江南(中国)用的纸页的干燥
湿纸页经过压榨后,纸页的干度范围在40%~50%之间剩余的水分需要借助烘缸蒸发除去,以使成纸的干度提高到92%~95%对长网纸机来说,干燥部的质量为纸机总质量的60%~70%,设备费用和动力消耗均占整个纸机的一半以上,蒸汽消耗占纸的生产成本的5%~15%。所以纸机干燥部的合理设计与节省建设投资,提高产量,保证成品质量和降低生产成本等方面有着极为密切的关系。
影响纸机干燥部性能的关键因素包括蒸汽和冷凝水系统的设计和操作、干网的选用、提高气袋通风系统的效率及选用良好的烘缸罩抽风系统。
(一)影响干燥的主要因素
1.纸机车速
不同的纸机车速,烘缸的干燥效率不同。
普通干毯在车速为305m/min时,仅20%的蒸发在烘缸表面完成,其余80%的蒸发则是在上、下烘缸之间的双面自由蒸发干燥区完成。眼孔畅通的干网,烘缸蒸发百分率与车速的关系和普通干毯相似。干网的曲线在干毯曲线的上方说明接触烘缸表面的蒸发百分率比干毯的大。
纸机车速低时,干网能让蒸发水汽自由通过网眼,从湿纸上脱除。纸机车速高时,在双面自由蒸发干燥区蒸发大部分的水分,受烘缸气袋中空气绝对湿度的制约。开敞干网的“泵气”能力可将气袋中的潮湿空气吹走。因此,如与气袋通风设计结合,在纸的两面均匀地引入空气,既可减小纸的抖动,又可降低气袋中空气的绝对湿度,所以特别适合高速纸机
2.千网张力
加大干网张力可以强化烘缸表面对湿纸的传热过程。考虑干网张力时必须同时考虑纸机车速、湿纸水分、干网挺度、纸面特性等因素。干网张力的主要作用是降低湿纸和烘缸表面间的空气膜厚度,提高热传导效率。张力太大会缩短干网的使用寿命同时会加强网子的湿热降解作用,加快经线的损坏速度。
(二)强化干燥的有效措施
1.提高蒸汽压力
提高蒸汽压力可以强化纸的干燥,在不影响成纸质量的前提下,应尽可能提高蒸汽压力。纸页干燥时烘缸使用的蒸汽压力一般为196~204kPa,对应的饱和蒸汽温度为132.9~139.2℃。如果蒸汽压力提高到784kPa,饱和蒸汽温度则提高到174.53℃。如果保持纸页的平均温度为80℃,则传热量可增加80%左右
2.树脂挂里
滴状冷凝的传热系数大于膜状冷凝。蒸汽在烘缸内壁通常呈膜状冷凝。让蒸汽变成滴状冷凝,有效的方法是对烘缸内壁进行树脂挂里,即涂上一层辛癸胺树脂膜,既防止烘缸内壁受CO2和O2腐蚀,又能使蒸汽由膜状冷凝变成滴状冷凝,因而提高传热能力,强化干燥。
3.合金烘缸
铸铁的传热系数为226kJ/(m2·h·℃)。采用导热系数更大的材料制造烘缸能提高总传热系数,进而增加烘缸的总传热量。铸铁合金K6的极限抗张强度比普通铸铁高10%~18%,延伸性高25%,同时热传导系数比较高。使用高传热系数的合金烘缸可大大增加传热效率。
4.扰流杆
烘缸内形成水环时,冷凝水层相对烘缸内壁有晃动,冷凝水水环内的质点对烘缸壁进行相对运动。这种扰动有利于提高传热效率,可在烘缸内安设扰流杆以改善传热。扰流杆的安装方法主要有磁铁法和弹簧箍圈法两种。磁铁法的扰流杆用磁铁制作,扰流杆依靠磁性吸附在缸内。弹簧箍圈法使用箍圈压住纵向扰流杆,然后用弹簧使之压紧到烘缸内壁上。
5.异型剖面烘缸
纸机车速的不断提高,使得烘缸内冷凝水层的传热问题显得更加重要。为了增加冷凝水层的导热能力,需要减少冷凝水膜的厚度并产生扰动,异型剖面烘缸有助于解决上述问题。
6.气袋通风
当纸和毛毯离开前一个烘缸分别进到后一个烘缸和转到毛毯辊的时候,湿纸烘缸和毛毯之间出现一个负压气袋。反之,在湿纸离开前一个烘缸与毛毯辊传来的毛毯汇合到下一个烘缸时则出现一个正压气袋。普通帆布的透气性很差,气袋中停滞着湿热的空气。气袋中的空气湿度既大,又不流通,会大大降低双面自由蒸发区中湿纸的对流干燥效率。使用气袋通风的方法可以解决这个问题
7.高温高速热风干燥
高温高速热风干燥综合运用了接触干燥和对流干燥的原理来强化干燥。高温高速热风干燥的烘缸罩包括了110°~120°烘缸。利用高压鼓风机将150°~400℃高温热风通过嘴宽0.4~0.6mm、嘴距18~25mm的喷嘴高速垂直地吹到烘缸表面的湿纸上。喷嘴与纸之间的距离,根据需要可在3~13mm的范围内调节。
8.穿透干燥
穿透干燥指在正压或负压下,热风穿透整个湿纸层进行干燥。穿透干燥本质上是一个绝热过程,热空气透过湿纸时,纸中的水分被热空气带走,而热空气同时损失其显热。穿透干燥最重要的设备是一个穿透缸。穿透干燥分两类:一类是热空气在压力作用下穿透湿纸进行干燥,称外向穿透干燥;另一类称内向穿透干燥,即热空气在真空作用下,透过湿纸进到穿透烘缸内。由于热空气是由外向内将湿纸压在穿透缸缸面上,因此不需要透气干网包住穿透缸。
9.单网干燥
单网干燥又称无张力干燥或过渡干燥。现在造纸机干燥部已较少选用干毯或帆布,而选用合成树脂干网。单网干燥是在造纸机的第一组烘缸,只用一床上网或一床下网。
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