содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..

§ 41.

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ БУМАГИ



На эффективность процесса обезвоживания бумажного полотна в прессах бумагоделательных машин оказывают влияние многочисленные переменные факторы, среди которых следует упомянуть: величину давления в зоне прижима валов, твердость резиновой облицовки нижнего вала, скорость бумагоделательной машины, водопропускную способность прессового сукна, зависящую от температуры, вязкость отжимаемой воды, начальную (перед прессованием) влажность бумажного полотна, некоторые показатели изготовляемой бумаги (масса 1 м2, степень помола исходной массы и др.). Несмотря на отсутствие в настоящее время полного математического описания процесса прессования бумаги из-за его сложности и обилия одновременно действующих, частично взаимосвязанных, переменных факторов, тем не менее уже установленные теоретические основы этого процесса позволили создать более совершенные конструкции прессов, применение которых обеспечило существенное повышение сухости бумажного полотна перед его поступлением в сушильную часть бумагоделательной машины.

Стремление технологов-бумажников больше удалять воды на сеточном столе вполне понятно. Ведь этот способ удаления воды является наиболее дешевым. Однако сеточный стол хотя и обеспечивает удаление основного количества воды, заключенной в бумажной массе, из которой образуется бумага, тем не менее его возможности все же ограничены и дальнейшее обезвоживание осуществляется в прессовой части бумагоделательной машины. Здесь стоимость удаления влаги хотя и выше, чем на сеточном столе, но значительно ниже, чем в сушильной части машины. Только ту влагу, которую методами механического воздействия не удается выделить, удаляют на

сушильной части машины испарением. При этом считается, что повышение относительной сухости бумаги перед сушкой на 1 % приводит в среднем к экономии расхода пара на сушку в размере ~5 %. Покажем это расчетом.

Для определения количества влаги, удаляемой в прессовой части бумагоделательной машины, примем следующие обозначения:

Повышение (в процентах) количества удаляемой воды с увеличением величины Сн на 1% к первоначальному количеству удаляемой воды при Си = 30 % составляет 0,0833 • 100/1,667= = 5%. Это и будет выражать уменьшение количества воды, испаряемой на сушильной части бумагоделательной машины при повышении величины С„ на 1 % или с известным допущением, т. е. соответствующую экономию пара. Следует, однако, иметь в виду, что приведенный расчет дает весьма усредненный результат еще и потому, что величина интервала повышения сухости бумаги после прессования оказывает влияние на изменение количества воды, подлежащей испарению при сушке бумаги. Тем не менее из приведенного расчета видна экономическая целесообразность максимального повышения сухости бумажного полотна после прессовой части бумагоделательной машины при условии сохранения при этом структуры полотна и без ухудшения показателей его свойств.

Анализ механизма обезвоживания бумажного полотна в прессе бумагоделательной машины может быть осуществлен при рассмотрении по Н. Е. Новикову фаз прессования полотна (рис. 70). В фазе I полотно проходит путь от места соприкосновения сукна с нижним прессовым валом до входа в зону контакта валов. В фазе II полотно проходит от входа в зону контакта валов до середины этой зоны. В фазе III оно следует от середины зоны контакта валов до места выхода сукна и бумаги из этой зоны.

В фазе IV полотно бумаги проходит путь от места выхода сукна и бумаги из зоны контакта валов до места отрыва сукна от поверхности нижнего вала.

В зоне контакта прессовых валов происходит сжатие бумаги и сукна, причем сукно обнаруживает наибольшую деформацию сжатия. Градиент гидравлического давления, возникающего между бумагой и сукном в зоне контакта валов, как установлено многочисленными наблюдениями, неизменно вызывает движение влаги из бумаги в сукно, хотя соотношение разности гидравлических давлений в сукне и в бумаге может изменяться в зависимости от их влажности при входе в пресс, степени сжатия сукна и бумаги, от внутрипропускной способности сукна и других факторов. При этом очевидно, и это важно, что чем большей водопропускной способностью в сжатом состоянии обладает сукно и чем меньше оно содержит влаги при входе в пресс, тем большее количество воды оно сможет поглотить из бумаги и тем эффективнее процесс прессования. Установлено также, что чем тверже поверхность прессовых валов, тем эффективнее процесс отжима влаги из бумажного полотна из-за большего при этом градиента давления.

Не оправдались предположения некоторых исследователей

о том, что при использовании валов с мягкой резиновой облицовкой процесс отжима будет интенсифицирован за счет большей в этом случае площади прессования и, следовательно, за счет несколько большего времени прессования. Эффект повышенного удельного давления при прессовании в данном случае является решающим и преобладает над фактором удлинения времени прессования. Этот вывод получил подтверждение в современной практике прессования бумаги и использовании валов с повышенной твердостью резиновой облицовки, а также при применении так называемых прессов высокой эффективности, в которых между обычными прессовыми валами помещается промежуточный валик малого диаметра. О практическом использовании подобных процессов указано ниже.

В самом начале фазы III (см. рис. 70) из-за максимального градиента давления происходит интенсивное удаление воды из бумаги в сукно. Однако по мере уменьшения давления на бумагу и сукно постепенно восстанавливается их толщина, а также толщина упругой облицовки нижнего вала. При этом в поры сукна возвращаются отжатые ранее воздух и вода. Установлено, что по выходе из пресса еще в фазе III и далее в фазе IV при нахождении бумаги на сукне последнее отдает влагу бумаге, которая при этом повышает свою влажность. Так, в одном из опытов при выработке газетной бумаги в середине зоны прессования на втором прессе сухость бумаги составляла 39 %, а при выходе из пресса сухость бумаги снизилась до 35 %. Увлажнение бумаги от сукна на выходе из зоны прессования объясняют тем, что давление воды в сукне больше, чем в бумаге, а также явлением всасывающего действия воды капиллярами бумаги более тонкими, чем поры сукна. Это обратное всасывание влаги из сукна особенно велико при выработке бумаги из массы жирного помола, поскольку в этом случае капилляры особенно тонкие.

Некоторое повышение эффективности работы пресса с отсасывающим валом по сравнению с прессом, имеющим сплошной нижний вал, следует отнести не столько за счет вакуума в отсасывающей камере вала, а за счет того, что отжимаемая обычным прессом вода, скапливающаяся в зазоре между валами и создающая там водяной затвор, при наличии отсасывающего вала получает выход в отверстия этого вала, чему, впрочем, способствует вакуум, создаваемый в отсасывающей камере вала. Действительно, повышение вакуума далеко не столь эффективно, как повышение при прессовании давления.

Рис. 70. Фазы удаления воды в прессе: 1 — верхний вал; 2 — полотно бумаги; 3 — сукно; 4 — обрезиненный вал; I—IV — фазы прессования

содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..