项目来源与背景、意义造纸制浆工业是全球经济的重要组成部分,其中浆料浓缩又是制浆过程中重要的工艺步骤。
从未来发展方向分析,全球造纸制浆设备向低能耗,低成本、环保产能、绿色生产等方向发展。
ZJN4200真空抽吸自搅拌式高效浆液浓缩机是一种用于浆料浓缩和白水回收处理的新型设备,其性能将直接影响到综合生产成本。
国际知名浓缩机生产厂家主要包括芬兰美卓(Metso)公司、奥地利安德里兹(Andritz)公司和杰利维(GL&V)公司,其产品能够满足3~30万吨/年制浆线的生产能力,代表了当今世界发展水平。
其中,GL&V公司有四种型式的多圆盘浓缩过滤机,可根据用户要求的进料浓度、游离度、出浆浓度和生产能力不同,灵活配置不同直径、不同盘片数的多圆盘浓缩过滤机。
综合分析,国外设备具有技术先进、低能耗、高可靠性和大型化的共同特点,也是该类设备国产化替代的发展方向。
但是,国外进口设备存在采购成本高、设备维护难度大、零配件供应不及时等诸多不利因素,亟需国产化替代。
国产浓缩机生产厂家生产的浓缩设备一般是圆网浓缩机、盘式浓缩过滤机等,该类常规浓缩设备存在进浆浓度低、动力大、产量低、占地面积大、结构复杂、滤盘拆装困难、内部易产腐浆等缺点。
综上所述,国产设备的产品结构和综合性能与国外产品还有较大差距,不能完全替代国外进口设备,急需要进行升级改造和技术创新。
针对客户提出的技术水平高、低能耗、高可靠性、紧凑型和自控水平高的使用特性,通过借鉴消耗吸收国外同类设备先进技术,进一步提升国产浓缩设备的制造水平,我们将ZJN4200真空抽吸自搅拌式高效浆液浓缩机作为公司的立项产品进行研发,该产品同时可用于污水固体悬浮颗粒的过滤处理。
该项目产品的成功实施,将会进一步深化整合企业优势资源,提高绿色制造能力,强化产学研合作力度,提升公司的综合产品研发能力和装备制造水平,加强公司研发队伍培养和梯队建设,对公司的产品结构优化升级和可持续发展意义重大。
2、研究内容及创新点:ZJN4200真空抽吸自搅拌式高效浆液浓缩机在造纸制浆行业是一种浓缩纸浆、白水回收处理的新型设备。通过对滤盘、滤布、冲洗装置等结构的重新设计,也可应用于环保领域的污水SS(固体悬浮颗粒)过滤处理。
创新点及关键技术:
1.转子结构转子采用镂空式六边形结构,对浆料起到自搅拌作用,防止纤维发生沉降,降低了对进浆浓度的敏感性;转子上共有12个腔道,腔道与扇形盘片相连通,过滤后的滤液沿着扇形板与滤网所形成的腔道汇入转子腔道内,经分配阀的滤液出口流向滤液池。转子与槽体之间采用鼓形滑动支撑,可补偿加工和安装误差,降低了摩擦系数,提高了使用寿命。
2.多盘结构。由多张中空垂直分布的扇形盘片组成,每一张盘片与转子渠道相连,盘片数量多使得滤盘总面积大,从而过滤效果好。过滤过程中,当盘片浸入纤维悬浮液时,利用浆水的自身重力及滤盘中间呈相对真空,产生负压,纤维悬浮液流向盘片内,纤维被收集于滤布上。内部体积最小化的机构设计使得操作条件及过滤质量得到优化。由于浆饼是和缓地在圆盘扇形板上形成的,可形成多孔状纤维饼,浆料浓度可高达绝干14%,浓缩效果好。
3、坚固且过滤效果好的扇形盘。扇形盘片由不锈钢材料制成,两面覆有由高质量合成材料制成的滤网,热缩性好,寿命长。
优化设计为四边滤盘和五边滤盘两种滤盘结构,增大了滤盘底部固定端的外形尺寸,充分利用了安装空间,同时可承受来自对角线方向的重荷,滤盘固定更加牢固可靠,并能承受真空或压力变化时的应力变化,把常规滤盘内圈固定方式,改为外圈固定,方便拆装。
剥浆喷淋机构。剥离水以一定的角度有效地将过滤后的浆饼形成自卷在类似钟表“12点”的位置剥离落入卸料槽。喷水压力及流量可通过阀门来调节,主喷淋管内装有清理排空阀,可消除分水管水头堵塞的危险。
滤液阀机构。下方与真空水腿连接,分别通清滤液和超清滤液。特有的可调节结构,对于不同的浆种根据工艺要求可通过滤液阀对真空度及清、浊滤液比例进行调整。通过清滤液的循环使用,大大节约了水的使用量。
在线监测及远程控制系统。采用变频调速技术,通过在线液位检测实现了对转子转速的自动控制,提高了整机效率。可接入造纸生产线控制系统,实现远程控制。我公司拥有该产品的自主知识产权。
该项目申请并受理专利3项,一种带自搅拌功能的浆液浓缩机转子轴及浓缩机,201811654129.9;一种紧凑式浆液浓缩机,201822234835.X;一种带自搅拌功能的浆液浓缩机转子轴及浓缩机,201822243750.8。
2019年3月1日顺利通过由中科合创(北京)科技成果评价中心组织的科技成果评价,中科评字[2019]第2788号,专家一致认为该项目产品填补国内空白,整体技术达到国际先进水平。
项目产品形成批量生产后,我公司可形成年产60台套的生产能力,可实现销售收7500万元,利税1560万元,完全替代进口后,节省外汇2520万美元,产品综合性价比高,具有显著的经济效益和社会效益。