爆炸。室外除尘器如果超出建筑物高度时,还应考虑采取避雷措施。

6.2　料仓内废料长时间堆积,在高温季节易发生自燃现象。在系统性能正常的情况下,一般也会有约2%的废料沉积在输送管底部。因此,应定期对管道、除尘器、料仓等部位进行检查及彻底清理。

6.3　砂光涂漆产品时产生的油漆粉尘易燃易爆,最好单独使用除尘系统,不要和木粉混合,并对其做特殊处理。

6.4　吸料器旁不要放擦机布、工具、零件等物品,教育工人不要使用吸尘管吸衣服或身上的粉尘,以防异物进入管道或风机,引起事故。