真空主要应用于湿纸成型与压榨干燥阶段,也就是网部、压榨部和干燥部。脱水是核心功能,纸页中98%-99%的水分是通过网部和压榨部的机械作用(包括真空脱水)被脱除的
首先是原料准备阶段,包括除气系统和真空过滤,然后是纸页成形与脱水阶段,这是真空应用最集中的环节,包括成形网脱水、吸水箱、伏辊等;接着是压榨与毛布脱水阶段;最后是其它辅助环节如蒸发和调浆箱控制。
造纸过程中,真空系统是至关重要的一环,主要用于脱水、引纸和转移等。下面我将为你梳理造纸过程中用到真空的主要环节。
造纸各工序中的真空应用
网部(成形部)脱水与成形:这是真空应用最集中、最关键的环节。湿纸浆上网后,主要通过真空系统进行脱水成形。
初始脱水与成形网脱水:在纸页形成的初始阶段,真空系统(例如低真空吸水箱)辅助自然重力脱水,快速脱除浆料中大部分的自由水,此时的真空度通常较低(约10-20 kPa),以避免破坏初步形成的纤维分布。
吸水箱 (Flatboxes):位于成形网后段,通过多组串联的真空吸水箱,真空度从前往后逐步升高(例如从20 kPa增至40-60 kPa),进一步脱除水分、压实湿纸页,并将纸页干度提升至15%-20%
- 伏辊 (Couch Roll)
位于网部末端,通过较高的真空度(可达60-80 kPa)完成最终脱水,并将湿纸页从成形网剥离转移至压榨部,此时纸页干度可达18%-22%。
吸移辊 (Pick-up Roll):在高速纸机中,通过真空将湿纸页从成形网转移到压榨部的毛布上
纤维分布优化:通过局部真空调节(如加强纸幅边缘的真空度),可以改善纸页横向的定量分布均匀性
压榨部脱水与毛布清洁
真空压榨辊:压榨部采用机械方式从纸张中榨出水分。真空压榨辊在压区利用真空帮助吸附并脱除从纸页中挤压出来的水分,这些水分被吸收到压榨毛布中,同时真空也有助于支撑湿纸页,防止“压花”产生。
毛布吸水箱:压榨毛布在循环过程中会携带水分和杂质,真空吸水箱用于清洁毛布,吸走毛布中的水分和污染物,保持其透气性和脱水效率,为下一次压榨做准备。
原料准备与辅助系统
原料与白水除气系统:在浆料进入流浆箱前,需要利用真空除去浆料和白水中的空气。这些空气若不去除会导致成纸出现针孔,影响纸张的印刷质量和机械强度。
真空过滤设备:包括粗浆洗浆机、石灰泥浆过滤器、沉淀物过滤器和真空脱水机等。这些设备多采用水平转鼓过滤机,利用真空在转鼓内腔形成压差,用于洗涤纸浆、回收化学品、提高浆料浓度或去除杂质。
调浆箱压缩机/真空泵:在调浆箱内,通过真空(或压力)控制浆料液位以上的气垫压力,从而精确控制浆料进入流浆箱的喷射速度。
黑液蒸发与回收
在制浆厂,黑液蒸发器通过真空蒸发来浓缩制浆清洗过程中产生的黑液,便于后续回收化学药剂和能源。
后整理与特殊应用
防吹箱:在压榨部的某些开放压区,气流可能导致纸页抖动或破损。固定安装的防吹箱通过产生局部真空,在纸页进入压区前起到稳定作用。
纸巾后处理:在生活用纸生产中,真空泵在后整理纸机上用于精确展开、折叠和切断纸巾,确保产品形状整齐、切割精确。
真空系统的重要性与选用
真空系统对造纸机的运行效率和成纸质量至关重要。选择不当会导致脱水能力下降、能耗增加、成本上升和产品质量问题。
真空系统的电耗可占纸机总能耗的12%-20%。
常用的真空泵类型包括水环泵、旋片泵、罗茨泵、螺杆泵以及新型的磁悬浮离心真空泵等,选型时需综合考虑抽气量、真空度、能源效率、维护成本以及与特定工艺的匹配性。
真空系统几乎贯穿了造纸从浆料准备、纸页成形、脱水、压榨到后处理的各个环节,其主要作用集中在脱水、成形、转移、清洁和控制系统等方面。