有效降低SP31膨胀烟丝机水渍烟丝的技术研究

2022-09-12

我国烟草行业根据国际公约《蒙特利尔议定书》和《中国烟草行业C F C-1 1整体淘汰计划》自2 0 0 1年1月1日开始正式实施以来, 至2007年1月1日全行业已经顺利淘汰氟里昂 (CFC-11) 膨胀烟丝设备生产线, 从而减少了因使用含有氟里昂 (C F C-1 1) 介质的装置对大气臭氧层的破坏。

梅州卷烟厂从2 0 0 2年开始首家第一个引进了由北京长征高科技公司生产的S P 3 1型K C-2烟丝膨胀装置来替代氟里昂 (CFC-11) 膨胀烟丝设备生产线。该设备使用K C-2介质, 不仅可以满足生产工艺的需要, 而且可以大大减少对大气层的污染。同C O2在线膨胀烟丝设备相比S P 3 1烟丝膨胀机具有投资成本低、占地小、对烟丝内在质量影响小等优点, 但是生产能力及自动化程度相对较低。我厂从保证产品内在质量及节约投资成本的角度出发, 陆续选用了4台S P 3 1烟丝膨胀机, 年产膨胀烟丝近1 8 0万千克。从几年来实际使用的情况来看, S P 3 1烟丝膨胀机整体上较好的满足了我厂生产和膨胀烟丝内在质量的控制需要, 但是在生产过程中会造成约2.2 5%的膨胀水渍烟丝 (≥15%水分) , 虽然进行了筛选以保证产品内在质量, 但是增加了工人的工作量及造成一定程度的烟丝消耗, 因此为了减少工人工作量及降低烟丝消耗量, 在避免增大投资的基础上, 我们对现有S P 3 1膨胀烟丝机进行了分析和改进。

1 SP31膨胀烟丝机结构原理

1.1 膨胀烟丝机构造

S P 3 1烟丝膨胀机是一套烟丝工艺处理系统, 经处理的烟丝体积增大, 从而增加烟丝的填充能力, 并使烟丝中焦油及尼古丁含量降低, 用来降低吸烟带来的危害。进行处理的整个过程是由程控器控制的, 一个生产周期分为1 8个工艺步序。这一系统是自动控制的, 并且可靠性高。

SP31烟丝膨胀机由以下主要设备构成:加工罐、热罐、冷罐、冷冻机组、蒸发器和换热器。

1.2 膨胀烟丝机工作原理

SP31烟丝膨胀机是借助膨胀介质K C-2来完成烟丝膨胀处理的, 首先抽空膨胀罐, 让K C-2进入罐内, 对需要膨胀的烟丝进行浸泡。然后回收多余的介质并通入蒸汽, 使温度迅速提高, 这时存留在烟丝中的K C-2迅速汽化膨胀, 将烟丝的细胞壁向外扩张, 增大烟丝的体积提高其填充值。

2 水渍烟丝量过多原因分析

由于S P 3 1膨胀烟丝设备的特殊性, 蒸汽通入加工罐内和烟丝直接接触, 在卸压的过程中会生成一定量的冷凝水, 从而产生水渍烟丝。

经过系统排查发现, 在S P 3 1烟丝膨胀机中, 烟丝屉最上面的一层 (分四层) 的烟丝屉的水渍烟丝量比下面三个烟丝屉都要少;调查同行业内使用同种机型的烟厂, 我们发现水渍烟丝量基本都在2.2 5%左右。

根据目前现象, 我们着重从人员、机器、来料、操作取样方法、环境因素五个方面寻找影响膨胀烟丝水渍烟丝量高的原由。通过反复的对比, 论证、总结, 并对以上五种原因进行系统分析, 最终确定了影响膨胀烟丝水渍烟丝量高的主要原因是机器设计方面:无合理冷凝水回收系统引导蒸汽冷凝水回收。

2.1 蒸汽管路的分析

烟丝在膨胀过程中, 如果蒸汽管道受阻或者是蒸汽饱和度过大会影响水渍烟丝的量。我们检查了汽水分离器, 发现它排量足够也没有堵塞现象, 汽水分离器能正常工作, 排除蒸汽饱和度过大因素。对蒸汽管道, 我们拆查各回收系统的阀门以及气动执行装置, 所有的气动阀门及手动阀门均能正常, 管道没有受阻现象。可见, 蒸汽管路不是影响水渍烟丝量高原因。

2.2 加工罐内部分析

在加工罐开锅时, 检查膨胀烟丝水渍烟丝的分布, 发现膨胀烟丝的水渍烟丝分布在烟丝屉中间的现象相当严重。在膨胀过程中所使用的蒸汽, 由于烟丝屉设计上的不合理, 冷凝蒸汽所产生的冷凝水沿着烟丝屉底部渗入烟丝屉的中部, 在靠近中间范围内形成的局部水渍烟丝量过高。烟丝屉最上面的一层的烟丝屉的水渍烟丝量比下面三个烟丝屉都要少。

因此我们可以得出影响膨胀烟丝水渍烟丝量的主要原因:烟丝屉中间设计的不合理, 通蒸汽后, 无合理排水系统引导冷凝水排放回收, 导致烟丝在中部直接与冷凝水接触形成水渍烟丝。

3 改进后效果与讨论

经过对水渍烟丝量过多的原因分析, 减少膨胀烟丝水渍烟丝量的关键在于引导烟丝屉底部的冷凝水合理回收, 而不会跟烟丝直接接触形成水渍烟丝。要改变现有水渍烟丝局部集中的现象, 减少水渍烟丝量最好的方法是加装导水圈, 合理引导蒸汽冷凝水回收。

通过在膨胀烟丝机的烟丝屉内加装导水圈, 隔绝烟丝与冷凝水直接接触, 改进蒸汽冷凝水回收系统, 可以大大减少水渍烟丝。根据分析, 烟丝屉最上面一层可以不安装导水圈, 但为了保证四个烟丝屉的互换性, 对四个烟丝屉都加装导水圈。在烟丝屉加装导水圈后, 膨胀过程由冷凝蒸汽所产生的冷凝水沿着烟丝屉底部进入导水圈之后, 通过导水圈上均布的Φ3 m m的小孔直接汇入回收管, 不会跟烟丝直接接触, 从而大大减少烟丝屉中部水渍烟丝的量。

经过近一年的运行观察, 膨胀烟丝机对新装的导水圈的适应性增强, 减少了水渍烟丝量高的现象, 烟丝的消耗量也明显的减少了, 设备有效作业率有了较大的提高, 筛检水渍烟丝的时间也从加装前的用时2二分钟每批减少到了目前的1分钟每批。

4 结语

经过对S P 3 1膨胀烟丝机的改进, 得出下列结论: (1) 大大地提高了SP31膨胀烟丝机有效作业率; (2) 有效地减少了SP31膨胀烟丝机生产工艺过程中的水渍烟丝量; (3) 提高了膨胀烟丝的质量, 减少了烟丝的消耗量。

改进后的S P 3 1膨胀烟丝机达到了优质、节能、降耗的显著效果。

摘要：本研究项目主要是针对我厂制丝车间SP31膨胀烟丝机目前存在水渍烟丝量较多的问题, 针对这个问题经过对SP31膨胀烟丝机生产工艺过程一系列系统的分析以后, 通过采用改进蒸汽管路及对加工罐烟丝屉加装导水圈的方法, 并进行反复试验, 试验结果证明:采取上述方法有效地减少了SP31膨胀烟丝机生产工艺过程中的水渍烟丝量, 大大地提高了SP31膨胀烟丝机作业率, 同时减少了烟丝的消耗, 提高了膨胀烟丝的质量。改进后的SP31膨胀烟丝机达到了优质、节能、降耗的显著效果。

关键词：膨胀烟丝机,水渍烟丝,加工罐,蒸汽