印刷裝訂廢料的粉塵治理

一本精美完整的圖書主要通過制版、印刷、裝訂三大工序完成加工，其中裝訂是最后一道工序，不僅工種多，機器式樣、型號繁多，加工方法也多，是一個藝術(shù)加工的操作工序。書刊在裝訂過程中，根據(jù)不同的工藝環(huán)節(jié)，不僅會在銑背、拉槽、分切(中鋸)工藝中產(chǎn)生大量粉塵和紙邊，同時在膠裝三面切、騎訂三面切、勒口機環(huán)節(jié)也會產(chǎn)生部分粉塵和紙邊。傳統(tǒng)處理方式是將紙邊和粉塵通過風機和管道輸送至廢紙房，然后沉降打包。但我國粉塵處理設(shè)備早期在技術(shù)上還相對落后，不夠成熟，很多印刷企業(yè)在粉塵治理上也存在一些問題，本文將和大家對此進行探討，并分享北京新華印刷有限公司(以下簡稱“新華印刷”)的一些經(jīng)驗和心得。

　　大部分印刷企業(yè)存在的粉塵治理問題

　　大部分印刷企業(yè)在印刷裝訂廢料的粉塵治理上存在以下幾點問題。

　　(1)既沒有紙邊收集、打包裝置，也沒有粉塵處理系統(tǒng)，紙邊和粉塵直接吹至打包房，自然沉降。

　　(2)紙邊和粉塵采用的旋風分離器分離不清，有較大的風和粉塵從打包機的間隙噴出，彌漫在廢紙房和車間。大量粉塵跟隨風排放至室外，對周邊環(huán)境造成污染。

　　(3)除塵系統(tǒng)采用正壓工作，粉塵亂飛。

　　(4)除塵系統(tǒng)沒有安全保護措施，存在很大安全隱患。

　　(5)廢紙房地面、墻壁有大量粉塵附著。

　　(6)電氣控制設(shè)備安裝在廢紙房內(nèi)，極易發(fā)生安全事故。

　　(7)粉塵主要集中在廢紙房，廢紙房內(nèi)粉塵濃度較大，極易發(fā)生粉塵爆炸、火災(zāi)等安全事故。而且工人長期在廢紙房工作，吸入大量粉塵，容易形成矽肺等職業(yè)病，對操作工身心健康危害較大。

　　新華印刷的粉塵治理歷程與心得

　　2014年國家頒發(fā)的《嚴防企業(yè)粉塵爆炸五條規(guī)定》(總局令68號)中指出：

　　(1)必須確保作業(yè)場所符合標準規(guī)范要求，嚴禁設(shè)置在違規(guī)多層房、安全間距不達標的廠房和居民區(qū)內(nèi)。

　　(2)必須按標準規(guī)范設(shè)計、安裝、使用和維護通風除塵系統(tǒng)，每班按規(guī)定檢測和規(guī)范清理粉塵，在除塵系統(tǒng)停運期間和粉塵超標時嚴禁作業(yè)，并停產(chǎn)撤人。

　　(3)必須按規(guī)范使用防爆電氣設(shè)備，落實防雷、防靜電等措施，保證設(shè)備設(shè)施接地，嚴禁作業(yè)場所存在各類明火和違規(guī)使用作業(yè)工具。

　　(4)必須配備鋁鎂等金屬粉塵生產(chǎn)、收集、貯存的防水防潮設(shè)施，嚴禁粉塵遇濕自燃。

　　(5)必須嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程和勞動防護制度，嚴禁培訓(xùn)不合格和不按規(guī)定佩戴使用防塵、防靜電等勞保用品的員工上崗。

　　印刷行業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè)，多年來一直這樣生產(chǎn)，裝訂過程中產(chǎn)生的紙粉到底是不是屬于爆炸粉塵，在粉塵治理過程中需不需要進行防爆處置，單純治理費用都是好幾倍的增加，所有人都一頭霧水。針對這些問題，新華印刷委托中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院對紙粉樣品進行爆炸特性參數(shù)測試，測定粉塵樣品的粉塵最大壓力、粉塵最大爆炸壓力上升速率、粉塵爆炸下限濃度MEC、粉塵云最低著火溫度MITL共5個粉塵爆炸特性參數(shù)，并確定粉塵樣品的粉塵爆炸指數(shù)。根據(jù)測試結(jié)果得出，粉塵樣品Kst指標介于5MPa·m/s，根據(jù)相關(guān)評定指標，粉塵樣品具有爆炸性，屬于爆炸性粉塵。

　　新華印刷因粉塵問題困擾多年，做過幾次改造，最終效果都不滿意。2016年，北京市安監(jiān)局聯(lián)合開發(fā)區(qū)相關(guān)部門與新華印刷作為印刷工作粉塵治理項目的試點工作。新華印刷聯(lián)系了專業(yè)生產(chǎn)粉塵處理設(shè)備的制造商揚中市靈新風機氟塑有限公司(以下簡稱“揚中靈新”)，由揚中靈新負責設(shè)計、制作、安裝、調(diào)試，中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院負責技術(shù)審核，新華印刷除塵系統(tǒng)改造項目最終于2017年5月23日通過粉塵防爆國家專家組的驗收，并于2017年年底獲得了北京市安監(jiān)局頒發(fā)的安全創(chuàng)意獎。筆者認為在粉塵治理方面應(yīng)重點從以下幾個方面考慮。

　　1.排廢風機

　　排廢風機需根據(jù)紙張定量、紙邊寬度、紙屑特點、輸送距離、紙張?zhí)匦缘纫蛩�，合理選擇。管道風速在20～30m/s范圍內(nèi)，風機壓力要克服管道阻力，保證將機臺產(chǎn)生的紙邊、紙粉、紙屑抽吸干凈。排廢風機放在末端，管道連接處密封完好，紙邊除塵系統(tǒng)在裝訂車間為負壓運行。

　　2.板式紙氣分離器

　　板式紙氣分離器的選型是根據(jù)碎紙風機的數(shù)量、管道直徑、紙種合理選配，不宜太大，夠用就行，避免在分離器內(nèi)形成渦流，造成系統(tǒng)堵塞。

　　3.布袋除塵器

　　建議采用防靜電布袋除塵器。含紙毛氣流進入布袋除塵器，由于風速降低，大長紙毛直接落入清灰箱，粉塵粘附在布袋外，脈沖控制儀定時控制電磁閥啟閉，向布袋內(nèi)吹高壓空氣，使布袋快速膨脹，產(chǎn)生共振將粉塵清理至粉塵收集箱。過濾風速為2.0～2.5m/min，配置防爆、泄爆、壓力監(jiān)測、報警系統(tǒng)。

　　4.除塵風機

　　除塵風機的風量要大于排廢風機的風量總和(包含預(yù)留的風機風量)，風壓為3000～4000Pa，配置減震、消音裝置。

　　5.控制系統(tǒng)

　　整套除塵系統(tǒng)實現(xiàn)自動化運行。在板式紙氣分離器上安裝壓力檢測裝置，由PLC實時運算指令變頻器改變除塵風機頻率，使系統(tǒng)壓力平衡。簡單地說，就是前面排廢風機送多少風過來，除塵風機抽多少風走。注意避免打包機內(nèi)正壓或負壓太大，出現(xiàn)粉塵向外噴或紙邊懸浮在分離器內(nèi)造成系統(tǒng)堵塞。配置防雷裝置、系統(tǒng)連鎖。

　　6.安全措施

　　(1)依據(jù)GB 50057-2010 4.3.2條，金屬物體可不裝接閃器，除塵系統(tǒng)排風管道不高于屋面防雷網(wǎng)，排風管道與屋面防雷裝置相連。排風管出屋頂高度不超過1.0m，排風管壁厚不小于2.5mm。

　　(2)除塵系統(tǒng)增設(shè)人工接地極，接地電阻不大于4Ω。除塵系統(tǒng)法蘭之間用導(dǎo)線連接。

　　(3)布袋除塵器下部安裝的電動卸料器內(nèi)部接觸粉塵的軸承使用封閉軸承，與粉塵空間連接處用軸封。

　　(4)增加消防滅火設(shè)施，如排廢風機堵塞會摩擦起火，為防火考慮在除塵風管上安裝滅火噴嘴，配置35kg干粉滅火器罐和防爆膠管、電磁閥、氣動開啟裝置。除塵器上安裝一體化熱電偶(0～100℃)，控制系統(tǒng)實時采集溫度信號并在觸摸屏上顯示，觸摸屏上可設(shè)置滅火溫度，常規(guī)設(shè)置70～80℃，超過設(shè)定溫度，PLC將指令開啟滅火裝置，35kg干粉在30s時間內(nèi)全部噴入布袋除塵器滅火。布袋除塵器滅火系統(tǒng)啟動后，除塵系統(tǒng)自動停機。

　　(5)布袋除塵器安裝泄爆裝置，用泄壓導(dǎo)管引至室外，安裝壓差檢測裝置，進行壓力比對、報警、停機。

　　(6)板式紙氣分離器上安裝壓差檢測裝置，輸送至PLC并指令排風機變化頻率，保持除塵系統(tǒng)微負壓，防止粉塵溢出。各部位連接處使用密封墊保證除塵系統(tǒng)密封。板式紙氣分離器安裝泄爆裝置，用泄壓導(dǎo)管引至室外，每條風管進口增加止回閥(隔爆)。

　　(7)電氣配電柜及PLC柜獨立放置于廢紙打包房外，至少與除塵間墻體相隔。電氣配電柜及PLC柜內(nèi)主進線斷路器負載側(cè)設(shè)置浪涌保護器(SPD)。變頻器采用ABB風機、水泵專用型。

　　(8)除塵系統(tǒng)安裝調(diào)試后，編制使用說明書，指導(dǎo)操作工正確使用和維護除塵系統(tǒng)。

　　(9)電氣系統(tǒng)防爆措施：

　　a.電源進線僅允許采用三相五線制，即零地不允許混接。

　　b.在主電源進線斷路器負載側(cè)加裝浪涌吸收器。擬選用施耐德iRPD1 20r 3P+N型，其具體參數(shù)如表1所示。

　　c.在除塵風機電機配備的強制散熱風扇線路中增加相序保護器。擬選用施耐德RM17-TE00，具備相序檢測、缺相檢測、相不對稱、過壓及欠壓檢測功能。

　　d.除塵風機采用變頻器控制，變頻器具備缺相、過流、短路保護功能。

　　e.在高粉塵環(huán)境現(xiàn)場的電機、按鈕盒等線路采用阻燃電纜，并在走線時穿保護管(鍍鋅管或不銹鋼管)進行防護。保護管端部需考慮使用葛蘭頭實現(xiàn)密封防止粉塵進入管道。

　　f.排廢風機全部和除塵風機連鎖，如除塵風機(除塵系統(tǒng))故障，相關(guān)聯(lián)的所有風機全部停機。實現(xiàn)整套廢紙屑、粉塵系統(tǒng)控制部分完全連鎖，消除安全隱患。

　　總之，對于印刷裝訂過程中的粉塵治理工作，印刷企業(yè)要根據(jù)實際情況，多多考慮，爭取一次性到位，做好防爆和收集。