烟草薄片原料净化系统的设计.docx

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烟草薄片原料净化系统的设计

烟草薄片原料净化系统的设计

贾玉鑫中国烟草薄片研究室

罗余作江西井冈山卷烟厂

摘要目前国内薄片生产线，大都采用磁选和选振筛除杂除尘的方法，本文则根据原料中的杂物性质和含尘量，设计出机、风结合的分离净化设备，靠机械振动和风力的负压将原料与尘杂分开，达到净化原料和环境的目的。

关键词薄片生产线原料净化系统设计

　　一、概述

　　由于制造烟草薄片的原料主要来自卷烟生产过程中的下脚料，所以，原料中除尘土外，还混有金属及非金属等杂物。

如：

砂砾、快螺钉、塑料、铝箔纸等。

　　按有关部门提供的测试数据，制丝车间的烟末，含尘率在15％以上，而全车间的下脚料含尘率高达56％以上。

卷、接、包车间下来的烟末、梗签，虽然含尘量低，但混有的杂物较多，一般说来，烟的等级越低，原料中含尘、杂物就越高，这些原料若不做净化处理．直接用于生产薄片，既影响薄片质量又容易损坏设备，并能造成使设备寿命缩短和成本增加的后果。

　　据调查，目前国内的薄片生产线，大都采用磁选和选振筛除杂除尘方法，它对原料净化有一定作用，但效果还不十分理想。

我们则根据原料中的杂物性质和含尘量，设计出机、风结合的分离净化设备，靠机械振动和风力的负压将原料与尘、杂分开，达到净化原料和环境的目的。

　　二、净化工艺及工艺流程图

　　由于原料净化工艺是采用一套设备，来分别完成梗、末两种不同原料的净化任务，并在保证生产流量等于或大于500公斤/小时的设计能力情况下，达到尘、杂、原料三者分离的效果。

因此．我们除使用筛网式的机械振动除杂外，主要是靠风选办法，按照梗、末、杂。

尘的比重不同所需要的风速也不同的原理，进行理论计算和设计。

工艺指标如下：

　　除杂率（包括铁及非铁磁性物质）＞95％

　　除尘率＞98％

　　三、单机性能及工作原理原料净化工艺是由振筛、风管腿、网式切向落料器、星形出料器、旋风除尘器和风机等设备组成（图2）。

　　1．输料振筛该机因为要对净化原料进行均匀输送并对烂烟、盘纸卷等较大杂物进行分离，因此它由定量料斗和分离振筛两部分组成。

料斗设在振筛的起端但并不与之相联，下料口装有控制流量的活板。

　　振筛上装有4目的筛网，用来分离较大杂物。

漏过筛网的物料及尘杂，靠振动输送到前面的风管腿，在此依靠风力把细小的杂物与原料和尘土分离。

振筛出料端装有可调挡料板，控制输送流量。

主要技术参数：

　　设计流量≥500kg／h

　　偏心：

10mm

　　频率：

45Orpm

　　电机功率（6极）：

1.5kw

　　2.分离落料设备

　　该部分由分离风管腿、网式切向落料器、星形出料器、旋风除尘器、风机和风管组成。

　　物料由振筛送入风管口，分离出杂物后，被风带入网式切向落料器，靠切向力，物料向底部沉降，而后被星形出料器的翻板送出。

物料中的尘土，通过网面被风带入旋风除尘器，经过一级净化，尘土落入集尘箱，净风由风机排入大气，整个过程全部采用负压运行。

　　网式切向落料器，因由切向和中心旋转网两部分组成，所以，它具有切向和“T”型落料器两者的优点，对尘、料分离和解决“跑片”及“贴网”现象都有明显效果。

中心旋转网和星形出料器，使用一个电机驱动，既省电又紧凑。

　　由于净化梗签和烟末使用的风速不同，因此，必须按照原料的不同去调节风门的大小。

为方便操作，在调风板上,刻有净化不同原料的风门定位标记，并装有锁紧机构。

主要技术参数：

　　①风机

　　型号：

4一72一4．5A

　　风量：

5730～10580m3／h

　　风压：

258～170mmH20

　　功率：

7.5kw

　　②旋风除尘器：

CPL／B-8.2

　　③切向落料器转网转数：

22.6rpm

　　④星形出料器转数：

28.8rpm

　　⑤转网和星形出料器电机功率：

1.5kw

　　四、净化系统的有关计算数据

　　1．梗签、烟末的悬浮速度

　　原料净化处理中，需知梗签和烟末的悬浮速度，以确定其输送速度。

经实际计算：

　　①梗签在垂直管路中的悬浮速度vf：

　　1.05m／s＜vf＜1.5m／s

　　②烟末在垂直管路中的悬浮速度为0.45m／s。

　　2.原料净化系统的风量、风阻数据与设备选型

　　烟草薄片的原料净化系统是采用负压运行的风选原理设计的，为达到预期的净化效果，做好设备的设计和选型，应对风量、阻力损失进行计算，计算的结果：

　　①风量

　　Q实＝2708～3333m3／h

　　②阻力损失

　　风选系统的阻力损失，不仅与选用和制造的设备有关，而且还受连接管路的长短、直径大小、使用的材料、联接方式等条件的影响，为此要依照生产工艺要求，对设计出的设备、管路进行必要的风阻计算。

计算结果:

　　网式切向落料器阻力损失为△H1：

　　△H1=54．5mmH20

　　旋风除尘器阻力损失为△H2：

　　△H2=115mmH20

　　风管阻力损失为△H3：

　　△H3=15.14mmH20

　　总阻力损失为△H：

　　△H=△H1+△H2+△H3=184.64mmH20

　　③风机选型

　　根据风量和风阻计算结果即可选用合适的风机。

但为了减少噪音，在满足设计条件下,建议选用4－72型风机，不宜选用9－26型高压风机。

　　④风管腿的设计尺寸确定

　　经计算，建议风管腿截面尺寸选用

　　δ=150mm；B＝400mm；

　　（δ为厚度，B为预定风管腿的宽度）

　　⑤切向落料器尺寸确定

　　已知:

　　v进=18～24m/s（切向落料器进口风速）

　　v网＜3.5m/s（切向落料器网面风速）

　　v出=13～15m/s（切向落料器出口风速）

　　B=500mm（确定切向落料器宽度尺寸）

　　求:

进口厚度尺寸δ的数值

　　四、电气控制情况的说明

　　原料净化系统的电气控制较为简单，并且它的所有控制按钮都与全线其他设备一起，装在设有动态模拟显示的电气集中控制盘上。

而每台设备还另有随机开关按钮。

控制系统有主电路、控制电路、模拟电路三部分组成。

特别是模拟电路，能直观地显示加工流水线的情况及拖动电机的运停和调速电机运转的快慢，大大方便了操作人员。

模拟电路控制原理方框图如图3。

　　五、测试情况与结论

　　原料净化系统，通过使用和YZ90型辊压法烟草薄片生产线的鉴定，并通过实物定量检测，证明已达到原设计的要求，是目前国内薄片生产线上值得推广和应用的一项新技术。

现将测试情况公布如下，供大家参考。

　　1．生产能力检测

　　①梗签

　　水分：

13.8％

　　流量：

5O4kg／h

　　②烟末

　　水分：

10.5％

　　流量：

66Okg／h

　　2.除尘除杂能力检测

　　①梗签

　　投料：

40kg

　　风选后净料：

37.75kg

　　占比例：

94.4％

　　杂物：

2kg

　　占比例；5％

　　尘土：

65g

　　占比例：

0.16％

　　②烟末

　　投料：

30kg　　

　　风选后净料：

28.8kg

机械反吹贮料器在薄片生产中的应用

江西井冈山卷烟厂罗余作

　　摘要在薄片生产中应用烟粉与气体分离的新型贮料器，由过去正压输送粉料改为负压输送烟粉；用机械反吹替代了较复杂的气、电控制系统，具有体积小、效率高、工作可靠等特点，并大量减轻了滤袋更换及现场维护的工作量，是一种实用价值较高的贮料器。

　　关键词薄片生产线正压输送负压输送机械反吹贮料器

　　1问题的提出

　　全国烟草薄片设备生产厂，对烟草薄片生产线中的烟粉和气体分离的贮料器从粉碎到贮料，多利用粉碎机所产生的正压气流，将粉料送入滤袋。

为使滤袋更换方便，往往使滤袋直接置于空气中。

由于粉尘和烟末的细微颗粒不断通过滤袋弥漫至整个操作现场，给车间内部环境造成严重污染。

　　使用电控脉冲反吹的设备中，也会造成一部分烟粉贴附于滤袋的表面，堵塞滤袋上的微孔，影响其工作效率。

为解决这一问题，传统的方法是在几十个滤袋的上方均布置一个气嘴，用周期性的反吹迫使烟粉下落，其反吹顺序由电磁阀通过程序控制来实现，同时需专门配备空气压缩机或具有压缩空气气源。

由于滤袋上方固定有气动元件和气动管路，使得滤袋更换十分不便，造成设备成本费用的提高，且给现场的机械、电气维修带来很大麻烦。

　　2机械反吹贮料器

　　为解决存在的上述问题，我们采用了机械反吹技术，并在此基础上，设计出一种新型的负压机械反吹贮料器（以下简称贮料器）。

　　2.1贮料器结构

　　贮料器结构如下图所示。

贮料器是作为烟粉与气体分离及贮存烟粉料的装置。

其外部由针摆减速器6、顶部旋转盖板8、上、中、下三段贮料器筒体11、底盘17、螺旋输送器14、反吹高压风机20、抽风机21及其管道所组成。

三段筒体之间及筒体与顶部旋转盖板、筒体与底盘之间的联接均由橡胶垫（或石棉盘根）密封，以形成一个封闭的贮料器。

内部由反吹风旋转臂7及进风管道、滤袋4及其中间隔板和拨料装置18所组成，并由中间隔板将贮料器分为上、下两部分，下部用于贮存烟粉和进行烟粉与气体分离，上部用于机械反吹和滤袋更换。

　　2.2贮料器工作原理

　　当抽风机开启，经管道从贮料器内抽风并排向空气时，即在整个贮料器内形成负压。

按一定比例掺配的烟丝、烟梗、CMC，经风选、磁选处理并粉碎后，成为烟粉混合物。

随粉碎机的正压气流沿筒体下部的切线方向高速进人贮料器内部。

在离心力与自重的作用下，烟粉降至贮料器底部贮存。

未能与气体分离的烟粉末，随负压气流上升，经滤袋过滤，烟粉被阻留在滤袋的外表面，气体由贮料器上部排出。

阻留在滤袋外表面上的烟粉，也因自重掉在贮料器底部贮存。

粘附于滤袋外表面的部分烟粉，经机械反吹作用，也掉落在贮料器底部。

　　机械反吹以反吹高压风机为动力。

反吹管道从贮料器底部进入，沿中心管道向上至反吹风旋转臂。

旋转臂上开有两个风口，以对应于沿双环状分布的54个滤袋。

当旋转臂风口转到对应于滤袋位置时，反吹空气进人滤袋，使附着在滤袋外表面上的烟粉落下。

反吹风旋转臂每转一周，可将所有滤袋反吹一遍。

　　2.3贮料器使用性能

　　在贮料器的顶部旋转盖板外侧圆周上，均布3个滚轮10和升降螺杆9。

通过其升降，可使盖板沿筒体上部圆形轨道手动旋转3600C进行调整。

调整结束后，松开升降螺杆，滚轮缩回，盖板靠自重压紧胶条而与筒体密封，盖板上设有方形观察孔3，转动旋转盖板后可检查每个滤袋的使用情况并及时更换。

更换滤袋时，打开方形观察孔的盖板，直接从方形观察孔中，抽出已损坏的滤袋，更换后放人即可。

　　反吹风旋转管由行星摆线针轮减速器通过联轴节5所驱动，其转速约1转／min。

考虑到反吹风旋转臂回转中心与针摆减速器回转中心可能有较大误差，联轴节采用复合式万向节连接。

为保证顶部旋转盖板的升降，联轴节允许有一定范围的轴向移动。

　　贮存在贮料器底部的烟粉料，由底部拨料装置把烟粉喂入螺旋输送器14，通过其出料斗13排出，输送至下一个作业点，拨料装置的动力由卧式单级摆线针轮减速器通过一对啮合的锥齿轮副16所提供，其转速约5转／min。

　　螺旋输送装置的粉料提升和控制，采用电磁调速电机，通过改变电机转速来改变螺旋输送器的转速，达到所需的烟粉料输送量。

　　为观察烟粉集贮的工作情况，在底部锥形筒体上开有观察孔19。

　　2.4贮料器技术参数

　　粉料处理量：

100kg／h（实测为175kg／h）

　　过滤面积：

40m2

　　滤袋数量：

54条

　　设备阻力：

981～1177Pa

　　过滤风速：

2～4m／min

　　过滤效率：

99％～99.5％

　　滤袋吹风形式：

机械反吹

　　抽风机型号：

TYPE4-72-1，4.5#

　　风量：

5370～10580m3／h

　　风压：

2530～1667Pa

　　反吹风机型号：

9～19,4A

　　风量：

1401～1978m3／h

　　冈压：

3541～3051Pa

　　风速：

22m／min

　　粉碎机型号：

GXF一400型

　　风量：

≥1430m3/h

　　风速:

≥30m/s

　　2.5贮料器特点

　　机械反吹贮料器的独特之处，采用负压输送烟粉，使贮料器筒体内处于负压状态，即使密封部分出现损坏或发生意外，带有烟粉（末）尘埃的混合气体也不会溢出贮料器筒体外，采用机械反吹风，易损件少，运行可靠，并替代了较复杂的气、电控制系统，采用高压风反吹，动力消耗较低；损坏滤袋的更换较快。

　　自1996年起，负压机械反吹贮料器及其配套的薄片生产线，在我厂使用，运转良好，博得大家好评。