集中制浆系统在AGM隔膜制备中的应用前景

刘铁军，宋德华，王伟

(中材科技股份有限公司膜材料公司，南京211106)

集中制浆系统在AGM隔膜制备中的应用前景

刘铁军，宋德华，王伟

(中材科技股份有限公司膜材料公司，南京211106)

概述了AGM隔膜在蓄电池领域的重要应用，分析了国内AGM隔膜产业的现状，以及制浆系统对AGM膜质量的影响机理，介绍了分散制浆、集中制浆系统的工艺流程及控制要点，比较了集中制浆系统较分散制浆系统的优势，指出集中制浆系统在未来AGM隔膜制备中有很大的应用前景。

集中制浆系统；分散制浆系统；AGM隔膜；应用

0 前言

目前，铅酸蓄电池使用用途较为广泛，分为起动型蓄电池、固定型蓄电池、牵引型蓄电池、铁路用蓄电池以及储能用蓄电池。AGM隔膜作为铅酸蓄电池中的“第三电极”，起着隔离正负极、吸附电解液的作用，对电池的性能影响是至关重要的。

近年来，随着铅酸蓄电池行业的快速发展，隔膜市场竞争愈演愈烈，市场环境快速变化。国内AGM隔膜企业经营环境变得日益复杂，集中表现为AGM隔膜规格增加、交货期缩短，客户对AGM隔膜的要求也变得多样化。与此对应，生产方式从前期大批量少品种向目前小批量多品种转变，这种转变使得企业生产计划变更频繁。但为满足客户的不同需要，企业需配备多条隔膜生产线才能满足市场需求[1-3]。

国内AGM隔膜生产线主要采用“分散制浆、分散造纸”的生产模式。生产线都配备制浆系统，存在制浆设备多，设备占地面积大，劳动力使用量多等缺点。另外，生产线制浆系统之间相互独立，使得同规格隔膜换线生产时，隔膜性能存在差异。

集中制浆系统有其独特的优势，是大规模集中供浆的必要设备，一方面可以保证给生产线连续供浆，提高制浆效率[4-6]，设备单位占地面积相对小，劳动力使用量减少；另一方面避免因生产线制浆系统差异导致产品性能波动。

1 制浆系统对AGM隔膜性能的影响

AGM隔膜生产线间制浆系统相互独立，与疏解机疏解能力、除渣器能力以及系统构造等有关，使疏解得到的浆料性能有所差异。制浆工段在AGM隔膜制备中作为首道工段至关重要，评判上网成型前浆料的优异在于不同叩解度玻璃纤维混合分散程度、浆料pH值、浆料连续供浆稳定性等方面。

制浆系统主要影响着隔膜的厚度、定量、强度、吸水(酸)等关键性能。疏解机疏解时间过长，玻璃纤维大部分将被切断，纤维之间交织能力减弱，从而隔膜强度降低；另外，成型过程中玻璃纤维分布致密，隔膜孔隙率减少，降低了隔膜吸水(酸)性能。除渣器主要去除玻璃纤维中未被分解开的玻璃渣团，主要影响成型过程中隔膜定量、纸面外观。

AGM隔膜作为电池的“第三电极”，决定着电池性能和质量优良与否，是其成败的关键。隔膜性能对铅酸蓄电池的影响主要表现在厚度均匀性、孔隙率、拉伸强度、吸酸性能等方面。其中厚度性能影响着电池中酸液分布以及电池整体安装，强度性能影响着电池的循环寿命，吸水(酸)性能影响着电池的容量及电流大放电性能[7-8]。

2 分散制浆系统

AGM隔膜由微玻璃纤维棉制成，采用传统斜网湿法造纸工艺流程，包括制浆工段、抄纸工段、卷纸工段、后加工工段，是流程性连续生产，各工段同时作业。

2.1 分散制浆工艺流程

隔膜生产线制浆系统主要由疏解机、配浆池、贮浆池、除渣器、输浆泵和管路组成，系统示意图如图1所示。

隔膜生产线制浆系统都包含上述组件，各生产线都配有制浆人员，生产过程中根据隔膜性能要求，制浆人员将不同直径的玻璃纤维原料按工艺配比称量、投料疏解、放浆、抽浆，浆料经过除渣器除渣后在斜网纸机脱水成型。制浆人员每间隔一段时间重复上述操作。

2.2 分散制浆系统控制要点

(1) 制浆人员需将玻璃棉定量投入疏解机，投棉过程中发现棉中有杂质、异物、油斑应及时取出。

(2) 制浆过程中，降低切换不同厂家玻璃棉使用频率，减少浆料性能波动。

3 集中制浆系统

集中制浆系统便于控制、管理，制浆效率高。目前主要应用于灌浆工程，不仅节约人工成本，提高送浆速率，还可以保证灌浆质量[9]。因此，集中制浆系统在AGM隔膜生产线有很大的应用前景。

3.1 集中制浆系统工艺流程

集中制浆系统有手动、自动两种选择，自动控制系统出现故障无法恢复时，将选择开关置于手动位置。此系统主要由操作室、电子秤量装置、高速疏解机、除渣器、配浆罐、贮浆罐、输浆泵和管路组成，系统示意图如图2所示。

玻璃纤维原料经皮带输送机输送至高速疏解机，当原料量，白水量达到设定值，系统自动停止供水和供原料，经其高速分散后，放浆至配浆罐，配浆罐中浆料经过除渣器除渣后储存至贮浆罐(1#、2#贮浆罐代表不同叩解度玻璃纤维浆料)，完成制浆。按照隔膜产品性能要求，将1#、2#贮浆罐中浆料、白水罐中白水按一定流量泵抽至隔膜a、b、c生产线，在斜网纸机上脱水成型。

3.2 集中制浆系统控制要点

(1) 生产线合理排单，避免间断开/停机。浆料贮存时间不宜超过3 d，存放时间过长，浆料中玻璃纤维缓慢在浆池底部沉积、结块。

(2) 疏解机底部滤网、混浆器内部应定时清理，排除玻璃纤维原料带入的杂质，避免其影响隔膜产品性能。

4 集中制浆系统与分散制浆系统的比较优势

分散制浆系统在湿法造纸领域有其独特的优势，可以生产不同领域铅蓄电池用AGM隔膜。主要隔膜产品安排定线生产，减少因换线生产带来的性能波动。但其也存在一定弊端，生产线设备占地面积大，机械用量高，人员配备多，另外生产线间制浆系统相互独立导致浆料性能有所不同，使得制备的同客户同规格AGM隔膜性能有所差异。生产线出现故障时，换线生产将无法满足客户AGM隔膜性能稳定性要求，产生产品无法按期交付的隐患。

集中制浆系统具有技术先进、结构简单、性能稳定、良好的人机界面和便捷的操作方式[10]，保障了浆料提供的连续性和及时性，减少制浆、贮浆、输送浆液的机械用量，同时较分散制浆系统节省了大量制浆所用的劳动力，提高了制浆和送浆的效率。

集中制浆系统主要优势在于生产线浆料来源稳定、性能均一，减少制浆过程中浆料波动，生产线出现故障，可以换线生产，使得产品能按期交付，同时满足客户隔膜性能稳定性要求。生产线使用集中制浆系统，不仅可以改善工作环境，提高AGM隔膜产品质量，而且可以节约生产成本，具有明显的经济效益。

5 结语

如今，在AGM隔膜市场竞争愈演愈烈情况下，AGM隔膜产品质量稳定性一直是困扰此行业的主要问题，这也是当前隔膜生产线分散制浆的弊端。集中制浆系统有其独特的优势，计量准确，便于控制，操作方式便捷，劳动力用量少，设备占地面积小，同时可以提高制浆和送浆的效率，保证浆料间的均一性，减少因浆料波动带来的质量波动，未来集中制浆系统在湿法造纸领域将会有很好的应用前景。

[1]姚鹏飞，周少华.基于约束理论的造纸企业生产排程方法研究[J].工业工程与管理，2009，14(05)：122-123.

[2]刘亮，齐二石.基于APS与MES集成的车间生产计划和调度方法研究[J].制造技术与机床，1996.(9)：24-28.

[3]王军强，孙树栋，余建军，等.集成化生产计划管理与控制模型[J].计算机集成制造系统，2005，11(12)：1223-1228.

[4]李平.巴州造纸业实施“集中制浆、分散造纸”战略势在必行[J].新疆环境保护，1997，19(04)：24-27.

[5]张连顺，刘寒剑，曹永顺.集中制浆系统在北川开茂水库灌浆施工中的应用[J].四川水利发电，2015，34(05)：20-21.

[6]陈永林.高端造纸制浆装备的开发应用与“走出去”经验体会[J].中华纸业，2016，37(01)：44-47.

[7]包有富，张华，胡信国.AGM隔板性能对密封铅酸蓄电池性能的影响[J].电源技术，2000，24(05)：262-263.

[8]汪海杰.AGM隔板的发展与未来[J].玻璃纤维，2011，(03)：39-40.

[9]宋玉国，李士海，朱克.全自动电脑控制集中制浆系统在灌浆施工中的应用[J].地质装备，2006：33.

[10]宋光明.自动集中制浆系统在某水利枢纽灌浆施工中的应用[J].水利工程，2015，(05)：105-106.

The Application Prospect of Centralized Pulping System in Preparation of AGM Separators

Liu Tiejun，Song Dehua，Wang Wei

(Membrane Material Company of Sinoma Science & Technology Co.,Ltd.，Nanjing 211106)

This paper outlines the application of AGM separators in lead-acid batteries，describes the domestic situation of AGM separator industry，explains the effects of pulping system on the quality of AGM separators，summarizes the process and control points of dispersed pulping system and centralized pulping system，and compares the advantages of centralized pulping system with dispersed pulping system.The results show that the centralized pulping system has a remarkable application prospect in the preparation of AGM separators in the future.

centralized pulping system；dispersed pulping system；AGM separator；application

TQ171.77+6

A

2016-11-01

刘铁军，男，1977年生，副总经理。主要从事新型隔膜市场应用方面的研究。

修回日期：2016-11-15