고해기·동력절감대책

고 해 기 ·동 력 절 감 대 책

(영향인자와 영향·Disc Plate선정의 기준 )
Aikawa사의 기술자료

    ① Rotar의 회전에 필요한 동력
    ② Rotar회전에의한 Pumping작용에 소비되는 동력
    ③ Refining(고해)에 소비되는 동력

   ① 고해기의 조업조건 : 동력부하율
                                     처리원료농도
                                     원료통과량
   ② 고해기의 설계조건 : 고해기의 회전수
                                      Disc Plate의 형태
                                      Disc Plate의 재질

3. 동력의 부하율과 동력원단위의 관계

  ① 동력원단위를 중시하는 경우, 고해기는 대개 100%부하로 조업하는 것이 바람직 하다.
  ② 단위 Disc판 면적당의 적정부하는 0.12-0.15 HP/1.0㎠ ; 따라서 20"형은 190-220KW,
       26"형은 300-350KW, 34"형은 600-650KW로서, 이러한 형태보다 높거나, 낮아도 동력
       원단위는 악화돠는 경향이 있다.
  ③ 침협수Pulp는 섬유가 강인하므로 부하율이 적으면 고해가 잘되지 않아서 동력원 단위는 좋지 않다.
       광협수 Pulp는 과도하게 부하를 걸으면 Rotor와 Stator의 접촉압이 높아지고 섬유가 짧으므로
        Plate면에 걸치기가 어려움으로 동력원단위는 악화된다.

4. 처리원료농도와 동력원단위의 관계

① 일반적 추천농도 : NBKP -3.0-3.5%, LBKP -4.0-4.5%
② 침엽수Pulp : 농도가 높으면 Disc 반면에서 원료가 Mat 상태가 되어 섬유 하나하나에 동력이 전달되지 않아 고해가 잘 되지않고, 동력원단위는 악화된다.
③ 광엽수Pulp : 농도가 낮으면 섬유가 Disc Plate의 구간을 벗어나서, 고해가 되지 않고 동력원단위는 악화된다.
④ 고보류LBKP : 고수율 LBKP나 일부의 광엽수Pulp에서는 침엽수Pulp와 동일한 경향을 가지고 있다. 실제 사용하는 Pulp의 성질을 확인하여 일정의 Pulp를 사용, 거기에 맞는 원료농도에서 처리하는 것이 이상적이다.

5. 원료통과량과 동력원단위의 관계

① 일반적으로 DDR의 경우에는 하기표와 같이 Disc판면의 크기에 따라 적절한 처리량의 범위가 있다. 이범위보다 많다거나 적어도 동력원단위는 악화되는 경향이 있다.
② 고해작용을 얻기좋은 원료 : 고증해Pulp, 적송, 국내산 광엽수Pulp (고해가 잘되는 원료) 통과량이 많은 쪽이 동력원단위는 저하된다.
③ 고해작용을 얻기 어려운 원료 : 수입침엽수Pulp, 수입광엽수Pulp의 일부 (고해가 잘안되는 원료) 통과량이 적은 쪽이 동력원단위는 저하된다.

	AW14-150형	AW20-250형	AW26-400형	AW34-800형	AW42-1500형
LBKP	24-36 TPD	40-60 TPD	64-96 TPD	128-192 TPD	175-280 TPD
NBKP	15-21 TPD	25-35 TPD	40-56 TPD	80-112 TPD	115-160 TPD

6. Refiner회전수와 동력원단위의 관계

① 회전수의 증가 : 해리, De-Shive의 촉진, 섬유의 Cutting & Fibrization의 저하．
② 회전수의 저하 : 섬유의 Cutting의 촉진, 해리, De-Shive의 저하．
③ 회전수의 조절 : 고해 특성의 변화 - 동력원단위의 조절수단으로서는 부적당．
④ 적절한 회전수 : 20″Class의 DDR에서 880rpm - Disc의 속도에서 23-26m/sec가 적절 하다.

7. Plate의 형태와 동력원단위의 관계

① 동력원단위에 영향을 주는 커다란 요소이다.
② Disc Plate설계의 요소 : 날폭, 홈폭, 날의 길이, 홈의 깊이, 교차각도, 재질．
③ Plate의 형태는 고해특성(Free-Beating, Fibrization, Defibering, De-Shiving)에 커다란 영향을 주므로 동력원단위의 절감과 고해특성의 양면적인 검토가 필요하다.
④ 일반적으로 Disc Plate의 동력원단위에 관한 특성은 Inch-Cut이론으로 설명된다.
Inch-Cut수=Nr(Rotor날의 수) x Ns(Stator날의 수) x L(날의 길이inch) x RPM Inch- Cut가 많을수록 고해에 작용하는 날의 Egge가 많아져서 고해고율이 향상된다.

8. Palte 재질과 동력원단위의 관계

① 재질의 기본적 종류 : 자성형 -단단하고, 비교적 수명이 짧다. Edge가 날카롭게 유지 한다.
                                   날면의 Wetability에 의해 고해특성이 변화한다. (AX재)
                                   내마모형-단단하고, 연성이 있어 수명이 길다. Edge가 둥굴게 됩니다.
                                   Inch-Cut에 따라동력원단위가 변화한다. (Stainless)
② Wetability의 커다란 재질은 Inch-Cut가 적어도 동력원단위를 내리는 것이 가능 하다.

8. Disc Plate Pattern의 기본원리

① 날폭, 홈폭, 홈의 깊이(도 높이), Pitch :
    도폭, 구폭은 Inch-Cut에 관계한다. 좁을수록 Inch-Cut는 커진다.
    구폭은 원료종류, 농도에따라 선정함-섬유의 홈내에서의 자유운동의 확보
                                                         -Bar각도와 Pumping작용의 관계를 고려
                                                         -LBKP(2.0-3.5mm), NBKP(3.0-5.0mm)
    날폭과 홈폭의 관계 : 표준은 1 : 1
                                   Free-Beating은(날폭＜홈폭), Wet-Beating은(날폭＞홈폭)
    홈의 깊이 : 구부러지는 응력에 견디는 것(통상적으로는 도폭의 2배 이내)
                     얕 게 하 면 : 섬유가Bar-Edge에 걸리기 쉅고 고해가 진행되기 쉅다.
                                            Pumping작용에의한 Energy Loss가 적어짐.
                     너무얕게하면 : 막히기 쉅고, Stator구내의 Return Flow가 없어진다.
                                           수명이 짧아진다.
                     너 무 깊으 면 : 섬유의 통과가 용이. Pumping작용이너무 강해진다.
② 날의 길이 : Inch-Cut에 관계된다. 길수록 Inch-Cut는 커진다. 길수록 접촉면적이 커지므로,
                      동일동력부하의 경우에는 단위접촉면적당의 힘이 적어져, Wet-Beating이 된다.
③ 교차각도 : 표준은 10-20도. Inch-Cut에 관계된다. 커다란 Inch-Cut는 커진다.
                    크   면 : 칼날접촉면적이 커져서, 좁은 각도가 둔각이 된다.
                                섬유는 잘리기 어렵고, Wet-Beating경향이 된다.
                                 Pumping작용이 강하여, Energy Loss가 커진다.
                    적으면 : 상기와 반대로, Free-Beating경향이 된다.

9. Disc Plate Patten의 기본적인 이론해석의 예

Rotor, Stator의 유효반면적의 전면적               : St
Rotor Bar와 Stator Bar의 Pitch                       : Pr, Ps
Rotor Bar와 Stator Bar의 폭                           : Wr, Ws
Rotor Bar와 Stator Bar의 교차각도                  : α
Rotor Bar의 면적(Sr)과 Stator Bar(Ss)의 면적 : Sr=StㆍWr/Pr, Ss=StㆍWs/Ps............① ②
Rotor Bar와 Stator Bar의 총평균접촉면적(Sb) : Sb=Stㆍ(Ws/Ps)ㆍ(Wr/Pr).................③
Rotor Bar와 Stator Bar의 단위접촉면적(F)      : F=WsㆍL1, L1=Wr/sinα
                                                                    : F=WsㆍWr/sinα................................④
Rotor Bar와 Stator Bar의 총평균교차수(N)      : N=Sb/F부터N=(Stㆍsinα)/PsㆍPr......⑤
Rotor와 Stator의 총연장교차Bar Edge길이(D) : D=NㆍL1부터D=Stㆍ(Wr/PsㆍPr).........⑥

① Stainless계 Disc Plate : ③⑤⑥식을 주체로 해석가능.
Free-Beating의 경우는③⑤⑥의 치수가 작아지게 설계
Wet-Beating의 경우는 반대로 설계된다.
② Wetability의 커다란Plate : 도면에서의 압착작용이 고해작용에 영향을 주므로③식이 된다.