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鼓式真空洗浆机或多盘真空过滤机设置真空水腿管时,应先进行工艺物料衡算,计算过滤液流量,然后再确定水腿管直径和流速等参数。
对于鼓式洗浆机来说,在仅依靠水腿管形成自然真空,不配置附加真空系统的情况下,为使水腿管具有足够的抽气量,并达到工艺所需真空度,以1m2转鼓面积计算,进入到水腿管的滤液流量通常应大于10m3/h,当鼓式洗浆机用于过滤性能较差的草类浆洗涤时,其滤液量一般少于10m3/(m2.h),不足部分可采用滤液回流的方法补充,滤液回流时,需设置单独供液泵将滤液泵入到水腿管顶端。
直径d和流速Vm是真空水腿管的重要特征参数,当进入水腿管的滤液流量确定后,由d≤1.9Q3/8、Vm≥7d2/3和Q=0.25πd2Vm三公式可计算出水腿管直径d和流速Vm值。水腿管流速Vm不能太低,否则会降低真空度,影响设备的正常运行。
国内厂家一般建议Vm值为2.4~3m/s,GL&V公司Impco洗浆机推荐Vm值为3.7~4.9m/s,Rauma-Repola公司提供给原天津造纸总厂75m2鼓式真空洗浆机的水腿管设计流速为过滤区4m/s,洗涤区4.6m/s。在有效位差相同时,适当提高水腿管设计流速,不仅能增大抽气能力,提高设备真空度,而且可扩展其适用性,使设备能适应不同的进浆浓度和产量范围。
水腿管设计流速Vm也不能太快。流速过快,容易造成水腿管顶端滤液汇集区的排液不畅或滤液积聚,从而增加抽气阻力或者阻断气流,严重影响真空度,使设备无法正常、稳定运行。因此,取较高的水腿管流速Vm值时,必须要保证水腿管顶端滤液汇集区的排液通畅,为此,应使Vm<(2gh)1/2或者h>Vm2/2g。并且汇集区过滤锥管的锥角应大于30°~40°。
当鼓式洗浆机或多盘过滤机高位安装,在仅依靠水腿管形成自然真空,无附加真空系统配置的情况下,水腿管的有效位差(设备中心至水封面的距离)须大于7~9m,而且应尽量保持与水平面垂直。水腿管底部的滤液排出口应采取有效的水封措施,或插入到水封槽液面以下,插入深度约1倍管径左右。对于鼓式真空洗浆机来说,为了减轻排液阻力,提高气液分离效果,并减少泡沫,通常会在水腿管底部设置一段水平管,用于排出滤液和空气。
水平排液管以切线方向进入水封槽内部的气液分离器里,气液分离器直径约为水腿管直径的3~4倍,水平排液管中心高于水封槽液面~mm,并且应尽量缩短水平距离。当工艺布置需要较长距离的水平管时,须采用上凸形的变径管,变径管直径应大于水腿管直径的1.5倍,以降低排液阻力,改善气液分离效果。
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