第五章 纸的抄造(三)

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1、第五章纸的抄造（三）干燥部1.概述干燥部占造纸机总设备投资和运行费用的一半以上合理设计的重要性（蒸汽和冷凝水系统，通风，干网）干燥速率和蒸汽消耗量是评价干燥部性能的两个重要指标典型蒸汽消耗量为每kg水1.3kg蒸汽保证纸机横向有均匀一致的蒸发干燥部2.干燥部的作用和组成目的和作用：脱除湿纸页中的水分，同时提高纸的强度，增加纸的平滑度，完成纸的施胶组成：因纸机生产品种的不同而有较大的差异干燥部3湿纸页从压榨部到干燥部的传递影响湿纸页传递的因素：横幅定量的均匀性，湿纸页的固有强度，湿纸页被支撑的情况（影响到湿纸页的张力和施加到湿纸页的应力）传递的方式：（1）毫无支撑的开放式引纸

2、（图2），70年代主导方式，容易断头。（2）将干网延伸到引纸辊，干网支撑保护着湿纸、改善以前长距离开放递纸过程的颤动（图3），但高速纸机干网带来的界面空气，又会使湿纸页颤动和延长，当湿纸页与干网分离，湿纸被干网压在烘缸上时，常常出现皱褶。（3）八十年代改进的干燥部引纸方式（图4），特点：干网支撑段的上方安装有传递真空箱（采用低真空，75～125Pa）（4）用干网代替真空箱，湿纸页由两床干网夹着传递到干燥部毫无支撑的干燥部开放式引纸有真空辊、传递真空箱的干燥部引纸方式干燥部4.干燥过程及其原理4.1干燥过程(1)干燥部描述多数纸机有3～5个单独套有干毯干燥区，每个区有独立的速

3、度控制以维持区间的张力、调整纸页的收缩。所有上下干毯运行均配有张紧辊和定位辊。通常也可分成3～5个独立控制蒸汽压力的区，蒸汽压力分区可以与干毯分区相同，也可不同。干燥部(2)烘缸干燥区四个不同的干燥区：ab区，湿纸页从烘缸表面吸热；bc区，压纸干燥区，该区热量传递最多，蒸发水量对低速纸机和高速纸机分别达80～85％和60～65％；cd区，也是贴缸干燥区，湿纸在恒定温度下进行单面自由蒸发；de区，双面自由蒸发干燥区，纸页在该区温度下降（高速纸机达12～15度）。纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。干燥部4.2干燥原理(1)干燥方式和干燥过程的阶段性纸在干燥部有两种干

4、燥方式：对流干燥与接触干燥，纸机干燥部的主要干燥方式是接触干燥。对流干燥在烘缸间双面自由蒸发区（de区，袋区）和低温烘缸上进行，其干燥过程分为恒速和降速两个阶段，湿纸经烘缸加热到外界空气的湿球温度后，开始恒速干燥，此时，水从纸页内部扩散到纸面的速度大于纸面水分蒸发的速度，湿纸稳定接近空气湿球稳定。当湿纸温度降低到一定数值后，水从纸页内部扩散到纸页表面的速度<纸面蒸发水分的速度，降低阶段开始，这时，干燥速率下降而纸的温度上升。对流干燥的速率服从道而顿方程。干燥部(2)干燥方式和干燥过程的阶段性接触干燥过程可以分为升温、恒速和降速三个阶段。升温阶段时间很短，纸的水分变化不大，但

5、湿纸的温度和干燥速率增长很快。恒速阶段纸的温度和干燥速度基本不变，干燥时间占纸机全部干燥时间的50%~65%。降速阶段又可分成两个阶段，第一降速阶段，干燥速率几乎呈直线下降，纸的温度降低，第二降速阶段，干燥速度剧减，纸的温度回升，纸页内部和表面的温差接近零。恒速阶段去除游离水，降速第一阶段去除毛细管水和结合水，第二降速段则仅去除结合水。干燥部(3)干燥方式和干燥过程的阶段性纸页接触干燥三个阶段的机理一般引用对流干燥的原理加以解释，恒速阶段的干燥速率决定于外部扩散，而降速阶段的干燥速率取决于内部扩散。总的来讲，湿纸页在干燥部干燥过程中，既有接触干燥，又有对流干燥，每个烘缸不仅

6、又四个不同特性的干燥区，而且整个干燥部各烘缸的温度控制也不相同，纸页的干燥速率决定于干燥过程传质和传热的复杂平衡。干燥部4.3干燥过程热力学计算干燥部的热量消耗计算、烘缸面积、烘缸数和烘缸部的出力计算一般扬克纸机大径烘缸干燥出力可达50～60kg水/（m2.h），一般薄页纸机烘缸干燥出力在10～40kg水/（m2.h）间。干燥部5.干燥部的操作5.1干燥烘缸的温度分布烘缸内部蒸汽的传热阻力通常来自于烘缸内侧的冷暖水层、纸页与烘缸间的空气层干燥部5.2蒸汽和冷凝水系统高速造纸机烘缸内的冷凝水层是热传递的最重要阻力，不凝气在烘缸内积累，对热传递产生负面影响纸张干燥的热能来自蒸汽

7、在蒸汽烘缸能的冷凝，这种热称为“潜热”，潜热的高低、蒸汽冷凝的温度取决于蒸汽压力，蒸汽在饱和温度冷凝（下表饱和蒸汽的特性）干燥部5.3蒸汽和冷凝水系统烘缸内部的冷凝水，借助特别的虹吸管装置排出干燥部5.4蒸汽和冷凝水系统喷吹蒸汽处理系统，有两种，其一（见下图），在串联系统中，蒸汽从凝结水分离出来，重新回用于低于烘缸区。缺点：各烘缸区的相互依赖性干燥部5.4蒸汽和冷凝水系统喷吹蒸汽处理系统，有两种，其二（见下图），目前通用方法，采用热泵系统，低压喷吹蒸汽借与高压生蒸汽混合而“增压”，而后，回用在同一烘缸区。缺点：损失