卧式螺旋离心机在黑液回收上的应用

过氧卧式螺旋离心机在造纸业的应用主要是针对污水处理,效果比较理想。山东某企业采用了LW逆流卧式螺旋离心机进行亚铵法麦草蒸煮黑液的回收,取得了良好的效果,经净化处理后的黑液可以制作粘合剂。新设备结构及工作原理过氧如图1所示,不带防护罩的LW逆流卧式螺旋离心机主要由主机、主电机传动、辅电动传动、差速器、底座、减振器及辅助设施组成。主电机传动装置通过皮带传动带动主机转鼓高速旋转,同时带动差速器内齿圈旋转;辅电机传动装置通过皮带传动和差速器中心轮带动主机卸料螺旋旋转。主机转鼓与卸料螺旋转向相同,但卸料螺旋转速比转鼓转速略低,使两者之间形成适当的差转速。同时,主电机和辅电机通过双变频器控制,实现无级调速,并通过差速器使差转速控制在0~20r/min。由于主机转鼓和卸料螺旋的高速旋转,在使用中随着设备的磨损将产生较大的振动,为防止给周边设备造成危害,在设备底座下面安装了减振器。过氧对于颗粒悬浮液,要使微颗粒在重力场中沉降分离时,固体颗粒的沉降速度极小,甚至微颗粒受布朗运动的作用,重力沉降几乎不可能实现。离心沉降则与重力沉降不同,从流体力学可知,颗粒在重力场中沉降,一方面颗粒受重力加速度作用而加速运动,另一方面又由于颗粒所受的液体阻力与其运动速度平方成正比。当阻力和重力达到平衡状态时,在无外力作用的情况下,颗粒只能以平衡时的线速度匀速运动, 该速度称为颗粒的沉降速度,其关系如下[1]:过氧如图2所示,当固、液两相混合液通过进浆管泵送到转鼓的离心沉降区后,混合液中的固相颗粒由于密度较大,受到的离心力也大,将迅速沉降到转鼓内壁,而液体将被挤向转鼓中心(若混合液是由轻、重两相液体组成,则重相靠近转鼓内壁,轻相靠近转鼓中心)。随着离心沉降过程的不断进行,依附在转鼓内壁上的固相物不断增厚,将被卸料螺旋推向转鼓锥形段进一步浓缩,而内层澄清液从转鼓另一端的堰口溢出,从而达到了两相分离的目的。新生产应用2.1机应用状况2.1.1机生产过程过氧采用麦草亚铵法蒸煮工艺,蒸煮药液为亚铵[(NH4)2SO3]与氨水(NH3·H2O)。麦草经过切草机切断后,通过预浸输送机送入蒸球中进行蒸煮(通常蒸汽压力保持在0.6~0.7MPa)。麦草经蒸煮后,通过两段挤浆机提取浓黑液。然后,黑液被泵送到LW420×1750卧式螺旋卸料沉降离心机中进行固、液两相物的分离处理,分离出其中所含有的纤维和杂质,从而达到黑液净化处理的目的。2.1.2机黑液处理指标过氧通常,卧式螺旋离心机进液浓度保持在5%以下,固相浓度可以达到30%以上。经处理后的黑液,细小纤维的去除率很高,同时也大幅度降低了CODCr指标,具体处理结果见表1。2.2机设备磨损及解决方案过氧在实际生产使用中,影响设备正常使用的问题主要是卸料螺旋和转鼓的磨损,一般正常运行寿命可以维持在一年左右。由于黑液中含有砂粒或金属等细小硬杂质较多,当设备高速运转时,造成的磨损相当严重。其中,转鼓的失效形式主要是内部防滑条的磨损,而卸料螺旋的磨损(如图3所示)主要集中在锥度固相浓缩段,往往磨损状况相当严重,直接影响到设备的使用效果,需要重点解决。过氧针对卸料螺旋的耐磨情况,在生产中通常采用以下两种方法进行防磨处理:2.2.1机堆焊碳化钨耐磨层过氧由于卸料螺旋的磨损主要集中在螺旋外径部位,对于备料较为完善的生产系统,蒸煮黑液中含有的细硬杂质较少,对卸料螺旋的磨损较轻,如图4所示,可以采用在螺旋外径部位堆焊碳化钨耐磨层的方法进行处理,但需要对耐磨层进行磨削加工处理,以保证螺旋的外径尺寸。在具体操作中,需要根据卸料螺旋的材质选择合适的焊条型号。过氧该方法操作简便,费用较低,但用户需要具有一定的机械加工能力。2.2.2机焊接高耐磨合金刀片过氧针对浓黑液中细硬杂物含量较多的情况,较理想的处理办法是在卸料螺旋外径部位焊接特殊高耐磨合金刀片。过氧如图5和图6;所示,合金刀片是由合金耐磨层和基体材料两部分组成的,合金耐磨层主要用于承受设备的磨损,而基体材料需要与卸料螺旋材料之间具有良好的焊接性能;其外形尺寸需要根据不同规格的卸料螺旋来具体确定:合金刀片的外径圆弧尺寸要求与卸料螺旋的正常工作直径尺寸相同,与转鼓内锥孔的配合间隙控制在0.5mm左右,合金刀片背面的定位尺寸同卸料螺旋的外径定位车削尺寸相一致。过氧如图7所示,在制作中可以沿着卸料螺旋外径部位逐一焊接合金刀片,从而达到耐磨处理的目的。如图8所示,合金刀片焊接完毕后,各个刀片的外圆弧尺寸就形成了卸料螺旋的工作外径尺寸。而当合金刀片磨损或意外碰损后,可以沿着焊接位置磨掉焊缝,露出卸料螺旋的外径定位尺寸部位,由于外径定位基准面没有被破坏,在不需要机械加工的条件下,就可以将新合金刀片焊接到螺旋上,保证使用精度。该方法不需要进行机械加工处理过程,操作实施方便,设备修复之后的使用寿命较长,但耐磨合金刀片的外购成本较高。2.3机动平衡检测过氧卧式螺旋离心机是高速运转的生产设备,尤其是卸料螺旋和转鼓两个部件,正常运行转速达到3000r/min以上,对动平衡精度要求很高。尤其是转鼓,在使用过程中锥度端内部防滑条在固相物的摩擦下很容易磨损,破坏动平衡精度。过氧由于卸料螺旋在焊接时容易造成焊缝的不均匀性,破坏动平衡精度,需要根据设备的工作转速要求,进行严格的动平衡测试,一般要求达到G3.2等级。新结论过氧卧式螺旋离心机采用特殊的工作机理对浓黑液进行处理,实际运行数据显示,其应用效果良好。通过采用堆焊碳化钨耐磨层和焊接高耐磨合金刀片两种不同的耐磨处理方法,可以有效解决设备的磨损问题,在保证设备动平衡精度的前提下,有助于延长设备的运行寿命,节约生产成本,值得推广。参考文献[1]虞培清,王则胜.行星齿轮差速器对提高卧式螺旋离心机性能的技术作用[J].工程设计学报,2002,(4):191~19


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