錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)微纖維玻璃棉除渣效率的影響

朱 瀟 嚴(yán) 潔 王 瑩 胡曉俠 何 敏

(中材科技膜材料公司，江蘇南京，210012)

·玻璃棉除渣·

錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)微纖維玻璃棉除渣效率的影響

朱 瀟 嚴(yán) 潔 王 瑩 胡曉俠 何 敏

(中材科技膜材料公司，江蘇南京，210012)

根據(jù)微纖維玻璃棉的特性以及生產(chǎn)工藝，通過(guò)調(diào)節(jié)錐形除渣器節(jié)漿水壓力，測(cè)試不同壓力對(duì)微纖維玻璃棉漿料除渣效率 (尾漿產(chǎn)率及渣球含量)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)節(jié)漿水壓力控制在100 kPa左右時(shí)，錐形除渣器的除渣效率最高。

微纖維玻璃棉;渣球;錐形除渣器;節(jié)漿水

微纖維玻璃棉是一種優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，具有絕緣性、耐腐蝕性、抗高溫性等特點(diǎn)，可利用濕法成形造紙技術(shù)，經(jīng)過(guò)制漿、成形、烘干、卷取等工藝過(guò)程制成空氣或液體過(guò)濾紙、AGM隔板、VIP保溫芯材等。在制漿過(guò)程中，將微纖維玻璃棉加水疏解、除渣后制成均勻的、不含雜質(zhì)的漿料懸浮液，供給成形過(guò)程。錐形除渣器通常作為制漿工段中的除渣凈化設(shè)備，其主要工作原理是根據(jù)紙漿中雜質(zhì)與纖維密度的不同，利用離心分離的原理，使雜質(zhì)在離心力的作用下與纖維分離。錐形除渣器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、耗能低等優(yōu)點(diǎn)。

微纖維玻璃棉中所含雜質(zhì)主要為渣球，渣球是玻璃棉中非纖維狀玻璃的統(tǒng)稱，其產(chǎn)生原因有多種，如燃燒室溫度與速度不夠或燃?xì)馀c空氣比例不合適等。渣球會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)極大的危害。微纖維玻璃棉中渣球密度約為2.55 g/cm3，而微纖維玻璃棉漿料懸浮液的密度約為1.0 g/cm3，因此一般在玻璃纖維濕法制品的生產(chǎn)過(guò)程中多使用錐形除渣器 (見(jiàn)圖1)進(jìn)行除渣處理。漿料經(jīng)錐形除渣器除渣后，良漿通過(guò)上漿系統(tǒng)供給成形過(guò)程，尾漿直接排至沉渣池，在排出的尾漿中，除渣球外還含有大量的好纖維。為了避免這部分好纖維的損失，節(jié)約成本，常規(guī)方法是在錐形除渣器排渣口上安裝節(jié)漿器，以有效減少纖維的流失、提高凈化效率。常用節(jié)漿器為圓筒形，節(jié)漿器的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，其工作原理是在節(jié)漿器內(nèi)沿切線的方向注入一定壓力的自來(lái)水即節(jié)漿水，以加強(qiáng)漿料在節(jié)漿器和排渣口處的渦旋，使密度比微纖維玻璃棉漿料大的渣球被拋向筒體內(nèi)壁，并下沉從排渣口排出。而相對(duì)密度小的漿料則移向渦旋的芯部，并沿中心旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)，從頂部出漿口排出。另外進(jìn)入除渣器的節(jié)漿水降低了尾漿的濃度，從而使纖維與渣球可以更好地分離［1－6］。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原理

錐形除渣器既要保證除渣效果，同時(shí)又要減少纖維的損失，因此節(jié)漿水壓力非常重要，如果壓力過(guò)高，會(huì)將渣球帶進(jìn)良漿漿流內(nèi)并從錐形除渣器良漿口排出;而壓力過(guò)低，將不能產(chǎn)生足夠大的離心力，以促使渣球與纖維分離，最終使大量纖維隨渣球一同從尾漿口排出［1］。本試驗(yàn)從微纖維玻璃棉的特性以及生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際工藝出發(fā)，在保持錐形除渣器進(jìn)漿濃度、壓差、漿料通過(guò)量恒定的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)錐形除渣器節(jié)漿水壓力，測(cè)試不同壓力對(duì)微纖維玻璃棉漿料除渣效率，即尾漿產(chǎn)率 (除渣器排渣率)及渣球含量 (渣球占尾漿絕干質(zhì)量的百分比)的影響。

圖1 錐形除渣器示意圖

1.2 試驗(yàn)儀器及方法

多功能食品粉碎機(jī);電子天平，量程0～200 g，感量0.001 g;過(guò)濾裝置，直徑為100 mm的布氏漏斗，抽濾瓶及直徑100 mm的濾紙;恒溫干燥箱。

1.2.1 尾漿產(chǎn)率的檢測(cè)

通過(guò)控制閥門大小來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)漿水壓力，并依次從錐形除渣器尾漿口取5份樣，對(duì)應(yīng)節(jié)漿水壓力為0 (全關(guān))、30、60、90、105及120 kPa(全開(kāi))分別取樣，取樣用時(shí)5 s。按照GB/T 5399—2004測(cè)定纖維絕干質(zhì)量的操作標(biāo)準(zhǔn)，將已烘至質(zhì)量恒定的濾紙(質(zhì)量m1)放在布氏漏斗中，并用水潤(rùn)濕濾紙，然后使用抽濾將已稱量的漿料進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾完后小心地取出濾紙與纖維濾餅，用烘干過(guò)濾紙的方法，烘干并稱取濾紙與纖維濾餅質(zhì)量 (m2)，最終得出纖維的絕干質(zhì)量 (m2－m1)。通過(guò)取樣檢測(cè)與漿水平衡計(jì)算可知，錐形除渣器進(jìn)漿濃度為0.7%，進(jìn)漿流量60 m3/ h，則錐形除渣器進(jìn)漿所含絕干量約為583 g/5 s，并以此計(jì)算尾漿產(chǎn)率X。

1.2.2 渣球含量的檢測(cè)

根據(jù)JC/T 978—2005測(cè)定渣球含量，用電子天平稱取2 g的絕干樣 (精確至0.01 g)，加入到食品粉碎機(jī)中，然后加入800 mL水并打漿1 min。完成打漿后，將漿液與粉碎機(jī)的潤(rùn)洗水一并倒入1000mL的量杯中，加入適量水保證量杯的液面到950 mL刻度處。用玻璃棒快速攪拌漿液，然后傾斜量杯并倒出上部分漿液使液面至指定刻度處，再往量杯中加水至刻度950 mL處并重復(fù)上述過(guò)程共計(jì)9次。刻度要求如下:第1次傾倒使液面至700 mL刻度處，傾倒時(shí)間為1～2 s;第2～4次至600 mL刻度處，傾倒時(shí)間為5～7 s;第5～9次至400 mL處，傾倒時(shí)間為7～9 s。完成第9次傾倒后，用干燥后的濾紙 (m3)過(guò)濾出量杯中的渣球 (過(guò)濾方法同前)，過(guò)濾后將帶有渣球的濾紙?jiān)?(105±2)℃下烘干60 min，烘至質(zhì)量恒定并稱取質(zhì)量 (m4)，計(jì)算渣球含量Y［7］。

1.3 試驗(yàn)方案

根據(jù)JC/T 978—2005微纖維玻璃棉中所述，微纖維玻璃棉中的渣球含量按照打漿度不同分為兩個(gè)級(jí)別。其中打漿度24～59°SR的微纖維玻璃棉中的渣球含量低于0.4%;打漿度14～19°SR的微纖維玻璃棉中的渣球含量低于0.5%。因此選擇打漿度39°SR與14°SR的微纖維玻璃棉進(jìn)行試驗(yàn)，研究錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)微纖維玻璃棉除渣效率的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度39°SR的微纖維玻璃棉除渣效率的影響

表1和圖2為錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度39°SR的微纖維玻璃棉除渣效率的影響。由表1可以看出，當(dāng)節(jié)漿水閥門全開(kāi)時(shí)，節(jié)漿水壓力為120 kPa，對(duì)應(yīng)的尾漿產(chǎn)率為0.49%，而尾漿中渣球含量近似為0。這表示此時(shí)漿中的渣球全部進(jìn)入良漿管，并隨之上漿，而尾漿中排出的全為微纖維玻璃棉。當(dāng)節(jié)漿水閥門全關(guān)時(shí)，尾漿產(chǎn)率達(dá)到3.91%，表示每生產(chǎn)1 t的成品，會(huì)損失掉41 kg的微纖維玻璃棉原料，而其中渣球含量?jī)H占2.32%。

表1 節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度39°SR的微纖維玻璃棉除渣效率的影響

由圖2可以看出，隨著節(jié)漿水壓力的增大，尾漿產(chǎn)率基本呈線性遞減。而渣球含量則呈拋物線形變化，當(dāng)節(jié)漿水壓力從0增呈50 kPa左右時(shí)，渣球含量緩慢上升;當(dāng)節(jié)漿水壓力從50 kPa增至90 kPa左右時(shí)，渣球含量增長(zhǎng)較快，并在90～100 kPa區(qū)間內(nèi)達(dá)到最大值;當(dāng)壓力從100 kPa增至120 kPa時(shí)，渣球含量急劇下降，并最終約為0。

由此可知，當(dāng)節(jié)漿水壓力在100 kPa左右時(shí)，錐形除渣器的尾漿產(chǎn)率約為0.7%，而尾漿中渣球含量達(dá)到50%左右，此時(shí)錐形除渣器的凈化效率最高。

圖2 節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度39°SR微纖維玻璃棉除渣效率的影響

圖3 節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度14°SR微纖維玻璃棉除渣效率的影響

2.2 錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度14°SR的微纖維玻璃棉除渣效率的影響

表2和圖3為錐形除渣器節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度14°SR的微纖維玻璃棉除渣效率的影響。由表2可知，隨著節(jié)漿水壓力由0增至120 kPa，尾漿產(chǎn)率由6.03%遞減到0.72%。而渣球含量呈拋物線形，當(dāng)節(jié)漿水壓力由0增至60 kPa左右時(shí)，渣球含量由5.24%逐漸增長(zhǎng)到19.18%;當(dāng)節(jié)漿水壓力由60 kPa增至約105 kPa時(shí)，渣球含量基本保持在17%～19%左右;最終當(dāng)節(jié)漿水壓力由105～120 kPa時(shí)，渣球含量由19.31%急劇下降到4.70%。

由此可知，當(dāng)節(jié)漿水壓力保持在100 kPa左右時(shí)，錐形除渣器的尾漿產(chǎn)率約為2%，而尾漿中渣球含量達(dá)到19%左右，此時(shí)錐形除渣器的凈化效率最高。

表2 節(jié)漿水壓力對(duì)打漿度14°SR的微纖維玻璃棉除渣效率的影響

3 結(jié)論

通過(guò)研究不同節(jié)漿水壓力下，微纖維玻璃棉的尾漿產(chǎn)率及渣球含量可知，對(duì)于微纖維玻璃棉，當(dāng)節(jié)漿水壓力控制在100 kPa左右時(shí)，錐形除渣器的凈化效率最高。在實(shí)際生產(chǎn)中，為保證產(chǎn)品質(zhì)量與減少能耗，建議將節(jié)漿水壓力控制在100 kPa左右。

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(責(zé)任編輯:劉振華)

The Effect of Elutriation W ater Pressure of Centrifugal Cleaner on the Cleaning Efficiency of M icro-fiberglass

ZHU Xiao*YAN Jie WANG Ying HU Xiao－xia HE Min
(Sinomatech Membrane Material Company，Nanjing，Jiangsu Province，210012)
(*E－mail:zhuxiao06222@126.com)

According to the characteristics ofmicro－fiberglasswool and papermaking process，the yield of tailings and the cleaning efficiency of the shots ofmicro－fiberglass at different elutriation water pressures of centrifugal cleaner were tested.

fiberglasswet process products;shots;cleaner;elutriation water

朱 瀟先生，助理工程師;研究方向:玻纖濕法制品工藝研究。

TS733+.4

A

0254－508X(2014)03－0027－03

2013－11－20(修改稿)