四川省旺弘旋振筛有限公司
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旋振筛筛分纸浆纤维的研究报告

近年来,基于纤维长度将纸浆纤维分成2股或多股的纤维旋振筛筛分的研究得到了广泛的开展。其各项研究主要着眼于新方法开发及旋振筛筛分过程的优化。目前有多种不同的设备被用来进行纤维的旋振筛筛分,如浮选槽、压力筛、水力旋流器等。研究表明,水力旋流器由于具有生产能力大、效率高等优点有着良好的应用前景。目前应用于造纸纤维旋振筛筛分的水力旋流器主要有:锥形水力旋流器、锥柱形水力旋流器、柱形水力旋流器等。为进一步提高水力旋流器的工作效率,人们陆续开发出了许多新型的水力旋流器,而充气水力旋流器就是其中一种得到极大关注,并应用越来越广泛的新型水力旋流器。充气水力旋流器是将普通水力旋流器的柱段管壁改为多孔壁面,外加一环隙夹套,构成一个进气腔室。工作时,向腔室内通入一定压力的压缩空气,通过多孔壁面向旋流器内不断充入。由于气体的进入,旋流器壁面上的流体边界层受到扰动,破坏了边界层对细小颗粒的“包裹”作用,从而减少了分离过程中的混杂现象,降低了分离下限,提高了分离精度。由于气体的充入,使旋流器内的流场与纤维的运动发生了明显的改变。气体进入旋流器内部后会对纤维产生浮选作用,这样在充气水力旋流器内纤维的旋振筛筛分就是离心力、剪切迁移作用和浮选作用综合影响的结果。本文使用柱形充气水力旋流器,在不同充气量条件下,对漂白热磨机械木浆进行了旋振筛筛分实验,计算了溢流、底流的纤维长度分布密度,分析了充气对旋振筛筛分效果的影响。

1 实验方法

实验采用长柱形充气水力旋流器(见图1)。旋流器的柱体长度为400 mm,直径为45 mm,充气腔室的长度为300 mm,充气腔室内壁孔径为35Lm。柱体上下分别开有溢流口、底流口。浆料由进料口切线地进入柱形水力旋流器中。进料量由进料管阀门和旁路阀门控制调节,并用电磁流量计测量流量。分流比通过调节底流口阀门开度控制。浆料试样为加拿大MillarWestern森林产品公司Whitecourt纸浆厂提供的漂白热磨机械浆。实验浓度为0.095%,进料量和分流比的变化范围分别为30~83 L/min和0.054~0.72。溢流和底流的流量采用容积计量法测定。进料、溢流和底流浆流的纤维长度特性(包括算术平均长度和重均平均长度)使用纤维质量分析仪(FQA)测量。充气采用压缩空气,进气量用手动阀门调节,并由转子流量计计量。

2 实验结果与分析

2.1 进料浆流的长度特性是进料纤维样品的长度分布情况,这些数据都是用FQA测出来的。由图4可知所使用漂白热磨机械浆中的短纤维的含量很高。用FQA可以得到算术平均长度L0,重均长度L1和重均方长度L2。它们的值分别是0.763 4 mm,2.46mm和3.469 5 mm。各股浆流纤维长度分布特性采用纤维长度密度函数f来描述

2.2 充气水力旋流器纤维旋振筛筛分的特性可以看出,与普通水力旋流器相比,溢流中较小纤维的含量明显增加,这显然是由于气体的充入,对纤维产生了浮选作用的结果。由于进入溢流的短纤维数量增多,长纤维的分布密度降低。整体表现为由溢流口筛出的中等长度纤维(2.5~4.0 mm)较多。

(1)随着充气量的增加,旋振筛筛分效果增强(由溢流与底流纤维长度分率密度曲线的差异可得);

(2)随着充气量的增加,纤维旋振筛筛分的下限降低,充气量由100 L/min增至140 L/min时,旋振筛筛分下限由2.8mm降至2.2 mm左右;

(3)由于充气的作用,一定程度抑制了离心沉降和剪切迁移作用,使得长纤维(长度大于4 mm)从溢流口筛出的比例有所下降。

3 结 论

(1)由于气体的充入,充气水力旋流器旋振筛筛分纤维的效果与普通水力旋流器的旋振筛筛分效果有明显的差异;

(2)充气对纤维有较强的浮选作用,且随充气量的增加,浮选作用进一步增强,表现为短纤维从溢流口筛出的量比普通水力旋流器明显增多;

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