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1、超声波技术在制浆造纸中的应用·论文与综述·超声波技术在制浆造纸中的应用邹艳洁,徐立新(天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300222)[摘 要] 介绍了超声波的有关性质,以及其在制浆造纸中的应用和原理。[关键词] 超声波技术;制浆造纸;应用 超声波技术涉及20kHz以上。通常把频率在20有些废纸采用红外、紫外放射性固化油墨,还有的废纸～106kHz范围的弹性振动波称为超声波[1]。随着声用清漆过量印刷。这些废纸的油墨用传统的脱墨方法化学的快速发展,超声波广泛应用于有机化学、分析化不易脱除干净,脱除效果差。而超声波脱墨可以有效学、物理化学、光电化学等领域,还应用于
2、废水的有机地将这种废纸脱墨,其脱墨机理是:空穴和纤维间摩降解催化处理及材料改性等诸多方面。擦。超声波脱墨动力消耗与传统的水力碎浆脱墨相1 超声波的有关性质当,且不需添加化学药品[1]。2.2 超声波测厚仪超声波是一种频率超出人类听觉范围的声波。超测厚仪是利用超声波在各种介质内的传播速度不声波很像电磁波,能折射、聚焦和反射,然而和电磁波同,即:由一相介质传到另一相介质,必然产生波反射又不同,电磁波可以在真空中自由传播,而超声波的传的性能来“作出壁厚度”测定的,即利用波反射的时间播要依靠弹性介质。其传播时,使弹性介质中的粒子差来确定金属材料壁厚[3]。造纸行业有一部分是压力
3、振荡,并通过介质按超声波的传播方向传递能量,这种容器,如:蒸球、烘缸、锅炉,它们的安全运行,关系到企波可分为纵向波和横向波。在固体内,两者都可以传业的正常安全生产,是企业应当首先考虑的,而这些压送,而在气体和液体内,只有纵向波可以传送。力容器能否安全运行,首要的是要保证设备材料无损超声波具有机械能,在传播的过程中会引起与介伤,如无裂纹、气泡,或者材料壁厚仍在安全允许范围质的相互作用而产生各种效应:主要具有机械效应(如内。要弄清楚材料是否存在有气泡、裂纹,或者材料壁传声媒质的质点振动位移、速度、加速度、声压等力学厚是否已降在安全允许值以下,使用超声波测厚仪是量)、热效应(
4、声波在传播过程中其部分能量被媒质吸最佳的选择。收变成热能)和空穴效应。其中空穴效应是声化学的
2.3 防除积垢应用理论基础,也最为重要。超声波防除积垢是一种可靠、经济、无二次污染的空穴效应由成核、微泡生长、空穴塌陷三步组防除积垢技术。化学法制浆黑液碱回收蒸发过程中,成。在反应体系中,液体内存在张力弱区,即液体内黑液中含有的纤维、钙、镁、铝、铁、皂化物等盐类杂质,溶有气体或在尘埃的液固界面上存在气体———作为容易沉淀在蒸发器管壁上形成管垢。气核,在超声波作用下,气核膨胀长大,并为周围的通过超声波作用,可以缩短溶液中晶体的成核诱液体蒸汽或气体充满,由于内外压力悬殊使空穴塌导
5、期,加速晶核的生长速度,迅速生成大量的微晶悬浮陷、破裂,把集中的声场能量在极短的时间和极小的于溶液主体中,降低晶粒长大速度,减少成垢晶体的沉空间内释放出来,使介质局部形成几百到几千K的积量及降低沉积速度,晶粒大量存在于溶液中随液流高温和超过数百个大气压的高压环境,并产生出很
流走,起到防垢的作用。同时,超声空化与机械作用使大的冲击力,起到激烈搅拌的作用,同时生成大量微泡。它们又作为新的气核,使该循环继续下去,这就已沉积在管壁上的积垢溶解脱落,使超声波防除积垢装置既能防止积垢形成,又能破坏已形成的积垢[4]。是空穴效应[2]。2 超声波技术在制浆造纸中的应用2.1 废纸脱
6、墨随着印刷技术的高度发展,废纸中的难脱墨成分也在不断增加,有些废纸的油墨是一种高光泽聚合物,收稿日期:2005-03-04作者简介:邹艳洁,天津科技大学2003级在读硕士研究生,研究方向:清洁漂白技术。生产应用表明,超声波防垢器防除积垢效果明显,显著提高了黑液蒸发系统的蒸发强度,黑液黏度降低,提高了浓黑液的浓度,减少了停机时间和经济损失。同时也可减少因黑液蒸发系统停机,黑液直接排放而造成的环境污染。使用超声波防垢器后蒸发器积垢变薄、松软,可以减少高压冲洗机的压力与功率,减少高压泵与蒸发设备的磨损。超声波防除积垢装置结构简单、可靠性高、电声转换效率高,设备自动化水平高,无
7、需专人操作,防除积垢效果显著,成本较低,无二次污—27— 2005年 第4期 《黑 龙 江 造 纸》 染。[4]的时间差,变送器再把这个时间差转换成长度,送去显
2.4 黑液降黏技术示和输出(4～20mA或0～20mA)信号,也可把料位利用超声波对介质产生的“声空化”、机械效应及信号与报警料位比较,输出继电器控制信号以及作为热效应等作用机制破坏黑液多聚物的网络结构[5]。如累加的基础。果施加于黑液一定频率和声强的超声辐射,使网状结2.8 在其它方面的应用构絮聚物发生“液相燃烧”,拆散高分
