纸浆滤水性能的测定与影响因素分析

纸浆的滤水性能是纸浆抄造性能的重要指标之一，它关系到纸浆在造纸机网部等处的脱水能力，是造纸工艺制定、造纸新原料开发和造纸机网案设计的科学依据。因而较为真实地测定和反映纸浆的滤水性能非常重要。

造纸纤维在湿部的絮聚留着主要影响纸幅成形的均匀性，细小纤维及填料的留着形式则会明显影响纸的性能和纸机的运行性，同时纤维和细小纤维的留着量的大小直接影响到生产成本和网下白水浓度。精确控制该方面的各种因素对生产高质量的产品、降低白水处理量、减轻污染将起到决定性的作用。

纸料在湿部的留着和滤水性能取决于多种因素，如车速、定量、上网浓度、纸机构造、填料种类和添加量、助剂的种类和添加量以及纸浆的种类和配比等。用纸机进行大量的实验消耗太大，因此通常采用实验室实验来评估助留剂和解释各化学参数对纸料留着和滤水性能的影响。常用的仪器有DDJ动态滤水仪、动态滤水保留仪等，通过模拟造纸机生产条件进行实验。

（一）实验仪器

动态滤水保留仪：目前使用较好的动态滤水保留仪有好几种，本文以德国BTG公司的DFR-05型动态滤水保留仪为例，见图4-16。

图4-16 动态滤水保留仪

1—计量加入单元 2—浆样入口 3—计量单元的连接处 4—显示器 5—温度传感器 6—搅拌锥体 7—天平8—保留率测试用搅拌器 9—搅拌室 10—筛网和空网架 11—出口阀 12—带有阀门的RET-20浓度测试模块 13—滤网 14—预滤液收集杯 15—滤液出口 16—USB连接电缆

电子天平：0～1000g；搅拌速度：200～1500r/min，任意变速；测试结果：滤水曲线图表（时间VS滤液量）、总保留率、填料保留率；计量单位：滤液质量（g），时间（s）。保留率的测量根据Tappi标准T261cm-94。

（二）实验前准备

① 准备1000mL待测样品，样品浓度：0.5%～2.0%，样品温度：+5～+70℃。

② 选择适合的滤网，滤网规格：18目、24目、40目、50目、60目、100目、150目、200目等。

（三）操作步骤

（1）开机

打开电脑，打开仪器电源开关（仪器后面板）。

（2）打开软件

双击电脑桌面的软件图标。

（3）滤水值测量

装配滤水值测量所需的组件，从滤水值测量菜单，选择菜单指令“new measurement”，出现滤水值测量的设置屏幕，输入所需要的数据。

① 测量时间设置。在“时间”域，输入测量的最大滤水时间，例如60s；在“重量”域，输入测量的最大滤液质量，例如800g。一旦到达停止的条件之一，测量就会中断。

② 创建搅拌曲线。在“搅拌器”下，指定不同的搅拌速度和搅拌时间，以模拟实际条件。搅拌速度范围：200～1500r/min。在“Duration时间[s]”域，输入第一段的时间，按tab键，跳到搅拌器速度域“RPM”，输入所需要的搅拌器速度，再次按tab键，跳到下一个时间域“Duration[s]”，根据所设定的搅拌曲线，搅拌锥体会提升打开，滤水值测量开始。

③ 要模拟工厂实际情况时。在加入化学品之前，浆料悬浮液应该搅拌均匀，选择搅拌时间5～10s，搅拌速度700r/min。接着把各种化学品加入。在加入絮凝剂后，让搅拌器再运行10s，纸机车速小于1000m/min，设定800r/min，纸机车速大于1000m/min，设定1000r/min。(www.xing528.com)

④ 设定添加剂的加入量。在时间域对应部分，输入所需要的加入量，手动把相应的化学品加入到精量滴管中。给滴管加化学品时，请确保滴管的端部牢固地连结好，以避免在计量过程中脱落。在装端部的时候，应确保滴管的活塞压到底，否则滴管的体积就不准确。

⑤ 开始滤水值测量。把滤液收集杯放在天平上，放在滤液出口下，点击菜单指令“开始测量”，搅拌锥体下降，搅拌室被封闭，出现对话框，按提示把1000mL待测的浆样从浆样入口加入到仪器内，点击“START”启动滤水值测试。

⑥ 系列测量。取下测量室清洗，检查筛网上是否有浆料残余物，清洁搅拌锥体，清洁滤液出口，安装搅拌室，开始新的滤水值测量。

注：测量结果的评价：如果设定测量时间为60s，滤液质量（不加化学品）应该在300～700g，否则，使用更粗或更细的筛网，或者提高/降低浓度。

（4）保留率测量编号

①装配保留率测量所需的组件。

②标定RET-20实验室浓度模块：

A.选择菜单指令“New Calibration”打开标定设置菜单，输入新标定的设置；点击菜单指令“StartCalibration”，按照提示分别对清水和完整浓度滤液进行标定。

B.全浓度滤液测量会产生300mL滤液，其中150mL滤液用于进一步的稀释，另外150mL用于实验室人工测量总浓度和灰分浓度。

C.按提示进行1/2浓度的测量，使用上一次测量的滤液再加150mL水稀释，也就是50%的原有浓度。这一步以及后续的标定步骤选用粗的筛网，如24目或者18目。

D.按同样的方法进行1/4浓度和1/8浓度的测量。

E.在RET-20 Lab菜单的“Show Calibrations”，输入人工测定的总浓度“Lab Total [g/L]”，填料/细小纤维浓度“Lab Ash [g/L]”。

③ 保留率测量值的设置。选择保留率菜单下的“NewMeasurement”，出现保留率测量的参数屏幕，输入所需要的数据。

A.“Pre-Filtration”“时间Time [s]”，输入20s，作为最大的预滤液时间；“Pre-Fil-tration”“重量Weight [g]”，输入40g，作为最大的预滤液质量；测量过程中，一旦上述其中的一个值达到，阀门会自动地切合到滤液。

B.“Filtration”“时间Time [s]”，输入200s，作为最大的滤液时间；“Filtration”“重量Weight [g]”，输入200g，作为最大的滤液质量。一旦上述其中的一个达到，测量自动停止。

注：上述数值适用于大多数测量，可以根据需要进行调整。

④ 开始保留率的测量。把预滤液收集杯放在滤液收集杯上面，从前面看，在右侧位置；把滤液收集杯放在天平上，滤液出口阀的下面；点击菜单指令“Start measure-ment”；搅拌锥体下降，搅拌室封闭；对话框提示加入浆料；

⑤ 系列测试。取下测量室清洗，检查筛网上是否由浆料的残余物，清洁搅拌锥体和保留率测试搅拌器，清洁出口阀，安装搅拌室。

注：每次测量之后，需对搅拌室、筛网、滤液出口、传感器等进行彻底清洁。