論再造煙葉行業浸涂液的固液分離

謝世藝 李強 呂英敏 施建在

1海申機電總廠（象山） （浙江寧波 315718）

2杭州利群環保紙業有限公司 （浙江杭州 310018）

3福建金閩再造煙葉發展有限公司 （福建福州 350600）

所謂浸涂液的固液分離，是指在再造煙葉的生產過程中，煙梗或煙末浸泡液經固液分離后，液相在經濃縮并加入各種添加劑進行噴涂造紙（煙葉）后的混合液（浸涂液）進入離心機所進行的固液分離，分離后的渣相棄用，液相進行回收再利用。

1 浸涂液的生產工藝及物料特性

1.1 生產工藝

浸涂液的工藝流程如圖1所示。

圖1 浸涂液的生產工藝流程

1.2 浸涂液的物料特性

進入離心機的浸涂液的密度約為1.245 g/cm3，進料總含固率為45%，其中含水55%，含糖14%，含蛋白質5%～10%，含無機鹽6%～10%，其余為多酚類物質。該物料具有固含量較高、黏度和糖度大、流動性差等特性。

2 離心機配置、工作原理、技術特性

2.1 離心機配置與工作原理

以目前國內涂布液固液分離中應用較為成熟的LW520EY離心機為例，該離心機主要由主副驅動電機、轉鼓部件、螺旋部件、軸承座、差速器等部件以及電器控制系統組成，技術參數如表1所示。

表1 LW520EY離心機主要技術參數

離心機的工作原理即根據離心力的作用，使具有不同密度的物體分開。浸涂液由螺桿泵經進料管進入離心機的轉鼓內，在轉鼓高速旋轉產生的離心力作用下，因浸涂液固液兩相存在密度差從而實現二者的分層。密度較大的固體顆粒沉積在轉鼓內壁上被螺旋輸送器不斷推出至轉鼓的出渣口，分離后的清液則經液層調節板的開口溢流出轉鼓，推料螺旋與轉鼓之間的轉速差是通過差速器來實現的，轉速差的大小通過副電機進行調節。[1]

2.2 LW520EY離心機技術特性

（1）采用大長徑比和BD板技術

LW520EY離心機采用大長徑比，可增加物料的沉降分離區域，延長了物料在離心機轉鼓內的停留時間，使固形物去除率提高；采用BD板技術可使浸涂液中的固相被進一步地壓縮，從而降低其含水率。

（2）獨特的渦流式出料口設計

LW520EY離心機螺旋卸料器的出料口采用渦流式結構，該結構符合液體力學的流線型結構設計原理，使物料的注入更加順暢，可以加速物料進入轉鼓的速度，縮短物料與液池的接觸距離，減少進料對已形成分離的固相產生擾動，避免螺旋體內堵塞和進料管抱死現象，從而提高離心機的處理能力。

（3）先進的耐磨保護措施

LW520EY離心機螺旋葉片的推物料面及葉片頂面堆焊高硬度碳化鎢 （WC）材料，由于WC是100%硬質合金材料，堆焊后葉片依然平滑，可降低物料對葉片的磨損；轉鼓出渣口采用鑲陶瓷瓦加耐磨片的結構，對出料部位進行全程保護，減少物料對出渣口的磨損，轉鼓出渣口的馬鞍型結構可以保證出料順暢并且360°無死角積料現象。

（4） 一機多能

LW520EY離心機是專門針對再造煙葉行業開發出的具有國內先進水平的臥螺離心機，適用于行業內浸涂液、白水、煙末提取液、煙梗提取液、煙梗煙末混合提取液等工藝段的固液分離，真正實現了一機多能式固液分離，目前已在國內各再造煙葉生產廠家得到較好的推廣。

（5）先進的電器控制系統

LW520EY離心機的電器控制系統以一體化可編程控制器為核心，以可直觀顯示文本文件的界面為操作界面，與節能優良的雙電機雙變頻恒扭矩控制方式組成了穩定可靠的離心機電氣自控系統。該控制系統主、副變頻器間采用共直流母線連接的方式，實現了能量反饋功能，達到節能的目的并實現離心機設備啟動平緩、轉鼓轉速和差轉速無級可調；螺旋差速調節精度高等特性，可最大程度地適應進料量和物料濃度的變化，保證良好穩定的分離效果，從而有效地保證了固相回收率。

3 影響離心機分離效果的因素、常見故障分析及解決措施

3.1 影響離心機分離效果的因素

（1） 分離因數

離心機轉鼓轉速影響離心機的分離效果和單位時間內的處理量。離心機轉速越高，則分離因數越大，物料受到的離心力也越大，固體顆粒沉降速度也越大，分離效果越好；但轉速的大小與分離效果的好壞并不成比例，當達到臨界值后，轉速再增大分離效果也無顯著提高，而動力消耗幾乎成比例增加，使運行費用大幅提高，同時會使設備的振動增加，所以要根據實際情況來調整轉鼓轉速。從表2中可以看出，離心機轉速為2600 r/min時，分離效果最佳 。

表2 不同分離因數對離心機分離效果的影響

（2） 差轉速

差轉速的大小決定了螺旋推料器的排料速度，進而影響離心機的分離效果和處理能力。在進料量恒定的情況下，差轉速增大將使清液離開離心機之前的路徑增加，但螺旋排料速度加快會縮短固相在離心機內的停留時間，所以可在獲得更好分離效果的同時降低出渣干度。從表3可以看出，差轉速控制在16～18 r/min時，液相可以達到工藝要求。

表3 不同差轉速對離心機分離效果的影響

（3） 液層深度

離心機出液口的開口越靠近轉鼓中心，其液層越深，反之則越淺。加深液層會降低液相中的含固率，增加固相中的含水率，降低液層深度則反之。從表4可以看出，液層深度控制在150 mm時，無論從渣相的干度還是液相的含渣率來看，分離效果完全可以滿足生產工藝要求。

表4 不同液層深度對離心機分離效果的影響

3.2 常見故障分析及解決措施

（1）分離效果不穩定

由于浸涂液含固率較高、黏度較大，因此，在工藝上盡量采取適當提高進料溫度、降低進料含固率的方法來保證分離效果的穩定性。

（2）離心機運行過程中的信號干擾

離心機運行過程中的信號干擾常常造成控制系統失靈，如轉速、差轉速、進料流量等數值出現偏差時，會影響到離心機的正常運行。因此，在安裝布線時要做到所有的模擬量信號必須采用屏蔽線連接并有效地接地，強、弱電分別獨立地接地等。

（3） 進料波動

當進料出現濃度波動時，如果控制系統反應不及時會影響離心機的分離效果，而采用恒力矩控制，可使離心機處于最佳狀態，通過檢測力矩，自動調整差轉速，可有效防止離心機堵料等現象的發生。

（4）設備運行狀況

離心機的安全平穩運行是實現良好分離效果的前提。離心機自動控制系統應具備聯鎖和報警功能來保護設備，可對關鍵部件增加保護材料從而提高離心機的耐磨性能，離心機的日常維護保養也對其分離效果和使用壽命有著至關重要的影響。

4 結語

用離心機進行再造煙葉行業浸涂液的固液分離具有物料適應性好、自動化程度高、運行穩定、安全保護裝置齊全可靠、分離效果佳、處理量大等優點，值得在行業內推廣。

[1]李強.離心機在造紙法再造煙葉分離過程中的應用[J].化工技術裝備，2016，37（5）：26-28.王保軍.離心機在鋼廠酸洗廢水處理中的應用[J].化工技

[2]術裝備，2017，38（5）：15-17.徐健.可編程邏輯控制器在光伏行業污水處理中的應用

[3][J].上海化工，2017，42（11）：19-21.