如何除气纸料：温度和真空度的关系分析

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：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9.81Pa，以保证纸料在接收器内沸腾，达到充分除气的目的。有的研究指出，如果进入中心罐的纸料温度达到或超过38℃时，它的真空系统必须由一台大气压冷凝器和两台串联的真空泵组成。

（一）纸料除气的作用

空气和泡沫对造纸机抄纸过程以至纸张的质量均有重大的影响，空气不但是生成泡沫的前提条件，而且还能导致纸浆流送和纸页成形过程的不稳定，造成纸页定量的波动，还能够降低纸页成形过程中的脱水能力，并使纤维和未分散的添料易于凝聚，从而降低纸页的匀度；气泡和泡沫还能导致泡沫点和针眼等纸病，影响纸张的质量。纸料除气有下列的作用：

①避免在造纸机流浆箱产生泡沫，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；

②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，有助于改进纸页的匀度；

③导致管道系统脉动的幅度较低，使纸页的定量更加稳定；

④加快成形部的脱水，增加成形部的脱水能力。

（二）除气的方法

1.除气方法的分类和特点

除气方法可以分为化学除气法和机械除气法两大类。

化学除气法是把化学品（如各种除气消泡剂）加入到纸料中，以消除纸料中的空气和泡沫，这类方法能够降低纸料中的游离状态和结合状态的气体的含量和消除泡沫，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。

2.机械除气法

当前较广泛使用的机械除气法是特克雷特除气法，此法在20世纪50年代初就开始在生产中使用，至今已有60多年，60多年来这个方法做了很多的改进，除气效果比较好，因而到目前为止在生产过程中，仍在广泛使用。

（1）特克雷特除气法除气原理

特克雷特除气法是基于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。由于在高真空下，气泡的体积增大，且气泡在纸料中的膨胀速率也同样加快，而泡沫稳定性则是随气泡体积的增加而降低，因此连续增加的气泡体积就能够有效地除气和消泡。这个方法能够除去游离状态的空气和结合状态的空气，也能够除去溶解于水中的空气和气体的大部分。

特克雷特除气系统在接受器（中心罐）进行除气，如图3-26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9.81Pa（100mm水柱），以保证纸料在接收器内沸腾，达到充分除气的目的。为了保持接受器液面稳定，应有一定的溢流量，接受器内的浆位可用闸板控制，一般控制在接收器中心线附近。

图3-26 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90.16kPa5—进口压力61.74kPa 6—自由喷溅 7—真空度90.16kPa8—恒定的液位 9—排渣收集总管 10—自由排出 11—真空度90.16kPa

（2）特克雷特除气法除气系统

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，而有的系统只有除气作用。图3-27所示的为装有多段离心除渣器的飞翅型布置的净化—除气系统。

图3-27 装有多段离心除渣器的飞翅型布置的净化—除气系统

1—网下白水坑 2—1号泵 3—旋翼筛 4—2号泵 5—3号泵 6—除渣器尾浆槽 7—4号泵 8—5号泵 9—水封池 10—真空泵 11—真空泵 12—气水分离器 13—中心罐 14—压差传感器

这个系统的特点是在大直径的中心罐（中心接收器）伸出几支直径相对较小的管型罐，管型罐与中心罐相同，第一、第二、第三段除渣器分别装在管型罐上，中心罐内装有溢流堰板，以控制罐内液面的稳定，罐体应高位布置，以提供足够的压头来克服高真空，使溢流的和来自除渣器的纸料从接受罐底的气腿排出。从网下冲浆池液面至中心罐中心线的典型高度为10.5m，为了处理第三段除渣器排出的尾浆，还设有第四段锥形除渣器，第四段锥形除渣器与前三段锥形除渣器分离，直接装在造纸机的楼面上。

保持中心罐的高真空度是保证纸料中空气和其他气体能够充分去除的关键，因此真空系统的设计非常重要。有的研究指出，如果进入中心罐（或接受罐）的纸料温度达到或超过38℃时，它的真空系统必须由一台大气压冷凝器和两台串联的真空泵组成。如果进入中心罐（或接受器）的纸料温度低于38℃时，所使用的真空系统的流程可以简单些，可由一台蒸汽喷射器，一台预冷凝器和一台真空泵组成真空系统。为了保证由除气系统送出的纸料浓度稳定和有较佳的除气效果，进入中心罐（接受器）的纸料必须在罐中有适当的停留时间，使进入中心罐的各股浆流能够充分混合，以保证浓度的稳定和充分除气，有的研究认为，停留时间以30s为宜，另外还要控制中心罐的溢流量，要保持溢流量的稳定，过大或过小的溢流量都能够导致纸页定量的波动。

如何除气纸料：温度和真空度的关系分析

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