10t/h种子加工流水线中除尘系统设计

周军超

摘   要：种子加工过程中产生的大量粉尘不仅会为害作业人员的身体健康，在达到一定浓度的条件下甚至可以爆炸，导致人身、财产损失，而且会对大气造成污染。合理设计种子加工流水线中的除尘系统，不仅可以防止粉尘扩散，保证产品质量，为加工人员提供良好的作业环境，还可以对环境治理起到关键作用。根据生产条件及工艺不同，除尘系统的设计方法也有差异，但其基本理论、原则大致相同。

关键词：10 t/h种子加工流水线;除尘系统;设计

文章编号： 1005-2690（2020）08-0126-03       中图分类号： S339       文献标志码： B

随着日愈严峻的环保问题，在种子加工流水线建设中合理设计除尘系统尤为关键，其直接影响人体健康和环境治理工作。除尘风网系统，按组成形式分为单独风网和集中风网两种，在实际设计中每套流水线通常由2个或3个集中风网组成，有时也会采用单独风网，以保证各设备有足够的风量，而且不受其他设备风量变化的影响[1-2]。

1   粉尘产生的原因及特性

种子在联合收获机收获后夹杂大量的颖壳和灰尘，这些灰尘在输送、流动和振动筛选时很容易分离，通过设备的清理可以迅速去除，但是种子表面和沟槽中也黏附着很多灰尘，在后续的加工过程中，由于不断经过振动给料、提升输送、溜管、皮带输送等一些必要的输送设备，种子之间相互摩擦、种子与设备摩擦，又形成新的黏附性灰尘，所以在种子加工的整个生产中，灰尘是在不断产生的，也是有必要进行连续除尘处理的。

粉尘的特性：①悬浮性：粉尘具有在空气中长时间悬浮的特性。粉尘粒度越小，质量越轻，比表面积越大，吸附空气能力越强，从而越容易飘浮，不易沉降。②凝聚和附着性：当粉尘间的间距非常小时，由于分子引力的作用，就会产生凝聚;当粉尘与其他物体间距非常小时，由于分子引力的作用，就会产生附着。③湿润性：空气中的水分子对粉尘有很强的湿润性，当粉尘被湿润后，尘粒间相互凝聚，逐渐增大、增重，其重量增大，迅速沉降，容易黏结在管道内壁。④自燃性和爆炸性：粉尘浓度增大，提高了粉尘的化学活性，尤其提高了氧化产热的能力，一旦接触到热源达到燃点后，在封闭或半封闭的空间内可燃性悬浮粉尘的燃烧就会导致爆炸。⑤分散度特性：粉尘在通过鼻腔、喉咙、气管上呼吸道后进入肺部，形成尘肺病。⑥荷电性：因天然輻射、尘粒之间的碰撞、摩擦等作用，可使粉尘颗粒带有电荷。

2   除尘风网设计的原则及要求

①吸出物的杂质及粉尘应该相似;吸尘口应正对产生灰尘最多的地方，并保证空气通过尘源进入吸尘口;必要时在吸尘口设有控制风量的蝶形阀门;将排出灰尘质量相同的工艺设备组合在一个除尘风网内。②喂料处采用上部柜式集气罩结构，为防止种子被吸走，吸口风速不应该超过4 m/s。③设备工作的间隙应该相同;彼此相邻的设备除尘及同时运转的设备除尘可以组合在一个风网内。④合理设计管道结构;应尽量减少各设备所需的风量，相应的可以降低功率消耗，降低运营费用，降低除尘设备的投资。⑤除尘器和通风机应尽量靠近所有需要除尘的设备附近并设除尘间，做好隔音降噪处理。⑥室内空气的粉尘总含量不得超过10 mg/m3。

3   10 t/h种子加工流水线除尘风网系统管道设计计算步骤

依据除尘系统风网设计原则，本文中种子加工流水线中除尘风网系统设计为风筛选工段风网、比重选工段风网、包衣包装工段风网。风筛选工段风网包括喂料斗、1号提升机、D106风筛清选机3个吸尘点;比重选工段风网包括2号提升机、比重暂存仓、GA310比重清选机、3号提升机4个吸尘点;包衣包装工段风网包括4号提升机、包衣暂存仓、包衣机、成膜仓、分料输送机、4台全自动定量包装机等9个吸尘点（见图1）。

3.1   风筛选工段风网尺寸计算方法及步骤

3.1.1   摩擦阻力和局部阻力计算

根据资料查得输送含有粉尘的空气时，风道内最小风速为垂直风道12 m/s、水平风道14 m/s。

根据各管段的风量和所选的气流速度，确定各管段的截面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。

本系统选择2-4-5-脉冲除尘器-6-风机-7为最大阻力管线。

对于管段①，根据Q1=300 m3/h≈0.08 m3/s、V1=13 m/s，得出D1=88 mm，取标准规格管道，即选D1=90 mm;查通风管道单位长度摩擦阻力线算图取H1=24 Pa/m（见图2）。

同理，计算确定管段2、3、4、5、6、7的管径及比摩阻，具体结果见各管段风道的沿程摩擦阻力和内部阻力计算表所示（见表1）。

各段风道内局部阻力系数的计算如下。

3.1.2   并联管路阻力平衡测算

为使管段③、④之间达到阻力平衡，在运行时加装蝶阀辅助调节。

3.2   比重选工段风网、包衣包装工段风网尺寸计算方法

以风筛选工段风网为例，类推比重选工段风网、包衣包装工段风网等管路的设计数据及设备选型。

4   除尘器的选用

除尘器在种子加工流水线中起着关键作用，它将各管道收集的粉尘集中排出。除尘风网将含尘空气吸出后，必须将其沉降处理，然后才能排到大气中，否则将污染周围空气与环境。其包含离心除尘器、普通袋式除尘器和脉冲袋式除尘器等。

4.1   离心除尘器

离心除尘器是一种常见的除尘装置，分为下旋型、外旋型、内旋型等;工作原理是含尘空气以较高的速度沿外圆筒切线方向进入后，即在内外圆筒之间和椎体部位作自上而下的旋转运动。由于惯性作用，当尘粒与侧壁接触后，速度迅速下降，经排灰口排出。大部分粉尘沉降后的气流，继续在筒内旋转，随着圆锥筒的收缩而向锥体中心聚集，较为清洁的空气在锥体下端中心又开始旋转上升，形成自下向上的旋转气流，经内圆筒后由通风机将除尘后的气体吹向除尘间。离心除尘器适用于大颗粒粉尘的初、中级净化，净化后的空气中粉尘含量在100 mg/m3以下，如果需要进一步提高除尘效率，可以在离心除尘器后部接入袋式除尘器效果更佳。近年来，实际生产中广泛利用离心除尘器来进行除尘，随着国家保护环境的力度加大，在种子加工中单独采用离心除尘器已经不能达到标准要求。