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纸机除气装置及其作用原理

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:当压力、温度和环境发生变化时,以这3种状态存在于纸料中的空气是可以相互转换的。夹杂在纸料中的空气和泡沫对纸机抄造过程及纸张质量均有较大的影响。因此,现代高速造纸机广泛地使用了除气装置。机械除气法目前使用的典型方法是特克雷特除气法,此法的特点是在高真空下纸料受到喷射、冲击、沸腾等三重作用而把纸料中的空气和其他气体除去。

纸机除气装置及其作用原理

1. 纸料中空气的主要来源

①不适当的机械搅拌引进空气:纸料中少量的空气一般是在搅拌及纸料跌落时混入浆中的,如在浆池、高位箱和网下坑的出口上方,激烈的搅拌或搅拌槽中液位太低时会产生过度的涡流,将混入空气。

②输送固定出口位置不合理,离开液面,高高喷下引进空气;送往浆池的浆料或白水管道出口处没有浸没到液面下,堰板溢流或计量阀的落差太大,控制阀安装位置太高,阀下游浆料不能充满管道等情况下,会带入空气。

③输送设备如浆泵、白水泵漏气引进空气:泵的填料函漏气带入空气。

④回收利用白水引进空气:纸料中空气的主要来源在于大量使用了网下白水,从纸机成形部来的自由排水,落入白水盘或白水池中,再汇集到成形网下面或纸机后部的白水槽中,这些白水不可避免地吸取了大量的游离空气。

2. 纸料中空气的存在状态

纸料中所含的空气有3种状态存在,即游离状的空气、结合状的空气和溶解于水中的空气。当压力、温度和环境发生变化时,以这3种状态存在于纸料中的空气是可以相互转换的。

游离状态的空气以微小气泡的形式分散在纸料中或以泡沫的形式存在,它能够改变纤维的相对密度、纸料的可压缩性和脱水性,而且存在于纤维与纤维之间和附着在纤维之上的空气泡往往又是形成泡沫的主要原因,因此游离状的空气对纸料性质影响较大。结合状态的空气一般吸附在纤维上,它使纤维的重量相对地“减小”,纤维易于浮起,易于与其他纤维絮聚,也能够造成泡沫,使网上脱水速率降低。溶解于水中的空气对纸料性质的影响不大,但当悬浮体处于饱和状态时就会从水中析出,转化成结合状态或游离状态的空气。在泵送纸料的过程中,由于泵对纸料的搅动和剪切作用,能够将结合状态的空气转变为游离状态的空气。游离状态的空气是结合状态和溶解于水中的空气的来源。

夹杂在纸料中的空气和泡沫对纸机抄造过程及纸张质量均有较大的影响。纸料中的空气和泡沫会降低纸页的匀度,会在纸上产生如孔洞、小斑点等纸病,影响纸张的质量,生产纸板时,则容易分层。此外,纸料中的空气和泡沫还会导致供浆系统及纸页成形过程不稳定,造成纸页定量的波动,降低网上纸料滤水速度。因此,现代高速造纸机广泛地使用了除气装置。

纸料除气的作用是:a. 避免在纸机流浆箱中产生泡沫,并把不含气泡的纸料喷射到成形部,从而改进纸页的成形,解决纸页中出现的泡沫点、针眼等纸病;b. 由于没有气泡与纤维结合在一起,从而使到流浆箱中纸料的絮聚易于分散,有助于改善纸页的匀度;c. 导致管道系统脉动的幅度降低,使纸页的定量更加稳定;d. 加快成形部的脱水,提高成形部的脱水能力。

1. 除气方法的分类和特点

除气方法主要有化学除气法和机械除气法两大类。(www.xing528.com)

化学除气法是把化学品(各种除气消泡剂)加入到纸料和白水中,这些添加剂进入气泡的膜,并取代气泡膜中能够稳定泡沫的表面活性物质,从而除低泡沫的弹性和稳定性。然后当小的气泡破裂时,它们就比较容易合并成为比较大的气泡,由于气泡的浮力与气泡直径的平方成正比,因而大的气泡能较快地上升到纸料或白水的表面,从而除去纸料中的空气和泡沫。这种方法使用的添加物必须是对纤维没有亲和力或亲和力很低的物质,以降低小气泡吸附在纤维表面上的可能。这类方法能够降低纸料中游离状态和结合状态的气体含量,消除泡沫,其除气效果与使用的化学品种类、用量、纸料的性质和温度等因素有关,还与网下白水中存在助剂的种类及累积程度有关。

图4-22 除渣器一特克雷特管型内部断面示意图

1—除渣器 2—良浆管 3—加大直径的排渣孔 4—气芯真空度90.16kPa 5—进口压力61.74kPa 6—自由喷溅 7—真空度90.16kPa 8—恒定的液位 9—排渣收集总管 10—自由排出 11—真空度90.16kPa

机械除气主要是采用突然减压的方法使纸料中气泡的体积突然膨胀而释放出来,泡沫的稳定性也会降低而破裂。机械除气法目前使用的典型方法是特克雷特除气法,此法的特点是在高真空下纸料受到喷射、冲击、沸腾等三重作用而把纸料中的空气和其他气体除去。这种方法能够有效地除去纸料中的空气,包括游离状态、结合状态和溶解状态的空气。

使用化学除气法和机械除气法结合起来的除气工艺能够取得最佳的除气效果。

2. 特克雷特除气法的除气原理

特克雷特除气系统在接收器(中心罐)进行除气,如图4-22所示。

含有空气的纸料通过锥形除渣器后喷射到接收器中,在喷射过程中有一部分纸料与容器的内壁碰撞,接收器内部的真空度应维持在比泵送到接收器的纸料的沸点高,以保证纸料在接收器内沸腾,达到充分除气的目的。为了保持接收器液面稳定,应有一定的溢流量,接收器内的浆位可用闸板控制,一般控制在接收器中心线附近。

3. 除气系统的流程

除气系统流程的复杂程度及其布置情况随用途的不同而异,有的系统把纸料的除气和净化结合起来(如图4-12所示),而有的系统只有除气作用,如图4-23所示。

图4-23 只用于除去空气的除气器系统简图

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