有效集尘“5C”原则

中国粉体网讯  工业集尘可以简单的理解为使用工业级的“吸尘器”来收集生产过程中产生的粉尘。然而如果不重视集尘过程的“5C”原则，集尘系统将难以取得预期效果。

1.捕获（Capture）

集尘系统成功的前提是能有效捕获工业粉尘。捕获速度和配置都是设计吸尘罩的重要参数，ACGIH（美国政府卫生学家会议）为推荐的吸尘罩捕获速度提供了有意义的指导，ACGIH根据与粉尘排放相关的类型和能量提出了一系列捕获速度，包括粉尘毒性和重生产率的因素。例如对于从高速砂轮中飞溅出重颗粒的湿砂磨，可能需要2000 ft/min的捕获速度，而低密度粉尘可能需要200 ft/min。

吸尘罩的几何形状和位置也很重要。一个2英寸Shop-Vac中的软管拾取器不足以捕获大鼓灌装过程中的扬尘释放。相反，围绕滚筒顶部周边的半圆形开槽歧管将更有效。随着高动量粒子的排放，定向的吸尘罩捕捉粒子的轨迹，从而利用流能量捕捉粉尘进入管道。

2.输送（Convey）

如果无法有效地传送粉尘，那么也不会收集到粉尘，反而会堵塞管道。需要足够的输送速度从吸尘罩拾取粉尘并将物料输送到过滤器/收集器与空气流分离。

粉尘需要足够的输送速度以完全悬浮的方式输送物料。集尘管道设计不应设计成移动床密相输送系统，使物料堆积缓慢地通过管道。相反，通常需要约4000 ft/min的空气速度。ACGIH列出一系列建议风管设计速度。

除了足够的速度，管道布局同样重要。应尽量避免90o分支入口、紧邻的多个弯头/入口以及恒定直径的管道。

3.收集（Collect）

如果无法有效收集粉尘，那么设计/安装/运行除尘系统的重点是什么？风扇和正排量（PD）旋转鼓风机用于为集尘系统提供动力。空气动力供应商通过在线设计工具提供性能曲线，展示在特定条件下(例如总体系统阻力、空气温度、气体处理、海拔高度、风扇转速等)的运行范围。

一旦粉尘进入收集器，必须从过滤器中清除粉尘并可靠排放。集尘器的尺寸必须能够处理充满粉尘的空气，以及在集尘过程中漏斗段的装尘量。

如果允许粉尘或收集的散装固体在料斗中积聚，如果物料是粘性的则可能导致桥接和拉索。这些流动问题是料斗以不希望的流动模式排出物料的结果。如果料斗经常清空并且不允许物料积聚，通常可以在集尘器中避免这些问题。可能需要受控振动或脉冲空气/惰性气体扫描来去除附着在料斗壁上的粉尘。

4.清洁（Clean）

如果无法有效清洁过滤器上的粉尘，则会出现颗粒堵塞以及气流大幅减少等问题，导致粉尘捕获/输送无效。

有许多类型的分离器可以除去气流中的粉尘，包括:旋风分离器、袋式除尘器和筒式收集器。旋风分离器使用惯性效应将固体与气流分离，而袋式除尘器和滤芯组件使用物理介质，如布料、合成织物，甚至烧结金属来捕获粉尘/固体，直到过滤器清洁。旋风分离器可以非常有效地分离大颗粒，并且在没有活动部件或过滤器损坏的情况下，可适用于分离具有热流和磨蚀物料。具有过滤介质的袋式收集器或筒式收集器收集效率可达99.99％。带有过滤介质的袋式或筒式收集器收集效率可接近99.99%。过滤器清洗的方法取决于过滤器、收集器的类型和工艺要求与影响。

袋式过滤器和滤芯过滤器必须有足够的过滤面来清洁含尘的空气。对于不同类型的收集器/过滤器，在很大程度上取决于空气流中的粉尘负载以及颗粒尺寸。如果速度过大，则先前从过滤器中除去的粉尘将迅速地拉回到过滤器上，从而增加滤饼堆积并减少通过过滤器的空气流量。

5.可燃粉尘（Combustible dusts）

根据FM Global的研究，大约50％的粉尘爆炸发生在集尘器中。正如NFPA（美国国家消防协会）标准652“可燃粉尘基础”中所述，粉尘爆炸所需的五种成分是：1.可燃粉尘；2.点火（例如热表面、摩擦、电火花放电）；3.分散；4.容器；5.氧化剂（通常为氧气）。

鉴于所有粉尘中有70％可形成爆炸浓度，因此要谨慎评估集尘过程中的粉尘是否会爆燃。可以使用简单的Go / No-go测试来评估这种趋势，通过更先进的测试来确定事件发生并开发安全设备和工艺设计标准。必须进行粉尘危害分析，以评估可能存在火灾，闪火和粉尘爆炸危险的过程、设备和设施区域。当发现危险时，应明确安全操作范围并采取保护措施以阻止危险。

结论

当完成集尘系统的设计或故障排除过程时，很容易关注单个组件而不是组件之间的交互。在这个过程中，专业知识和经验可以产生深远积极的影响，从而生产高效安全的灰尘收集系统。

（中国粉体网编辑整理/江岸）

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