纸机上浆系统中气泡的控制

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消泡剂消泡 实践表明， 完全依靠机械办法和良好的浆料状况
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纸机湿部化学对系统泡沫的影响 浆料中气泡的含量及对系统的危害程度， 在某种意
来彻底消除泡沫是不可能的。现代化的造纸厂， 消泡 剂是一种必不可少的湿部化学品。典型的造纸用消泡 剂一般包括以下几种成分：
《中国造纸》 !""# 年第 # 期
义上取决于纸机的湿部化学环境。 浆料中的水溶性高分 子物质和胶料的含量、 纸机所选用的化学品的种 34 值、 类及添加量等， 均会对浆料系统空气含量产生影响。 ・ 0’ ・
收稿日期 ! "###$#%$&#
一系列不良影响，尤其 是高速纸机，泡沫的控 制更为重要。本文结合 南纸股份有限公司 % 纸
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机的生产实际，讨论造 纸浆料中泡沫的形成、 类型、 危害及其控制措施。
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泡沫的形成原因及危害 研究证实， 泡沫是一种胶体系统， 是气体分散在液
体中形成的。在造纸系统中， 气体通常是空气或 01"， 液体介质一般是水。 在造纸过程中， 很多操作会导致工艺用水和白水中 混入空气而形成泡沫。 例如， 浆料呈瀑布状落下， 浆泵的 空气泄漏，浆池搅拌器搅拌过于强烈或搅拌器露出液 面， 锥形除渣器排渣口压力过低， 白水或浆料管道设计 不合理， 白水的回收利用， 损纸的回收等等； 浆料的发酵 和碳酸盐的酸化分解会释放出 01"， 也会形成泡沫 。
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浆料中的气泡对纸机的运行及成纸质量有重要的 影响。 气泡含量高， 不仅影响网部脱水， 造成纸病， 而且 气泡会产生气蚀， 使浆泵的运行性能下降， 增加能耗； 使整个上浆系统不稳定， 甚至引起上浆泵跳闸、 停机； 同时， 浆管和其它压力装置中的压力也会产生波动。 浆料中的气泡对速度较低的纸机影响不是很大， 但对高速纸机则有重大影响。 因此， 高速纸机必须配备 完善的消泡系统。
关键词
中图分类号：()*%
文献标识码：+
浆料中混入空气时 就会产生泡沫。泡沫的 存在会对造纸过程产生
作者简介： 朱冬华， 男， !"#$ 生， 学士， 助理工程师， 毕业于 西北轻工业学院， 现在南平纸 厂 %& 纸机从事技术工作。
其漂浮于浆池里、 机外白水池、 托盘上及纸机网部。表 面泡沫严重时会影响系统运行性能和成纸质量。 携带泡沫是一种微细的球状泡沫，它吸附在纤维 表面或分散在浆水系统中。 一般情况下， 吸附了携带泡 沫的纤维的边界张力不足以克服气泡壁与纤维表面结 合的表面张力， 使气泡能稳固地吸附在纤维上。同时， 因该类型气泡的直径非常小，所以气泡表面液体的边 界张力很微弱， 使其上升至液面的速度很慢。 分散在浆料中的携带泡沫有相互结合、形成大气 泡的趋势。 如果浆料中没有不纯净物质， 携带泡沫就会 相互结合漂浮至液面， 形成表面泡沫。但是， 存在于浆 料中的不纯净物会增大携带泡沫壁的表面张力，使其 更富弹性， 阻止了泡沫间的结合。因此， 在整个造纸用 水及浆料系统中，携带泡沫仍然以高度分散的状态存 在， 纤维被携带泡沫紧紧粘附。 在造纸系统中， 主要有两类物质能使泡沫稳定： （/）溶解于液体中的表面活性剂， 例如脂肪酸、 树 脂酸、 木素化合物、 漂白化学品及某些增强剂和染料等； （" ）吸附在气 $ 液界面上的微细固体颗粒， 它能使 气泡间形成稳定的薄膜， 例如填料、 助留剂、 细小纤维、 明矾、 油墨点等。 浆料中的上述物质为气泡的稳定存在提供了良好 的外部环境。因为纯净的液体即使与气体强烈混合也 不会产生泡沫。 只有第三种不纯净物质存在时， 才会形 成稳定的泡沫。 静态泡沫是一种 “老化” 的表面泡沫， 是由于浆料 中含有大量的细小纤维和颗粒而形成的。这种泡沫一 般不会导致纸机运行故障， 但是它却影响纸机的清洁， 并造成腐浆。 以上 & 种泡沫中， 携带泡沫对上浆系统及成纸质 量影响最大， 也最难消除； 其次是表面泡沫， 再次是静
・ 有机或无机的疏水性微粒活性成分，如氨基化 合物、 硅土 ・ 表面活性成分， 如脂肪醇、 脂类 ・ 乳化和分散剂 ・ 作为载体的油或水 根据消泡剂采用载体的不同，可以分为水基消泡 剂和油基消泡剂。油基消泡剂的活性成分是被乳化或 分散在碳氢化合物载体里的。这种载体技术非常适合 于工业生产， 但其价格较高； 水基消泡剂的出现， 不仅 解决了成本问题， 而且消泡剂的性能也有一定的提高。 这是因为油基消泡剂中的碳氢化合物能够溶解类似树 脂酸盐的物质， 妨碍其与纤维结合， 因而会对某些助留
［0］ 剂及施胶剂的效果产生一定的负面影响 。
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除气的物理措施 为了减少浆料中的空气含量， 可在浆料制备过程
中采取一些必要的措施， 防止空气混入浆料中。例如， 将浆管及白水管的出口伸入到液面以下； 尽量避免小 角度弯管或 $ 形接头以降低脉冲，减少空气混入的几 率； 除渣 器 出 口 的 压 力 不 宜 过 低 ， 或选择排渣口为并 联封闭式的除渣器；浆池的搅拌器不能露出液面， 搅 拌速度应适中， 不能过快 。但是， 要使浆料中的空气
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时，系统携带泡沫含量会随清水和浆料的 !" 值的波 动而变化， 冲浆泵转速也会随之波动， 致使上浆系统不 稳定。因为马尾松 #$ 和 %&$ 中含有大量的树脂， 含 量 高 达 ’()*+’(,* ， 会在纸机上造成糊网、 堵塞毛布 等树脂障碍。为了克服树脂造成的困难，在 %&$ 和
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结
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致谢： 本文经南平造纸厂林一亭总工程师、 林孝邦副厂长审 阅， 特此致谢。 参
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%&$ 系统来说， !" 值稳定在 ,()+,(- 为宜。 !"$ 纸机湿部化学品的配置
纸机湿部所选用的化学品如杀菌剂、 明矾、 染料、 填料等， 对系统空气含量也有重要影响。 杀菌剂的加入 可以抑制腐浆，减少了因浆料腐烂产生的 ./0 气体； 明矾可以调节浆料的 !" 值， 有助于减轻树脂障碍， 但 过量的明矾同样会增加系统的泡沫含量。 当以滑石粉作为填料时， 系统 !" 值不能过低， 这是 因为一般的滑石粉中均会含有 ’(0*+1(’*的 .2./3 组分，
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辅助除气措施 尽管除气器能有效地去除浆料中的空气， 但若浆
料和白水中的空气太多，也很难保持系统的稳定， 因 此必须采取一些辅助措施， 以降低进入除气器的浆料 的空气含量。 辅助除气措施包括在离心泵 （如 冲 浆 泵 、 上浆泵 等） 和除 渣 器 上 安 装 排 气 管 ， 以排除富集在离心泵和 除渣器内的气泡。机外白水池和纸机网部的抽气可以 有效地消除纸机系统的表面泡沫。
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含量降到较低水平， 仅依靠上述措施是不够的。纸机 系统， 尤其是高速纸机应配备完善的除气装置。
无论是水基还是油基消泡剂，基本上是按以下机 理进行工作的： （# ）微粒介入或疏水性颗粒在气泡壁的介入， 这 些颗粒打烂了气泡壁分子的排列，产生了局部的弱 点。这些破裂的气泡壁就可使携带泡沫相互结合， 导 致气泡的瓦解消失。 （! ）优先表面置换， 或用非泡沫稳定型表面活性 成分替换不希望的泡沫稳定不纯物质。不稳定的气泡 壁可使气泡更易破裂。 （% ）薄膜成形对表面泡沫的控制也是有效的。低 表面张力的不溶性药剂可以在水的表面迅速铺展成薄 膜。这迅速铺展的薄膜和气泡壁表面张力的减小会使 表面泡沫破裂， 但这并不能增强气泡结合， 也不会释放 出携带泡沫。 因为诸如煤油等的薄膜形成剂， 并不能阻 止新泡沫的形成， 因此更确切的说是一种灭泡剂， 而不 是消泡剂。 消泡剂的添加点直接影响消泡的效果。南纸&’ 纸 机，最初的添加点是外网白水通道至机外白水池的入 口处， 添加点只有一 个 ， 消泡效果不是很好； 将添加 点改在内网及外网白水通道的入口处同时添加， 并 且添加量与白水的流量成正比，保证消泡剂与白水 充 分 混 合 。改 进 后 ， 白 水 中 的 气 泡 含 量 从 #.1/ 降 至 上浆系统比以前更加稳定， 成纸匀度有所提 #.0/ ， 高， 消 泡 剂 的 用 量 也 从 "."2/ 降 至 "."0/ ， 降低了 成本。
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纸机的除气系统 对于现代化高速纸机， 在工艺流程上设置完善的
除气系统是非常重要的， 系统主要包括除气器及相关 的真空系统。南纸 ’纸机的除气系统包括：