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纸浆中的空气如何除 纸浆中的树脂及其危害

赶印网 2019-08-21 阅读:74
摘要:纸浆系统中的空气会给纸机抄造带来很多问题,同时还会在抄造过程中产生大量纸病,因此在纸机流送系统除气一直是大家十分关注的问

纸浆系统中的空气会给纸机抄造带来很多问题,同时还会在抄造过程中产生大量纸病,因此在纸机流送系统除气一直是大家十分关注的问题。今天我们选登一篇长期工作在造纸一线的工程师李翔涛的文章,一起来分享他的经验。

造纸过程中,机械搅拌、白水回用、表面活性剂或其它湿部化学品的使用、细小纤维的存在等都有可能使空气被带入到纸浆系统中。

一般来说,纸浆中的空气有三种存在形态:

1)溶解在液体中的空气———形成于常压液体中;

2)因搅拌而夹带进去的空气;

3)泡沫带入的空气, 温度变化时, 纸浆中空气量也随之变化。

溶解的空气不会对纸浆系统带来麻烦,它们的浓度非常低。小气泡的尺寸很小,一般不会影响脱水。在适宜的粘度时,搅拌后溶解的空气能形成大气泡,变成雾沫夹带的空气。夹带的空气含有更多的小气泡,这些气泡对纸浆和细小纤维有亲和力。它们比溶解的空气量大,会影响网部脱水,夹带的空气性质稳定,因此,不易从系统中排出。

夹带的气泡会降低设备工作效率,影响纸机运转性能,甚至一个很小的空气泡就会干扰一些测量仪表的正常工作,严重时测量仪表会停止工作,进而降低纸页质量。

泡沫中的空气会使滤水速度减慢,并带来泵气蚀等问题,但此种空气形态却是最容易被破坏的。纸浆中的空气不管以什么形态存在,都会引起各种各样的问题,其不仅会降低化学品的效率、阻滞网部脱水、降低纸机车速及纸张特性(如抗张强度和湿纸强度) ,还会导致匀度下降,产生针眼、纸洞等纸病,影响透气度,妨碍纸机正常运行及降低产量。

目前,许多纸厂都将系统封闭循环作为进一步发展的目标,但封闭循环会加剧纸浆中空气带来的不良影响。据介绍与不含空气的纸浆相比,0.4%的空气含量就会使滤水时间延长200%,湿纸强度降低30%。因此,在现代高速纸机上降低纸浆中空气含量非常重要。研究发现,流浆箱中空气含量在0.5%以下,不仅纸页匀度好,而且也有利于网部脱水。

为了去除纸浆中的空气,通常利用机械设备(如除气罐或脱气器) 或在纸浆中添加化学品来除气。机械方法除气是将纸浆悬浮液在真空下加热至近沸点后加以喷射和抽气,在真空下,空气泡膨胀破裂,通过泵抽,从系统中除去。该方法效率很高,但完全除去空气的纸浆仍会有空气回吸的倾向,因此,只能保证短时间内纸浆不含空气。

脱气器可以有效去除上述三种形态的空气,脱气操作是在白水中引入真空以降低液体的沸点,其可将空气从纸浆中去除,以改善脱水效果。使用脱气器可以不用或少用消泡剂。

利用脱气器除气不仅可以降低化学品的消耗,减少筛选操作的段数,还可以减少网部沉积和纸页缺陷,并改善纸机运转性能。但当脱气系统真空度不合适时,容器内的搅拌会导致浆中夹带更多的空气,因此,在实际生产操作中,应对脱气系统的真空度保持高度注意。另外,脱气器的操作不当还会加剧污染杂质的积聚,并对施胶带来负面影响。

不含空气的液体由于负压,一有条件就会迅速吸收周围的空气以达到平衡,因而单独使用脱气器系统的网槽/网孔中依然有空气存在。纸厂可以单独使用脱气器或消泡器,或两者配合使用;若同时在纸浆中添加除气剂、消泡剂,利用它们之间的协同效应会使整个纸浆系统达到比单独使用除气设备更好的效果。

如果恰当使用消泡除气剂或抑泡剂,或与脱气器共用,化学消泡剂或抑泡剂一般会在整个系统中保持其有效性,破坏藏匿在各处的夹带空气。而且一些特定的消泡剂不仅会减少夹带空气的干扰,还可以通过降低表面张力改善滤水。

生产实践表明,在白水池前加有机硅消泡剂后,上网浆空气含量可由原来未加任何消泡除气剂时的4.60%下降到3.99%,下降了13%;同时添加有机硅消泡剂和除气剂时,上网浆空气含量可降至1.61%,降低了65%;仅添加除气剂,当其用量为0.3kg/t纸时,空气含量由4.63%降到1.73%,降低了62%,当其添加量为0.17kg/t纸时,空气含量可降低26.3%。

添加除气剂可以有效降低上网浆空气含量, 改善网部滤水,减少成纸中针眼的数量, 但不能完全去除上网浆中的空气,且仅依靠除气剂把浆中空气量降至很低会使生产成本大大增加。

因此,应将消泡剂、除气剂与机械设备配合使用,利用其协同作用达到更好的除气效果。

纸浆中除了纤维素、半纤维素和木素以外,还含有少量不溶于水而溶于中性有机溶剂(如丙酮、乙醚和苯醇等)的物质,这些化合物称为有机溶剂抽出物,它代表了植物中的树脂。

针叶木的树脂主要由游离的树脂酸、游离的脂肪酸、甘油三酸酯和不皂化物等物质构成。这部分物质虽在纸浆中含量较少,但对制浆造纸及产品质量有很大影响。在制浆造纸过程中,纸浆中的树脂会以多种方式沉积在设备的表面上,从而产生一系列树脂问题。对于一个日产几百吨的纸厂(例如对新闻纸厂来说,每天通过制浆造纸设备的树脂总量约有几吨。若这些树脂中有几百克沉积在比较关键的造纸设备的表面上,就会产生非常严重的树脂问题。一个日产800吨的针叶木硫酸盐漂白浆每年由于树脂问题而引起的损失高达几百万美。因此,对于制浆造纸工作者来说加深对纸浆中的树脂及其沉积与控制的理解和认识十分必要的。

纸浆中树脂的沉积对制浆造纸的影响主要有两个方面,一是树脂的沉积能够导致产品质量的下降;二是树脂的沉积能够影响制浆造纸过程,使产品的产量下降。具体来说,造纸工业中树脂及其沉积物有以下危害:

(1)在纸浆的洗选漂工段,纸浆中的树脂沉积在筛浆机筛板、浓缩机下唇板、管道内壁和浆池表面、碎浆机螺旋及纸浆浓度调节器上等。最为严重的是,这些沉积物可能从所沉积的表面上脱落下来,堵塞筛板和锥形除碴器,从而大大降低筛选和净化效率。此外,这些脱落下来的树脂沉积物,在浆板中形成斑点和尘埃,从而降低纸板的质量。

(2)在纸张抄造工段,树脂常易沉积在毛毯和吸水箱中,也可沉积在浆池、筛板、流浆箱、造纸网、伏辊、压榨辊、烘缸的压光辊上。这些沉积物将降低脱水效率及纸页的匀度和强度,或可形成树脂斑点和孔洞,从而使成品的质量下降。此外,树脂的沉积可引起纸幅的断头,增加设备的清洗和维修时间,导致产量下降。

(3)制浆造纸废水中的树脂是非漂白废水毒性的主要来源。纸浆中树脂的存在能够降低纤维间的结合力,从而降低浆的强度,影响纸浆(特别是绒毛浆)的吸水性能。

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