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工藝二室 張美芳

關(guān)鍵詞：除氣系統(tǒng)   除氣器  上漿系統(tǒng)  噴射  射流撞擊  沸騰

紙料中常常帶有空氣，空氣存在于紙料中會(huì)使抄紙過程產(chǎn)生許多問題。紙料中的空氣以兩種狀態(tài)存在，一種是游離狀態(tài)的空氣，另一種則是結(jié)合狀態(tài)的空氣。游離在紙料懸浮液中的空氣氣泡，存在于纖維之間，附著在纖維面上或存在于細(xì)胞腔內(nèi)的空氣通稱為游離狀態(tài)的空氣，而結(jié)合狀態(tài)的空氣則指溶解于水和吸附在纖維上的空氣。

有人研究了紙料中不同狀態(tài)的空氣對(duì)紙料性質(zhì)的影響以及產(chǎn)生的后果（參見下表）。

紙料中空氣的性質(zhì)及其影響

上述兩種狀態(tài)的空氣在紙料中也是可以互相轉(zhuǎn)化的，即結(jié)合狀態(tài)的空氣可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)的空氣，而游離狀態(tài)的空氣泡也可以轉(zhuǎn)化為結(jié)合狀態(tài)的空氣。

兩種狀態(tài)的空氣中又以游離狀態(tài)的空氣影響最大，它既改變了紙料的相對(duì)密度，使?jié){料纖維浮了起來產(chǎn)生泡沫，又影響紙料的可壓縮性和濾水性。游離狀態(tài)的空氣泡存在于纖維和纖維之間或附著在纖維之上，還有的是在細(xì)胞腔內(nèi)。在纖維與纖維之間或附著在纖維之上的空氣氣泡，是產(chǎn)生泡沫的主要原因，而存在于細(xì)胞腔內(nèi)的空氣，則使纖維相對(duì)密度減輕，成為浮漿的主要原因。至于結(jié)合狀態(tài)的空氣常以兩種形式出現(xiàn)，一為溶解于水的空氣，另一為吸附在纖維上的空氣，它們對(duì)紙料性質(zhì)的影響不大，除非纖維上吸附的氣體為CO₂時(shí)，才會(huì)影響纖維的極性，產(chǎn)生絮聚現(xiàn)象。

細(xì)胞纖維腔中存在的空氣，常使紙料纖維浮在流漿箱的表層，因此使流漿箱上部產(chǎn)生浮漿，使流漿箱內(nèi)上部的紙料濃度大于下部，這種濃度高的紙料流上網(wǎng)后，在網(wǎng)上立即出現(xiàn)纖維團(tuán)、漿塊使成紙有云彩花（表明纖維分散不均）和定量不勻的毛病。有人在一臺(tái)新聞紙機(jī)上做過試驗(yàn)，在流漿箱中上部150mm內(nèi)的紙料濃度約高4％，可是一旦紙料事先脫除了空氣，則流漿箱中上、下層紙料濃度變得均勻一致。

紙料如有泡沫，常使網(wǎng)部成形的濕紙產(chǎn)生泡沫點(diǎn)和成紙質(zhì)量不佳，如為多層紙板，則容易分層。泡沫點(diǎn)是紙料中的泡沫在濕紙成形時(shí)破裂所致，產(chǎn)生圓形小點(diǎn)，比周圍的紙頁(yè)透明一些，如紙料中加有填料，泡沫點(diǎn)常帶有較多的填料，這是由于泡沫上掛有較多填料，泡沫破裂時(shí)沉積在紙上的結(jié)果，所以當(dāng)填料為白色填料，生成的是白色泡沫點(diǎn)，如為有顏色的填料則生成該種顏色的泡沫點(diǎn)。

紙料中生成泡沫的原因很多，例如漿料洗滌欠佳、纖維潤(rùn)脹不完全、紙料中含有過量的水溶性物質(zhì)、不恰當(dāng)?shù)臄嚢枰约氨玫膲侯^不當(dāng)而導(dǎo)入空氣和在白水處理過程中等都是產(chǎn)生泡沫的原因，為了克服此項(xiàng)缺點(diǎn)，常采用封閉式紙料流送系統(tǒng)和脫氣裝置。另外，紙料中含有色料、氧化淀粉、干酪素、制漿蒸煮廢液、漂白殘?jiān)⑻妓徕}填料等，也是產(chǎn)生泡沫的原因；在打漿機(jī)中產(chǎn)生泡沫，多由于有過量的堿和膠料沉淀不完全以及紙料發(fā)酵等原因所造成；在網(wǎng)上多因?yàn)榱鳚{箱的堰板位置不當(dāng)，噴料口與胸輥之間產(chǎn)生吸力抽入空氣；紙料在網(wǎng)上的湍流、波動(dòng)和跳漿等也能產(chǎn)生泡沫。

那么，紙料抄造前經(jīng)過除氣后，有什么好處呢？

1、從根本上消除了泡沫的起因，從而有利于減少漿疙瘩和腐漿，并有可能取消流漿箱噴霧。

2、解決了因纖維上浮造成的流漿箱濃度不均。

3、在纖維交織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由空氣對(duì)其毛細(xì)管形成的阻塞作用不再存在，濾水暢通，提高了濕部脫水能力。如70g/m²涂布原紙經(jīng)脫水處理后脫水量提高了29％。

4、脫水后的紙層緊密平滑，改善了烘缸的熱傳導(dǎo)。以新聞紙為例，紙料經(jīng)脫水處理可節(jié)省蒸汽7％。

5、在流送管路中消除了一個(gè)引起流量波動(dòng)的因素，從而有利于改善紙機(jī)的抄造效率。

6、不含空氣的紙料抄成的紙，緊度大、均一性好、濕強(qiáng)度、平滑度好。

綜上所述，為了改善紙料性質(zhì)和紙的質(zhì)量，最好使用脫氣設(shè)備脫除紙料中的空氣。現(xiàn)在就簡(jiǎn)要介紹一下目前企業(yè)常用的除氣系統(tǒng)。

山東華泰紙業(yè)股份有限公司丁莊綠色生態(tài)工業(yè)園區(qū)工程制漿造紙技改項(xiàng)目2臺(tái)2640文化紙機(jī)采用的是奧地利ANDRITZ股份公司的除氣系統(tǒng)，本系統(tǒng)設(shè)備先進(jìn)，技術(shù)比較成熟；新汶礦業(yè)集團(tuán)公司協(xié)莊煤礦特種紙項(xiàng)目的1880薄頁(yè)紙機(jī)和2640特種紙機(jī)采用的都是山東華天機(jī)械公司的除氣系統(tǒng)。這幾個(gè)項(xiàng)目都已經(jīng)成功運(yùn)行投產(chǎn)，效果良好。目前正在設(shè)計(jì)的山東宏河礦業(yè)集團(tuán)有限公司年產(chǎn)八萬(wàn)噸新聞紙工程項(xiàng)目的3950/500微涂新聞紙機(jī)也根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)需要配備了除氣系統(tǒng)。

●現(xiàn)在簡(jiǎn)單介紹一下紙機(jī)上漿系統(tǒng)：

系統(tǒng)組成：除氣器、除渣器、低脈動(dòng)網(wǎng)前篩、尾渣篩、低脈沖漿泵、離心漿泵、真空泵、白水槽。

運(yùn)行特點(diǎn)：漿料被來自網(wǎng)下白水池所稀釋并被泵送到幾段除渣器。末尾端除渣器的稀釋水建議使用固形物含量低的水――比如來自吸水箱密封坑或白水過濾機(jī)的水。這樣可以大大減少末尾端除渣器的數(shù)量。來自除渣器的良漿通過若干噴管送入除氣器器頂形成小滴，并在器壁上形成一層漿的薄膜。器體中的絕對(duì)壓力接近漿料的沸騰壓力。由于高真空和漿料的沖撞，可以有效地將空氣從漿料中分離除去，并通過納氏真空泵從罐中排出。除氣后的漿料通過重力作用流到低脈沖漿泵，并通過紙機(jī)網(wǎng)前篩送到紙機(jī)流漿箱。流漿箱上漿管的旁通漿料返回到除氣器。除氣器通過溢流保持液位穩(wěn)定，為低脈沖漿泵提供了一個(gè)恒定抽吸壓頭，使得流漿箱內(nèi)的壓力得以穩(wěn)定。

●現(xiàn)在詳細(xì)介紹一下除氣器的用途、主要技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)：

1、用途：紙漿除氣器是現(xiàn)代紙機(jī)上漿系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。裝置在除渣器和低脈沖網(wǎng)前篩之間，分離并脫出漿料中100％的空氣。并使?jié){料在進(jìn)入流漿箱前消除紙漿壓力、流量或濃度的變化，而保持其穩(wěn)定性，有利于紙頁(yè)的形成、質(zhì)量的穩(wěn)定、生產(chǎn)能力的提高。

2、主要技術(shù)參數(shù)：

A、適應(yīng)紙種：涂布及非涂布高級(jí)紙、輕量涂布紙、超級(jí)壓光紙、新聞紙、薄頁(yè)紙、紙袋紙、箱板紙。

B、配套紙機(jī)：

凈紙幅寬：≤5500mm

紙張定量：45～150g/m2

紙機(jī)速度：350～1200m/min

紙漿濃度：0～0.8％

3、除氣器結(jié)構(gòu)原理：

除氣器由多支進(jìn)漿噴射管、高旋轉(zhuǎn)速率低壓降的噴嘴、溢流堰板和除氣器器體等組成。裝置在紙機(jī)上漿系統(tǒng)的除氣器，將從除渣器來的漿料，以壓力送入多支進(jìn)漿管，通過高旋轉(zhuǎn)速率的噴嘴，強(qiáng)烈地噴射到除氣器的頂部，使?jié){料分散成許多小液滴，并形成一層沿著除氣器的圓柱形表面運(yùn)動(dòng)的液膜；而除氣器內(nèi)的真空度對(duì)漿料產(chǎn)生沸騰的作用，使?jié){料中的游離氣體和氣泡在低壓下開始膨脹；并撞擊破襲，其殘留和結(jié)合的空氣也被有效地分離噴射、撞擊、沸騰等三個(gè)物理作用，使?jié){料中的空氣100％脫出，纖維絮聚也得到疏解。同時(shí)，將漿料濃度波動(dòng)分劃為微小的獨(dú)立成分單體，并在除氣器器體內(nèi)停留一定時(shí)間，在特殊設(shè)計(jì)的堰板作用下，使?jié){流在除氣器內(nèi)成反向流動(dòng)，而有效地控制頻率高于0.03Hz的漿流脈動(dòng)和濃度波動(dòng)。

A、噴射  漿料通過除渣器中的Spinjet 低壓降噴射器噴嘴，噴嘴的噴射效果最大限度地?cái)U(kuò)大液滴的暴露面積，提高空氣的去除率。

B、射流撞擊  漿料沖擊到除氣器的頂部，打碎漿料中的纖維束，使粘附在纖維上的氣泡脫離。除氣器的內(nèi)表面，可以防止任何結(jié)垢出現(xiàn)。

C、沸騰  除氣器通過自調(diào)真空系統(tǒng)使得內(nèi)部的絕對(duì)壓力維持在漿溫所對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)，這樣保證除氣器中脫離空氣能夠得到清除。

4、特點(diǎn)：

A、通過射流和降膜、對(duì)表面流體沖擊、真空及滯留時(shí)間等物理作用，實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)漿料完全除氣，

B、使進(jìn)入流漿箱的漿料濃度穩(wěn)定，漿料流量和壓力穩(wěn)定；抄造紙張定量變化小，產(chǎn)品質(zhì)量將大大提高。

C、防止了腐漿的產(chǎn)生，防止了氣泡，減少臟物質(zhì)的凝聚；使紙機(jī)網(wǎng)部脫水得到改善，紙頁(yè)勻度更好，生產(chǎn)能力得到提高。

總之，紙機(jī)上漿系統(tǒng)是一個(gè)能去除漿料中雜質(zhì)和空氣的最佳系統(tǒng)，能為紙機(jī)流漿箱提供穩(wěn)定的漿料濃度和壓力，使網(wǎng)部的脫水和紙頁(yè)勻度得到改善，從而使紙機(jī)的運(yùn)行性更好，提高產(chǎn)品質(zhì)量。