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        制漿造紙污泥深度脫水壓榨機(jī)的研發(fā)

        2016-11-18 06:19:31張本昌
        中國造紙 2016年10期
        關(guān)鍵詞:壓縮比制漿殼體

        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)合消化吸收國際先進(jìn)設(shè)備技術(shù),自主開發(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)料端第一個螺旋槽的容積與最后一個螺旋槽的容積之比[4]。螺旋輥各個螺旋槽的容積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)及主傳動的轉(zhuǎn)速,并考慮到電機(jī)的轉(zhuǎn)速,現(xiàn)選減速機(jī)型號為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)見表1所示。

        表1 主要技術(shù)參數(shù)

        3 結(jié)構(gòu)說明

        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主軸和軸上零部件的前后兩個支撐部分,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)漿室通過螺栓連接在一起,形成漿料從進(jìn)漿、擠漿到出泥的整個工作區(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號鋼加工而成,為了減輕重量,減少動力消耗,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 氣動反壓料門

        氣動反壓料門由氣動裝置控制,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,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越廣泛的應(yīng)用。

        [1] Huang Shi-mao. Pulp and waste paper treatment equipment[M]. Beijing: Chemical and Industrial Press, 2002.

        黃石茂. 制漿與廢紙?zhí)幚碓O(shè)備[M]. 北京: 化學(xué)與工業(yè)出版社, 2002.

        [2] Wang zhi-le. Mechanical design[M]. Beijing: Beihang University Press, 2011.

        王之櫟. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2011.

        [3] Chen Ke-fu. Pulp and paper making machinery and equipment[M]. Beijing: China Light Industry Press, 2013.

        陳克復(fù). 制漿造紙機(jī)械與設(shè)備[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社出版社, 2013.

        [4] ZHAO Li, ZHANG Yong-juan, LI Tai. The Structure Principle and Application on the New Double Helix Extrusion Machine[J]. China Pulp & Paper, 2008, 27(1): 76.

        趙 黎, 張永娟, 李 泰. 新型雙螺旋擠漿機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用[J]. 中國造紙, 2008, 27(1): 76.

        [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發(fā)工作。

        2016- 04-30(修改稿)

        X793

        A

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

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