1. 研究目的与意义
目的：充分了解锥形除渣器结构组成、工作原理、影响效能的主要因素，技术发展现状与未来趋势；研究分析废纸浆杂质特性以及净化工艺条件对净化的影响；全面、系统地应用学生所学习的制浆造纸工艺和设备等知识，充分了解废纸浆净化用典型高浓除渣器的结构原理及研发的路径。
意义：废纸已占我国造纸原料65%以上。利用废纸造纸可节约资源，利于节能减排。但废纸浆料中含有大量铁钉、玻璃、石子等重杂质颗粒，严重影响浆质量及设备的运行性能与寿命。因此，研发新型高效节能的净化原理与方法及相应设备意义重大。实现对学科知识系统的复习巩固，把大学四年所学的造纸专业理论知识具体的应用到实际生产过程中，可综合提高学生的工程性应用能力，也为学生以后的工作打下了坚实的基础。
2. 国内外研究现状分析
国内外研究概况
涡旋除渣器发明于1891年，ebretney在美国申请了第一个水力旋流器的专利[[i]]，直到1906年首次应用于造纸行业,1950年以后得到了广泛应用。经过长期的发展，国内外对锥形除渣器均进行了较多的研究和较大的改进。主要集中于结构尺寸（包括进浆口、出浆管、锥筒体和排渣嘴口等）、制造材料、增浓节水、流动方式等改进。例如：安徽滁县造纸厂在锥体的法兰附近装水管，将清水沿斜线方向导入除渣器尾部，对尾浆进行选分，达到较好的效果。
枣庄造纸厂实行分级分段处理，提高纸浆净化效率，减少尾渣中纸浆损失，还通过严格控制除渣器进口浆料的浓度、进出口压差、渣口直径，以及把进浆总管由圆筒管改成锥形管，在排渣口装有捕渣罐节将设备的方式，提高除渣效果[[i]]；在除渣器下方加装节浆器，减少纤维流失（朱潇等人通过研究不同节浆水压力下，微纤维玻璃棉的尾浆产率及渣球含量可知，对于微纤维玻璃棉当节浆水压力控制在 100 kpa 左右时，锥形除渣器的净化效率最高[[ii]]）；在传统606型锥形除渣器（见图1-5）基础上出浆口末端增设散装扩散器，在除渣器尾部设除渣罐承接上圆锥体一次除渣流下的粗浆杂物继续分离除渣，并适当增大锥体大端直径、增加除渣器总长，除渣器制造材料采用灰口耐磨铸铁或高分子聚乙烯、聚氨酯等耐磨材料，适应了当前废纸除渣的实际需要[[iii]]。
我国杨福成教授就现代除渣器的理论和实践作了较为系统全面地介绍，详细介绍了除渣器的原理、结构、种类及国内外运用的实例，同时指出除渣器今后必然向高效、功能多样、节能、耐用、集群式组合、运行安全可靠和物美价廉的方向发展[[i]]。周欣华、徐玉安等克服了因分节制造引起的锥度不一或有台阶而影响除渣的问题，以玻璃钢为材料整体塑造，内壁光滑耐磨耐蚀，研发设计出zb型玻璃钢高效除渣器。采用zb高效除渣器后，除渣器效率提高，一段除渣器由原来六只减少为四只，排渣浓度变低排渣量减少，良浆流失减少，节约动力[[ii]]。丁旭明、王振波等采用对比试验，研究切入式和轴流式两种入口方式对旋流器分离性能的影响，发现轴流式新型入口结构的旋流器可以在不降低分离效率及处理量的情况下减少旋流器内的压力损失，具有降低能耗的作用。并且随着浓度的增加，轴流式旋流器表现出较好的分离性能[[iii]]。褚良银等人发明了一种带中心锥和溢流管外环形齿的新型水力旋流器，这种新型水力旋流器不仅可以用于改善颗粒分级，也可以用于强化旋流器内的固液分离，同时还具有结构简单的特点[[iv]]。山西汾河造纸厂根据高浓除渣器的结构特点和操作流程总结出以下经验：改用较高的扬程；保证稀释水压力在2kg/cm2以上，防止浆料在压力作用下进入清水管造成堵塞；定期排渣；控制进浆浓度为3%；将集渣罐底部盖板材料由铸铁改为铸钢件[[v]]，对保护圆盘磨磨片起到了明显效果。
3. 研究的基本内容与计划
主要研究内容：
①建立一种封闭动态的创新净化分离体系；
②研究在常规高浓除渣器工作压力和工作浓度范围内及动态混流状态下最高可溶空气量，进而确定微溶气-浆液体系的比重；
4. 研究创新点
1、建立一种在浆杂自然比重差的基础上，能够增加浆杂比重差的微溶气-浆液-杂质具有创新的净化分离体系。
2、提出一种基于创新点的完整的运行参数优化及净化设计的应用方案。
