紙漿中的空氣如何除 紙漿中的樹脂及其危害

紙漿系統(tǒng)中的空氣會給紙機(jī)抄造帶來很多問題，同時還會在抄造過程中產(chǎn)生大量紙病，因此在紙機(jī)流送系統(tǒng)除氣一直是大家十分關(guān)注的問題。今天我們選登一篇長期工作在造紙一線的工程師李翔濤的文章，一起來分享他的經(jīng)驗(yàn)。

造紙過程中，機(jī)械攪拌、白水回用、表面活性劑或其它濕部化學(xué)品的使用、細(xì)小纖維的存在等都有可能使空氣被帶入到紙漿系統(tǒng)中。

一般來說，紙漿中的空氣有三種存在形態(tài)：

1)溶解在液體中的空氣———形成于常壓液體中;

2)因攪拌而夾帶進(jìn)去的空氣;

3)泡沫帶入的空氣, 溫度變化時, 紙漿中空氣量也隨之變化。

溶解的空氣不會對紙漿系統(tǒng)帶來麻煩，它們的濃度非常低。小氣泡的尺寸很小，一般不會影響脫水。在適宜的粘度時，攪拌后溶解的空氣能形成大氣泡，變成霧沫夾帶的空氣。夾帶的空氣含有更多的小氣泡，這些氣泡對紙漿和細(xì)小纖維有親和力。它們比溶解的空氣量大，會影響網(wǎng)部脫水，夾帶的空氣性質(zhì)穩(wěn)定，因此，不易從系統(tǒng)中排出。

夾帶的氣泡會降低設(shè)備工作效率，影響紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能，甚至一個很小的空氣泡就會干擾一些測量儀表的正常工作，嚴(yán)重時測量儀表會停止工作，進(jìn)而降低紙頁質(zhì)量。

泡沫中的空氣會使濾水速度減慢，并帶來泵氣蝕等問題，但此種空氣形態(tài)卻是最容易被破壞的。紙漿中的空氣不管以什么形態(tài)存在，都會引起各種各樣的問題，其不僅會降低化學(xué)品的效率、阻滯網(wǎng)部脫水、降低紙機(jī)車速及紙張?zhí)匦?如抗張強(qiáng)度和濕紙強(qiáng)度) ，還會導(dǎo)致勻度下降，產(chǎn)生針眼、紙洞等紙病，影響透氣度，妨礙紙機(jī)正常運(yùn)行及降低產(chǎn)量。

目前，許多紙廠都將系統(tǒng)封閉循環(huán)作為進(jìn)一步發(fā)展的目標(biāo)，但封閉循環(huán)會加劇紙漿中空氣帶來的不良影響。據(jù)介紹與不含空氣的紙漿相比，0.4%的空氣含量就會使濾水時間延長200%，濕紙強(qiáng)度降低30%。因此，在現(xiàn)代高速紙機(jī)上降低紙漿中空氣含量非常重要。研究發(fā)現(xiàn)，流漿箱中空氣含量在0.5%以下，不僅紙頁勻度好，而且也有利于網(wǎng)部脫水。

為了去除紙漿中的空氣，通常利用機(jī)械設(shè)備(如除氣罐或脫氣器) 或在紙漿中添加化學(xué)品來除氣。機(jī)械方法除氣是將紙漿懸浮液在真空下加熱至近沸點(diǎn)后加以噴射和抽氣，在真空下，空氣泡膨脹破裂，通過泵抽，從系統(tǒng)中除去。該方法效率很高，但完全除去空氣的紙漿仍會有空氣回吸的傾向，因此，只能保證短時間內(nèi)紙漿不含空氣。

脫氣器可以有效去除上述三種形態(tài)的空氣，脫氣操作是在白水中引入真空以降低液體的沸點(diǎn)，其可將空氣從紙漿中去除，以改善脫水效果。使用脫氣器可以不用或少用消泡劑。

利用脫氣器除氣不僅可以降低化學(xué)品的消耗，減少篩選操作的段數(shù)，還可以減少網(wǎng)部沉積和紙頁缺陷，并改善紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能。但當(dāng)脫氣系統(tǒng)真空度不合適時，容器內(nèi)的攪拌會導(dǎo)致漿中夾帶更多的空氣，因此，在實(shí)際生產(chǎn)操作中，應(yīng)對脫氣系統(tǒng)的真空度保持高度注意。另外，脫氣器的操作不當(dāng)還會加劇污染雜質(zhì)的積聚，并對施膠帶來負(fù)面影響。

不含空氣的液體由于負(fù)壓，一有條件就會迅速吸收周圍的空氣以達(dá)到平衡，因而單獨(dú)使用脫氣器系統(tǒng)的網(wǎng)槽/網(wǎng)孔中依然有空氣存在。紙廠可以單獨(dú)使用脫氣器或消泡器，或兩者配合使用;若同時在紙漿中添加除氣劑、消泡劑，利用它們之間的協(xié)同效應(yīng)會使整個紙漿系統(tǒng)達(dá)到比單獨(dú)使用除氣設(shè)備更好的效果。

如果恰當(dāng)使用消泡除氣劑或抑泡劑，或與脫氣器共用，化學(xué)消泡劑或抑泡劑一般會在整個系統(tǒng)中保持其有效性，破壞藏匿在各處的夾帶空氣。而且一些特定的消泡劑不僅會減少夾帶空氣的干擾，還可以通過降低表面張力改善濾水。

生產(chǎn)實(shí)踐表明，在白水池前加有機(jī)硅消泡劑后，上網(wǎng)漿空氣含量可由原來未加任何消泡除氣劑時的4.60%下降到3.99%，下降了13%;同時添加有機(jī)硅消泡劑和除氣劑時，上網(wǎng)漿空氣含量可降至1.61%，降低了65%;僅添加除氣劑，當(dāng)其用量為0.3kg/t紙時，空氣含量由4.63%降到1.73%，降低了62%，當(dāng)其添加量為0.17kg/t紙時，空氣含量可降低26.3%。

添加除氣劑可以有效降低上網(wǎng)漿空氣含量， 改善網(wǎng)部濾水，減少成紙中針眼的數(shù)量， 但不能完全去除上網(wǎng)漿中的空氣，且僅依靠除氣劑把漿中空氣量降至很低會使生產(chǎn)成本大大增加。

因此，應(yīng)將消泡劑、除氣劑與機(jī)械設(shè)備配合使用，利用其協(xié)同作用達(dá)到更好的除氣效果。

紙漿中除了纖維素、半纖維素和木素以外，還含有少量不溶于水而溶于中性有機(jī)溶劑(如丙酮、乙醚和苯醇等)的物質(zhì)，這些化合物稱為有機(jī)溶劑抽出物，它代表了植物中的樹脂。

針葉木的樹脂主要由游離的樹脂酸、游離的脂肪酸、甘油三酸酯和不皂化物等物質(zhì)構(gòu)成。這部分物質(zhì)雖在紙漿中含量較少，但對制漿造紙及產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。在制漿造紙過程中，紙漿中的樹脂會以多種方式沉積在設(shè)備的表面上，從而產(chǎn)生一系列樹脂問題。對于一個日產(chǎn)幾百噸的紙廠(例如對新聞紙廠來說，每天通過制漿造紙設(shè)備的樹脂總量約有幾噸。若這些樹脂中有幾百克沉積在比較關(guān)鍵的造紙設(shè)備的表面上，就會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的樹脂問題。一個日產(chǎn)800噸的針葉木硫酸鹽漂白漿每年由于樹脂問題而引起的損失高達(dá)幾百萬美。因此，對于制漿造紙工作者來說加深對紙漿中的樹脂及其沉積與控制的理解和認(rèn)識十分必要的。

紙漿中樹脂的沉積對制漿造紙的影響主要有兩個方面，一是樹脂的沉積能夠?qū)е庐a(chǎn)品質(zhì)量的下降;二是樹脂的沉積能夠影響制漿造紙過程，使產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。具體來說，造紙工業(yè)中樹脂及其沉積物有以下危害：

(1)在紙漿的洗選漂工段，紙漿中的樹脂沉積在篩漿機(jī)篩板、濃縮機(jī)下唇板、管道內(nèi)壁和漿池表面、碎漿機(jī)螺旋及紙漿濃度調(diào)節(jié)器上等。最為嚴(yán)重的是，這些沉積物可能從所沉積的表面上脫落下來，堵塞篩板和錐形除碴器，從而大大降低篩選和凈化效率。此外，這些脫落下來的樹脂沉積物，在漿板中形成斑點(diǎn)和塵埃，從而降低紙板的質(zhì)量。

(2)在紙張抄造工段，樹脂常易沉積在毛毯和吸水箱中，也可沉積在漿池、篩板、流漿箱、造紙網(wǎng)、伏輥、壓榨輥、烘缸的壓光輥上。這些沉積物將降低脫水效率及紙頁的勻度和強(qiáng)度，或可形成樹脂斑點(diǎn)和孔洞，從而使成品的質(zhì)量下降。此外，樹脂的沉積可引起紙幅的斷頭，增加設(shè)備的清洗和維修時間，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

(3)制漿造紙廢水中的樹脂是非漂白廢水毒性的主要來源。紙漿中樹脂的存在能夠降低纖維間的結(jié)合力，從而降低漿的強(qiáng)度，影響紙漿(特別是絨毛漿)的吸水性能。