3漿水平衡-南京林業大學畢業設計系統(參考版)

　　

【正文】 從網部出來的濕紙頁需要在壓榨部利用機械壓榨作用進一步脫水提高干度，同時增加紙中纖維的結合力，提高紙的緊度和強度。經過該段的脫水，視不同的紙料，濕紙頁干度可以達到 12%22%，此時濕紙頁已經具備了一定的濕強度，可以引入到壓榨部。在這一段，濕紙頁已經成形，普通脫水元件難以繼續脫除其中的水分，因而要通過較高的壓差來進一步脫除水分。在成形區，為了保證紙頁的成形質量，減少紙頁的兩 面差和避免跳漿等問題，應控制合適的脫水率，脫水量應比較均勻，不宜過大。經過一段脫水后，濕紙頁的干度可以達到 %%。 成形 脫水 區 ： 從第一段結束點起，至真空箱之前。 由四層 網構成，即面網，襯網，芯網，底網，其 中芯網因為脫水量大，由一張短網與一張頂網疊加而成，每一層之間裝有復合輥以轉移紙頁到另一層上。紙頁成形的作用，也就是通過合理控制紙料在網上的留著和濾水工藝，使形成的濕紙幅有優良的勻度和所需的紙頁物理性能。紙頁成形是濕紙幅在造紙機上成形的關鍵部位。 本設計中流漿箱漿料的壓力來自于壓力篩的壓力。 設計 采用封閉式流 漿 箱，可以保證穩定的壓力差， 同時 不容易混入空氣。漿料在階梯擴散器內分級擴大，靠管壁的漿流按主流方向流動，在每一級之后因斷面突然擴大，出現一個低壓區，使漿流改變流向，產生回流，形成一個封閉的強烈的渦流，從而產生剪切力。 南京林業大學本科畢業設計 17 布漿器的作用是將篩選凈化系統送來的漿料均勻 地 分布到流漿箱的堰池中，以保證紙機橫幅上網漿料的均勻一致。在中高速的造紙機上，大都采用密閉式流漿箱，這些紙機都要求選用封閉式供漿系統。封閉式流送系統自成漿池的輸漿泵起直到把紙機送上造紙機成型網，全系統都是不與空氣接觸的密閉流程。 流送上網 流送 上網系統的作用 是按照造紙機車速和產品的質量要求，將紙料流送系統送來的大股紙料流，經上網系統處理，均勻、穩定地沿著造紙機橫幅全寬流送上網。 另外，相對密度大而體積小的雜質大多比較堅硬，對設備有所磨損，所以把凈化放在篩選前面，以延長篩 板壽命。多段 排列是為了減少流失，降低排出漿渣中的好纖維含量，多級排列則是為了進一步提高良漿的質量。對于白紙板，面漿和底漿的質量要求較高， 紙漿需要較高的潔凈度，所以 為了達到一定的質量指標，采用一級三段除渣。 利用比重不同從紙料中出去泥沙等雜質的設備，稱為凈化設備（如錐形除渣器）；而利用形狀大笑的差異從紙料中除去漿團、纖維束等雜質的設備，稱為篩選設備（如旋翼篩），在一般情況下，為了得到較好的凈化和篩選效果，這兩類設備是結合起來使用的。紙料中的金屬雜質會給設備造成一定的損害。含有沙礫的紙張，在壓光后會出現砂眼，同 時會損壞壓光機的輥筒。纖維束，是來自打南京林業大學本科畢業設計 16 漿和精磨過程中沒有磨散的纖維束。金屬粒，來自打漿設備刀片磨損以及工藝設備受腐蝕剝落下來的碎片。 送往造紙 車 間的紙料內含有礦物質、金屬、漿團、纖維束、橡膠和塑料等。篩選的目的在于除掉漿料中相對密度小而體積大的雜質，如漿團、纖維束等。但自動化控制比較復雜，要求也較高，濃度調節必須在成漿池之前完成，多用于多長網紙板機 [12]。紙料的稀釋一般采用調漿箱、地下稀釋池和泵內稀釋等三種方法。因為紙料的稀釋也在這箱中進行，所以也叫混合箱。 調漿箱是一個裝置在成漿池和除砂設備之間用來調節送往紙機漿量的開口方形箱。 沖漿稀釋 紙機漿池后的成漿泵送往高位箱的漿料必須具有穩定的濃度，以保證后面工序紙頁定量控制的精確。所以根據 間歇配漿的特點，采用 4 個直立式混漿池。在漿料濃度為 %時，一般要求其容量能維持紙機連續南京林業大學本科畢業設計 15 生產的時間是：高速紙機為 3060 min，中低速紙機為 h。 貯存池同時起到混合和貯存的作用。 ② 防止纖維和填料發生沉淀，使供給紙機的漿料濃度穩定。 貯漿池必須有足夠大的容積，確保整個生產系統在較長時間內能維持連續不斷的工作，各工序的貯漿量由生產規模所決定，一般中、小型工廠應能維持各工序 2~4h 的生產用漿。 漿料貯存裝置 一般稱之為貯漿池，按其在流程中的位置和所起的作用不同，有不同的叫法，如打漿前的貯漿池叫叩前池，打漿后稱之為叩后池，將集中漿按比例混合作用的叫混漿池，起調節和穩定濃度或輔料混合作用的叫調漿池，調節后能供紙機使用起緩沖和保證穩定連續提供紙機用漿的貯漿池稱之為成漿池或紙機抄前池。 漿料貯存 紙機的正常生產，要求連續不斷 地 供應質量穩定的漿料。同時可在混 合 池中加入少量調色劑，可提高紙的白度。因此在通過流送系統把已制備好的漿料送往造紙機前，必須按正確的比例做好不同紙漿的配漿和混合。為造紙機高效率的正常運行和生產優質的產品提供重要的前提條件。同時，紙料中還有一些雜質，這些雜質對成紙的質量、設備的保養，紙機的操作都有一定的影響，因此在上網 之 前必須做相應的處理 而去除之 。 供漿系統 經過打漿和調料的紙料 ， 一般還不能直接用來抄紙。 ⑦ 表面施膠劑： M（ PVA） ∶ M（氧化淀粉）為 1:2；施膠工藝為先將熬好的氧化淀粉及 PVA 膠中混合 ， 調節到 15%18%的濃度 ， 溫度控制在 60℃ ， 施涂液位盡可能高且穩定 ， 控制適當的回流量。 ⑤ 填料：研磨碳酸鈣 （ GCC） 配成 10%濃度后 ， 過篩計量連續加入 混合漿池 中 ， 加填量 10%。 ③ ASA 膠 ：用 2 份清水按 1:2 稀釋 ， 在 壓力篩出口 處 計量連續加入 ， 用量 為%%。 南京林業大學本科畢業設計 13 濕部化學品的 使用及加入方式 ① 陽離子淀粉：糊化后配成 %的濃度 ， 過篩加入配漿池中 ， 用量 1%。消泡劑用量通常為 ~%（對漿量）。泡沫還會集結木漿中的天然樹脂，加劇樹脂障礙。泡沫不但會給紙漿的泵送帶來麻煩，還會影響到紙張的施膠效果。 調色劑 加入到混合漿池中。 紙張纖維總是略顯黃色至灰白色，即使經過漂白處理也依然如此，這是因為紙漿纖維中所含木素傾向于吸收波長在 nm的紫色和藍色光譜所致。 熒光增白劑 (OBA)為具有共軛雙鍵結構的有機化合物 ， 即有能激發熒光的胺基磺酸鹽基因，同時又帶有能吸收紫外光的芳香胺、脂肪胺或其衍生物的基因，它能將吸收的紫外光轉為藍光，可以抵消紙漿中的淡黃色，取 得顯白作用，熒光增白劑不但不會降低紙張的反射強度，反而會使其有所增加，取得更高亮度。 南京林業大學本科畢業設計 12 調色劑的選擇 白度是 白板 紙的一個重要指標，所謂紙張白度是指白色或接近白色的紙表面對藍光的反射率，以相對藍光 照射氧化鎂標準板表面的反射百分率表示。 所以用 GCC 比較好。 GCC 作為填料，目前多只用于中性施膠或不施膠的紙頁以及薄頁印刷紙中。加填量要適量，既要 取得預期的光學性能和其他性質，又要盡量減少對物理強度和施膠度的影響。 是否加填，選用何種填料，加用多少填料，都要根據紙張最終用途而定。 設計 中采用 “ 雙組分助留系統 ” 即 陽離子聚丙烯酰胺 CPAM 和陽離子淀粉作為助 留劑，其中，陽離子淀粉是季銨型，要求有較高的陽離子取代度，淀粉糊液具有較高的粘度和良好的穩定性； CPAM 要求有較高的分子質量和較低的電荷密度。 供給紙廠的產品 乳液 油狀 物，需要現場乳化 有效 pH 范圍 中性到堿性 pH 范圍 pH范圍為 5~9 南京林業大學本科畢業設計 11 助留劑的選擇 助留作用是將細小纖維和填料集結為較大 的凝聚物并粘附于纖維的表面以增加這些物質的留著并加速網部脫水， 對紙頁勻度有著較大的影響。 而 若用陰離子型的聚丙 酰胺，必須在硫酸鋁的存在下才能于纖維結合 。 陽離子聚丙烯酰胺（ CPAM），是造紙過程中用的最多的也是最普遍的一種多功能添加劑，分陽離子型和陰離子型和非離子型三種形式，根據分子量、水解度和電荷性不同，其性能也不同，既可作增干強劑、增濕強劑又可以作為助流劑、絮凝劑，也可以作為分散劑、表面施膠劑和粘合劑。而且還用作紙面施膠劑、涂布機和膠黏劑。 我國目前 以 陽 離子聚丙烯酰胺和改性淀粉為主。這種用添加劑來增加干紙頁強度的方法就稱為增干強作用，所使用的化學添加劑稱為干強劑。 氧化淀粉加少量 PVA可進一步增大紙的表面強度 ,在 表面施膠 后 加填 ,可以明顯增加表面強度 ,并且大大降低油墨吸收性 ,使紙頁表面細膩 ,印后油墨光澤好 ,圖面清晰 ,立體感強 ,同時成本還略有下降 ,白度得以提高 , 紙頁伸縮率減小 。 AKD 與 ASA 施膠劑的特性比較見表 特性 AKD 施膠劑 ASA施膠劑 物理狀態 固體產品和水解產物 液體產品和水解產物 反應速度 與纖維和水反應慢 與纖維和水反應快 強施膠的紙種 對添加劑比例要求嚴格 對添加劑比例不十分嚴格 對紙的影響 會導致紙張打滑 不會產生打滑 南京林業大學本科畢業設計 10 表面施膠是指在經過內部施膠或未經內部施膠的紙面，涂上勻整的薄層腳鐐，取得増液性能，一般多用以提高紙張的抗油性能，或者用以提高紙張抗拒膠體溶液的浸透，常用的表面施膠劑又大多能同時改進紙張的物理強度、挺度、耐磨性、手感性以及紙面的平滑度。 由于 AKD的熟化時間較長 ， 不利于在線涂布的涂布紙板生產。 近年來，造紙工業開始由酸性造紙轉向中性或弱 堿性造紙，目前使用最廣泛的中性施膠劑是 AKD（烷基烯酮二聚體）、 ASA（鏈烯基琥珀酸衍生物） 。 施膠劑分松香型和非松香型兩大類。 (3)施膠環境應該接近中性，不產生腐蝕作用。 選擇施膠劑時應該從施膠效果、經濟效益、工藝可行性等方面考慮，選擇的主要原則是： (1)具有較低的表面自由能，液固接觸角較大。 南京林業大學本科畢業設計 9 輔料的選擇 施膠劑的選擇 施膠的目的就是對紙張、紙漿和紙析進行處理，使其獲得抗 拒流體滲透的性能。 各層漿料的打漿度偏差不宜超過 23 176。而不同的產品，如起著印刷和包裝作用，其所需的物理性能也不同，因此其打漿方式和程度也會不同。漿料從定盤中部進入機內，受到高速旋轉產生的離心力作用，漿料向外沖擊，纖維束或紙片受到強烈的 疏解被分散成單纖維 。 [盤磨機原理 ]：紙漿在高速磨盤旋轉產生的巨大離心力下，從盤磨中心向圓周方向運動，在此過程中纖維受摩擦力、扭力、剪力和水力等多種作用，因而紙漿經盤磨機后，纖維的撕裂、分絲、帚化、彎曲、壓潰和搓揉顯著，而切斷較少。而雙盤磨打漿段，則以控制打漿度為主，使其打漿度達到40— 42 176。精漿機打漿度一般控制 35—40 176。注意打漿度偏低不偏高，并使漿料能有較多機會疏解分散以利均勻切斷。 為了提高漿料的帚化度保留纖維長度應盡量提高打漿濃度，控制在 %以上為好。 其打漿度控制在 40 176。 對于闊葉漿打漿，采用 248。 因此多數采用雙盤磨。由于雙盤磨切斷作用差，木漿打漿度達 35 176。 對木漿打漿設備， 由于漿 料纖維均整性差會導致紙頁勻度不好造成尺寸不穩定，為此長纖維針葉木漿南京林業大學本科畢業設計 8 打漿就應該注意其漿料纖維均整及纖維濕重不能過大。利用物理方法處理懸浮于水中的紙漿纖維，使其具有適應造紙機上要求的特性，并使所生產紙張能達到預期的質量，這一過程為 打漿 。 本 設計 根據國內外生產單面 灰底 白紙板的經驗以及對產品質量的要求，將紙板的結構分為 四層 ，并根據各層不同的功能要求而采用不同的纖維原料，具體為： 面層： 漂白闊葉木漿 （ LBKP） 襯層： 脫墨廢新聞紙 (ONP) 芯層： OCC 短纖維漿 底層： OCC 長纖維漿 （ 為了節省成本 ， 白紙板的芯層 、 襯 層、 底層 大多采用廢紙漿 ， 使其達到預定的定量和厚度 。 本設計 用以下幾種原料 ： LBKP：漂白硫酸鹽闊葉木漿，纖維較短，強 度一般，但纖維的交織比較好，成紙的勻度好，提高了成紙的印刷適應性。紙張在干燥過程中纖維在紙張平面或厚度方向收縮 ， 較長的纖維在成形過程中纖南京林業大學本科畢業設計 7 維間撓合較多 ， 干燥時纖維收縮產生移動 ， 但平面內位移較小 ， 而短纖維收縮時 ，在紙平面產生的位移較大 ， 所以長纖維抄造的紙伸長率小 ， 再吸水時變形小 ， 短纖維所抄紙變形較大。3mm ， 或符合合同要求。m 250g/m2 ≥ 270g/m2 ≥ 300g/m2 ≥ 350g/m2 ≥ 400g/m2 ≥ 450g/m2 ≥ 塵 埃 度 個／ m2 20 40 40 4 4 8 ≥ 的 不許 有 不許有 小于 4 交貨水分 %