造紙機濕部是如何優化的？

 

　　生產經理、應用工程師以及研究人員對濕部添加劑用量大，泡沫多，紙機運行效率低，沉積物多以及COD負荷高都感到非常頭疼。

 

　　由Mütek實驗室分析儀表-顆粒電荷測定儀，系統Zeta電勢分析儀以及動態濾水測試儀的組合系統，可以迅速讓紙機操作人員洞察濕部工藝的現狀，從而優化紙機的運行性，使工廠上機試驗更有效。

 

　　濕部高度封閉的水系統增加了可溶物質的積累，通常紙機的負電荷都是過量的。顆粒電荷測定儀可以測量溶解在水中物質的電荷。依據測量結果，就可以控制定著劑的加入量來中和陰離子垃圾或穩定電荷的變化。顆粒電荷測定儀還可以可靠地測量添加劑中的正或負電荷，這對預先知道纖維表面吸附化學添加劑的情況很重要。

 

　　如果淀粉，濕強劑，內部施膠劑等被完全吸附在纖維上，就可以獲得最大性能及經濟效益；相反，它們就會在水中積累，引起泡沫，沉積物以及增加COD量。系統Zeta電勢分析儀只測量系統中固體的電荷，如纖維，填料，可以指示這些添加物的吸附情況。另一方面，可溶物質（聚合電解質，陰離子垃圾）的電荷可以通過顆粒電荷測定儀測量。通過這兩種儀器的測量，可以精確和有效地控制化學品的添加量，優化工藝中化學品添加的劑量。

 

　　Muetek濕部的第三個產品是動態濾水測試儀，這儀器可以測量在添加或沒有添加化學助劑的情況下，漿料的動態濾水情況和細小纖維的留著率。因為化學添加劑可能對紙機的抄造性有好的作用，也可能造成反作用，因此了解化學品對工藝條件的影響是重要的，這有益于改善紙機的濾水性能，增加了紙機的車速和產量。

 

 

　　在每一天的實際生產中，廠商和客戶都在努力追求提高質量的前提下降低成本，這是一種挑戰，質量標準越高，挑戰越大。在過去的幾年中，紙業的生產廠商已經通過大規模的合并以及將重點轉移到特殊的紙種上來精簡其機構和有效地降低成本。造紙生產中原料及添加劑的適當選擇以及配比的優化也可以降低成本。

 

　　添加劑-如化學輔料的使用是用來生產所希望的紙種，保證在紙機車速日益提高情況下，流程的經濟性。造紙化學品目前已經面臨著這些非常嚴格的要求，而技術上的要求在未來的幾年還將明顯提高。

 

　　白水中鹽的含量高，pH值波動，車速提高及隨之引起的高剪切力，添加劑之間互相作用以及極高的稀釋率，所有這些都將使化學品的使用性能受到消極影響或嚴重損壞。

 

　　如果加入的化學品不能被纖維完全吸收的現象，那么直接的后果是COD值升高，泡沫多，濾水差，沉積物多以及斷紙頻率的增加，因此我們的目標是盡可能100%地使化學品吸附在纖維上。

 

　　假定化學品添加劑同其它可溶物質反應，這對整個系統是極為不好的。比如，未溶解的陽離子添加劑可能會抵消增白劑的作用，使后者在沒有達到目的情況下沉淀。除了關注化學品加入點外，加入的順序也是非常重要的，這常常對化學品的使用性能起決定性的作用。

 

　　在使用一種化學品前，在實驗室中應盡可能地考慮到它對紙機運行的影響。在加入化學品后，人們也想知道上漿系統中的助留率以及濾水情況的變化，同時，也可以獲得了解這種化學品是抵消還是加強了其它添加劑的資料。

 

　　為了達到上述目的，必須在紙機的濕部進行系統性的研究。下面將簡述造紙從業人員可選擇的幾種方案。

 

　　2.濕部運行效能

 

　　濕部對紙機的運行性和性能起著至關重要的作用。化學物質之間的高度復雜的相互作用還受多種參數的影響。紙機系統不僅受化學輔料的影響，同時還受pH值和電導率變化的影響。所有這些因素都可能對纖維和添加劑的特性產生影響。

 

　　為了簡化，可以假設漿料懸浮物中含有陽離子和陰離子顆粒。由于離子間的相互作用，它們互相吸引對方。漿料懸浮物中，纖維，填料和垃圾通常帶陰離子，而化學添加劑通常帶陽離子。由于攜帶相反的電荷，即使在很高的稀釋率下，添加劑仍可與纖維相互作用，吸附在纖維上。

 

　　在漿料懸浮物中，陰離子的纖維和陰離子垃圾彼此互相競爭吸引帶陽離子的化學添加劑。因為陰離子垃圾的電荷密度通常比纖維高，所以陰離子垃圾具有更好的吸附性。

 

　　如果添加劑主要與纖維作用，系統的操作性能就會相當滿意，而且化學特性也不會受到消弱。然而，如果化學添加劑與陰離子垃圾作用，情況就不一樣了。這會導致絮凝，從而影響纖維的吸附性。對于添加劑，絮凝意味著效能大大降低，而且容易產生沉積。最終的結果是經常斷紙和停機時間的增加。

 

　　通常，添加劑除了具有預期的效果外，它還會產生些人們不期望的副反應，可能會加強或抵消其它添加劑的某些特性，從而影響到其它添加劑的使用效果。

 

　　這就是為什么造紙工作者必須知道這些副反應對紙頁成形、對漿料的助留率和濾水性的影響，以便可以有控制地使用這種化學品。達到控制要求的助留率和濾水性有助于節約加熱蒸汽、增加車速、通過提高稀釋率來改善紙頁成形，最終通過提高網部后面的濕紙頁強度，提高紙機運行性能。

 

　　比如，如果淀粉的選擇僅根據其強度要求，而不考慮它對助留率和濾水性的影響，那么當淀粉加入過量的話，可能會對網部的濾水性造成嚴重的影響。這種情況下，整個系統的濾水性就差了，紙機不得不減速，引起產品成本增加，紙機效能下降。

 

　　另一方面，如果淀粉的加入與助留劑、助濾劑的使用優化匹配的話，可以節約多達50%的凝聚劑。這就意味著不僅可以降低成本而不改變車速，同時還可以減少白水的負荷。

 

　　3.濕部概念

 

　　為了分析濕部吸附機理和相互作用，Muetek開發了基于簡單方法的測量概念。它可以快速地提供非常有意義的數據以了解濕部的情況。不僅僅是一個個單一數據，所有分析數據綜合起來考慮，可以了解整個系統的情況。基于這些測量值，造紙工作者可以更精確地控制化學輔料的添加量，同時最大限度地避免所不希望的副反應的發生。

 

　　通過濕部測量儀，可以得到如下的數據：

 

　　膠狀物及溶解物的電荷

 

　　纖維電荷

 

　　絮凝情況

 

　　4.如何操作濕部？PCD值

 

　　它的功能是什么？從測量值中能得到些什么信息？造紙工作者經常說系統中的“電荷”，而未指明電荷的種類。業者所說的“電荷”基本上指固體顆粒電荷或溶解顆粒電荷或離子電荷。Zeta電勢描述的是纖維和填料的電荷，而溶解物質的電荷則指陰離子垃圾或化學添加劑的電荷。

 

　　溶解顆粒的電荷可以由PCD（顆粒電荷測定儀）方法確定，即將電解質滴定到中性點，所得到的值用特定滴定劑的ml數表示，或用計算的電荷當量數表示。例如，確定漿料的濾液中陰離子垃圾含量，如果需要加入5ml的陽離子高分子電解質，在這種情況下，陽離子量為-5ml。

 

　　測定溶解物電荷有許多其它用途，因為它提供了某種添加劑特性的資料。假設施膠劑A和B是可比的，但是攜帶明顯不等量的電荷。B比A的陽離子電荷高出30%。單單這一點不同就可能導致成本顯著不同（如增白劑的開支不同）。如果B作為施膠劑，保持白度不變，這就需要加入更多的增白劑，因為部分陰離子增白劑不可避免地由于施膠劑的大量陽離子電荷而沉積了。

 

　　另一個有用的應用是，通過溶解物質電荷的測量，人們可以了解陰離子垃圾的含量或陰離子垃圾的吸附情況。在工廠的日常生產中，陰離子垃圾通常被陽離子定著劑中和了，這就意味著陰離子垃圾的負作用被消除了，而垃圾吸附到纖維上了。定著劑的性能也可由溶解物的電荷來確定。

 

　　如果測量的電荷值發生變化（如在加入定著劑后，從-5ml降到-0.5ml），這就表示大部分溶解物電荷被中和了。總的來說，首要目標就是減少濕部溶解物電荷的變化，這比獲得接近0ml的數值還重要。

 

　　5.如何操作濕部？SZP值

 

　　第二項要測定的是纖維的電荷，它代表了液體介質中紙張纖維的情況。根據水質、pH值以及電解質的情況，由于電荷的不同，同樣的紙漿的表現可能完全不同。這些電荷通常用zeta電勢表示，單位mV。

 

　　根據纖維的電荷數據，可以得出纖維的活性，也就是纖維吸附帶相反電荷顆粒的能力。如果纖維的電荷是-25mV，陽離子添加劑就很容易被吸附，在此情況下測得的電荷數據都可顯示添加劑是否真的被纖維吸附了。

 

　　6.為什么要測量兩種電荷？

 

　　如上所述，纖維電荷同溶解物的電荷是分別測量。哪一種電荷更能描述系統的情況呢？

 

　　單獨看纖維電荷，你只能知道在特定系統中的電荷情況，可以確定添加劑是否被吸附了。但是卻不知道陰離子垃圾是否存在以及陰離子垃圾與化學品添加劑相互作用的情況。

 

　　另一方面，當只測量溶解物的電荷，可以知道系統中陰離子垃圾的情況，但是卻不知道纖維的任何情況以及添加劑的吸附情況。換句話說，造紙工作者應該同時采用兩種測量方法。這兩種方法互為補充，提供一幅完整的濕部工藝的圖片。

 

　　7.PCD和SZP是如何一起工作的？

 

　　在加入化學添加劑前后，測量兩種電荷的值可以了解添加劑使用效果。例如，如果一種內部施膠劑將溶解物電荷從-5ml改變為-2ml，而對纖維電荷沒有影響，這就意味著這種施膠劑與膠體和溶解物反應了，而沒有吸附到纖維上。因此這種添加劑受到阻礙，無法與纖維很好的結合。

 

　　但是，如果纖維電荷發生變化，同時溶解物的電荷保持不變，說明添加劑幾乎被完全吸附在纖維上，而不會以溶解物的形式溶解在白水中。這些再一次說明，需要測量兩種電荷來判斷添加劑是否被有效地利用了。

 

　　8.濕部如何操作

 

　　DFR04值除了電荷，測量漿料的絮凝性可以全面了解濕部情況，因為它還揭示一些與電荷無關的作用過程。在DFR04測量過程中，絮凝性通過漿的濾水及助留值來確定。

 

　　動態濾水測試儀可以快速地顯示系統中化學品的加速或延遲濾水的效果，也就是說，它揭開了漿料懸浮物中所存在的相互作用。在一種漿料中，多種化學品相互作用，因此影響到紙頁成形過程的漿料特性。如果造紙過作者能夠控制及調整各種相互作用，那就可以顯著改善紙機的運行性能，并最終提高紙機的產量。

 

　　9.淀粉的用量

 

　　一個典型的例子是陽離子淀粉的用量。在陽離子聚丙烯酰胺的濾水和保留系統中，加入1——1.5%淀粉用量，可以明顯提高濾水速度。然而，加入2%的用量時，化學品系統進入使用效果較差的區域，濾水速度顯著降低。

 

　　這種測量能確認淀粉的最大允許用量及選擇淀粉產品，從而在不損害纖維強度的情況下，獲得最大的濾水速度。

 

　　10.剪切力

 

　　在許多情況下，濕部的剪切力會嚴重地影響化學品添加劑的使用效果。在車速不斷地增加情況下，這種現象越來越引起重視。剪切力的影響可以在實驗室中很容易進行模擬，以確定添加劑對剪切力的敏感性。

 

　　在我們的例子中，樣品攪拌了10秒，當攪拌器的速度增加時，聚丙烯酰胺的性能明顯地降低。在工廠中這是一個常見的現象。造紙工作者經常采用增加化學添加劑來補救。

 

　　11.濕部調查

 

　　那么，確定和優化濕部工藝的最佳方案是什么呢？基本上說，越早在濕部進行測量越好，也就是說在碎漿機或在損紙線上進行測量。對于回收漿，電荷的測量應盡早在脫墨線上，因為那是最早加入化學品的地方。

 

　　在10——15分鐘時間內紙機的關鍵取樣點取樣，分析漿料的PCD值、SZP值和DFR04值，就相當于給紙機的濕部拍下了快照。

 

　　通過上述數據，紙機操作人員可以優選化學品、優化化學品的加入點和加入量。

       以上就是造紙濕部的優化方法，最后如果有造紙的需要，上紙引未來網。