印刷用的紙頁的干燥

濕紙頁經過壓榨后,紙頁的干度范圍在40%~50%之間剩余的水分需要借助烘缸蒸發除去,以使成紙的干度提高到92%~95%對長網紙機來說,干燥部的質量為紙機總質量的60%~70%,設備費用和動力消耗均占整個紙機的一半以上,蒸汽消耗占紙的生產成本的5%~15%。所以紙機干燥部的合理設計與節省建設投資,提高產量,保證成品質量和降低生產成本等方面有著極為密切的關系。

影響紙機干燥部性能的關鍵因素包括蒸汽和冷凝水系統的設計和操作、干網的選用、提高氣袋通風系統的效率及選用良好的烘缸罩抽風系統。

(一)影響干燥的主要因素

1.紙機車速
不同的紙機車速,烘缸的干燥效率不同。
普通干毯在車速為305m/min時,僅20%的蒸發在烘缸表面完成,其余80%的蒸發則是在上、下烘缸之間的雙面自由蒸發干燥區完成。眼孔暢通的干網,烘缸蒸發百分率與車速的關系和普通干毯相似。干網的曲線在干毯曲線的上方說明接觸烘缸表面的蒸發百分率比干毯的大。
紙機車速低時,干網能讓蒸發水汽自由通過網眼,從濕紙上脫除。紙機車速高時,在雙面自由蒸發干燥區蒸發大部分的水分,受烘缸氣袋中空氣絕對濕度的制約。開敞干網的“泵氣”能力可將氣袋中的潮濕空氣吹走。因此,如與氣袋通風設計結合,在紙的兩面均勻地引入空氣,既可減小紙的抖動,又可降低氣袋中空氣的絕對濕度,所以特別適合高速紙機

2.千網張力
加大干網張力可以強化烘缸表面對濕紙的傳熱過程。考慮干網張力時必須同時考慮紙機車速、濕紙水分、干網挺度、紙面特性等因素。干網張力的主要作用是降低濕紙和烘缸表面間的空氣膜厚度,提高熱傳導效率。張力太大會縮短干網的使用壽命同時會加強網子的濕熱降解作用,加快經線的損壞速度。

(二)強化干燥的有效措施
1.提高蒸汽壓力
提高蒸汽壓力可以強化紙的干燥,在不影響成紙質量的前提下,應盡可能提高蒸汽壓力。紙頁干燥時烘缸使用的蒸汽壓力一般為196~204kPa,對應的飽和蒸汽溫度為132.9~139.2℃。如果蒸汽壓力提高到784kPa,飽和蒸汽溫度則提高到174.53℃。如果保持紙頁的平均溫度為80℃,則傳熱量可增加80%左右

2.樹脂掛里
滴狀冷凝的傳熱系數大于膜狀冷凝。蒸汽在烘缸內壁通常呈膜狀冷凝。讓蒸汽變成滴狀冷凝,有效的方法是對烘缸內壁進行樹脂掛里,即涂上一層辛癸胺樹脂膜,既防止烘缸內壁受CO2和O2腐蝕,又能使蒸汽由膜狀冷凝變成滴狀冷凝,因而提高傳熱能力,強化干燥。

3.合金烘缸
鑄鐵的傳熱系數為226kJ/(m2·h·℃)。采用導熱系數更大的材料制造烘缸能提高總傳熱系數,進而增加烘缸的總傳熱量。鑄鐵合金K6的極限抗張強度比普通鑄鐵高10%~18%,延伸性高25%,同時熱傳導系數比較高。使用高傳熱系數的合金烘缸可大大增加傳熱效率。

4.擾流桿
烘缸內形成水環時,冷凝水層相對烘缸內壁有晃動,冷凝水水環內的質點對烘缸壁進行相對運動。這種擾動有利于提高傳熱效率,可在烘缸內安設擾流桿以改善傳熱。擾流桿的安裝方法主要有磁鐵法和彈簧箍圈法兩種。磁鐵法的擾流桿用磁鐵制作,擾流桿依靠磁性吸附在缸內。彈簧箍圈法使用箍圈壓住縱向擾流桿,然后用彈簧使之壓緊到烘缸內壁上。

5.異型剖面烘缸
紙機車速的不斷提高,使得烘缸內冷凝水層的傳熱問題顯得更加重要。為了增加冷凝水層的導熱能力,需要減少冷凝水膜的厚度并產生擾動,異型剖面烘缸有助于解決上述問題。

6.氣袋通風
當紙和毛毯離開前一個烘缸分別進到后一個烘缸和轉到毛毯輥的時候,濕紙烘缸和毛毯之間出現一個負壓氣袋。反之,在濕紙離開前一個烘缸與毛毯輥傳來的毛毯匯合到下一個烘缸時則出現一個正壓氣袋。普通帆布的透氣性很差,氣袋中停滯著濕熱的空氣。氣袋中的空氣濕度既大,又不流通,會大大降低雙面自由蒸發區中濕紙的對流干燥效率。使用氣袋通風的方法可以解決這個問題

7.高溫高速熱風干燥
高溫高速熱風干燥綜合運用了接觸干燥和對流干燥的原理來強化干燥。高溫高速熱風干燥的烘缸罩包括了110°~120°烘缸。利用高壓鼓風機將150°~400℃高溫熱風通過嘴寬0.4~0.6mm、嘴距18~25mm的噴嘴高速垂直地吹到烘缸表面的濕紙上。噴嘴與紙之間的距離,根據需要可在3~13mm的范圍內調節。

8.穿透干燥
穿透干燥指在正壓或負壓下,熱風穿透整個濕紙層進行干燥。穿透干燥本質上是一個絕熱過程,熱空氣透過濕紙時,紙中的水分被熱空氣帶走,而熱空氣同時損失其顯熱。穿透干燥最重要的設備是一個穿透缸。穿透干燥分兩類:一類是熱空氣在壓力作用下穿透濕紙進行干燥,稱外向穿透干燥;另一類稱內向穿透干燥,即熱空氣在真空作用下,透過濕紙進到穿透烘缸內。由于熱空氣是由外向內將濕紙壓在穿透缸缸面上,因此不需要透氣干網包住穿透缸。

9.單網干燥
單網干燥又稱無張力干燥或過渡干燥。現在造紙機干燥部已較少選用干毯或帆布,而選用合成樹脂干網。單網干燥是在造紙機的第一組烘缸,只用一床上網或一床下網。

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