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造纸高浓度锥形磨浆机的研究与设计

梁钱华  
【摘要】: 本次研究以造纸行业高得率主要制浆设备高浓锥形磨浆机为研究对象,通过系统实验,研究高浓磨浆过程中,影响磨浆效率和纤维性能的主要因素。通过对磨盘的磨齿形状及其分布、磨盘材质、磨浆压力、不同结构的磨盘和转速对磨浆强度和纤维结构的影响等各方面对磨盘磨浆性能进行了综合分析与研究,得出了一种既能保持磨浆质量又能节省电耗的新型节能磨盘。 由于至今人们都还很少关注磨盘对纤维结构的影响,所以本文详细阐述了采用不同结构的磨盘和转速对纤维结构的影响,如纤维细胞壁厚、分丝以及纤维长度等。对两种不同条件下磨浆的效果进行了对比。研究表明:改变磨盘结构可以控制纸浆在磨区内的停留时间,改善纤维结构。提高磨盘转速或者采用齿形为切断型的磨盘,磨浆强度更高,纤维细胞壁被破除得更多、分丝更多,但是长度下降。实验结果还表明,提高温度可以使纤维更好的受热润胀和软化,从而更多的保留纤维长度,获得更多的薄壁纤维。采用磨浆强度较高的磨盘还可以有效的节省能耗。 建立高浓磨浆过程中的力学模型,并对该模型进行深入定量分析,为进一步优化设计磨盘结构和磨齿尺寸,以及选择高浓磨浆的原料和实现生产高强度纸浆提供理论依据。另外,在前人比边缘负荷理论SEL和比表面负荷理论sSL以及磨浆的能耗和效率等磨浆理论和实践的基础上,建立高浓磨浆过程中的能量消耗的模型,通过对该模型的分析和计算,实现对高浓磨浆机的结构优化和设计,从而为磨浆机的节能提供可靠的理论依据。所以,高浓磨浆过程中力学和能耗模型的建立与分析,对开发新型低能耗高浓度磨浆机具有重要理论指导意义。 本文还介绍了一种高浓度锥形磨浆机双闭环浓度控制方法,在保证锥形磨浆机较高生产效率的同时改善纸浆质量。本方法提高了浆料在磨浆区内部的浓度,使纤维在磨盘问的停留时间增加,从而减小了磨浆强度,同时也避免了因磨浆区外部浓度过高而导致的磨盘堵塞。


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