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1、泡沫的危害及消泡剂种类
1.1造纸系统中泡沫的危害
研究证实,泡沫是一种胶体系统,是气体分散在液体中形成的。泡沫对于制浆过程来说,它的产生和存在会严重地影响浆料的洗涤、筛选、漂白、打浆的正常操作,阻碍着这些工序设备效能的正常
发挥。泡沫对于抄纸过程影响更大,纸料中存在泡沫,会使流浆箱的浓度产生波动,使纸料的流动状态不稳定;它能封闭湿纸幅表面上的微孔,造成网部脱水困难,使纤维和未分散的填料在网部凝聚,影响纸幅的匀度。泡沫还会形成浮浆,使纸料上网出现团块,严重时造成断头。抄造纸板时,泡沫存在于纸板层之间,降低了其层间结合强度,泡沫还会使纸或纸板产生泡沫孔、泡沫斑及树脂斑等纸病。在涂布纸的加工过程中,若储料罐和涂布辊处有大量泡沫外溢,不仅影响到涂布的正常操作,造成涂料的流失,还会污染环境。带有泡沫的涂布纸干燥时,泡沫因其内的空气受热膨胀而破裂,在纸面上形成了凹陷点,从而破坏纸面的光洁和平滑,影响纸品印刷图案的精美和完整。泡沫严重时,会增加涂料的黏度,使涂料流动性能变差,给生产带来困难。
在废液处理过程中,泡沫使废液处理效率下降,并使废水流失、飞溅,污染环境。如污水处理采用活性污泥表面加速曝气工艺时,在表面曝气充氧过程中产生大量泡沫覆盖表面,不仅使充氧发生困难,影响微生物生长,降低生化处理效率,而且泡沫横溢,使表面曝气无法进行。
1.2造纸系统中泡沫的来源
在造纸系统中,气体通常是空气或二氧化碳,液体介质一般是水。在造纸过程中,很多操作会导致工艺用水和白水中混入空气而形成泡沫。例如,浆料呈瀑布状落下,浆泵的空气泄漏,浆池搅拌器搅拌过于强烈或搅拌器露出液面,锥形除渣器排渣口压力过低,白水或浆料管道设计不合理,白水的回收利用,损纸的回收等等;浆料的发酵和碳酸盐的酸化分解会释放出二氧化碳,也会形成泡沫。浆料中的气泡对纸机的运行及成纸质量有重要的影响。气泡含量高,不仅影响网部脱水,造成纸病,而且气泡会产生气蚀,使浆泵的运行性能下降,增加能耗;使整个上浆系统不稳定,甚至引起上浆泵跳闸、停机;同时,浆管和其它压力装置中的压力也会产生波动。
1.3造纸系统中添加消泡剂的必要性
泡沫对于造纸工业的影响已逐渐被人们所认识,并日益重视起来。控制造纸工业中的泡沫主要可从三个方面着手:机械消泡、消泡剂消泡、控制湿部化学系统。浆料中的气泡对速度较低的纸机影响不是很大,但对高速纸机则有重大影响。因此,高速纸机必须配备完善的消泡系统。
1.4 市场中常见的消泡剂种类
消泡剂按照活性成分可分为以下5类。
矿物油类:矿物油+疏水离子+乳化剂。用于碱法蒸煮中较有优势,它能很好地消除洗涤、打浆、筛选及浓缩时产生的大量泡沫。此类消泡剂存在沉积和分散不良,引起筛孔阻塞和使纸面形成纸张鱼眼病等问题。
聚醚类:聚醚(聚醚酯)+稀释剂。主要应用于涂布纸加工过程中,不仅具有很强消泡、抑泡作用,同时具有上光、润滑等多种功能,但其造价昂贵,成本偏高。
有机硅类:硅油(硅聚醚)+白炭黑+乳化剂。可以应用于造纸每个工序,消泡效率很高,但其抑泡效果不佳,而且成本偏高。
脂肪醇类:脂肪醇+乳化剂。
复配型:矿物油+聚醚、有机硅+矿物油、矿物油+聚醚酯等。