玻璃纤维空气过滤纸流送系统设计

第4期2019年2月江苏科技信息

Jiangsu Science & Technology Information No.4

February ,2019

玻璃纤维空气过滤纸流送系统设计

柯维工

(中材科技膜材料公司，江苏 南京211106)

摘要：文章主要介绍了中材科技膜材料公司设计的两套玻璃纤维空气过滤纸的流送系统的设计方

案，其中一个是21世纪初的利用液位和压差的方法控制浓度和流量的单分散系统的流送系统，另外一 个是近年来利用压力传感器、电磁流量计、V 型流量阀进行流量和用料比例调节的双分散系统的流送

系统，并分析了其中运行的注意要点以及各自的特点。

关键词：玻璃纤维；空气过滤纸；流送系统;设计

中图分类号:TQ 文献标识码:A

0引言

空气过滤纸可以认为是战争的产物，最早使 用于防毒面具等，随着精密机械、电子制造的迅 猛发展，对于生产环境的要求越来越高，需要最 大限度地降低空气中粉尘的含量，提高产品的 合格率和可靠性，玻璃纤维空气滤纸的应用越 来越广泛，对玻璃纤维空气过滤纸的要求也越 来越高。

玻璃纤维过滤纸湿法成型工艺中流送系统的设 计是整个生产线设计的核心，流送系统的功能主要有 以下几方面1 ：(1)将浆料和化学品以各种比例在流

送系统中与白水进行均匀混合。(2)有效地除去由材

料带入系统的杂质，提高浆料上网的洁净度。(3)尽可 能有效地除去系统中的空气。(4)浆料通过系统后获

得良好的分散，除去纤维束及絮聚物等。(5)保证进入

流浆箱上网浆料浓度、流量、压力的稳定。(6)尽可能 缩短由于改变品种和调整工艺后系统达到稳定所需

的时间。

1单分散系统的滤纸流送系统设计

根据空气过滤纸上网的要求，做以下流程的设计

来满足要求,流程中包含:浆料分散设备、浆料储存设

备、白水循环系统、除渣系统等(见图1)。

图1工艺流程

基金项目：特种玻纤高效湿法膜材料制品及下游产品重点项目；项目编号:TC170A2KN/分包号：21。 作者简介：柯维工(1968—),男，浙江台州人，高级工程师，学士;研究方向：玻璃纤维造纸工艺。

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以上流程是根据滤纸生产的需要设计的流送系统。拥有水力碎浆机和与之匹配的定容水罐,每次按产品要求加入配比好一定量的原料和分散剂,再加入一定容水罐的白水.进行分散作业，形成一定浓度的浆料.分散好的浆料放入配浆池。依靠定容水罐和定量加料保证浆料的浓度，配浆罐选用3~4倍的水力碎浆机的容积,也就是可认为能存放3~4次水力碎浆机打好的一定浓度的浆料，配浆罐必须有搅拌，使浆料不发生沉降和浓度差异.搅拌可以选用卧式推进器或者立式搅拌装置保证浆料有良好的分散，水力碎浆机可考虑选用对纤维切断能力小的高浓转子,减少分散过程对纤维长度的影响。

系统设计有稳浆回流罐.体积l~2m‘,带有立式搅拌器,有口径较大的回流管,保证从配浆池打入的浆料在不出浆时能做到全部回流进入配浆罐,这样才能保证罐内的液面的稳定，为抽浆泵提供稳定的压头，使抽浆泵的流量可以持续稳定。抽浆泵的流量要小于从配浆罐打到稳浆回流罐的泵的流量。为了实现流量控制.抽浆泵可以选用体积泵如螺杆泵，变频控制泵的转速以得到工艺需要的流量。

浆料经过高频疏解机消除未完全分散的纤维束后进入混合器.与白水混合至除渣器要求的浓度,白水来自上白水槽，上白水槽是一带溢流的高位白水箱，保持一定的液位，用阀门控制流量,可以认为一定压头阻力不变的情况下流量可以保持稳定，即可认为混合浆料的浓度能保持稳定,混合器还有一部分流量来自除渣器的节浆器的回流，在排渣率稳定的情况下也可以认为流量是稳定的。此部分浆料经过离心泵加压至除渣器需要的压头进入除渣器,除渣器良浆进入混合箱,除渣器的排渣率由节浆器反顶水的压力和流量控制，反顶水的流量压力大时排渣率低，反之排渣率高;反顶水来自上白水槽，由泵打入节浆器,流量控制靠阀门，由于上白水槽有稳定的压头，阀门开度不变的情况下，可以认为系统的阻力也是稳定的，泵输出的流量和扬程也可以认为是稳定的。由于节浆器的特殊设计,使得大部分渣浆被洗涤后回到前部的混合器,少部分含重杂质的渣浆被排出至沉渣盘，水经过溢流回网下白水池,渣定期排放。

良浆进入两级混合箱后进入网前箱.两级混合箱中有搅拌装置，保证浆料不絮聚，混合箱可以加入白水对浆料进一步稀释，搅拌装置可以使混合浆料均匀，加水的水源来自有固定液位的上白水槽，阀门控制加水流量，阀门不变的情况下，进入混合箱的白水流量是稳定的。混合箱还有一个重要的作用是浆料的脱气，因为重质除渣器排渣口中心是负压，会有空气进入除渣器并随良浆排出，需要通过混合箱排出这部分空气。

网部脱水加冲洗水全部进入网下白水池,原则上洗网水会多于网部浆料带走的水，系统可以达到平衡，网下白水池的水抽到斜筛去除池里絮聚的浆块等杂物，白水进入下白水槽，下白水槽有溢流管回流到网下白水池，下白水槽有泵抽白水至上白水槽和口水计量罐，上白水槽和白水计量罐都有溢流管回流到下白水槽,其中上白水槽的供水泵是连续工作,保证上白水槽始终有溢流到下白水槽，白水计量罐泵是每次开泵一定时间后自动停止，上水量保证放满一白水计量罐，罐满后回流到下白水槽，可以认为每白水计量罐的水量是一致的，以保证浆料的打浆浓度的一致性。

这套流送系统的设计用物理的方法做到了浆料和白水的均匀混合,有效去除系统的杂质、空气和纤维束，保证了浆料进入网前箱的流量浓度和压力的稳定,是较成功的滤纸流送系统的设计。但系统中定容泵采用螺杆泵，物料为玻璃纤维,磨损比较严重,维修量大;因为物料的配比是一次设定的,如果不合适，调整非常困难，更换品种更是需要彻底清理全部流送系统,对原料的不稳定缺乏快速调节的能力。

2双分散系统的滤纸流送系统设计

为了缩短由于改变品种和调整工艺后系统达到稳定所需的时间，设计了一套双分散系统的流送系统，主要是有两套分散系统，一套处理纤维直径较大的原料，一套处理纤维直径较小的原料，在生产中按产品的最后要求进行配比.得到需要的产品性能。工艺流程如图2所示。

以上流程是根据玻纤滤纸上网要求设计的双分散系统的流送系统。

拥有两套水力碎浆机和与之匹配的定容水罐，每次按产品要求加入一定量的原料和分散剂，再加入一定容水罐的白水,进行分散作业，分散好的浆料分别放入配浆池，在配浆池里加入白水配至一定的浓度,浓度要求是适应除渣系统要求的浓度。两套系统分别分散平均直径不同的原料,注意配浆池配好的原料的质量浓度要保持一致。水力碎浆机采用高浓转子以减少对纤维的损伤,配浆池采用标准浆池及相匹配的标准卧式推进器以保证浆料在配浆池里分散均匀。白水计量罐和配浆池都安装有压力传感器标示其液位，由液位控制其容积来进行自动操作，如：白水 计量罐到一定液位就停白水泵,放料到一定液位就关闭放料阀，水力碎浆机放料完成后就开启白水泵配浆到一定液位就停白水泵等，储浆罐的液位到达一定设定值的时候就自动启动配浆泵翻浆至储浆池.也可手动操作。

配好的浆料由配浆泵打出经过除渣器，良浆进入储浆池,渣浆进入沉渣盘,由渣浆自冲洗，上层的回到

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配浆池，下层留在沉渣盘里，每次抽浆把配浆池的浆全部抽完,可以认为进入储浆池的浆料浓度和配浆池的浓度相同。沉渣盘里的渣浆间隙排放。储浆池的体积一般选用两倍配浆池的体积，开始生产时可以备两配浆池的打好的浆料,如果配浆池的浆料的浓度和性质有微小差异，在储浆池里有均化的作用，减少上网浆料的差异。在储浆池浆料停留较长的时间，有利于除渣过程中混入气体的排出。储浆池也建议使用标准浆池和相匹配的卧式推进器保证浆料在储存过程中不絮聚。

上浆泵从储浆罐抽岀浆料经过高频疏解机进入高位箱,要保证高位箱有溢流,使浆料有稳定的压头,如浆料分散能达到抄造的要求也可直接进入高位箱,因为两种需求对泵的要求有区别，泵的选型可比实际需要大一号,采用变频控制，以免回流量太大造成不必要的能源浪费。高位箱可设计为下进下出的结构,回流管的通径要满足不出浆的情况下能全部回流。出料口有电磁流量计和电动V型阀，可以设定流量参数用电动V型球阀自动控制流量，也可设定电动V型球阀的开度,人工调节岀料流量。此设计可以认为浆料的高位箱的出口流量在一定范围内无级可调。

两个高位箱的浆料经过静态混合器混合以后进入冲浆管道，冲浆管道是特殊设计,保证浆管道中的物料全部进入冲浆泵与白水混合，两个管道的流量和满足上网绝干浆料的要求，比如上网绝干量要求为180kg/h,配浆浓度3/%。，那么两管道的流量和就是60m7h;A物料流量每小时40m',B物料就是20m7h;如果A物料为细纤维,B物料就为较粗的纤维，如果前段发现出产品效率高于要求,就可适当减少A物料的量，增加B物料的量，但要注意两料的总和不变动，反之亦然,此系统可以通过流量计读数和电动V型球阀的调节方便地实现调整。

冲浆池是方形池子,上部有溢流堰以保持液位稳定，下部有锥形管连接冲浆泵，进浆管插入锥形管内，冲浆池包裹在进浆管外面，冲浆泵选用双吸泵，流量选高于上网需要流量，冲浆泵变频控制，进网前箱的管道上装有电磁流量计和V型球阀，以保证进网前箱的流量稳定在工艺要求。网下白水池或者处理水池要有流量约等于上网流量的白水进入冲浆池，以保证系统的稳定和确保冲浆池有溢流。进入冲浆池的水量也要通过电磁流量计和V型球阀调节达到。此系统流量的匹配是系统连续运行的关键,因为如果不需要进行白水的净化处理，冲浆池在网下白水池里，网部脱水全部进入冲浆池.冲浆泵的冲浆水是自然平衡,现在必须做一个人为的平衡才能保证系统的连续运行。

白水处理系统是通过机械过滤去除了白水中的细小纤维,可以有效保证制浆用白水和冲浆白水的长期稳定，保证系统中的浆料的长期稳定，消除细小纤维在白水中的积累造成的产品效率和阻力的改变，是新的滤纸生产线应该考虑的问题。

此套流送系统的设计解决了浆料和白水的混合，有效去除了玻璃纤维中的渣球,储浆池和高位箱使浆料的脱气更好，良好设计的搅拌和管道流速可以保证浆料的不絮聚，可以直观地控制上网的流量及浆料的流量，可以做到快速调节产品的性能指标并达到稳定生产的目标，是一套合格的玻璃纤维滤纸生产线的流送系统。

3讨论

上述第一个流送系统合理利用了称量和体积等液位压力平衡等物理方法设计出一套适合玻璃纤维滤纸生产的系统，设计巧妙,功能比较完备，唯一的缺陷是调节更换品种不能很快达到。

第二个流送系统采用了压力传感器、V型调节阀门、电磁流量计等设备做到了调节的方便，不需人为调整就能保持系统的长时间稳定运行。增加了储浆池，使除渣器运行造成的波动完全消除，使浆料有更加充分的脱气时间和空间，基本消除了上网气泡的问题。配浆池和储浆池采用了标准浆池和标准推进器，浆料的分散明显改善，随着液位下降浓度上升的现象完全消失,上浆时不经过高频疏解机纸面也未岀现浆

（下转第76页）

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雨季水汽输送特征[J].气象学报,2009(4):591-598.

[8]李仑格，张国庆，王广河，等.“三江源”地区近30年来可降水量和降水转化率的分析[C].广州：中国气象学会2007年年会人工影响天气科技进展与应用论文集,2007:429-437.[9]张添福.“天河工程'或破解黄河流域“干渴”及中国水资 源不均问题[EB/OL].(2016-09-10)[2019-01-18].http:〃https://www.wendangku.net/doc/a214756036.html,/gn/2016/09-10/8000397.shtml.

(责任编辑王梦云)

Feasibility analysis of"Sky River Projectbased on manual intervention of transport track

Li Huiya

(Hunan University,Changsha410082,China)

Abstract：From September9th to11th,2016.the44Sky River Project Argument Launching Meeting”and the first expert group meeting were held in Xining city,Qinghai province.The project is intended to use artificial intervention to build an air and water transport channel to achieve cross-basin water transfer in the air.This paper analyzes the feasibility of the"Sky River Project based on manual intervention of the transport track.

Key words：meteorological engineering;water vapor transportation;River in the Sky;manual intervention;feasibility (上接第49页)

团和絮聚点。玻璃纤维经过高频疏解机金属磨盘的作用势必会出现磨碎和大量的切断，会使浆料中细小的碎屑增加,会增加过滤纸的阻力，也会影响玻纤滤纸的强度.适当增加流送系统的搅拌强度减少对高频疏解机的依赖对滤纸的生产是有利的。系统用高位箱的恒定液位和V型球阀的给定开度给出浆料的稳定流量是物理的方法，可以保证稳定，借助电磁流量计的数值显示，可以快速调节V型球阀的开度，实现流量的快速调节，为快速调节产品的性能指标提供了条件。A水处理系统去除白水中的细小纤维，可以使白水中的纤维含量长时间地稳定.使产品的性能长时间地稳定'

4结语

流送系统是纸机良好运行的前提和保证工。相对于天然纤维，玻璃纤维的直径更加容易控制，能够制得很细的玻璃纤维，直径分布较为均匀'，玻璃纤维在空气过滤纸生产中具有一定的纸页抗张强度、较小的空气阻力和良好的过滤效率，在耐水性、耐油性、耐酸碱、耐腐蚀、耐热性等方面有着优良的性能'，适合空气过滤纸的生产。但由于其比重大、在水中易产生静电现象、分散时容易絮聚、较难悬浮的特点，以玻璃纤维为原料的空气过滤纸的成型工艺中，流送系统设计显得尤为重要。流送系统设计的合理性是玻璃纤维过滤纸生产线良好运行的前提和保证。

参考文献

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[2]樊燕.纸机前流送系统的设计[J].湖南造纸,1994 (1)

:12.

[3]空气过滤纸的研究进展及发展概况[J].天津造纸,2014(9):11.

(责任编辑王梦云)

Design of glass fiber air filter paper flow delivery system

Ke Weigong

(Siniuni Technology Membrane Material Company,Nanjing211106,China)

Abstract：This paper mainly introduces the design scheme of the flow deliveiy system of two sets of glass fiber air filter paper designed by Siniuni Technology Membrane Material Company.One of them is the flow delivery system which controls the concentration and flow rate by the method of liquid level and differential pressure at the beginning of21st century.The other is a flow delivery system of a double-dispersion system that uses a pressure sensor,an electromagnetic flowmeter,and a V-type flow valve to adjust the flow rate and the ratio of the materials in recent years, and analyzes the attention points and their respective characteristics of the operation.

Key words:glass fiber;air filter paper;flow delivery system;design

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