废纸制浆过程中脱墨系统性能研究

摘要

全球经济的高速发展,使人们对纸产品的质量要求越来越高,需求量也越来越大。而基于环保及可持续发展的要求,扩大森林的采伐量来满足对纸浆的需求是不现实的。因此将大量的废纸作为原料制成纸浆,对其进行二次利用势在必行。而废纸尤其是旧报纸(ONP)、混合办公废纸(MOW)和旧杂志(OMG)制成的纸浆含有大量油墨,其严重影响了纸浆的白度,必须进行脱墨处理。随着废纸二次利用量的逐渐增大,对脱墨设备的要求也逐渐上升。因此,对脱墨设备的研究及优化具有重大意义。
　　本文通过研究脱墨系统的工作原理,建立了单方程、标准k-ε、RNG k-ε、可实现k-ε、RSM及 LES湍流模型,对其优缺点及使用场合进行了全面分析,并结合脱墨过程中流场的状态,选择了合适的数值模型;分析了浮选气泡尺寸对脱墨效果的影响,通过仿真比较和实际要求相结合的方法对微孔发泡脱墨法进行了研究;运用 FLUENT软件对模型进行仿真计算,得到不同进气口径和不同进气速度对气体分布情况的影响,确定最佳进气口径和速度;通过对最佳进气口径及最佳进气速度时气体的分布云图进行分析,得到最大允许孔距,即在上述进气口径及速度下气泡分布区域的直径;根据所得孔距及浆料的速度场对气体分布情况的影响,对脱墨装置的整体结构进行优化。
　　通过对流场进行计算、对比和分析,总结出各参数对气体分布的影响,为进气系统的结构设计提供理论指导,提高脱墨质量和脱墨效率,减少功耗。为脱墨设备的进一步优化提供了理论指导。

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第一章 绪论

1.1脱墨系统设备简述

1.2研究背景和意义

1.3国内外研究现状及发展动态

1.4流场分析的研究及发展

1.5本课题研究的主要内容

第二章 浆料流动特性分析

2.1脱墨工作原理

2.2脱墨工况分析

2.3 CFD湍流模型分析

2.4脱墨效果的影响因素

2.5本章小结

第三章 进口状况对气泡分布影响的研究

3.1 CFD软件简介

3.2脱墨装置的实体模型

3.3不同进气口径的流场分析

3.4进气口径对气体分布影响的分析

3.5进气速度对气体分布影响的分析

3.6本章小结

第四章 脱墨装置的优化

4.1原始设计方案

4.2设计方案评价

4.3气孔排布方式的优化

4.4 浆料的流场分析

4.5 浆料出入口的优化

4.6本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文