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工藝二室 張美芳

關鍵詞：除氣系統   除氣器  上漿系統  噴射  射流撞擊  沸騰

紙料中常常帶有空氣，空氣存在于紙料中會使抄紙過程產生許多問題。紙料中的空氣以兩種狀態存在，一種是游離狀態的空氣，另一種則是結合狀態的空氣。游離在紙料懸浮液中的空氣氣泡，存在于纖維之間，附著在纖維面上或存在于細胞腔內的空氣通稱為游離狀態的空氣，而結合狀態的空氣則指溶解于水和吸附在纖維上的空氣。

有人研究了紙料中不同狀態的空氣對紙料性質的影響以及產生的后果（參見下表）。

紙料中空氣的性質及其影響

上述兩種狀態的空氣在紙料中也是可以互相轉化的，即結合狀態的空氣可以轉變為游離狀態的空氣，而游離狀態的空氣泡也可以轉化為結合狀態的空氣。

兩種狀態的空氣中又以游離狀態的空氣影響最大，它既改變了紙料的相對密度，使漿料纖維浮了起來產生泡沫，又影響紙料的可壓縮性和濾水性。游離狀態的空氣泡存在于纖維和纖維之間或附著在纖維之上，還有的是在細胞腔內。在纖維與纖維之間或附著在纖維之上的空氣氣泡，是產生泡沫的主要原因，而存在于細胞腔內的空氣，則使纖維相對密度減輕，成為浮漿的主要原因。至于結合狀態的空氣常以兩種形式出現，一為溶解于水的空氣，另一為吸附在纖維上的空氣，它們對紙料性質的影響不大，除非纖維上吸附的氣體為CO₂時，才會影響纖維的極性，產生絮聚現象。

細胞纖維腔中存在的空氣，常使紙料纖維浮在流漿箱的表層，因此使流漿箱上部產生浮漿，使流漿箱內上部的紙料濃度大于下部，這種濃度高的紙料流上網后，在網上立即出現纖維團、漿塊使成紙有云彩花（表明纖維分散不均）和定量不勻的毛病。有人在一臺新聞紙機上做過試驗，在流漿箱中上部150mm內的紙料濃度約高4％，可是一旦紙料事先脫除了空氣，則流漿箱中上、下層紙料濃度變得均勻一致。

紙料如有泡沫，常使網部成形的濕紙產生泡沫點和成紙質量不佳，如為多層紙板，則容易分層。泡沫點是紙料中的泡沫在濕紙成形時破裂所致，產生圓形小點，比周圍的紙頁透明一些，如紙料中加有填料，泡沫點常帶有較多的填料，這是由于泡沫上掛有較多填料，泡沫破裂時沉積在紙上的結果，所以當填料為白色填料，生成的是白色泡沫點，如為有顏色的填料則生成該種顏色的泡沫點。

紙料中生成泡沫的原因很多，例如漿料洗滌欠佳、纖維潤脹不完全、紙料中含有過量的水溶性物質、不恰當的攪拌以及泵的壓頭不當而導入空氣和在白水處理過程中等都是產生泡沫的原因，為了克服此項缺點，常采用封閉式紙料流送系統和脫氣裝置。另外，紙料中含有色料、氧化淀粉、干酪素、制漿蒸煮廢液、漂白殘渣、碳酸鈣填料等，也是產生泡沫的原因；在打漿機中產生泡沫，多由于有過量的堿和膠料沉淀不完全以及紙料發酵等原因所造成；在網上多因為流漿箱的堰板位置不當，噴料口與胸輥之間產生吸力抽入空氣；紙料在網上的湍流、波動和跳漿等也能產生泡沫。

那么，紙料抄造前經過除氣后，有什么好處呢？

1、從根本上消除了泡沫的起因，從而有利于減少漿疙瘩和腐漿，并有可能取消流漿箱噴霧。

2、解決了因纖維上浮造成的流漿箱濃度不均。

3、在纖維交織成的網狀結構中，由空氣對其毛細管形成的阻塞作用不再存在，濾水暢通，提高了濕部脫水能力。如70g/m²涂布原紙經脫水處理后脫水量提高了29％。

4、脫水后的紙層緊密平滑，改善了烘缸的熱傳導。以新聞紙為例，紙料經脫水處理可節省蒸汽7％。

5、在流送管路中消除了一個引起流量波動的因素，從而有利于改善紙機的抄造效率。

6、不含空氣的紙料抄成的紙，緊度大、均一性好、濕強度、平滑度好。

綜上所述，為了改善紙料性質和紙的質量，最好使用脫氣設備脫除紙料中的空氣。現在就簡要介紹一下目前企業常用的除氣系統。

山東華泰紙業股份有限公司丁莊綠色生態工業園區工程制漿造紙技改項目2臺2640文化紙機采用的是奧地利ANDRITZ股份公司的除氣系統，本系統設備先進，技術比較成熟；新汶礦業集團公司協莊煤礦特種紙項目的1880薄頁紙機和2640特種紙機采用的都是山東華天機械公司的除氣系統。這幾個項目都已經成功運行投產，效果良好。目前正在設計的山東宏河礦業集團有限公司年產八萬噸新聞紙工程項目的3950/500微涂新聞紙機也根據生產技術需要配備了除氣系統。

●現在簡單介紹一下紙機上漿系統：

系統組成：除氣器、除渣器、低脈動網前篩、尾渣篩、低脈沖漿泵、離心漿泵、真空泵、白水槽。

運行特點：漿料被來自網下白水池所稀釋并被泵送到幾段除渣器。末尾端除渣器的稀釋水建議使用固形物含量低的水――比如來自吸水箱密封坑或白水過濾機的水。這樣可以大大減少末尾端除渣器的數量。來自除渣器的良漿通過若干噴管送入除氣器器頂形成小滴，并在器壁上形成一層漿的薄膜。器體中的絕對壓力接近漿料的沸騰壓力。由于高真空和漿料的沖撞，可以有效地將空氣從漿料中分離除去，并通過納氏真空泵從罐中排出。除氣后的漿料通過重力作用流到低脈沖漿泵，并通過紙機網前篩送到紙機流漿箱。流漿箱上漿管的旁通漿料返回到除氣器。除氣器通過溢流保持液位穩定，為低脈沖漿泵提供了一個恒定抽吸壓頭，使得流漿箱內的壓力得以穩定。

●現在詳細介紹一下除氣器的用途、主要技術參數、結構原理及特點：

1、用途：紙漿除氣器是現代紙機上漿系統的關鍵設備。裝置在除渣器和低脈沖網前篩之間，分離并脫出漿料中100％的空氣。并使漿料在進入流漿箱前消除紙漿壓力、流量或濃度的變化，而保持其穩定性，有利于紙頁的形成、質量的穩定、生產能力的提高。

2、主要技術參數：

A、適應紙種：涂布及非涂布高級紙、輕量涂布紙、超級壓光紙、新聞紙、薄頁紙、紙袋紙、箱板紙。

B、配套紙機：

凈紙幅寬：≤5500mm

紙張定量：45～150g/m2

紙機速度：350～1200m/min

紙漿濃度：0～0.8％

3、除氣器結構原理：

除氣器由多支進漿噴射管、高旋轉速率低壓降的噴嘴、溢流堰板和除氣器器體等組成。裝置在紙機上漿系統的除氣器，將從除渣器來的漿料，以壓力送入多支進漿管，通過高旋轉速率的噴嘴，強烈地噴射到除氣器的頂部，使漿料分散成許多小液滴，并形成一層沿著除氣器的圓柱形表面運動的液膜；而除氣器內的真空度對漿料產生沸騰的作用，使漿料中的游離氣體和氣泡在低壓下開始膨脹；并撞擊破襲，其殘留和結合的空氣也被有效地分離噴射、撞擊、沸騰等三個物理作用，使漿料中的空氣100％脫出，纖維絮聚也得到疏解。同時，將漿料濃度波動分劃為微小的獨立成分單體，并在除氣器器體內停留一定時間，在特殊設計的堰板作用下，使漿流在除氣器內成反向流動，而有效地控制頻率高于0.03Hz的漿流脈動和濃度波動。

A、噴射  漿料通過除渣器中的Spinjet 低壓降噴射器噴嘴，噴嘴的噴射效果最大限度地擴大液滴的暴露面積，提高空氣的去除率。

B、射流撞擊  漿料沖擊到除氣器的頂部，打碎漿料中的纖維束，使粘附在纖維上的氣泡脫離。除氣器的內表面，可以防止任何結垢出現。

C、沸騰  除氣器通過自調真空系統使得內部的絕對壓力維持在漿溫所對應的沸點，這樣保證除氣器中脫離空氣能夠得到清除。

4、特點：

A、通過射流和降膜、對表面流體沖擊、真空及滯留時間等物理作用，實現上網漿料完全除氣，

B、使進入流漿箱的漿料濃度穩定，漿料流量和壓力穩定；抄造紙張定量變化小，產品質量將大大提高。

C、防止了腐漿的產生，防止了氣泡，減少臟物質的凝聚；使紙機網部脫水得到改善，紙頁勻度更好，生產能力得到提高。

總之，紙機上漿系統是一個能去除漿料中雜質和空氣的最佳系統，能為紙機流漿箱提供穩定的漿料濃度和壓力，使網部的脫水和紙頁勻度得到改善，從而使紙機的運行性更好，提高產品質量。