上浆系统和湿部化学

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。

（2）除渣和脱气方面：现代纸机选用的除渣器偏向小容量、高除渣效率、低压力降。

这样一段的数量很大（日产500t纸时超过100个），为回收尾浆，段数一般为5～6殷。

排列时很注意节省占地面积。

送去脱气的良装，一般只有前几段。

第二段良装有时和一段的合并，有时分开除气。

二段以后的良浆，一般都返回前一段循环。

除渣器布置的位置，一种是放在除气器下方，除渣器良浆直接进入除气器。

另一种布置在楼下，只有一段到三段良浆各用母管送到除气器下方，再细分成均匀的支流进入除气器各段，分别排出。

前者要求除渣口要略大，不需人照看，不易堵塞。

后者要设人照顾，除渣口容易磨损。

Ahlstrom 推荐的除气器，内壁抛光不易结垢，良浆进入它的喷浆管（Spinjet ），形成高的旋转速度，喷出时形成角度广、表面积大的细滴，以利于空气外逸。

图2是分离式除气器工作情况，图2a 是喷浆管工作情况。

Ahlstrom 推荐的可供选用的另一除气器，是供直联的，在除渣器数量多的时候，常在总的除气器两翼联有若干直径略小的除气器，供各除渣器分别联接（见图3）。

图3a 是除渣器良浆进入除气器示意图。

Valmet 的除气器Valvac （见图4），是种既可处理浆料，又可处理白水的除气器。

其特点是分配管位于液面以下，在运行中可长期保持清洁；利用等速分配可有效限制浓度的变化和产生脏物；产生恒定现在各公司都很重视网下白水的处理，这是空气进入浆料的主要通道。

Voith开发有多种防止空气进入的多层栅板，防止因形成涡流而带入空气。

HydroPipes（见图5）在出口处设一斜板，上设高低不同的联管，与下面流槽相连，以防爆布效应带入空气。

Valmet则用宽而浅的流道，将白水引出，不再使用大容积的机外白水池，可以使空气更易外逸。

布置在纸机旁的浅水槽容量可达60m3，长8～9 m，宽4m，已在某些新纸机上浆系统采用。

（3）筛选方面，突出的一是强调缝筛的作用。

最新的经验表明，用窄缝筛代替原先的孔筛，可以减少断头和孔眼，提高纸机运行性能。

这是因为缝筛更能除去像纤维束，腐浆等杂质，减少断头。

外商报来一段筛筛缝大都为0.25 ～ 0.35 mm，二段为 O.25～0.30 mm。

另一强调的是筛选的重点改放在混合槽和纸机槽之间，在浓度较高时来实现筛选。

因为这时采用和纸机缝筛相同或略小筛缝时，所选用压力筛的筛板面积和通过流量都比较小。

如传统纸机筛，能力为100t／d时。

需要流量 19290L／min（浓度O.6%，一次留着率60％），筛板面积；筛孔φ1.6mm时，需1.lm2；筛缝0.3mm时，为3.5 m2,，比孔筛大3倍。

而用于浆料浓度3．2 %时的压力筛，流量仅为 1/9 即2170 L/min,筛板面积 0.8 m2（筛缝按0.15mm 计）。

所以新设计的流程，倾向于在纸机槽前设缝筛，在纸机设孔筛。

Valmet为某厂提供的流程，在浆混合后进入筛缝为0.25 mm的压力筛，在纸机设φ1.6 mm的孔筛，并各有一、二段筛，共用一三段筛，均为缝筛。

这样的筛选系统，被认为投资少、节能，能保证供给纸机清洁的纸料。

某厂在增设浓浆筛前后，纸卷有孔眼的卷筒，由原来的25个减至5个（27日运行平均数），显然有较好效益。

这种流程据外商介绍，已在欧美很流行。

抄纸湿部化学的控制，首先要控制好损纸回用率，保持稳定的回用量。

这是因为LW C纸是涂布纸，已涂/未涂的损纸包含大量的颜料、胶粘剂、填料及保留在原纸中的各种添加剂，组分和电荷都比较复杂，所以很重要。

其次是要保持白水有稳定的质量和流量，对它的pH值、阳离子需求量、Zeta电位都要监测和控制，同时对各种化学助剂（添加剂）的加入量（绝干量）、加入位置也很有讲究，要逐一优化，并采用必要的仪表自控系统，加以稳定和控制。

这里仅就很重要的添加部位、顺序来加以讨论。

下面是Valmet交流时递交的资料（如图 6）。

资料提供LWC纸最常用的三组助留化学品：（1）阳离子淀粉+阳离子聚丙烯酰胺（非双元）（2）阳离子聚丙烯酰胺+膨润土（Bentonile）(一种微粒系统) （3）阳离子淀粉+PAM（阴离子或阳离子）图 6中有多种方案药品加入顺序，1、 2、 3是方案序号，有时有两个方案则加一括号，以示区别。

Valmet专家介绍国外LWC纸不施胶，一般以酸性抄造为多，所以图6中有加明矾的，括号可能是供选择的方案。

图中的固着剂（Fixative），可能是为了阴、阳离子平衡而加入。

方案1中的阳离子淀粉加入比较早，在混合槽出口，最后在筛出口加入CPAM（阳离子聚内烯酰胺）。

这种方法似岳纸公司#3机采用的留着系统。

不同的是阳离子淀粉在#3机主要是为了提高AKD 的留着率、它也是专用的。

一般阳离子淀粉，因为是亲水性溶液，本身留着率很高，同时有留着阴离子细小纤维、细小填料的作用，为造纸厂所采用。

不过因为它品种很多，工艺制造方法也有差别，常常需要根据自已的用途，再和供应商商定。

至于CPAM，#3机现在加的分子量大约在500万—800万之间，加入在流浆箱之前，一是避免了泵及筛子的搅拌剪切作用，在流浆箱高湍流的冲击下，因它具有强韧絮团的作用，部片伸展在水中的环状或尾部仍保留或重整呈补钉状，实现絮凝留着细小物质的作用。

# 3机使用量很少，每吨纸消耗 0.2 2 kg，留着率也还可以，能达到70%以上。

不过用量很敏感，略一超过，就会造成过多的絮聚，破坏纸张的匀度，而且用量波动也会带来留着的波动，从而影响纵向定量的波动，会带来一系列产品质量问题、看来在车速不太高，选用合适的阳离子淀粉，配上电荷密度合适的高分子量CPAM，组成助留系统是可行的。

方案2用的助留剂是阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）+膨润土（Bentonite），它是8O年代开发的微粒系统，加入顺序是先加CPAM，地点在上浆泵的出口或入口，还有一候选方案是加在冲浆泵入口。

而膨润土则加在靠近流浆箱的圆筛出口或入口。

它采用的 CPAM通常是高分子量的，对阳离子电荷密度不太讲究。

不象硅胶作微粒，对电荷密度有要求，希望能有更多环状、尾状物伸入水体，以便更多吸附硅胶及细小物质。

这里用的膨润土，一般带阴电荷，其尺寸较大，为硅胶的1000倍，它具有很强和阴性、阳性及无电荷的聚合物互相作用的能力。

它和其他微粒系统一样，使用中遇到强湍动而分散后，仍可迅速重聚。

并因絮聚作用的继续，不仅网部脱水效果明显，对压榨部脱水也起有益的作用。

苏州紫兴纸业就用过这种系统，在长网机车速10O0 m／min生产铜版原纸时，留着率达到70%以上。

几家国际跨国公司都有成套微粒系统出售，如英国Allied Colloid的CPAM+膨润土，瑞典EKA Nobel AB公司的硅胶等等。

微粒系统的工作机理还不十分清楚，还有一些新的产品，具有一些新的功能，有称之纳米技术的，正在不断开发使用中。

微粒系统被认为对匀度只有很少影响。

方案3用的是阳离子淀粉和PAM。

先加阳离子淀粉，位于纸机槽入口或出口，然后在接近流装箱的圆筛出口，加入PAM或CPAM，注明用的是双元系统。

按典型的双元系统来理解，阳离子淀粉应该有较高的电荷密度，以便以补钉的形式联接在阴性的纤维上。

然后通过高分子的阴离子PAM，形成架桥联接。

这种系统被认为有较强的抗剪切能力，适于在高速纸机采用。

助留剂的使用，使纤维和细小纤维絮聚起来，一方面防止细小物质轻易地排出网去，同时又加大了自由滤水的空间，增强了滤水性能。

要达到理想的成形，有好的匀度，细小纤维和细小填料全方位地均匀分布，除了机械设备上要有良好性能以外，对助留系统、助留剂的选择，用量的确定，加入顺序和位置，要符合絮聚的要求，尽可能减少剪切作用与湍流的干扰，这是很重要的。

Valmet介绍的情况很有参考价值。

有了良好的助留系统，就能有稳定的白水浓度，良好的产品质量，稳定的纵向定量和良好的匀度，这样的上浆系统就能完全满足高速纸机的要求。