содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

§ 32.

ДЕАЭРАЦИЯ МАССЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ

При отливе бумаги на бумагоделательной машине одним из нежелательных компонентов бумажной массы является воздух, обычно содержащийся в ней от 0,4 до 6 % по объему. Это, казалось бы, небольшое содержание воздуха в массе на самом деле является высоким по отношению к объему волокон. Так, в массе, поступающей на бумагоделательную машину с концентрацией волокон 0,5%, указанное содержание воздуха соответствует 80—1200 % по отношению к объему волокон. Скоплению воздуха в бумажной массе способствует ее непрерывное перемешивание и перекачивание насосами, сопровождаемое засосом воздуха.

Газы присутствуют в волокнистой суспензии в трех состояниях — свободном, связанном и растворенном. Свободный — это газ, который стремится всплыть на поверхность массы и поэтому его концентрация уменьшается с увеличением расстояния от поверхности. Такой газ может быть легко удален. Связанный газ не удаляется простой выдержкой массы при пониженном давлении потому, что либо он прочно связан с волокнами, либо заключен внутри сгустков волокон, стабилизируя хлопья из-за действия сил поверхностного натяжения. При изменении температуры массы содержание растворенного в ней воздуха меняется. Так, с повышением температуры от 0 до 30 °С растворимость воздуха в воде уменьшается примерна в 2 раза. Растворенный в суспензии воздух не вызывает каких-либо серьезных затруднений.

Вредное влияние воздуха в бумажной массе обнаруживается при выделении его в виде пузырьков и сказывается в образовании пены и сгустков волокон в потоке массы, что, в свою очередь, влечет за собой появление в бумаге воздушных пузырей, неровного просвета и других дефектов. Увеличивается брак бумажной продукции и возрастает число обрывов бумажного полотна на бумагоделательной машине. Неудивительно, что эти затруднения возникают чаще летом при наличии теплой производственной воды, когда растворимость воздуха в суспензии снижается.

Воздушные пятна в бумаге легко обнаружить при рассмотрении ее на просвет. Они выглядят в виде просвечивающих пятен круглой формы. При внимательном рассмотрении бумаги в отраженном свете эти воздушные пузыри вследствие большей прозрачности листа в этих местах кажутся несколько темнее общего фона бумаги.

Бумага с воздушными пузырями из-за своей неоднородности неравномерно воспринимает типографскую краску, что отрицательно сказывается на качестве печати, особенно иллюстрационной.

При изготовлении цветных видов бумаги пенообразование нередко влечет за собой скопление частиц красителя на стенках пузырьков и получение вследствие этого неравномерной, с пятнами, окраски бумаги.

При изготовлении многослойного картона наличие воздуха в бумажной массе' заметно снижает межслоевую прочность и часто наблюдается расслоение картона.

При большом содержании воздуха в массе часть воздушных пузырьков, адсорбируясь на поверхности волокон, препятствует

контакту между ними, что снижает прочность бумаги из-за уменьшения поверхности образования межволоконных связей.

Одним из способов борьбы со скоплением воздуха в бумажной массе является сочетание предварительной очистки массы с ее деаэрацией.

На рис. 31 приведена современная схема трехступенчатой очистки бумажной массы в центриклинерах 1. Особенностью этой схемы является работа центриклинеров под разрежением, создаваемым вакуум-насосом 4. Отходы от первой ступени центриклинеров поступают через закрытый коллектор 2 в сепаратор 3, где от них отделяется воздух, отсасываемый вакуум-насосом 4. Отходы же из сборника 6 насосом подаются на вторую ступень очистки. Отходы от второй ступени центриклинеров из сборника 5 поступают на третью ступень очистки, а очищенная масса со второй ступени поступает для вторичной очистки на первую ступень центриклинеров. Отходы с третьей ступени направляются в сток, а очищенная масса — на вторую ступень центриклинеров.

 

Рис. 31. Схема очистки бумажной массы в центриклинерах, работающих под разрежением

За рубежом известны различные конструкции вихревых очистителей, работающих с использованием вакуума для деаэрации бумажной массы (форвак, форжект и др.). Степень удаления воздуха из массы достигает при этом 92—97 % от исходного количества воздуха в массе.

Большое распространение приобрела деаэрация бумажной массы в установке, получившей название декулатор. Эта установка (рис. 32) состоит из собственно декулатора-емкости цилиндрической формы 2 и системы создания в этой емкости вакуума, включающей паровой эжектор 3, вакуум-насос 4 и конденсатор 8. Масса после очистной аппаратуры 5 насосом 7. из сборника 6 подается в декулатор, куда она поступает через специальные незабивающиеся насадки, придающие массе вращательное движение и высокую скорость выброса. Масса ударяется о стенки декулатора и о продольно установленную в нем преграду, и пузырьки воздуха отделяются от воды и волокон. Для удаления воздуха в декулаторе создается глубокий вакуум 86—96 кПа. Постоянный уровень массы в декулаторе поддерживается автоматически, с пульта управления регулируют также температуру и степень вакуума в декулаторе. Освобожденную от воздуха бумажную массу насосом перекачивают в напорный ящик 1 бумагоделательной машины.

При практическом применении декулаторов были достигнуты следующие результаты: 1) полностью ликвидировано пенообразование и накапливание сгустков волокон в напорном ящике бумагоделательной машины; 2) оказались ненужными водяные спрыски для разбивки пены в напорном ящике открытого типа, вследствие чего сократился расход свежей воды и повысилась температура массы, что облегчило обезвоживание при выработке газетной бумаги примерно на 10%; 3) значительно сократились холостые пробеги бумагоделательных машин в связи с ликвидацией сгустков волокон и пены; 4) скорость машин в ряде случаев удалось повысить (при выработке газетной бумаги на 5—9 %) и соответственно увеличить производительность бумагоделательных машин; 5) улучшилось качество бумаги за счет большей равномерности просвета, повышения плотности и гладкости, а также полного устранения воздушных пузырей в бумажном полотне; 6) благодаря деаэрации бумажной массы при сушке бумаги удалось снизить расход пара (по некоторым данным на 4 %).

Рис. 32. Схема установки декулатора

Совмещение процессов очистки и деаэрации массы оказалось возможным не только путем использования специальных

очистителей (форваков или форжектов) или же путем использования центриклинеров с созданием вакуума в их нижней части, было удачно осуществлено также сочетание очистки и деаэрации массы установкой в перевернутом виде центриклинеров над декулатором (декулатор-клинер) таким образом, чтобы вакуум в декулаторе способствовал всасыванию бумажной массы через центриклинеры (рис. 33).

Дополнительные сведения к материалу главы 6 приведены в книгах [5, с. 282—310; 15, с. 483—500; 22, с. 231—238, 244— 260].

Рис. 33. Схема установки декулатор-клинера:
1 — сборник отходов; 2— центриклинеры; 3— трубопровод к вакуум-насосу; 4— напорный ящик; 5 — сборник неочищенной массы; 6 — насос для подачи очищенной массы на бумагоделательную машину; 7 — декулатор; 8 — насос для неочищенной массы

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..