正文 第四節 壓榨脫水機理(1 / 2)

紙頁的壓榨脫水與壓榨部的結構和工作條件密切相關,同時和壓榨裝置的工作參數有關。加壓衝量的定義為線壓力除以車速,這是一個影響壓榨效果的重要因素,必須在生產過程中加以控製。以下簡單介紹紙頁的壓榨脫水方式及脫水機理。

一對壓輥在自重和外力下所形成的接觸區域,稱為壓區。在上下兩個壓輥中間有濕紙頁和毛毯通過時,從濕紙頁和毛毯在進壓縫一邊開始接觸的地方算起,到出壓縫一邊兩者分開時為止,中間這段距離為壓區寬度“L”。以上下壓輥中心線為分界線將壓區分成兩個部分:進壓縫的一邊稱為第一壓區,出壓縫的一邊稱為第二壓區,壓區橫截麵。

一、壓區中的壓力

E.J.Justus根據流體力學梯度概念來分析研究壓榨脫水機理。

壓榨中,壓區的壓力基本上是由機械壓力和流體壓力兩個部分組成。

在普通壓榨情形下,由於下壓輥是平輥,毛毯和下壓輥的界麵沒有水通過,因此,除了機械壓力以外,還有流體壓力,壓榨時水從濕紙頁向毛毯流動,但是因為從毛毯向下壓輥的垂直方向沒有水的流動,所以水通過毛毯厚度上的流體減少;或者說,流體壓力曲線的斜率在通過整個毛毯厚度過程中不斷下降。水通過紙和毛毯的壓力梯度小,通過毛毯的水量必然降低。

普通壓榨中壓區的壓力梯度小,主要的壓力梯度是存在於和壓區相垂直的方向(即沿X-X方向),也就是說從濕紙頁中壓出的水是沿著水平方向流動,必然透過第一壓很長一段毛毯距離(長度),才能沿下壓輥輥麵排除。經過毛毯的路途越長,壓力梯度越小,流體流動速度自然降低,排出水量就越少。

在溝紋壓榨情況下,毛毯經壓輥溝紋與大氣相通,使界麵上的流體壓力降至大氣壓力,所以壓區中輥溝部分流體壓力接近於零。在輥溝部分,毛毯與溝紋輥的界麵上水能流通,流體壓力曲線在整個毛毯厚度保持一定的斜率,這就大大有利於濕紙頁中的水經過毛毯由輥溝排除。溝紋壓榨壓區垂直方向有一定的壓力梯度,從濕紙頁中壓出的水,通過毛毯到輥溝排出的途徑比較短,壓力梯度也就比普通壓榨要大得多,流體流速大些,壓榨排除自然就多些。

至於真空壓榨,在眼孔附近部分,脫水機理近似於溝紋壓榨,而在眼孔之間部分的脫水機理,接近於普通壓榨。

二、水平脫水

在20世紀30年代以前,造紙機的速度均較低,幅寬也較窄,生產出的紙種檔次也較低。造紙機所采用的壓榨型式均為平輥壓榨,即下輥為橡膠輥,上輥為鑄鐵輥或石輥,且輥徑較小。濕紙頁中的水分在此類壓榨輥壓力的作用下,轉移到毛毯中,再通過毛毯在壓區進口下方流出,很少部分水分被毛毯帶走。壓區中的水分流向基本上為水平走向,故此稱為水平脫水。

從上述水平脫水理論可以看出:濕紙頁中的水分在壓力的作用下被轉移到毛毯中,僅有很少一部分水分留在毛毯中被毛毯所帶走,毛毯帶走水分的多少要視毛毯自身厚度和容水空間的大小而定,如果毛毯的厚度較厚、容水空間較大,則通過壓區後毛毯帶走紙頁中的水分就越多,反之,則很少。而濕紙頁中大部分水分在壓區中需要透過毛毯並逆向水平位移一定距離後,然後從壓區進口下輥處流出,這種水平位移主要是在毛毯中克服毛毯的濾水阻力來完成。濕紙頁中的水分在整個脫除過程中需要較高的壓力能,並需要突破很高的阻力,才能脫除。

為了使濕紙頁經過此種類型壓榨能脫除更多的水分,隻能通過增加壓榨輥的硬度、線壓力、段數,采用雙毛毯壓榨等方法達到目的。但是,當壓榨輥的硬度增加以後,勢必使壓區的寬度減小,通過壓區的時間縮短,影響濕紙頁在壓區中的脫水;當壓榨輥的線壓力加大後,由於壓榨輥輥徑較小,很容易導致輥頭斷裂;增加壓榨輥的段數也將帶來造紙機加長、投資費用增加和操作上的不便;采用雙毛毯壓榨和增加毛毯的容水空間也要視毛毯洗滌狀態、係統真空度的大小而定,如果毛毯洗滌條件不好、係統真空度較低,即使采用雙毛毯壓榨和提高毛毯的容水空間,壓區的濾水性能也難以提高。