纸机上浆系统和湿部化学控制

造纸湿部化学综述造纸湿部化学综述(上)(2010-04-12 19:49:26)转载▼分类：湿部化学标签：杂谈造纸湿部化学是论述造纸浆料中的各种组成,如纤维、⽔、填料、化学助剂等在造纸机⽹部滤⽔、留着、成形以及在⽩⽔循环过程中相互之间的反应与作⽤的规律,以及对纸机的运⾏和纸产品质量的影响。

对湿部化学过程建⽴⼀套全⾯控制技术,对浆料中的纤维性能、化学品的加⼊量和加⼊点进⾏控制,以满⾜⾼质量纸张和纸机运⾏的需要。

⽣产过程中的检测包括：对浆料的纤维特性,打浆质量,⽹前箱浆料特性,化学品的质量,⽩⽔特性,浆料的zeta电位和阳离⼦需求量，纸张质量等。

具体如下：1，有关浆料特性：纤维原料的特性包括长度、宽度、杂细胞含量,α—纤维素含量,多戊糖含量、卡伯值、灰份等。

长度、宽度、杂细胞含量,对纤维的絮聚,脱⽔作⽤有影响,α—纤维素、多戊糖、卡伯值体现纤维表⾯⽀链多少,游离羟基情况。

2，有关打浆质量：成浆的特性即成浆的打浆度、湿重,间接反映纤维⽐表⾯积⼤⼩、滤⽔性、细纤维化程度、平均长度,对浆料的成形,脱⽔有影响。

3，有关化学品：湿部常⽤的化学品有，助留剂，助滤剂，⼲强剂，湿强剂，施胶剂，浆内淀粉，喷淋淀粉，染料，保洁剂，硫酸铝，填料，消泡剂，杀菌剂等。

对化学品的研究主要是看它们的电性，ph值，分⼦量，浓度，粘度，以及它们和纤维之间的反应特性。

4，有关流浆箱内浆料的特性:包括打浆度、湿重、⽔位、pH值、浓度、灰份等,以确定浆料的脱⽔性能;流速,酸碱程度,含⽔量,填料的含量,以确定湿部化学条件。

5,有关⽩⽔的特性：包括浓度、pH 值、灰份等,以确定湿部化学反应后,酸碱度的变化情况,纤维、填料的留着情况。

6，有关zeta电位和阳离⼦需求量：纸浆固体表⾯均带有电荷(通常是负电荷)，带电的表⾯⾃然会吸附溶液中的异电离⼦在其周围形成由紧密层和扩散层组成“双电层结构”。

紧密层中的离⼦与固体表⾯有较强的吸引⼒，它们随表⾯⼀起运动组成⼀个统⼀体。

造纸湿部化学测量与控制及应用张军辉(黑龙江省有色金属地质勘查局702队,牡丹江157021)[摘 要] 介绍了造纸湿部化学的基本理论、湿部电荷测量的方法,及如何利用这些方法进行纸机的湿部化学控制。

[关键词] 湿部化学;Zeta电位;胶体滴定随着现代造纸工业的飞速发展,各种新的生产工艺和化学助剂不断涌现,造纸湿部化学也同时得到了迅速的发展。

现在造纸湿部化学的研究也越来越多地引起了人们的重视。

造纸湿部化学主要论述造纸浆料中的各种组分如纤维、水、填料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及在白水循环过程中产生的相互间反应与作用的规律,其结果直接影响到纸机的运行是否正常和纸产品的质量。

造纸湿部化学研究的内容主要包括造纸湿部化学理论,造纸湿部化学品,造纸湿部化学测量与控制及应用。

本文主要结合生产现状对造纸湿部化学测量与控制作简单介绍。

1 造纸湿部化学基本理论1.1 造纸湿部纸料配料组分的胶体化学特性造纸湿部纸料悬浮液是一个多相性体系,其配料组成的粒子属于粗分散体系,具有胶体大小的尺寸,另外还有高的比表面积和比表自由能,而且大多数反应都发生在这些粒子之间,这是造纸湿部纸料配料的胶体化学重要特性。

因此湿部化学的所有理论都是基于这一特性进行展开的。

它的基本理论就是运用胶体化学和表面化学的理论来论述造纸配料中的各组分的特性以及作用规律。

从热力学观点来讲,胶体可分为两类:亲液胶体和憎液胶体。

而造纸湿部纸料配料是以水为介质的,因此造纸湿部纸料可分为亲水体系和疏水体系,疏水体系包括分散在水中的填料固体颗粒、细小纤维、松香胶料等,溶解于水中的淀粉、助留剂、助滤剂、干强剂、湿强剂等则属于亲水体系。

亲水体系是大分子溶液,属于亲水的一种稳定体系[1]。

而疏水体系是一个高度分散的收稿日期:2009-12-01多相体系,有很大的比表面积和很高的比表自由能。

1.2 双电层理论在胶体化学里有一个重要的理论就是双电层理论,它是从电荷的层面来研究胶体化学反应。

纸机上浆系统和湿部化学控制岳阳纸业杨伯均高速纸机现在都采用稀释法流浆箱和夹网成形器，因而对上浆系统要求；（1）提供的纸料各组分混和要十分均匀，浓度和流送速度以及到流浆箱的压头要稳定，只允许极小的脉冲。

游离空气含量要低，有的提出要求达到0．3%以下。

（2）因为是夹网成形，成形时间很短，脱水很快，为提高留着率，保证纸张质量的稳定和良好的匀度，在上浆系统内加入助留剂，正确选定加入位置，建立控制系统，很有必要。

（3）新式流浆箱为了保证纸张中纤维排列的方位某本不变，都不再用堰板开口的大小来调节横幅定量的分布，而改用间隔更小的白水稀释阀来改变纸料浓度，达到调节横向定量分布的目的。

因此对稀释用水，必须视同纸料一样，除气和筛选，保证白水清洁，并在助留系统的帮助下得到稳定的浓度。

在交流过程中，外商最早提出的上浆系统流程基本相似。

Valmet 提出，来在机外白水池下部和白水相混稀释后．由冲浆泵送入除渣器，除去比重较大的杂质（如砂子、填料和颜料的残渣等）。

良浆则进入除气器，在真空邦助下实现脱气。

脱气后的纸料由上浆泵送压力筛。

纸料在这里将尺寸大的、粗硬的纤维束除去，再进入流浆箱，基本上是传统的流程，只多加一稀释水处理流程。

在最近的交流中（包括所提供资料），带有一些创新的是：（1）对于如何使浆料、白水、填料等各组分均匀混合，各公司有新措施。

如Voith开发有HydroMix．见图l。

某工厂在一台LWC纸机上使用后，反映在纵、横向定量波动上明显减小。

Valmet也开发 LobeMixer 络布混合器，既可以代替传统的混合浆槽混合浆料，也可用在浓浆、填料、白水的混合中。

用这种混合器实验室曾做过彩色液体混合后的比较，从拍摄的彩照上可看出，它和传统的混合槽相比，有更高的混合效率。

通过这种混合器可以与冲浆泵相联，直接转入除渣器。

Valmet的Optifeed也采用它将脱气浆和白水、填料相混合，转入圆筛。

在纸料混合均匀的前提下，新的上浆系统对主要产生脉冲的设备，如上浆泵，压力饰的翼片和分布情况，也很重视开发和选用。

造纸厂配浆控制系统__控制程序设计笔者针对一家造纸厂的配浆控制系统进行了分析和设计。

文章主要分为两个部分，第一部分是对制浆过程和上下游设备的描述，第二部分是对控制程序的设计。

一、制浆过程和上下游设备的描述造纸厂主要由制浆、造纸、纸张加工等环节组成。

其中，制浆过程是纸张生产中最重要的环节，它包括浆料的配制、打浆、筛选、漂白等步骤。

在浆料的配制过程中，需要将不同种类的纤维和各种化学药剂按照一定的比例混合。

在添加化学药剂的过程中，需要注意各种药剂之间的相互作用，以及药剂的用量和顺序等因素。

在制浆的过程中，需要使用多个上下游设备，比如球磨机、水洗机、浓缩机等。

这些设备需要进行精细的控制，以保证浆料的质量和产量。

二、控制程序的设计针对上述过程和设备，笔者设计了一套配浆控制程序，具体如下：1. 配浆控制程序1.1 浆料配比控制：利用PLC控制配比泵和各个添加药剂泵的开关，实现自动化的浆料配比控制。

1.2水洗机水位控制：使用超声波水位传感器检测水位，给水泵和排水泵发送控制信号，自动控制洗涤水的水位。

1.3 浓缩机浆液浓度控制：使用激光测距和硅晶硅小振子测量浆料浓度，通过调节加药泵、放水阀和压力控制阀等调节浓缩机的设定浆液质量浓度。

1.4 压滤机压力控制：利用感应式传压传感器或者压力传感器，监测压滤机的进口压力和出口压缩，自动控制机器的加料速度。

当过滤机的进口压力超过设定值时，吸附机将停止，空气将充满鼓过滤布。

1.5 煮浆罐温度控制：利用热电偶传感器测量煮浆罐内的温度，自动控制加热器的开关和温度，保证煮浆罐内的浆料温度稳定在设定值范围内。

2. 纸张造纸控制程序2.1 浆料用水量控制：使用流量计测量浆料的用水量，自动调节水泵的开关，保证生产过程中的用水量符合要求。

2.2 纸张干燥控制：利用红外线传感器或者激光传感器检测纸张的水分含量，自动调节烘干温度和湿度，以保证纸张的质量。

2.3 纸张张力控制：利用张力传感器测量纸张在生产线传输时的张力，自动调节进口辊和出口辊的转速，实现张力的自动控制。

中高速生活用纸机制浆过程控制系统探究随着中国经济的快速进步和人民生活水平的提高，纸张作为一种必需品在我们的平时生活中扮演着重要角色。

中高速生活用纸机制浆过程控制系统是纸张生产中不行或缺的关键技术之一。

它的探究不仅能够提高纸张生产的质量和效率，还有助于缩减资源消耗和环境污染。

本文将对中高速生活用纸机制浆过程控制系统进行详尽的探究和分析。

中高速生活用纸机制浆过程控制系统是指在纸张制造过程中，通过自动化和高级控制技术来实现对浆料的精确控制和测量。

这一系统主要包括控制硬件、控制软件和传感器等组成部分。

其功能主要包括浆料浓度的实时监测、流量调整、温度控制等。

通过对浆料的精确控制，可以确保纸张的质量和生产效率。

起首，中高速生活用纸机制浆过程控制系统需要使用高精度的传感器来实现对浆料浓度的实时监测。

传感器可以通过测量浆料中的固体颗粒浓度来实现浓度的控制。

传感器不仅要具备高灵敏度和高精度的特点，还需要具备快速响应和稳定性能。

通过对传感器信号的实时采集和处理，可以准时调整浆料的供给量，从而保持浆料浓度的稳定和合理。

其次，中高速生活用纸机制浆过程控制系统需要实现对浆料流量的调整。

通过对浆料的流量进行监测和控制，可以保证纸张的质量和生产效率。

浆料的流量控制主要通过调整泵的运行速度来实现。

利用控制软件对泵运行速度进行自动调整，可以实现对浆料流量的精确控制。

同时，也可以依据生产需要对浆料的供给量进行实时调整，从而满足不同纸张品种的生产要求。

再次，在中高速生活用纸机制浆过程控制系统中，温度控制是一个重要的环节。

纸张的质量和性能很大程度上取决于浆料的温度。

通过控制浆料的温度，可以保证纸张的质量和生产效率。

温度控制可以通过传感器对浆料的温度进行实时监测，并通过控制软件对加热或冷却设备进行自动控制。

通过精确控制浆料的温度，可以确保纸张的质量和性能的稳定和一致性。

最后，中高速生活用纸机制浆过程控制系统还需要思量节能和环保的问题。

在纸张生产中，大量的能源被消耗，同时也会产生大量的废水和废气。

造纸湿部化学原理及其应用本文详细阐述了造纸湿部化学的基本原理及其在现代造纸工业中的应用。

湿部化学涉及纸浆悬浮液中的多种组分在湿状态下的相互作用，对纸张的最终性能有着至关重要的影响。

文章从纤维间的相互作用、添加剂的功能、胶体与界面化学等方面进行了深入探讨，并结合实际应用案例，分析了湿部化学在优化纸张性能、提高生产效率及减少环境污染等方面的作用。

关键词：造纸；湿部化学；纤维相互作用；添加剂；胶体与界面化学一、引言造纸术作为中国古代四大发明之一，对人类文明的发展产生了深远的影响。

随着科技的进步，现代造纸工业已经发展成为一个高度技术化和自动化的产业。

在这个过程中，湿部化学作为造纸科学的核心部分，发挥着不可替代的作用。

湿部化学主要研究纸浆悬浮液中的纤维、填料、添加剂和水在湿状态下的相互作用及其对纸张性能的影响。

二、造纸湿部化学的基本原理（一）纤维间的相互作用在纸浆悬浮液中，纤维是构成纸张的基本单元。

纤维间的相互作用决定了纸张的强度、松厚度和其他物理性能。

纤维间的相互作用力主要包括氢键、范德华力和机械交织力等。

在湿部化学中，通过调节纸浆的pH值、添加助剂等方式，可以改变纤维表面的电荷分布和润湿性，从而影响纤维间的相互作用。

（二）添加剂的功能造纸过程中使用的添加剂种类繁多，包括助留剂、助滤剂、增强剂、施胶剂等。

这些添加剂在湿部化学中起着至关重要的作用。

例如，助留剂可以提高细小纤维和填料的留着率，增强剂可以增加纸张的强度，施胶剂则可以改善纸张的防水性能。

添加剂的选择和使用对纸张的最终性能有着直接的影响。

（三）胶体与界面化学胶体与界面化学是湿部化学的重要理论基础。

纸浆悬浮液中的纤维、填料和添加剂都可以看作是胶体粒子。

这些胶体粒子在悬浮液中的稳定性、聚集状态和相互作用都受到胶体化学原理的支配。

界面化学则研究不同相之间的相互作用，如纤维与水、纤维与添加剂、添加剂与水等界面上的吸附、润湿和分散等现象。

三、造纸湿部化学的应用（一）优化纸张性能通过湿部化学的调控，可以优化纸张的多种性能。

绪论及造纸湿部化学制浆造纸助剂：指在制浆造纸过程中为了提高纸浆或纸张的某些特性、降低物料消耗和改善操作条件等，向物料中加入的少量化学物质的总称。

造纸湿部化学：论述了造纸浆料中的各种组分如纤维、水、填料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及白水循环过程中产生的相互作用与作用的规律，研究上述因素对纸机运行和纸产品质量的影响机理。

湿部化学助剂的应用主要目的：一是为了获得纸张的各种特殊性能，二是为了提高生产效率和改善纸机的运行性能。

湿部化学对纸张性能和纸机运行性的影响：对纸张性能的影响：结构性能（定量、厚度、匀度、两面性等）；机械性能（抗张强度、撕裂度、耐破度等）；表面性能（色泽、亮度、光泽度、平滑度等）；防护和阻力性能（施胶度、适印性）；耐久性能（耐久性）湿部化学对纸机运行稳定性的影响主要表现在以下几个方面：（1）纸料的滤水性；（2）沉淀和结垢。

（3）泡沫的形成。

造纸湿部化学研究的内容：主要包括造纸湿部化学的基本理论、造纸湿部化学品、湿部化学测量与控制及其应用三大部分。

造纸助剂的分类：（包括按造纸助剂的用途分类及按湿部助剂来分类）。

造纸湿部－造纸生产中从纸浆流送到形成湿纸幅的部分，主要包括上浆系统、纸机网部和压榨部。

胶体及胶体体系的特征：处于分散状态的特殊物质，或指该物质的分散状态。

粒径1~100nm （也有1~1000nm）范围属胶体颗粒（至少有一维尺寸）。

胶体粒子具有较高的比表面积和表面电荷，其分散状态是处于粗大分散状态（悬浮液）和分子分散状态（真溶液）之间的一种分散状态。

类胶体：超过1um 当粒子分散度时，也具有胶体性质。

胶体是物质存在的一种特殊状态，不是一种特殊物质。

表面电位与Zeta 电位：表面电位是系统静电电荷和粒子表面综合作用的结果，是理论上定性描述湿部化学现象的参数之一，没有实际意义。

Zeta 电位双电层理论中滑动面上的电位，其大小利用界面动电现象测定，是湿部化学系统控制的重要控制参数。

《造纸工艺学》 Paper making Principles and Engineering ..第一篇纸料制备 ..纸料的流体和造纸湿部化学特性 ..磨浆 ..非纤维添加物质的应用 ..第二篇纸和纸板抄造 ..供浆系统和白水系统 ..纸的抄造 ..纸板的制造 ..纸和纸板的结构及性质课程介绍课程的基本要求圆角矩形标注: 掌握基本概念掌握基本原理与工艺了解生产方法、工艺及设备的发展了解实际生产掌握基本概念掌握基本原理与工艺了解生产方法、工艺及设备的发展了解实际生产绪论流程图: 资料带: 纸的概念、组成、生产方法造纸工业在国民经济中的地位国内外造纸工业的现状和发展纸和的分类及用途纸和纸板的性能指标纸与印刷纸的概念、组成、生产方法造纸工业在国民经济中的地位国内外造纸工业的现状和发展纸和的分类及用途纸和纸板的性能指标纸与印刷 ..主要介绍的内容绪论纸是什么？ ..（一）纸是一种特殊的材料。

..纸是由纤维和其他固体颗粒物质交织结合而成的多孔性网状结构薄型材料。

（二）纸是由植物纤维为主体的纤维物质构成的。

辅料：胶料、填料、染料等各种助剂。

加工方法：手工、机械（各种造纸机）厚薄均匀：纤维，辅料分布均匀（纸质量核心） .. （三）纸的生产过程 .. 打浆添料净化、筛选上网、抄造一、造纸工业在国民经济中的地位 ..与国民经济发展和人类文明建设相关的重要基础原材料。

–反映国力和文化发展水平。

用于印刷、包装、建材、化工、电子、能源、交通等。

..造纸工业是“朝阳工业”。

－绿色环保材料 ..国际上认为是六大支柱产业之一。

二、国内外造纸工业的现状和发展 ..现状和发展 1、产量大幅提高–1979年全国纸和纸板产量430万吨–1990年全国纸和纸板产量1800万吨–2000年全国纸和纸板产量3000万吨–2003年全国纸和纸板产量4300万吨，人均消费37 公斤–2004年全国纸和纸板产量4950万吨，人均消费42 公斤 ..2、技术装备的现代化 ..3、品种增加和产品高档化 ..存在问题 ..1、原料结构不合理，木浆比例低 ..2、产品结构不合理 ..3、水资源消耗大，污染严重 ..我国吨浆纸的综合能耗为1.55～1.7t标准煤，世界先进水平为0．85t；我国浆纸综合水耗约 100m3，其中吨纸水耗50m3，而世界先进水平吨浆纸综合水耗为35m3，吨纸水耗10m3。