控制膠粘物沉積　維持紙機運行性

控制膠粘物沉積維持紙機運行性

許多由于疏水顆粒而引起的紙機運行性問題難以檢測、監(jiān)測和控制，例如涂布損紙中含有大量膠粘劑顆粒、回用廢紙中含有樹脂和膠粘物。其中，疏水顆粒的尺寸以及尺寸的增加是引起紙機運行性問題的最重要的因素。

紙機濕部體系中纖維和填料的濃度均低于1%，疏水顆粒在稀釋水循環(huán)體系中自由移動，但由于水力作用疏水顆粒會聚集，當這些疏水顆粒聚集在紙機濕部，達到臨界尺寸，較大的聚集物就開始在紙機沉積。

如果不采取控制措施，聚集物會導致紙機運行性差、成紙產(chǎn)生紙病問題，如成紙出現(xiàn)孔洞和斑點。在紙機水循環(huán)系統(tǒng)中可檢測出尺寸≥15 μm的疏水顆粒聚集體，4個如此大的聚集體會導致厚度為60 μm的輕量涂布紙（LWC）紙頁出現(xiàn)孔洞。

控制紙機濕部疏水顆粒的濃度和尺寸能夠明顯提升紙機的運行效率。當這些疏水顆粒尺寸得到控制，它們將黏附或沉積在纖維表面，這些有害物質(zhì)將隨紙頁脫離抄紙流送系統(tǒng)，不再產(chǎn)生沉積問題。KemFlite理念可用于監(jiān)測和減弱這些疏水物質(zhì)的聚集。

1　KemFlite方法和原理

KemFlite最重要的過程測量工具是Flyto。該方法是基于改良的流式細胞術（MFCM），可用于測定制漿造紙工藝流程不同工段疏水顆粒的尺寸、數(shù)量及疏水性。

MFCM是利用光散射原理測定試樣中顆粒的濃度和尺寸，測試中，流體中的前向散射和側向散射結合顆粒的熒光性確定顆粒尺寸、表征各顆粒的特性。

與傳統(tǒng)的濕部測試方法如濁度、陽離子需求量相比，F(xiàn)lyto可以在關鍵的流程部位包括白水和清濾液，提供更加廣泛和詳細的疏水顆粒特性分析，同時可以測定留著對聚集物的影響，從而更加深入地了解紙機的沉積問題。

Flyto既是一種過程分析儀器，也可用于產(chǎn)品篩選，可以為涂布損紙、樹脂和膠粘物的沉積控制提供解決思路。圖1所示為利用Flyto分析顆粒的種群和組成。

圖1　利用Flyto方法分析顆粒的種群和組成

不同顆粒種群的特性，尤其是顆粒尺寸，在控制紙機沉積中至關重要。通過分析陽離子助劑如固著劑的加入對顆粒尺寸的影響，可以防止由于陽離子助劑的過量使用而引起的絮聚問題。

濁度是用于采取沉積控制措施最重要也是唯一的參數(shù)。控制措施通常會極大地降低濁度，其缺點是不能確切分析控制方法對顆粒尺寸的影響作用，因此不能確定這些疏水顆粒是否會固著或絮聚，如圖2所示。

圖2　濁度和顆粒尺寸與固著劑用量的關系

圖2表明：隨著固著劑的應用，濁度呈線性下降的趨勢，顆粒尺寸維持不變；當固著劑用量進一步增加，濁度持續(xù)降低，但顆粒尺寸陡然增加，這是固著劑過量的臨界點，這會極大地增加沉積的傾向。

2　Flyto案例分析

Flyto分析可用于多種木材樹脂和涂布損紙的測定，為了控制短循環(huán)體系中疏水顆粒濃度、降低絮聚傾向，當顆粒尺寸較小時（絮聚之前），固著疏水顆粒顯得尤為重要。

圖3所示為3種不同的固著劑對涂布損紙濾液質(zhì)量的影響。固著劑在涂布損紙漿塔之后、損紙濃縮漿池之前計量加入。

圖3　不同的固著劑對涂布損紙濾液質(zhì)量的影響

Fennofix K94具有較低的電荷密度，對涂布損紙漿濾液無絮聚作用。盡管具有較高的殘余顆粒濃度，但是平均粒徑較小。環(huán)氧氯丙烷-二甲胺（DMA-Epi）Fennofix 50雖能夠明顯地降低顆粒濃度（濾液中的顆粒含量較低），但是顆粒的平均粒徑隨著助劑用量的增加而增加。

作用效果最差的是對比固著劑混合物，可有效地降低顆粒濃度，但是會極大地增加顆粒尺寸。在短循環(huán)周期內(nèi)，利用Flyto檢測涂布損紙濾液的絮聚。

利用絮聚作用較差的固著劑替代對比固著劑混合物，損紙漿以及白水中疏水顆粒的絮聚作用明顯減弱，成紙出現(xiàn)紙病的趨勢降低。

3　AutoFlite在線測量系統(tǒng)

新開發(fā)的在線測量系統(tǒng)AutoFlite可用于監(jiān)測不同過程水中出現(xiàn)聚集現(xiàn)象的風險，如損紙漿濾液、紙機白水體系。

AutoFlite測試結果與Flyto的實驗數(shù)據(jù)及紙機運行性，包括成紙紙病率完全吻合。AutoFlite和Flyto的聯(lián)合應用可以最快速度確定控制抄紙工藝沉積物的最優(yōu)技術、最佳應用位置和作用率。圖4所示為AutoFlite用于涂布損紙系統(tǒng)的示意圖。

圖4　利用AutoFlite監(jiān)測涂布損紙生產(chǎn)線

4　結論

Flyto已應用于實驗室的研究工作，可用于開發(fā)紙漿［如壓力磨木漿（PGW）和漂白硫酸鹽漿］和涂布損紙的最佳處理工藝，可降低木材樹脂和白樹脂沉積，也可用于測定這些工藝的作用效率。

Flyto分析是解決紙機運行性、成紙質(zhì)量等問題的一種高效的工具。除實驗室分析外，一種在線測量工具AutoFlite可監(jiān)控LWC及非涂布紙種紙機沉積物控制劑的用量。

（楊揚編譯）