锥形除渣器节浆水压力对微纤维玻璃棉除渣效率的影响

朱 潇 严 洁 王 莹 胡晓侠 何 敏

(中材科技膜材料公司，江苏南京，210012)

·玻璃棉除渣·

锥形除渣器节浆水压力对微纤维玻璃棉除渣效率的影响

朱 潇 严 洁 王 莹 胡晓侠 何 敏

(中材科技膜材料公司，江苏南京，210012)

根据微纤维玻璃棉的特性以及生产工艺，通过调节锥形除渣器节浆水压力，测试不同压力对微纤维玻璃棉浆料除渣效率 (尾浆产率及渣球含量)的影响。结果表明，当节浆水压力控制在100 kPa左右时，锥形除渣器的除渣效率最高。

微纤维玻璃棉;渣球;锥形除渣器;节浆水

微纤维玻璃棉是一种优异的无机非金属材料，具有绝缘性、耐腐蚀性、抗高温性等特点，可利用湿法成形造纸技术，经过制浆、成形、烘干、卷取等工艺过程制成空气或液体过滤纸、AGM隔板、VIP保温芯材等。在制浆过程中，将微纤维玻璃棉加水疏解、除渣后制成均匀的、不含杂质的浆料悬浮液，供给成形过程。锥形除渣器通常作为制浆工段中的除渣净化设备，其主要工作原理是根据纸浆中杂质与纤维密度的不同，利用离心分离的原理，使杂质在离心力的作用下与纤维分离。锥形除渣器具有结构简单、占地面积小、耗能低等优点。

微纤维玻璃棉中所含杂质主要为渣球，渣球是玻璃棉中非纤维状玻璃的统称，其产生原因有多种，如燃烧室温度与速度不够或燃气与空气比例不合适等。渣球会对产品质量带来极大的危害。微纤维玻璃棉中渣球密度约为2.55 g/cm3，而微纤维玻璃棉浆料悬浮液的密度约为1.0 g/cm3，因此一般在玻璃纤维湿法制品的生产过程中多使用锥形除渣器 (见图1)进行除渣处理。浆料经锥形除渣器除渣后，良浆通过上浆系统供给成形过程，尾浆直接排至沉渣池，在排出的尾浆中，除渣球外还含有大量的好纤维。为了避免这部分好纤维的损失，节约成本，常规方法是在锥形除渣器排渣口上安装节浆器，以有效减少纤维的流失、提高净化效率。常用节浆器为圆筒形，节浆器的结构较简单，其工作原理是在节浆器内沿切线的方向注入一定压力的自来水即节浆水，以加强浆料在节浆器和排渣口处的涡旋，使密度比微纤维玻璃棉浆料大的渣球被抛向筒体内壁，并下沉从排渣口排出。而相对密度小的浆料则移向涡旋的芯部，并沿中心旋转向上运动，从顶部出浆口排出。另外进入除渣器的节浆水降低了尾浆的浓度，从而使纤维与渣球可以更好地分离［1－6］。

1 试验

1.1 试验原理

锥形除渣器既要保证除渣效果，同时又要减少纤维的损失，因此节浆水压力非常重要，如果压力过高，会将渣球带进良浆浆流内并从锥形除渣器良浆口排出;而压力过低，将不能产生足够大的离心力，以促使渣球与纤维分离，最终使大量纤维随渣球一同从尾浆口排出［1］。本试验从微纤维玻璃棉的特性以及生产过程的实际工艺出发，在保持锥形除渣器进浆浓度、压差、浆料通过量恒定的条件下，通过调节锥形除渣器节浆水压力，测试不同压力对微纤维玻璃棉浆料除渣效率，即尾浆产率 (除渣器排渣率)及渣球含量 (渣球占尾浆绝干质量的百分比)的影响。

图1 锥形除渣器示意图

1.2 试验仪器及方法

多功能食品粉碎机;电子天平，量程0～200 g，感量0.001 g;过滤装置，直径为100 mm的布氏漏斗，抽滤瓶及直径100 mm的滤纸;恒温干燥箱。

1.2.1 尾浆产率的检测

通过控制阀门大小来调节节浆水压力，并依次从锥形除渣器尾浆口取5份样，对应节浆水压力为0 (全关)、30、60、90、105及120 kPa(全开)分别取样，取样用时5 s。按照GB/T 5399—2004测定纤维绝干质量的操作标准，将已烘至质量恒定的滤纸(质量m1)放在布氏漏斗中，并用水润湿滤纸，然后使用抽滤将已称量的浆料进行过滤。过滤完后小心地取出滤纸与纤维滤饼，用烘干过滤纸的方法，烘干并称取滤纸与纤维滤饼质量 (m2)，最终得出纤维的绝干质量 (m2－m1)。通过取样检测与浆水平衡计算可知，锥形除渣器进浆浓度为0.7%，进浆流量60 m3/ h，则锥形除渣器进浆所含绝干量约为583 g/5 s，并以此计算尾浆产率X。

1.2.2 渣球含量的检测

根据JC/T 978—2005测定渣球含量，用电子天平称取2 g的绝干样 (精确至0.01 g)，加入到食品粉碎机中，然后加入800 mL水并打浆1 min。完成打浆后，将浆液与粉碎机的润洗水一并倒入1000mL的量杯中，加入适量水保证量杯的液面到950 mL刻度处。用玻璃棒快速搅拌浆液，然后倾斜量杯并倒出上部分浆液使液面至指定刻度处，再往量杯中加水至刻度950 mL处并重复上述过程共计9次。刻度要求如下:第1次倾倒使液面至700 mL刻度处，倾倒时间为1～2 s;第2～4次至600 mL刻度处，倾倒时间为5～7 s;第5～9次至400 mL处，倾倒时间为7～9 s。完成第9次倾倒后，用干燥后的滤纸 (m3)过滤出量杯中的渣球 (过滤方法同前)，过滤后将带有渣球的滤纸在 (105±2)℃下烘干60 min，烘至质量恒定并称取质量 (m4)，计算渣球含量Y［7］。

1.3 试验方案

根据JC/T 978—2005微纤维玻璃棉中所述，微纤维玻璃棉中的渣球含量按照打浆度不同分为两个级别。其中打浆度24～59°SR的微纤维玻璃棉中的渣球含量低于0.4%;打浆度14～19°SR的微纤维玻璃棉中的渣球含量低于0.5%。因此选择打浆度39°SR与14°SR的微纤维玻璃棉进行试验，研究锥形除渣器节浆水压力对微纤维玻璃棉除渣效率的影响。

2 结果与讨论

2.1 锥形除渣器节浆水压力对打浆度39°SR的微纤维玻璃棉除渣效率的影响

表1和图2为锥形除渣器节浆水压力对打浆度39°SR的微纤维玻璃棉除渣效率的影响。由表1可以看出，当节浆水阀门全开时，节浆水压力为120 kPa，对应的尾浆产率为0.49%，而尾浆中渣球含量近似为0。这表示此时浆中的渣球全部进入良浆管，并随之上浆，而尾浆中排出的全为微纤维玻璃棉。当节浆水阀门全关时，尾浆产率达到3.91%，表示每生产1 t的成品，会损失掉41 kg的微纤维玻璃棉原料，而其中渣球含量仅占2.32%。

表1 节浆水压力对打浆度39°SR的微纤维玻璃棉除渣效率的影响

由图2可以看出，随着节浆水压力的增大，尾浆产率基本呈线性递减。而渣球含量则呈抛物线形变化，当节浆水压力从0增呈50 kPa左右时，渣球含量缓慢上升;当节浆水压力从50 kPa增至90 kPa左右时，渣球含量增长较快，并在90～100 kPa区间内达到最大值;当压力从100 kPa增至120 kPa时，渣球含量急剧下降，并最终约为0。

由此可知，当节浆水压力在100 kPa左右时，锥形除渣器的尾浆产率约为0.7%，而尾浆中渣球含量达到50%左右，此时锥形除渣器的净化效率最高。

图2 节浆水压力对打浆度39°SR微纤维玻璃棉除渣效率的影响

图3 节浆水压力对打浆度14°SR微纤维玻璃棉除渣效率的影响

2.2 锥形除渣器节浆水压力对打浆度14°SR的微纤维玻璃棉除渣效率的影响

表2和图3为锥形除渣器节浆水压力对打浆度14°SR的微纤维玻璃棉除渣效率的影响。由表2可知，随着节浆水压力由0增至120 kPa，尾浆产率由6.03%递减到0.72%。而渣球含量呈抛物线形，当节浆水压力由0增至60 kPa左右时，渣球含量由5.24%逐渐增长到19.18%;当节浆水压力由60 kPa增至约105 kPa时，渣球含量基本保持在17%～19%左右;最终当节浆水压力由105～120 kPa时，渣球含量由19.31%急剧下降到4.70%。

由此可知，当节浆水压力保持在100 kPa左右时，锥形除渣器的尾浆产率约为2%，而尾浆中渣球含量达到19%左右，此时锥形除渣器的净化效率最高。

表2 节浆水压力对打浆度14°SR的微纤维玻璃棉除渣效率的影响

3 结论

通过研究不同节浆水压力下，微纤维玻璃棉的尾浆产率及渣球含量可知，对于微纤维玻璃棉，当节浆水压力控制在100 kPa左右时，锥形除渣器的净化效率最高。在实际生产中，为保证产品质量与减少能耗，建议将节浆水压力控制在100 kPa左右。

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(责任编辑:刘振华)

The Effect of Elutriation W ater Pressure of Centrifugal Cleaner on the Cleaning Efficiency of M icro-fiberglass

ZHU Xiao*YAN Jie WANG Ying HU Xiao－xia HE Min
(Sinomatech Membrane Material Company，Nanjing，Jiangsu Province，210012)
(*E－mail:zhuxiao06222@126.com)

According to the characteristics ofmicro－fiberglasswool and papermaking process，the yield of tailings and the cleaning efficiency of the shots ofmicro－fiberglass at different elutriation water pressures of centrifugal cleaner were tested.

fiberglasswet process products;shots;cleaner;elutriation water

朱 潇先生，助理工程师;研究方向:玻纤湿法制品工艺研究。

TS733+.4

A

0254－508X(2014)03－0027－03

2013－11－20(修改稿)