趙 黎 張本昌

(山東水利職業(yè)學(xué)院,山東日照,276826)

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·污泥脫水·

制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)的研發(fā)

趙 黎 張本昌

(山東水利職業(yè)學(xué)院,山東日照,276826)

介紹了制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用,該機(jī)適用于各類廢紙制漿纖維含量高的初沉污泥的濃縮處理,能將含水量95%左右的污泥壓榨濃縮至含水量50%左右的成品污泥。整機(jī)采用全封閉式結(jié)構(gòu),單機(jī)濃縮效果好,效率高,成本低,大大簡(jiǎn)化了污泥濃縮工藝流程。

制漿造紙污泥；壓榨機(jī)；結(jié)構(gòu)原理；應(yīng)用

目前,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有制漿污泥濃縮設(shè)備主要有帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)。帶式壓濾機(jī)的出泥含水率為80%～85%,單機(jī)不能達(dá)到所要求的干燥效果,給后續(xù)的運(yùn)輸處理帶來(lái)很大麻煩；板框壓濾機(jī)出泥泥餅含水率可達(dá)70%～80%,含水量依然很大,且該機(jī)間斷式運(yùn)行,生產(chǎn)效率較低,板框使用壽命短[1-3]。顯然,這兩種設(shè)備的濃縮效果都不理想。本課題在總結(jié)原有濃縮設(shè)備的基礎(chǔ)上,結(jié)合消化吸收國(guó)際先進(jìn)設(shè)備技術(shù),自主開(kāi)發(fā)了新型污泥濃縮設(shè)備污泥螺旋壓榨機(jī)。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)適用于各類廢紙制漿污泥的濃縮處理,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

濃度為5%左右的污泥先經(jīng)過(guò)預(yù)濃縮處理,中和廢水中膠體物質(zhì)的電荷,使廢水中的膠粒脫穩(wěn)、混凝聚沉,將廢水中的膠體物質(zhì)和難過(guò)濾、難沉淀的污染物迅速凝聚成大顆粒。然后進(jìn)入污泥螺旋壓榨機(jī),污泥在變徑螺旋軸及變(徑)螺距螺旋的作用下,使料液體積產(chǎn)生壓縮,從而使料液中的水分通過(guò)孔狀篩板迅速被分離出去,而固體物在不斷壓縮的作用下含水率逐漸下降至滿足要求。在設(shè)備出泥口處設(shè)有氣動(dòng)反壓料門,調(diào)節(jié)反推壓力,可控制出泥濃度,使出泥濃度穩(wěn)定。被擠壓出來(lái)的濾液進(jìn)入沉降槽內(nèi),整機(jī)在密閉式狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

2 確定主要技術(shù)參數(shù)

2.1 壓縮比

由螺旋尺寸計(jì)算壓縮比。壓縮比是進(jìn)料端第一個(gè)螺旋槽的容積與最后一個(gè)螺旋槽的容積之比[4]。螺旋輥各個(gè)螺旋槽的容積V由公式(1)計(jì)算。

(1)

式中,D為螺旋輥外徑,mm；d為螺旋輥內(nèi)徑,mm；T為該節(jié)螺距,mm；b為該節(jié)平均牙厚,mm；h為該節(jié)牙深,h=(D-d)/2,mm；D平均為該節(jié)平均直徑,D平均=(D=d)/2,mm。

根據(jù)公式(1)計(jì)算出壓縮比在2～4范圍內(nèi)。

2.2 生產(chǎn)能力

近似的生產(chǎn)能力Q可按公式(2)計(jì)算。

Q=60πD平均AφnCβρ

(2)

式中,Q為螺旋擠漿機(jī)的生產(chǎn)能力,kg/h；A為進(jìn)料口螺旋通道的截面積,m2；φ為螺旋平均直徑上的倒角,(°)；n為螺旋轉(zhuǎn)速,r/min；C為進(jìn)漿濃度,%；β為螺旋槽上漿料的填充系數(shù),一般取0.4～0.6；ρ為絕干漿密度,kg/m3；D平均為第一節(jié)螺旋平均直徑,m。

2.3 功率

螺旋擠漿機(jī)的功率按公式(3)計(jì)算。

(3)

式中,K為備用系數(shù)，K=1.2～1.4；Q為運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)量,t/h；W0為物料阻力系數(shù)；L為螺旋擠漿機(jī)水平投影長(zhǎng)度,m；H為螺旋擠漿機(jī)在垂直平面上的投影高度,m。

2.4 電機(jī)的選擇

根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)及主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速,并考慮到電機(jī)的轉(zhuǎn)速,現(xiàn)選減速機(jī)型號(hào)為YCT355- 4C。

2.5 主要技術(shù)參數(shù)

制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1所示。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

3 結(jié)構(gòu)說(shuō)明

制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)主要由底座、進(jìn)漿室、螺旋主軸、殼體、篩鼓、防護(hù)罩、電機(jī)、減速器等組成。

3.1 進(jìn)漿室與出泥室

進(jìn)漿室與出泥室是整個(gè)主軸和軸上零部件的前后兩個(gè)支撐部分,由鋼板焊接而成。為方便螺旋軸的安裝和拆卸,進(jìn)漿室和出泥室設(shè)計(jì)成上下分體結(jié)構(gòu),上、下兩部分通過(guò)周邊法蘭用螺栓連接在一起,構(gòu)成進(jìn)料和出泥空間。

3.2 殼體

殼體由型鋼及板材焊接而成,為便于螺旋軸的安裝拆卸,殼體設(shè)計(jì)成上下分體結(jié)構(gòu),其上部有活門,便于觀察和清理篩鼓用,殼體底部設(shè)有黑液排出管。上、下殼體通過(guò)螺栓連接在一起,構(gòu)成擠漿區(qū)域,其內(nèi)部為篩鼓。殼體與進(jìn)漿室通過(guò)螺栓連接在一起,形成漿料從進(jìn)漿、擠漿到出泥的整個(gè)工作區(qū)域[5]。

3.3 螺旋主軸

螺旋主軸是污泥螺旋壓榨機(jī)的主要部件,其長(zhǎng)度為外徑的5～6倍,它是由軸頭1、軸頭2、螺旋管組成,螺旋管由筒體、螺旋葉片焊接而成，如圖2所示。軸頭是由45號(hào)鋼加工而成,為了減輕重量,減少動(dòng)力消耗,螺旋管筒體為中空的,由鋼板卷制后焊接而成。螺旋葉片之間的螺距從左至右逐漸減小,螺旋管直徑從左至右逐漸增大,這樣使進(jìn)來(lái)的漿料逐漸被濃縮,直到最后從出泥口排出。

圖2 螺旋主軸結(jié)構(gòu)示意圖

3.4 篩鼓

篩鼓是由法蘭和筒體焊接而成,筒體上鉆有篩孔,篩孔直徑為2 mm。

3.5 氣動(dòng)反壓料門

氣動(dòng)反壓料門由氣動(dòng)裝置控制,保持穩(wěn)定的反壓推力,以保證穩(wěn)定的出泥濃度,并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)氣缸壓力,以獲得需要的泥餅干度。

4 工藝流程

制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)在廢紙制漿污泥濃縮處理的工藝流程如圖3所示。

圖3 工藝流程圖

從圖3可以看出,纖維含量在5%～10%的污泥與粉碎秸稈或酒糟進(jìn)入聚合槽進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?然后進(jìn)入預(yù)濃縮機(jī)(圓盤濃縮機(jī))濃縮,濃縮后污泥含水率為80%左右,然后進(jìn)入制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨,獲得含水50%左右的成品泥餅。因?yàn)槌醭廖勰啾旧砭哂幸欢ǖ臏囟?有利于污泥與輔料的充分混合,此過(guò)程不需要加熱。

5 結(jié) 論

制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)具有壓縮比大、操作簡(jiǎn)單、成品污泥干度高、設(shè)備連續(xù)運(yùn)行、可靠性和穩(wěn)定性高,設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低,動(dòng)力消耗小的優(yōu)點(diǎn)。與當(dāng)前其他設(shè)備相比,其結(jié)構(gòu)合理,性能完善,充分體現(xiàn)出設(shè)備的新穎性,極大地提高了設(shè)備的使用效率和壽命,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)研制成功以后,首先在山東某大型造紙企業(yè)試用,經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行實(shí)踐證明,制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)運(yùn)行效果良好,得到企業(yè)的高度認(rèn)可。可以預(yù)見(jiàn),制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)以其良好的運(yùn)行效果必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

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[5] ZHAO Li. The Structure Principle and Application on ZDG Type Drum Pulper[J]. China Pulp & Paper, 2006, 25(11): 66.

趙 黎. ZDG型鼓式碎漿機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用[J]. 中國(guó)造紙, 2006, 25(11): 66.

(責(zé)任編輯：馬 忻)

Research and Development of a Sludge Thickening Screw Press

ZHAO Li*ZHANG Ben-chang

(Shandong Water Vocational College, Rizhao, Shandong Province, 276826 )(*E-mail: hezezhaoli@163.com)

The structure, working principle and application of a sludge screw press machine was introduced, this machine was suitable for thickening the primary sedimentation sludge containing a great part of fiber in the recycled paper mill. The sludge with 95% water content could be concentrated to water content of 50%. The machine had a fully closed structure, with high efficiency and low cost, the thickening effect of single machine was good, it greatly simplified the sludge thickening process.

pulp and paper sludge; pressing machine; structure principle; application

趙 黎先生,碩士,副教授；主要從事制漿造紙?jiān)O(shè)備及制漿工藝的研究和開(kāi)發(fā)工作。

2016- 04-30(修改稿)

X793

A

10.11980/j.issn.0254- 508X.2016.10.009