化學(xué)助劑在造紙壓榨部的增干應(yīng)用T.doc

化學(xué)助劑在壓榨部的增干應(yīng)用- 唐志超摘要：介紹了用化學(xué)方法增加壓榨部濕紙內(nèi)液體流動(dòng)性從而提高壓榨干度的方法，增干化學(xué)助劑在紙機(jī)壓榨部的使用能提高出壓榨濕紙頁(yè)干度2個(gè)百分點(diǎn)以上，響應(yīng)迅速，界面清晰，是一種潛在的紙張縱橫向水分控制技術(shù)。試驗(yàn)表明，不同的紙機(jī)和品種必須使用專門的助劑才能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)和最佳的效果。關(guān)鍵詞：壓榨部 化學(xué)助劑增干 節(jié)能 縱橫向水分控制Abstract: This paper described a method of improving liquid fluidity by chemical agents so as to help dewater performance on press section. The results show 2%(absolute) dryness increasing at least, and prompt response, clear zone edge, which is an ideal potential CD and MD moisture control method. While the agents must be specifically studied based on various paper machines and grades.Key words: press section, chemical dewatering, energy saving , CD and MD moisture control1概述造紙機(jī)壓榨部是造紙機(jī)最重要和最敏感的部位之一，圍繞壓榨部的技術(shù)創(chuàng)新一直是造紙業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，從早期的平輥直通式壓榨到真空壓榨，溝紋壓榨，盲孔壓榨，到現(xiàn)在的靴式壓榨及熱壓榨等，壓榨部的結(jié)構(gòu)組成一直隨著造紙技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，效率也越來(lái)越高。壓榨部濕紙頁(yè)的水分大小直接影響到烘干部蒸汽消耗，每提高1個(gè)百分點(diǎn)的干度，將節(jié)約5%的蒸汽或者提高5%的車速。本文從一個(gè)新的角度來(lái)探索壓榨增干技術(shù)，目的是找到一種有效經(jīng)濟(jì)便捷的方法調(diào)節(jié)出壓榨的紙頁(yè)橫向和縱向水分?；驹硎牵和ㄟ^(guò)施加化學(xué)增干助劑降低液體表面張力，減少流體流動(dòng)阻力，減少纖維壓縮阻力，從而在現(xiàn)有壓榨設(shè)備的條件下進(jìn)一步提高濕紙頁(yè)的干度，最大限度地挖掘紙機(jī)的能力，提高工作效率。由于在一定范圍內(nèi)增干助劑的加入量與濕紙頁(yè)干度呈正函數(shù)關(guān)系，可以通過(guò)調(diào)節(jié)助劑的用量來(lái)改變局部濕紙頁(yè)的干度，從而實(shí)現(xiàn)紙幅的縱橫向水分控制。該技術(shù)已獲得中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)。2 生產(chǎn)試驗(yàn)筆者在近2年時(shí)間內(nèi)在不同地域不同品種的紙機(jī)上做了大量的試驗(yàn)，涉及的品種有：雙膠紙、瓦楞原紙、上色牛皮紙板、輕涂紙、新聞紙等。試驗(yàn)都是在造紙機(jī)壓榨進(jìn)口的紙面上進(jìn)行局部噴霧，然后在壓榨出口相應(yīng)的位置采用紅外線水分傳感器定點(diǎn)檢測(cè)水分變化，采樣檢測(cè)成紙物理指標(biāo)。在有QCS的情況下同時(shí)觀察卷取部紙張水分的響應(yīng)。2.1 助劑的增干效果2.1.1 驗(yàn)證水分傳感器的靈敏性如圖1，噴清水對(duì)紙張水份的影響，相當(dāng)于施加水分2.5%,曲線表明水分傳感器趨勢(shì)正確,響應(yīng)迅速圖 1 清水實(shí)驗(yàn)2.1.2如圖2，顯示-101助劑增干效果,降低水份：2.5%-2.8%，紙機(jī)參數(shù)：80 g/m2雙膠紙，車速：377m/min，門幅：1760mm圖2 雙膠紙實(shí)驗(yàn)2.1.3如圖3，顯示-101助劑增干效果,降低水份：3.5%-4.0%紙機(jī)參數(shù)：130 g/m2瓦楞原紙，車速：275m/min，門幅：4400mm圖3 瓦楞原紙實(shí)驗(yàn)2.2助劑不同濃度的效果2.2.1配制濃度約為12%，6%，3%，2.25%,1.5%,0.75%的化學(xué)增干助劑（WEBQC-101）溶液；2.2.2按照12%濃度助劑的1施加比例，調(diào)制增干助劑的流量；在涂布白板紙上試驗(yàn)，施加位置在二道壓榨之前，距離工作面紙邊150mm，施加寬度為200mm；紙張定量250克/米2，車速180米/分鐘。2.2.3記錄施加助劑前后的壓榨部定點(diǎn)部位紙張水分變化。2.2.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表1、增干助劑對(duì)壓榨部紙張水分的影響助劑濃度施前水分%施后水分%改變值%12%52.549.536%51.849.52.33%52.149.52.62.25%52.350.22.11.5%5351.51.50.75%52.551.31.2從水分傳感器在壓榨部的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看,稀釋后的增干助劑對(duì)壓榨部紙張的脫水仍有明顯的改善，當(dāng)達(dá)2.25%濃度時(shí)仍能降低壓榨水分兩個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于噸紙耗助劑1.0，成本為12元/噸。2.3助劑不同用量的效果將-101助劑稀釋至2.25%濃度，在涂布白板紙上試驗(yàn)，通過(guò)改變流量，檢測(cè)紙張出壓榨時(shí)的水分。從圖4我們可以清晰的看到，助劑的用量并不是越多越好，化學(xué)助劑提高干度需尋找最佳用量范圍。從其他系列實(shí)驗(yàn)我們還發(fā)現(xiàn)，不同助劑和不同品種以及不同的造紙工藝過(guò)程對(duì)平衡點(diǎn)的影響很大；比如，對(duì)于涂布白紙版，平衡點(diǎn)是干度差在3%左右，而對(duì)于瓦楞原紙，這個(gè)平衡點(diǎn)要在干度差達(dá)到8%時(shí)才會(huì)到來(lái)。目前還缺乏對(duì)平衡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)計(jì)的數(shù)學(xué)模型和理論分析的可靠依據(jù)，這是有待研究的課題。圖4 不同用量對(duì)紙張干度的影響2.4自動(dòng)噴霧控制系統(tǒng)操作站-掃描架控制-實(shí)時(shí)、歷史曲線-質(zhì)量分析報(bào)表打印機(jī) 橫向執(zhí)行器分區(qū)噴霧箱控制柜Web Q P 壓榨水分檢測(cè)掃描架第三方QCS圖5 閉環(huán)自動(dòng)控制噴霧系統(tǒng)圖5所顯示的是典型的閉環(huán)自動(dòng)控制噴霧系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：以壓榨水分掃描系統(tǒng)檢測(cè)到的出壓榨水分信號(hào)作為反饋，分區(qū)控制噴霧箱的助劑流量，最小的分區(qū)可以達(dá)到50毫米，區(qū)與區(qū)之間的干擾非常小，通過(guò)調(diào)整增干助劑的用量來(lái)實(shí)現(xiàn)均衡控制出壓榨濕紙頁(yè)水分的目的。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)自動(dòng)控制能夠改善水分均方差50%以上。3.結(jié)果與討論選擇助劑在壓榨部施加，大幅降低水的表面張力，提高其流動(dòng)性，減少流體流動(dòng)阻力，提高紙張干度，是否會(huì)對(duì)成紙張的其它物化指標(biāo)有影響，又因造紙的地域水質(zhì)差異，原材料差異和紙張品種的差異，我們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，來(lái)探討助劑的影響范圍。3.1助劑對(duì)雙膠紙的影響 表2 助劑對(duì)雙膠紙指標(biāo)的影響檢測(cè)指標(biāo)原紙樣試驗(yàn)紙樣拉力(縱向/橫向)(Nm/g)65/ 3459/3564/3558/35白 度(%)85.4785.22吸水(正面/反面)(g/m2)39.7/55.041.1/58.832.6/57.239.4/58.6厚 度(m)92939191色度L93.3493.27A1.131.13B-1.29-1.20通過(guò)在壓榨部的400mm小區(qū)域手工噴霧顯示，對(duì)中性施膠的雙膠紙吸水和其它指標(biāo)均無(wú)負(fù)面影響。3.2助劑對(duì)瓦楞原紙的影響質(zhì)檢結(jié)果： 表3、助劑對(duì)瓦楞原紙指標(biāo)的影響指標(biāo)加助劑紙樣空白紙樣定量（g/m2）150150環(huán)壓強(qiáng)度（Nm/g）8.38.28裂斷長(zhǎng)(Km)4.04.2吸水（g/m2）10147.3助劑對(duì)成紙的抗水性有影響。3.3助劑對(duì)上色牛皮紙的影響影響紙張的顏色:從局部噴霧試驗(yàn)后的整幅紙張上肉眼可以看出,加助劑的區(qū)域顏色較淺,可見助劑將紙張中加入的染料褪去一部分,導(dǎo)致顏色不均勻所致。3.4助劑對(duì)輕涂紙的影響 表4、助劑對(duì)輕涂紙指標(biāo)的影響指標(biāo)加助劑紙樣空白紙樣定量（g/m2）6464抗張強(qiáng)度（KN/m）3.773.64裂斷長(zhǎng)(Km)4.054.10吸水（g/m2）4443助劑對(duì)成紙的三個(gè)重要指標(biāo)幾乎無(wú)影響。3.5助劑對(duì)新聞紙的影響影響紙張的透光性，噴助劑區(qū)域不透光性好，外觀上看出現(xiàn)一條白色的帶區(qū)。4結(jié)論4.1化學(xué)助劑增干技術(shù)的工作原理是利用特殊化學(xué)助劑大幅度降低水的表面張力，減少流體流動(dòng)阻力，減少纖維壓縮阻力來(lái)最大限度地挖掘紙機(jī)的能力，提高工作效率，同時(shí)由于水表面張力減小，出壓區(qū)后紙的回濕也大大減小，從而達(dá)到提高紙張出壓榨干度。其突出優(yōu)點(diǎn)有：l 能在現(xiàn)有壓榨條件下提高濕紙頁(yè)干度2%左右（絕對(duì)值），從而充分挖掘