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          造纸机湿部优化

          发布时间:2017-11-16 点击次数:1472次

            纸机湿部的不断优化始终是造纸企业追求的目标,同时也是难点,本文在介绍德国Mutek仪器的同时,也给我们提供了在进行纸机湿部优化过程时很好的建议,值得一读。

            概述

            生产经理、应用工程师以及研究人员对湿部添加剂用量大,泡沫多,纸机运行效率低,沉积物多以及COD负荷高都感到非常头疼。

            由Mütek实验室分析仪表-颗粒电荷测定仪,系统Zeta电势分析仪以及动态滤水测试仪的组合系统,可以迅速让纸机操作人员洞察湿部工艺的现状,从而优化纸机的运行性,使工厂上机试验更有效。

            湿部高度封闭的水系统增加了可溶物质的积累,通常纸机的负电荷都是过量的。颗粒电荷测定仪可以测量溶解在水中物质的电荷。依据测量结果,就可以控制定着剂的加入量来中和阴离子垃圾或稳定电荷的变化。颗粒电荷测定仪还可以可靠地测量添加剂中的正或负电荷,这对预先知道纤维表面吸附化学添加剂的情况很重要。

            如果淀粉,湿强剂,内部施胶剂等被完全吸附在纤维上,就可以获得最大性能及经济效益;相反,它们就会在水中积累,引起泡沫,沉积物以及增加COD量。系统Zeta电势分析仪只测量系统中固体的电荷,如纤维,填料,可以指示这些添加物的吸附情况。另一方面,可溶物质(聚合电解质,阴离子垃圾)的电荷可以通过颗粒电荷测定仪测量。通过这两种仪器的测量,可以精确和有效地控制化学品的添加量,优化工艺中化学品添加的剂量。

            Muetek湿部的第三个产品是动态滤水测试仪,这仪器可以测量在添加或没有添加化学助剂的情况下,浆料的动态滤水情况和细小纤维的留着率。因为化学添加剂可能对纸机的抄造性有好的作用,也可能造成反作用,因此了解化学品对工艺条件的影响是重要的,这有益于改善纸机的滤水性能,增加了纸机的车速和产量。

            1. 介绍

            在每一天的实际生产中,厂商和客户都在努力追求提高质量的前提下降低成本,这是一种挑战,质量标准越高,挑战越大 。在过去的几年中,纸业的生产厂商已经通过大规模的合并以及将重点转移到特殊的纸种上来精简其机构和有效地降低成本。造纸生产中原料及添加剂的适当选择以及配比的优化也可以降低成本。

            添加剂-如化学辅料的使用是用来生产所希望的纸种,保证在纸机车速日益提高情况下,流程的经济性。造纸化学品目前已经面临着这些非常严格的要求,而技术上的要求在未来的几年还将明显提高。

            白水中盐的含量高,pH值波动,车速提高及随之引起的高剪切力,添加剂之间互相作用以及极高的稀释率,所有这些都将使化学品的使用性能受到消极影响或严重损坏。

            如果加入的化学品不能被纤维完全吸收的现象,那么直接的后果是COD值升高,泡沫多,滤水差,沉积物多以及断纸频率的增加,因此我们的目标是尽可能100%地使化学品吸附在纤维上。

            假定化学品添加剂同其它可溶物质反应,这对整个系统是极为不好的。比如,未溶解的阳离子添加剂可能会抵消增白剂的作用,使后者在没有达到目的情况下沉淀。除了关注化学品加入点外,加入的顺序也是非常重要的,这常常对化学品的使用性能起决定性的作用。

            在使用一种化学品前,在实验室中应尽可能地考虑到它对纸机运行的影响。在加入化学品后,人们也想知道上浆系统中的助留率以及滤水情况的变化,同时,也可以获得了解这种化学品是抵消还是加强了其它添加剂的资料。

            为了达到上述目的,必须在纸机的湿部进行系统性的研究。下面将简述造纸从业人员可选择的几种方案。

            2. 湿部运行效能

            湿部对纸机的运行性和性能起着至关重要的作用。化学物质之间的高度复杂的相互作用还受多种参数的影响。纸机系统不仅受化学辅料的影响,同时还受pH值和电导率变化的影响。所有这些因素都可能对纤维和添加剂的特性产生影响。

            为了简化,可以假设浆料悬浮物中含有阳离子和阴离子颗粒。由于离子间的相互作用,它们互相吸引对方。浆料悬浮物中,纤维,填料和垃圾通常带阴离子,而化学添加剂通常带阳离子。由于携带相反的电荷,即使在很高的稀释率下,添加剂仍可与纤维相互作用,吸附在纤维上。

            在浆料悬浮物中,阴离子的纤维和阴离子垃圾彼此互相竞争吸引带阳离子的化学添加剂。因为阴离子垃圾的电荷密度通常比纤维高,所以阴离子垃圾具有更好的吸附性。

            如果添加剂主要与纤维作用,系统的操作性能就会相当满意,而且化学特性也不会受到消弱。然而,如果化学添加剂与阴离子垃圾作用,情况就不一样了。这会导致絮凝,从而影响纤维的吸附性。对于添加剂,絮凝意味着效能大大降低,而且容易产生沉积。最终的结果是经常断纸和停机时间的增加。

            通常,添加剂除了具有预期的效果外,它还会产生些人们不期望的副反应,可能会加强或抵消其它添加剂的某些特性,从而影响到其它添加剂的使用效果。

            这就是为什么造纸工作者必须知道这些副反应对纸页成形、对浆料的助留率和滤水性的影响,以便可以有控制地使用这种化学品。达到控制要求的助留率和滤水性有助于节约加热蒸汽、增加车速、通过提高稀释率来改善纸页成形,最终通过提高网部后面的湿纸页强度,提高纸机运行性能。

            比如,如果淀粉的选择仅根据其强度要求,而不考虑它对助留率和滤水性的影响,那么当淀粉加入过量的话,可能会对网部的滤水性造成严重的影响。这种情况下,整个系统的滤水性就差了,纸机不得不减速,引起产品成本增加,纸机效能下降。

            另一方面,如果淀粉的加入与助留剂、助滤剂的使用优化匹配的话,可以节约多达50%的凝聚剂。这就意味着不仅可以降低成本而不改变车速,同时还可以减少白水的负荷。


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