造紙機(jī)濕部是如何優(yōu)化的？

 

　　生產(chǎn)經(jīng)理、應(yīng)用工程師以及研究人員對(duì)濕部添加劑用量大，泡沫多，紙機(jī)運(yùn)行效率低，沉積物多以及COD負(fù)荷高都感到非常頭疼。

 

　　由Mütek實(shí)驗(yàn)室分析儀表-顆粒電荷測(cè)定儀，系統(tǒng)Zeta電勢(shì)分析儀以及動(dòng)態(tài)濾水測(cè)試儀的組合系統(tǒng)，可以迅速讓紙機(jī)操作人員洞察濕部工藝的現(xiàn)狀，從而優(yōu)化紙機(jī)的運(yùn)行性，使工廠上機(jī)試驗(yàn)更有效。

 

　　濕部高度封閉的水系統(tǒng)增加了可溶物質(zhì)的積累，通常紙機(jī)的負(fù)電荷都是過(guò)量的。顆粒電荷測(cè)定儀可以測(cè)量溶解在水中物質(zhì)的電荷。依據(jù)測(cè)量結(jié)果，就可以控制定著劑的加入量來(lái)中和陰離子垃圾或穩(wěn)定電荷的變化。顆粒電荷測(cè)定儀還可以可靠地測(cè)量添加劑中的正或負(fù)電荷，這對(duì)預(yù)先知道纖維表面吸附化學(xué)添加劑的情況很重要。

 

　　如果淀粉，濕強(qiáng)劑，內(nèi)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(jīng)濟(jì)效益；相反，它們就會(huì)在水中積累，引起泡沫，沉積物以及增加COD量。系統(tǒng)Zeta電勢(shì)分析儀只測(cè)量系統(tǒng)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(zhì)（聚合電解質(zhì)，陰離子垃圾）的電荷可以通過(guò)顆粒電荷測(cè)定儀測(cè)量。通過(guò)這兩種儀器的測(cè)量，可以精確和有效地控制化學(xué)品的添加量，優(yōu)化工藝中化學(xué)品添加的劑量。

 

　　Muetek濕部的第三個(gè)產(chǎn)品是動(dòng)態(tài)濾水測(cè)試儀，這儀器可以測(cè)量在添加或沒(méi)有添加化學(xué)助劑的情況下，漿料的動(dòng)態(tài)濾水情況和細(xì)小纖維的留著率。因?yàn)榛瘜W(xué)添加劑可能對(duì)紙機(jī)的抄造性有好的作用，也可能造成反作用，因此了解化學(xué)品對(duì)工藝條件的影響是重要的，這有益于改善紙機(jī)的濾水性能，增加了紙機(jī)的車(chē)速和產(chǎn)量。

 

 

　　在每一天的實(shí)際生產(chǎn)中，廠商和客戶(hù)都在努力追求提高質(zhì)量的前提下降低成本，這是一種挑戰(zhàn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越高，挑戰(zhàn)越大。在過(guò)去的幾年中，紙業(yè)的生產(chǎn)廠商已經(jīng)通過(guò)大規(guī)模的合并以及將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到特殊的紙種上來(lái)精簡(jiǎn)其機(jī)構(gòu)和有效地降低成本。造紙生產(chǎn)中原料及添加劑的適當(dāng)選擇以及配比的優(yōu)化也可以降低成本。

 

　　添加劑-如化學(xué)輔料的使用是用來(lái)生產(chǎn)所希望的紙種，保證在紙機(jī)車(chē)速日益提高情況下，流程的經(jīng)濟(jì)性。造紙化學(xué)品目前已經(jīng)面臨著這些非常嚴(yán)格的要求，而技術(shù)上的要求在未來(lái)的幾年還將明顯提高。

 

　　白水中鹽的含量高，pH值波動(dòng)，車(chē)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(xué)品的使用性能受到消極影響或嚴(yán)重?fù)p壞。

 

　　如果加入的化學(xué)品不能被纖維完全吸收的現(xiàn)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(biāo)是盡可能100%地使化學(xué)品吸附在纖維上。

 

　　假定化學(xué)品添加劑同其它可溶物質(zhì)反應(yīng)，這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)是極為不好的。比如，未溶解的陽(yáng)離子添加劑可能會(huì)抵消增白劑的作用，使后者在沒(méi)有達(dá)到目的情況下沉淀。除了關(guān)注化學(xué)品加入點(diǎn)外，加入的順序也是非常重要的，這常常對(duì)化學(xué)品的使用性能起決定性的作用。

 

　　在使用一種化學(xué)品前，在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)盡可能地考慮到它對(duì)紙機(jī)運(yùn)行的影響。在加入化學(xué)品后，人們也想知道上漿系統(tǒng)中的助留率以及濾水情況的變化，同時(shí)，也可以獲得了解這種化學(xué)品是抵消還是加強(qiáng)了其它添加劑的資料。

 

　　為了達(dá)到上述目的，必須在紙機(jī)的濕部進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。下面將簡(jiǎn)述造紙從業(yè)人員可選擇的幾種方案。

 

　　2.濕部運(yùn)行效能

 

　　濕部對(duì)紙機(jī)的運(yùn)行性和性能起著至關(guān)重要的作用。化學(xué)物質(zhì)之間的高度復(fù)雜的相互作用還受多種參數(shù)的影響。紙機(jī)系統(tǒng)不僅受化學(xué)輔料的影響，同時(shí)還受pH值和電導(dǎo)率變化的影響。所有這些因素都可能對(duì)纖維和添加劑的特性產(chǎn)生影響。

 

　　為了簡(jiǎn)化，可以假設(shè)漿料懸浮物中含有陽(yáng)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(duì)方。漿料懸浮物中，纖維，填料和垃圾通常帶陰離子，而化學(xué)添加劑通常帶陽(yáng)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(jìng)爭(zhēng)吸引帶陽(yáng)離子的化學(xué)添加劑。因?yàn)殛庪x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(tǒng)的操作性能就會(huì)相當(dāng)滿(mǎn)意，而且化學(xué)特性也不會(huì)受到消弱。然而，如果化學(xué)添加劑與陰離子垃圾作用，情況就不一樣了。這會(huì)導(dǎo)致絮凝，從而影響纖維的吸附性。對(duì)于添加劑，絮凝意味著效能大大降低，而且容易產(chǎn)生沉積。最終的結(jié)果是經(jīng)常斷紙和停機(jī)時(shí)間的增加。

 

　　通常，添加劑除了具有預(yù)期的效果外，它還會(huì)產(chǎn)生些人們不期望的副反應(yīng)，可能會(huì)加強(qiáng)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(yīng)對(duì)紙頁(yè)成形、對(duì)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(xué)品。達(dá)到控制要求的助留率和濾水性有助于節(jié)約加熱蒸汽、增加車(chē)速、通過(guò)提高稀釋率來(lái)改善紙頁(yè)成形，最終通過(guò)提高網(wǎng)部后面的濕紙頁(yè)強(qiáng)度，提高紙機(jī)運(yùn)行性能。

 

　　比如，如果淀粉的選擇僅根據(jù)其強(qiáng)度要求，而不考慮它對(duì)助留率和濾水性的影響，那么當(dāng)?shù)矸奂尤脒^(guò)量的話(huà)，可能會(huì)對(duì)網(wǎng)部的濾水性造成嚴(yán)重的影響。這種情況下，整個(gè)系統(tǒng)的濾水性就差了，紙機(jī)不得不減速，引起產(chǎn)品成本增加，紙機(jī)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(yōu)化匹配的話(huà)，可以節(jié)約多達(dá)50%的凝聚劑。這就意味著不僅可以降低成本而不改變車(chē)速，同時(shí)還可以減少白水的負(fù)荷。

 

　　3.濕部概念

 

　　為了分析濕部吸附機(jī)理和相互作用，Muetek開(kāi)發(fā)了基于簡(jiǎn)單方法的測(cè)量概念。它可以快速地提供非常有意義的數(shù)據(jù)以了解濕部的情況。不僅僅是一個(gè)個(gè)單一數(shù)據(jù)，所有分析數(shù)據(jù)綜合起來(lái)考慮，可以了解整個(gè)系統(tǒng)的情況?；谶@些測(cè)量值，造紙工作者可以更精確地控制化學(xué)輔料的添加量，同時(shí)最大限度地避免所不希望的副反應(yīng)的發(fā)生。

 

　　通過(guò)濕部測(cè)量?jī)x，可以得到如下的數(shù)據(jù)：

 

　　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(cè)量值中能得到些什么信息？造紙工作者經(jīng)常說(shuō)系統(tǒng)中的“電荷”，而未指明電荷的種類(lèi)。業(yè)者所說(shuō)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(shì)描述的是纖維和填料的電荷，而溶解物質(zhì)的電荷則指陰離子垃圾或化學(xué)添加劑的電荷。

 

　　溶解顆粒的電荷可以由PCD（顆粒電荷測(cè)定儀）方法確定，即將電解質(zhì)滴定到中性點(diǎn)，所得到的值用特定滴定劑的ml數(shù)表示，或用計(jì)算的電荷當(dāng)量數(shù)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(yáng)離子高分子電解質(zhì)，在這種情況下，陽(yáng)離子量為-5ml。

 

　　測(cè)定溶解物電荷有許多其它用途，因?yàn)樗峁┝四撤N添加劑特性的資料。假設(shè)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(yáng)離子電荷高出30%。單單這一點(diǎn)不同就可能導(dǎo)致成本顯著不同（如增白劑的開(kāi)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?yàn)椴糠株庪x子增白劑不可避免地由于施膠劑的大量陽(yáng)離子電荷而沉積了。

 

　　另一個(gè)有用的應(yīng)用是，通過(guò)溶解物質(zhì)電荷的測(cè)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(chǎn)中，陰離子垃圾通常被陽(yáng)離子定著劑中和了，這就意味著陰離子垃圾的負(fù)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(lái)確定。

 

　　如果測(cè)量的電荷值發(fā)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?？偟膩?lái)說(shuō)，首要目標(biāo)就是減少濕部溶解物電荷的變化，這比獲得接近0ml的數(shù)值還重要。

 

　　5.如何操作濕部？SZP值

 

　　第二項(xiàng)要測(cè)定的是纖維的電荷，它代表了液體介質(zhì)中紙張纖維的情況。根據(jù)水質(zhì)、pH值以及電解質(zhì)的情況，由于電荷的不同，同樣的紙漿的表現(xiàn)可能完全不同。這些電荷通常用zeta電勢(shì)表示，單位mV。

 

　　根據(jù)纖維的電荷數(shù)據(jù)，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(yáng)離子添加劑就很容易被吸附，在此情況下測(cè)得的電荷數(shù)據(jù)都可顯示添加劑是否真的被纖維吸附了。

 

　　6.為什么要測(cè)量?jī)煞N電荷？

 

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

 

　　單獨(dú)看纖維電荷，你只能知道在特定系統(tǒng)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(xué)品添加劑相互作用的情況。

 

　　另一方面，當(dāng)只測(cè)量溶解物的電荷，可以知道系統(tǒng)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(huà)說(shuō)，造紙工作者應(yīng)該同時(shí)采用兩種測(cè)量方法。這兩種方法互為補(bǔ)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(xué)添加劑前后，測(cè)量?jī)煞N電荷的值可以了解添加劑使用效果。例如，如果一種內(nèi)部施膠劑將溶解物電荷從-5ml改變?yōu)?2ml，而對(duì)纖維電荷沒(méi)有影響，這就意味著這種施膠劑與膠體和溶解物反應(yīng)了，而沒(méi)有吸附到纖維上。因此這種添加劑受到阻礙，無(wú)法與纖維很好的結(jié)合。

 

　　但是，如果纖維電荷發(fā)生變化，同時(shí)溶解物的電荷保持不變，說(shuō)明添加劑幾乎被完全吸附在纖維上，而不會(huì)以溶解物的形式溶解在白水中。這些再一次說(shuō)明，需要測(cè)量?jī)煞N電荷來(lái)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(cè)量漿料的絮凝性可以全面了解濕部情況，因?yàn)樗€揭示一些與電荷無(wú)關(guān)的作用過(guò)程。在DFR04測(cè)量過(guò)程中，絮凝性通過(guò)漿的濾水及助留值來(lái)確定。

 

　　動(dòng)態(tài)濾水測(cè)試儀可以快速地顯示系統(tǒng)中化學(xué)品的加速或延遲濾水的效果，也就是說(shuō)，它揭開(kāi)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(xué)品相互作用，因此影響到紙頁(yè)成形過(guò)程的漿料特性。如果造紙過(guò)作者能夠控制及調(diào)整各種相互作用，那就可以顯著改善紙機(jī)的運(yùn)行性能，并最終提高紙機(jī)的產(chǎn)量。

 

　　9.淀粉的用量

 

　　一個(gè)典型的例子是陽(yáng)離子淀粉的用量。在陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的濾水和保留系統(tǒng)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(shí)，化學(xué)品系統(tǒng)進(jìn)入使用效果較差的區(qū)域，濾水速度顯著降低。

 

　　這種測(cè)量能確認(rèn)淀粉的最大允許用量及選擇淀粉產(chǎn)品，從而在不損害纖維強(qiáng)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(huì)嚴(yán)重地影響化學(xué)品添加劑的使用效果。在車(chē)速不斷地增加情況下，這種現(xiàn)象越來(lái)越引起重視。剪切力的影響可以在實(shí)驗(yàn)室中很容易進(jìn)行模擬，以確定添加劑對(duì)剪切力的敏感性。

 

　　在我們的例子中，樣品攪拌了10秒，當(dāng)攪拌器的速度增加時(shí)，聚丙烯酰胺的性能明顯地降低。在工廠中這是一個(gè)常見(jiàn)的現(xiàn)象。造紙工作者經(jīng)常采用增加化學(xué)添加劑來(lái)補(bǔ)救。

 

　　11.濕部調(diào)查

 

　　那么，確定和優(yōu)化濕部工藝的最佳方案是什么呢？基本上說(shuō)，越早在濕部進(jìn)行測(cè)量越好，也就是說(shuō)在碎漿機(jī)或在損紙線(xiàn)上進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于回收漿，電荷的測(cè)量應(yīng)盡早在脫墨線(xiàn)上，因?yàn)槟鞘亲钤缂尤牖瘜W(xué)品的地方。

 

　　在10——15分鐘時(shí)間內(nèi)紙機(jī)的關(guān)鍵取樣點(diǎn)取樣，分析漿料的PCD值、SZP值和DFR04值，就相當(dāng)于給紙機(jī)的濕部拍下了快照。

 

　　通過(guò)上述數(shù)據(jù)，紙機(jī)操作人員可以?xún)?yōu)選化學(xué)品、優(yōu)化化學(xué)品的加入點(diǎn)和加入量。

       以上就是造紙濕部的優(yōu)化方法，最后如果有造紙的需要，上紙引未來(lái)網(wǎng)。