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造紙過程中,機(jī)械攪拌、白水回用、表面活性劑或其它濕部化學(xué)品的使用、細(xì)小纖維的存在等都有可能使空氣被帶入到紙漿系統(tǒng)中。
一般來說,紙漿中的空氣有三種存在形態(tài):
1)溶解在液體中的空氣——形成于常壓液體中;
2)因攪拌而夾帶進(jìn)去的空氣;
3)泡沫帶入的空氣, 溫度變化時(shí), 紙漿中空氣量也隨之變化。
溶解的空氣不會(huì)對(duì)紙漿系統(tǒng)帶來麻煩,它們的濃度非常低。小氣泡的尺寸很小,一般不會(huì)影響脫水。在適宜的粘度時(shí),攪拌后溶解的空氣能形成大氣泡,變成霧沫夾帶的空氣。
夾帶的空氣含有更多的小氣泡,這些氣泡對(duì)紙漿和細(xì)小纖維有親和力。它們比溶解的空氣量大,會(huì)影響網(wǎng)部脫水,夾帶的空氣性質(zhì)穩(wěn)定,因此,不易從系統(tǒng)中排出。同時(shí),夾帶的氣泡會(huì)降低設(shè)備工作效率,影響紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能,甚至一個(gè)很小的空氣泡就會(huì)干擾一些測量儀表的正常工作,嚴(yán)重時(shí)測量儀表會(huì)停止工作,進(jìn)而降低紙頁質(zhì)量。
泡沫中的空氣會(huì)使濾水速度減慢,并帶來泵氣蝕等問題,但此種空氣形態(tài)卻是最容易被破壞的。紙漿中的空氣不管以什么形態(tài)存在,都會(huì)引起各種各樣的問題,其不僅會(huì)降低化學(xué)品的效率、阻滯網(wǎng)部脫水、降低紙機(jī)車速及紙張?zhí)匦裕ㄈ缈箯垙?qiáng)度和濕紙強(qiáng)度) ,還會(huì)導(dǎo)致勻度下降,產(chǎn)生針眼、紙洞等紙病,影響透氣度,妨礙紙機(jī)正常運(yùn)行及降低產(chǎn)量。
目前,許多紙廠都將系統(tǒng)封閉循環(huán)作為進(jìn)一步發(fā)展的目標(biāo),但封閉循環(huán)會(huì)加劇紙漿中空氣帶來的不良影響。
與不含空氣的紙漿相比,0.4%的空氣含量就會(huì)使濾水時(shí)間延長200%,濕紙強(qiáng)度降低30%。因此,在現(xiàn)代高速紙機(jī)上降低紙漿中空氣含量非常重要。研究發(fā)現(xiàn),流漿箱中空氣含量在0.5%以下,不僅紙頁勻度好,而且也有利于網(wǎng)部脫水。
為了去除紙漿中的空氣,通常利用機(jī)械設(shè)備(如除氣罐或脫氣器) 或在紙漿中添加化學(xué)品來除氣。
機(jī)械方法除氣是將紙漿懸浮液在真空下加熱至近沸點(diǎn)后加以噴射和抽氣,在真空下,空氣泡膨脹破裂,通過泵抽,從系統(tǒng)中除去。該方法效率很高,但完全除去空氣的紙漿仍會(huì)有空氣回吸的傾向,因此,只能保證短時(shí)間內(nèi)紙漿不含空氣。
脫氣器可以有效去除上述三種形態(tài)的空氣,脫氣操作是在白水中引入真空以降低液體的沸點(diǎn),其可將空氣從紙漿中去除,以改善脫水效果。使用脫氣器可以不用或少用消泡劑。
利用脫氣器除氣不僅可以降低化學(xué)品的消耗,減少篩選操作的段數(shù),還可以減少網(wǎng)部沉積和紙頁缺陷,并改善紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能。但當(dāng)脫氣系統(tǒng)真空度不合適時(shí),容器內(nèi)的攪拌會(huì)導(dǎo)致漿中夾帶更多的空氣。
因此,在實(shí)際生產(chǎn)操作中,應(yīng)對(duì)脫氣系統(tǒng)的真空度保持高度注意。另外,脫氣器的操作不當(dāng)還會(huì)加劇污染雜質(zhì)的積聚,并對(duì)施膠帶來負(fù)面影響。
不含空氣的液體由于負(fù)壓,一有條件就會(huì)迅速吸收周圍的空氣以達(dá)到平衡,因而單獨(dú)使用脫氣器系統(tǒng)的網(wǎng)槽/ 網(wǎng)孔中依然有空氣存在。紙廠可以單獨(dú)使用脫氣器或消泡器,或兩者配合使用;若同時(shí)在紙漿中添加除氣劑、消泡劑,利用它們之間的協(xié)同效應(yīng)會(huì)使整個(gè)紙漿系統(tǒng)達(dá)到比單獨(dú)使用除氣設(shè)備更好的效果。
研究發(fā)現(xiàn),如果恰當(dāng)使用消泡除氣劑或抑泡劑,或與脫氣器共用,化學(xué)消泡劑或抑泡劑一般會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)中保持其有效性,破壞藏匿在各處的夾帶空氣。而且一些特定的消泡劑不僅會(huì)減少夾帶空氣的干擾,還可以通過降低表面張力改善濾水。
生產(chǎn)實(shí)踐表明,在白水池前加有機(jī)硅消泡劑后,上網(wǎng)漿空氣含量可由原來未加任何消泡除氣劑時(shí)的4.60%下降到3.99%,下降了13%;同時(shí)添加有機(jī)硅消泡劑和除氣劑時(shí),上網(wǎng)漿空氣含量可降至1.61%,降低了65%;僅添加除氣劑,當(dāng)其用量為0.3kg/t 紙時(shí),空氣含量由4.63%降到1.73%,降低了62%,當(dāng)其添加量為0.17kg/t紙時(shí),空氣含量可降低26.3%。
這表明添加除氣劑可以有效降低上網(wǎng)漿空氣含量, 改善網(wǎng)部濾水,減少成紙中針眼的數(shù)量, 但此方法不能完全去除上網(wǎng)漿中的空氣,且僅依靠除氣劑把漿中空氣量降至很低會(huì)使生產(chǎn)成本大大增加。因此,應(yīng)將消泡劑、除氣劑與機(jī)械設(shè)備配合使用,利用其協(xié)同作用達(dá)到更好的除氣效果。