紙引未來網——造紙機濕部脫水機理

 

　　濕部脫水機理

 

　　紙機成形部、壓榨部、干燥部的一個不變的作用都是脫水。在濕部多是應用機械方法脫水，而干燥部則是應用蒸發方式脫水，脫出1噸紙的相對費用為：成形部：壓榨部：干燥部=10:12:78；因而造紙工作者必須力求提高濕部的脫水效率特別是壓榨部的效率以降低干燥部的蒸發負荷，同時橫向脫水應該均勻一致。

 

　　紙頁的脫水就是固化的過程，在網部形成網絡，只采用真空作用最高使出伏輥的紙頁干度達到18——23%，在這種水分范圍內大部分的游離水已經被除去，進一步脫水要通過壓榨使紙頁結構壓縮內部水壓升高來完成向外脫水。在壓榨過程中擠出紙幅內水分后紙頁的空隙體積減少，在纖維與纖維接觸的地方發生一定程度的纖維壓縮，施加的壓力有助于使整個紙頁中的水分分布均勻。

 

　　壓榨脫水劃分為四個階段：壓榨的壓力為水壓力和機械壓力之和，濕壓榨壓區根據其水壓力和機械壓力的相互作用，分為四個階段。

 

　　第一階段紙頁和毛毯排出空氣，直到紙頁達到飽和水分不再有殘留空氣為止，在這個階段紙頁中的水壓力還不大，干度沒有什么變化。

 

　　在第二階段紙頁被水分飽和，紙頁中的水壓力上升，使水從紙頁轉入毛毯，當毛毯也達到飽和后水從毛毯排出，第二階段一直到壓區中部，此時總壓力達到最高。

 

　　第三階段壓區縫開始擴大，進一步脫水直到紙頁中水壓力降為零，此時紙頁干度最大。

 

　　第四階段紙頁和毛毯開始擴張，紙頁變成不飽和狀態，此時紙借助毛細管作用、紙頁內部真空或是空隙回濕機理，又有部分水返回到紙頁中。壓榨出口紙頁應該盡早與毛毯分離以減少回濕效應。

 

　　壓榨脫水的影響因素：

 

　　①施加于單位面積上的壓力；

 

　　②施加壓力的持續時間；

 

　　③壓榨裝置的數量；

 

　　④壓榨輥的結構型式；

 

　　⑤壓榨毛布的特性和狀態；

 

　　⑥水的粘度（或溫度）；

 

　　⑦紙頁特性，包括細小纖維含量、添加劑量和濕紙頁的透氣度等。

 

　　促進脫水的主要因素是通過紙頁的水壓差、壓區停留時間和施壓的均勻性，其壓區壓力和停留時間的乘積稱為壓榨沖量；主要阻力是紙頁本身的流動阻力。水溫升高1度流動性能提高2.5%左右，在壓榨過程中將紙頁的溫度由20度提高到30度，則出壓榨紙頁干度增加2——3%。

 

　　壓榨脫水分為壓力控制型和流量控制型兩大類。壓力控制型主要是在低定量和高游離度的紙頁上，因為紙很薄，紙頁結構并不明顯制約水的流動，脫水主要由壓區壓力下纖維網絡層的機械受壓和壓區中點后從毛毯到紙頁的回濕可能性來決定。流量控制型主要是在高定量紙頁上，這類紙相當厚，紙頁結構制約著水從紙頁流出。紙頁密度、溫度和毛毯空隙率對水阻力有明顯影響，此時在壓區停留時間就成為制約因素。分別壓力控制型脫水和流量控制型脫水指明了提高壓榨效率的努力方向。

 

　　壓潰是紙頁中水流作橫向移動構成水壓的直接結果。采用緩慢加壓的方法可以避免發生，改進壓榨輥的結構和毛毯選型，可取得加快脫水速度，從而避免壓潰的發生。壓榨脫水也存在一個臨界點問題，超過臨界點通過壓榨脫水是不經濟，或是會過分壓縮紙頁，留在紙頁中的水分要在通過蒸發作用去除。根據漿料種類、壓榨形式和操作條件不同，臨界點在50——57%。

 

　　紙機抄造性能

 

　　紙機的抄造性能是指紙機操作方便和運行時的穩定性能，主要體現在紙頁的傳遞方面的快捷和穩定性，以減少斷紙為主要目的。紙幅的傳遞是需要力的作用，速差牽引、真空吸移和襯托等。

 

　　為提高運行性能而采用的技術有：真空傳遞引紙、傳紙真空箱、穩紙風箱、傳紙風箱、單掛干網、真空缸、袋區通風、張力自動控制、弧形輥。

 

　　伏輥處引紙：影響濕紙頁從伏輥處剝離的紙機變量有剝離角度、紙機車速、已經成形紙頁和成形網的相對粘著力。最小張力剝離角通常在60——120度之間；

 

　　對成形網的粘著力取決于初始成形條件，如上網濃度、壓力成形的程度、網子潔凈度等。伏輥處引紙有敞開式和封閉式兩種，封閉式引紙又分為普通輥引紙、真空輥引紙以及真空引紙壓榨三種形式。開式引紙受濕紙幅強度的限制使操作速度較低，當車速超過7.6m/s時車速對紙頁的張力迅速成為主導因素，當車速達到10.2m/s時，開式引紙中的60%的濕紙幅張力是由于車速的影響造成。

 

　　普通輥封閉引紙中，引紙部位的紙頁和毛毯均必須相當濕才能引過去，容易造成壓花，因而只適用于輕微壓榨的低定量紙種。真空引紙在引紙毛毯內側使用一個真空輥，以施加使濕紙頁脫離網子所需的抽吸力，同時通過引紙輥對紙頁施加的壓力進一步脫水。真空引紙由于網速與毛毯速度一致，因此不存在牽引力變化的情況下完成紙頁傳遞。

 

　　干燥部的抄造性能：干燥部紙頁的不穩定是由于空氣的流動，而空氣的流動除與通風有關外，還與干網、烘缸和導輥等運動表面有關，這些表面挾帶的空氣擾動紙頁，隨著車速的提高問題進一步惡化，為了穩定紙幅使用較大速差把紙幅繃緊，這樣就使得斷紙頻率增加，還損失了不少紙頁性能。為此在高速紙機采用非傳統布置。

 

　　壓榨部至烘缸的紙頁傳遞吹風箱：第一組干網的轉向輥跟最后一個壓榨輥盡量靠近，紙頁只經過一個短距離的無承托段就到達干網的底面，特制的吹風箱布置在干網底面上，噴嘴發出帶壓的射流控制干網挾帶的界面層空氣形成負壓抽吸力，吸附紙幅貼著干網進入烘干部。

 

　　干燥部穩紙吹風箱：從上缸下來的紙有跟烘缸走的傾向，使得紙頁內形成氣囊從而導致皺折；干網挾帶著界面大量空氣在下烘缸入口區形成正壓，并被子強制壓入網缸匯集區，有許多空氣被壓入干網，沿下烘缸被截聚在干網和紙頁之間，使紙頁浮離干網而失去穩定；在紙頁進入上缸時，截聚的空氣被強制壓出，也可能引起皺折。使用吹風箱逆著干網的運行方向吹風，以排除界面氣體，吹風產生負壓使紙緊貼在干網上，不再截留空氣。吹風箱有兩種，一種是單邊吹風箱，一種是雙邊吹風箱。單邊吹風箱在出上缸橫幅、下烘缸橫幅和兩側網邊吹，在上下烘缸形成單邊真空區。雙吹風箱在烘面沒有吹風。

 

　　具體措施

 

　　生產中保證紙機的運行性能的具體措施包括：

 

　　真空傳遞引紙，要調節好與紙同志寬度相適應的吸區寬度，避免帶邊和掉邊；

 

　　傳紙真空箱，要使全幅均勻脫除壓榨毛布中水分，并把紙幅向下毛布吸引，實現穩定分離后引至后一流程，使用中注意必要的真空度和不能局部堵塞；

 

　　穩紙真空箱，要調節好風量，保證產生適宜的負壓以穩定紙幅，避免紙幅打折和飄邊；

 

　　傳紙風箱，要調節好風量，保證產生適宜的負壓以穩定傳遞紙幅；

 

　　單掛干網，要刮除膠粘物保持適當透氣度以便能與真空缸、穩紙風箱結合，實現初入干部濕紙幅的干燥和無開放運行承托；

 

　　真空缸：注意孔眼的疏通和真空抽氣門的調節，讓紙幅貼著干網穩定運行；

 

　　袋區通風，要調節通風和送風量，使烘缸袋區氣壓平衡，避免紙幅因兩側氣壓不平衡和不穩定而造成過大抖動斷紙；

 

　　張力自動控制，要根據定量、位置不同設定適宜的設定值，根據設定值進行自動調節，以保證紙幅平穩運行；

 

　　弧形輥，要根據紙幅橫向松緊不同，調節弧形輥角度，以舒展紙幅，保持全幅張力均勻，以避免產生折子。

       最后有紙張等求購需要，上紙引未來網。