論再造煙葉行業(yè)浸涂液的固液分離
行業(yè)動(dòng)態(tài)
所謂浸涂液的固液分離，是指在再造煙葉的生產(chǎn)過程中，煙?；驘熌┙菀航?jīng)固液分離后，液相在經(jīng)濃縮并加入各種添加劑進(jìn)行噴涂造紙（煙葉）后的混合液（浸涂液）進(jìn)入離心機(jī)所進(jìn)行的固液分離，分離后的渣相棄用，液相進(jìn)行回收再利用。
1 浸涂液的生產(chǎn)工藝及物料特性
1.1 生產(chǎn)工藝
煙梗、煙末浸泡液→離心機(jī)固液分離→離心機(jī)液相濃縮→浸涂液→LW520EY離心機(jī)→液相回收利用
1.2 浸涂液的物料特性
進(jìn)入離心機(jī)的浸涂液的密度約為1.245g/cm3，進(jìn)料總含固率為45%，其中含水55%，含糖14%，含蛋白質(zhì)5%～10%，含無機(jī)鹽6%～10%，其余為多酚類物質(zhì)。該物料具有固含量較高、黏度和糖度大、流動(dòng)性差等特性。
2 離心機(jī)配置、工作原理、技術(shù)特性
2.1 離心機(jī)配置與工作原理
以目前國(guó)內(nèi)涂布液固液分離中應(yīng)用較為成熟的LW520EY離心機(jī)為例，該離心機(jī)主要由主副驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)鼓部件、螺旋部件、軸承座、差速器等部件以及電器控制系統(tǒng)組成。技術(shù)參數(shù)：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑520mm，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速3000r/min，分離因數(shù)2620，工作轉(zhuǎn)速2600r/min，主電機(jī)功率55kW，副電機(jī)功率15kW。
離心機(jī)的工作原理即根據(jù)離心力的作用，使具有不同密度的物體分開。浸涂液由螺桿泵經(jīng)進(jìn)料管進(jìn)入離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，因浸涂液固液兩相存在密度差從而實(shí)現(xiàn)二者的分層。密度較大的固體顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上被螺旋輸送器不斷推出至轉(zhuǎn)鼓的出渣口，分離后的清液則經(jīng)液層調(diào)節(jié)板的開口溢流出轉(zhuǎn)鼓，推料螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差是通過差速器來實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)速差的大小通過副電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.2 LW520EY離心機(jī)技術(shù)特性
（1）采用大長(zhǎng)徑比和BD板技術(shù)
LW520EY離心機(jī)采用大長(zhǎng)徑比，可增加物料的沉降分離區(qū)域，延長(zhǎng)了物料在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間，使固形物去除率提高；采用BD板技術(shù)可使浸涂液中的固相被進(jìn)一步地壓縮，從而降低其含水率。
（2）獨(dú)特的渦流式出料口設(shè)計(jì)
LW520EY離心機(jī)螺旋卸料器的出料口采用渦流式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)符合液體力學(xué)的流線型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，使物料的注入更加順暢，可以加速物料進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓的速度，縮短物料與液池的接觸距離，減少進(jìn)料對(duì)已形成分離的固相產(chǎn)生擾動(dòng)，避免螺旋體內(nèi)堵塞和進(jìn)料管抱死現(xiàn)象，從而提高離心機(jī)的處理能力。
（3）先進(jìn)的耐磨保護(hù)措施
LW520EY離心機(jī)螺旋葉片的推物料面及葉片頂面堆焊高硬度碳化鎢（WC）材料，由于WC是100%硬質(zhì)合金材料，堆焊后葉片依然平滑，可降低物料對(duì)葉片的磨損；轉(zhuǎn)鼓出渣口采用鑲陶瓷瓦加耐磨片的結(jié)構(gòu)，對(duì)出料部位進(jìn)行全程保護(hù)，減少物料對(duì)出渣口的磨損，轉(zhuǎn)鼓出渣口的馬鞍型結(jié)構(gòu)可以保證出料順暢并且360°無死角積料現(xiàn)象。
（4）一機(jī)多能
LW520EY離心機(jī)是專門針對(duì)再造煙葉行業(yè)開發(fā)出的具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的臥螺離心機(jī)，適用于行業(yè)內(nèi)浸涂液、白水、煙末提取液、煙梗提取液、煙梗煙末混合提取液等工藝段的固液分離，真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能式固液分離，目前已在國(guó)內(nèi)各再造煙葉生產(chǎn)廠家得到較好的推廣。
（5）先進(jìn)的電器控制系統(tǒng)
LW520EY離心機(jī)的電器控制系統(tǒng)以一體化可編程控制器為核心，以可直觀顯示文本文件的界面為操作界面，與節(jié)能優(yōu)良的雙電機(jī)雙變頻恒扭矩控制方式組成了穩(wěn)定可靠的離心機(jī)電氣自控系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)主、副變頻器間采用共直流母線連接的方式，實(shí)現(xiàn)了能量反饋功能，達(dá)到節(jié)能的目的并實(shí)現(xiàn)離心機(jī)設(shè)備啟動(dòng)平緩、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和差轉(zhuǎn)速無級(jí)可調(diào)；螺旋差速調(diào)節(jié)精度高等特性，可適應(yīng)進(jìn)料量和物料濃度的變化，保證良好穩(wěn)定的分離效果，從而有效地保證了固相回收率。
3 影響離心機(jī)分離效果的因素、常見故障分析及解決措施
3.1 影響離心機(jī)分離效果的因素
（1）分離因數(shù)
離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速影響離心機(jī)的分離效果和單位時(shí)間內(nèi)的處理量。離心機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則分離因數(shù)越大，物料受到的離心力也越大，固體顆粒沉降速度也越大，分離效果越好；但轉(zhuǎn)速的大小與分離效果的好壞并不成比例，當(dāng)達(dá)到臨界值后，轉(zhuǎn)速再增大分離效果也無顯著提高，而動(dòng)力消耗幾乎成比例增加，使運(yùn)行費(fèi)用大幅提高，同時(shí)會(huì)使設(shè)備的振動(dòng)增加，所以要根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min時(shí)，分離效果佳。
（2）差轉(zhuǎn)速
差轉(zhuǎn)速的大小決定了螺旋推料器的排料速度，進(jìn)而影響離心機(jī)的分離效果和處理能力，在進(jìn)料量恒定的情況下，差轉(zhuǎn)速增大將使清液離開離心機(jī)之前的路徑增加，但螺旋排料速度加快會(huì)縮短固相在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，所以可在獲得更好分離效果的同時(shí)降低出渣干度。經(jīng)測(cè)試，差轉(zhuǎn)速控制在16～18r/min時(shí)，液相可以達(dá)到工藝要求。
（3）液層深度
離心機(jī)出液口的開口越靠近轉(zhuǎn)鼓中心，其液層越深，反之則越淺。加深液層會(huì)降低液相中的含固率，增加固相中的含水率，降低液層深度則反之。經(jīng)測(cè)試，液層深度控制在150mm是，無論從渣相的干度還是液相的含渣率來看，分離效果完全可以滿足生產(chǎn)工藝要求。
3.2 常見故障分析及解決措施
（1）分離效果不穩(wěn)定
由于浸涂液含固率較高、黏度較大，因此，在工藝上盡量采取適當(dāng)提高進(jìn)料溫度、降低進(jìn)料含固率的方法來保證分離效果的穩(wěn)定性。
（2）離心機(jī)運(yùn)行過程中的信號(hào)干擾
離心機(jī)運(yùn)行過程中的信號(hào)干擾常常造成控制系統(tǒng)失靈，如轉(zhuǎn)速、進(jìn)料流量等數(shù)值出現(xiàn)偏差時(shí)，會(huì)影響到離心機(jī)的正常運(yùn)行。因此，在安裝布線時(shí)要做到所有的模擬量信號(hào)必須采用屏蔽線連接并有效地接地，強(qiáng)、弱電分別獨(dú)立地接地等。
（3）進(jìn)料波動(dòng)
當(dāng)進(jìn)料出現(xiàn)濃度波動(dòng)時(shí)，如果控制系統(tǒng)反應(yīng)不及時(shí)會(huì)影響離心機(jī)的分離效果，而采用恒力矩控制，可使離心機(jī)處于極佳狀態(tài)，通過檢測(cè)力矩，自動(dòng)調(diào)整差轉(zhuǎn)速，可有效防止離心機(jī)堵料等現(xiàn)象的發(fā)生。
（4）設(shè)備運(yùn)行狀況
離心機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)良好分離效果的前提。離心機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)具備聯(lián)鎖和報(bào)警功能來保護(hù)設(shè)備，可對(duì)關(guān)鍵部件增加保護(hù)材料從而提高離心機(jī)的耐磨性能，離心機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)也對(duì)其分離效果和使用壽命有著至關(guān)重要的影響。
4 結(jié)語
用離心機(jī)進(jìn)行再造煙葉行業(yè)浸涂液的固液分離具有物料適應(yīng)性好、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、安全保護(hù)裝置齊全可靠、分離效果佳、處理量大等優(yōu)點(diǎn)，值得在行業(yè)內(nèi)推廣。
