عیب یابی شیمی مرطوب: کف کردن، رسوبات و زهکشی ضعیف در کارخانه های کاغذسازی

انتهای مرطوب یک ماشین کاغذ جایی است که شیمی، فیزیک و مهندسی مکانیک تحت فشار زمان بی‌رحمانه همگرا می‌شوند. همچنین از آنجایی است که اکثر مشکلات دوندگی سرچشمه می گیرند. کف در هدباکس، رسوبات چسبنده روی پارچه‌های شکل‌دهنده و نمدهای پرس، و زهکشی کند روی سیم - این سه مشکل سهم نامتناسبی از خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده، شکستن ورق‌ها و تولید بی‌کیفیت در کارخانه‌ها در سراسر جهان را به خود اختصاص می‌دهند. هر کدام مشخصات ریشه ای مشخصی دارند، و هر کدام به جای افزایش بازتابی در دوز شیمیایی، به یک رویکرد تشخیصی هدفمند نیاز دارند. این راهنما مکانیسم‌های پشت هر سه حالت خرابی را بررسی می‌کند و چارچوب‌های عیب‌یابی عملی مبتنی بر اصول شیمی مرطوب را ارائه می‌دهد.

▶ فومینگ: منابع، مکانیسم ها و استراتژی های کنترل شیمیایی

فوم در انتهای مرطوب یک مشکل واحد نیست - این یک علامت از تجمع مواد فعال سطحی است که سریعتر از آن چیزی است که سیستم بتواند آن را از بین ببرد. منابع اولیه سورفکتانت‌های تولید کننده کف در کاغذسازی مدرن شامل استخراج‌کننده‌های چوب (اسیدهای چرب، اسیدهای رزینی، استرول‌ها)، آلاینده‌های الیاف بازیافتی، ادغام مجدد شکسته‌شده، چرخش مجدد آب فرآیند، و افزودنی‌های پلیمری اضافی یا نامناسب است. هنگامی که این ترکیبات فعال سطحی در سطح مشترک هوا و آب متمرکز می شوند، حباب های هوا را به ساختارهای فومی پایدار تبدیل می کنند که یکنواختی جریان برش را مختل می کند، باعث ایجاد حصار در ورق می شود و گیر افتادن هوا ایجاد می کند که پیوند فیبر را ضعیف می کند.

یک سهم مهم و غالباً نادیده گرفته شده در کف کردن خیس، مصرف بیش از حد یا انحلال نامناسب مواد کمکی نگهدارنده و زهکشی مبتنی بر پلی آکریل آمید است. هنگامی که پودر PAM بدون پیش انحلال کافی به سیستم اضافه می شود - به ویژه اگر غلظت محلول بیش از 0.3٪ باشد یا دمای آب انحلال خیلی پایین باشد - ذرات ژل حل نشده و قطعات پلیمری نیمه هیدرولیز شده می توانند ویسکوزیته سطح رابط هوا و آب را افزایش دهند. این کار به جای سرکوب کف، آن را تثبیت می کند. پروتکل درست آماده سازی برای افزودنی های مبتنی بر PAM یک محلول آبی 0.1-0.2٪ است که در آب تمیز در دمای 20-40 درجه سانتیگراد با هم زدن ملایم به مدت حداقل 60 دقیقه قبل از دوز حل شده است.

عیب‌یابی کف کردن مستلزم جداسازی این است که آیا منبع شیمیایی (بارگیری سورفکتانت) است یا مکانیکی (هوا از طریق مهر و موم پمپ، گرداب در قفسه سینه دستگاه، یا هوادهی ناکافی در هدباکس). اولین مرحله عملی، آزمایش فوم Ross-Miles با استفاده از نمونه‌های گرفته شده از مکش پمپ فن و سیستم رویکرد هدباکس است. اگر ماندگاری کف به شدت بین این دو نقطه افزایش یابد، بلع هوا در سیستم نزدیک عامل اصلی است. اگر سطح کف از قبل در قفسه سینه دستگاه بالا باشد، مشکل در حمل و نقل شکستگی، چرخش مجدد یا شیمی افزودنی است.

کنترل فوم: سازگاری کف زدا با سیستم های PAM

روغن‌های معدنی و کف‌زداهای مبتنی بر سیلیکون در شکستن کف ایجاد شده مؤثر هستند، اما نقطه افزودن و میزان دوز آنها باید در کارخانه‌هایی که از کمک‌های نگهدارنده PAM نیز استفاده می‌کنند، به دقت مدیریت شود. مصرف بیش از حد کف زدا - به ویژه با محصولات مبتنی بر روغن - می تواند مواد آبگریز را روی پارچه های در حال شکل گیری رسوب کند، نرخ زهکشی را کاهش دهد و مشکل ثانویه ایجاد کند. قوی‌ترین رویکرد، رسیدگی به علت اصلی با کنترل بارگیری سورفکتانت از طریق شفاف‌سازی آب سفید، شستشوی شکستگی، و پاک‌سازی دوره‌ای سیستم، با استفاده از کف‌زدا تنها به‌عنوان ابزار اصلاح به جای مکانیزم کنترل اولیه است. هنگامی که PAM به درستی انتخاب و دوز می شود، عمل پل زدن و لخته سازی آن در واقع می تواند غلظت سورفاکتانت آزاد را در آب سفید با هم لخته سازی کلوئیدهای فعال سطحی با ریز فیبرها کاهش دهد و به طور غیرمستقیم به کاهش کف کمک کند.

▶پیچ و رسوبات چسبنده: تشخیص شیمی پشت کور کردن پارچه

مشکلات رسوبی در انتهای مرطوب به دو شکل کاملاً متفاوت ظاهر می شود: مقیاس معدنی (کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سیلیس) و چسبندگی یا زمین آلی. هر دو می‌توانند پارچه‌های تشکیل‌دهنده و منافذ نمدی را کور کنند، زه‌کشی را کاهش دهند، باعث نقص ورق شوند و در موارد شدید باعث شکستگی‌های کنترل نشده ورق شوند. این تمایز اهمیت دارد زیرا شیمی مورد نیاز برای پرداختن به هر یک اساساً متفاوت است.

تشکیل مقیاس معدنی

مقیاس معدنی زمانی تشکیل می شود که غلظت نمک های کم محلول از محصول حلالیت آنها در حلقه آب سفید فراتر رود. در کاغذسازی قلیایی - سیستم غالب در سطح جهانی از زمان انتقال از اندازه اسیدی به اندازه خنثی/قلیایی - پوسته پوسته شدن کربنات کلسیم رایج ترین رسوب معدنی است. با بسته شدن زیاد سیستم (کاهش رقت آب شیرین)، دماهای بالا و حذف CO2 از آب سفید، که همگی تعادل CaCO3 را به سمت بارش تغییر می‌دهند، تقویت می‌شود. پوسته پوسته شدن سیلیس یک نگرانی ثانویه در کارخانه هایی است که از آب فرآیند حاوی سیلیکات یا شکسته حاوی سیلیکات سدیم از بسته بندی های بازیافتی استفاده می کنند.

اولین مرحله تشخیصی برای مقیاس معدنی مشکوک، آزمایش اشتعال بر روی پارچه یا رسوبات نمدی است: رسوبات معدنی پسماندهای خاکستر قابل توجهی بر جای می گذارند، در حالی که چسب های آلی به طور تمیز می سوزند. شناسایی گونه‌های یونی خاص از طریق آنالیز ICP مواد جامد محلول در نمونه‌های آب سفید، انتخاب شیمی بازدارنده مقیاس را هدایت می‌کند. پلی آکریل آمید آنیونی با وزن مولکولی بسیار کم (زیر 500000 گرم در مول) می تواند به عنوان یک اصلاح کننده رشد کریستال عمل کند که از رسیدن کریستال های CaCO3 به اندازه بحرانی مورد نیاز برای چسبندگی سطحی جلوگیری می کند - عملکردی متمایز از نقش آن به عنوان کمک کننده لخته سازی با MW بالا. انتخاب درجه وزن مولکولی نادرست APAM برای کنترل جرم گیری یک خطای رایج است که منجر به درمان ناکارآمد و هدر رفت مواد شیمیایی می شود.

چسب های ارگانیک و کنترل گام

چسب‌های آلی از دو منبع منشأ می‌گیرند: پایه اولیه از رزین چوب (اسیدهای چرب استری و اسیدهای رزینی که در طی خمیر‌سازی مکانیکی و پالایش در دمای بالا آزاد می‌شوند) و چسب‌های ثانویه از آلاینده‌های الیاف بازیافتی (چسب‌های حساس به فشار، چسب‌های ذوب داغ، پوشش‌های لاتکس، واکس‌های مجدد). هر دو زمانی مشکل ساز می شوند که پایداری کلوئیدی سیستم آب سفید مختل شود - معمولاً در خلال تغییرات pH، دما، رسانایی یا برنامه افزودنی - که باعث می شود ذرات گام کلوئیدی قبلاً پراکنده شده و روی سطوح آبگریز رسوب کنند.

مؤثرترین رویکرد مبتنی بر شیمی برای کنترل گام و چسبندگی، تثبیت است: استفاده از یک پلیمر کاتیونی برای جذب بر روی ذرات گام کلوئیدی با بار منفی، بار آنها را معکوس می‌کند و قبل از اینکه بتوانند روی پارچه‌ها رسوب کنند، آنها را به سطح الیاف متصل می‌کند. اینجاست که پلی آکریل آمید کاتیونی نقش تعیین کننده ای دارد. محصولات PAM کاتیونی Hengfeng برای کاغذسازی به طور خاص با چگالی بار کنترل‌شده و پروفایل‌های وزن مولکولی برای دستیابی به تثبیت گام همزمان، حفظ ریز فیبر و بهبود زهکشی فرموله شده‌اند - اجتناب از مبادله بین کنترل چسبنده و عملکرد زهکشی که اغلب هنگام استفاده از پلیمرهای کاتیونی عمومی بهینه‌سازی نشده برای سیستم‌های خمیری رخ می‌دهد.

مراحل تشخیصی کلیدی در مواقعی که مشکوک به رسوبات چسبنده هستند:

• پتانسیل زتا آب سفید را در پمپ فن اندازه گیری کنید - مقدار منفی تر از -15 میلی ولت نشان دهنده پوشش ناکافی تقاضای کاتیونی و تحرک گام کلوئیدی بالا است.
• انجام یک تیتراسیون تقاضای کاتیونی (تیتراسیون کلوئیدی) بر روی نمونه های آب سفید برای تعیین کمیت بار آنیونی که باید توسط افزودنی های کاتیونی خنثی شود.
• توالی افزودنی افزودنی را بررسی کنید - PAM کاتیونی باید در پایین دست زباله های آنیونی (پراکنده کننده های آنیونی، نشاسته، CMC) اضافه شود تا از خنثی شدن زودهنگام بار و رسوب پلیمری قبل از تماس با تشک فیبر جلوگیری شود.
• برنامه‌های تهویه‌کننده پارچه را بررسی کنید - رسوبات موجود در پارچه‌های شکل‌دهنده نیاز به تمیز کردن آنزیمی یا قلیایی دارند قبل از اینکه تغییرات شیمیایی بتواند عملکرد زهکشی را بازیابی کند.

▶زهکشی ضعیف: تشخیص سیستماتیک فراتر از افزودن پلیمر بیشتر

زهکشی ضعیف مهم‌ترین مشکل پایان مرطوب است زیرا اثرات آن مستقیماً به هزینه‌های انرژی خشک کردن، محدودیت‌های سرعت دستگاه و عدم یکنواختی پروفایل رطوبت در ورق تمام‌شده تبدیل می‌شود. هنگامی که زهکشی بدتر می شود، پاسخ غریزی در بسیاری از کارخانه ها افزایش دوز کمک نگهدارنده PAM است - اما این اغلب مشکل را بدتر می کند. درک چرایی نیاز به یک مدل واضح از آنچه که PAM زهکشی واقعاً انجام می دهد و چه کاری نمی تواند انجام دهد نیاز دارد.

نرخ زهکشی روی سیم شکل‌دهی توسط سه مقاومت کنترل می‌شود: مقاومت خود الیاف، مقاومت پارچه زهکشی و مقاومت هیدرودینامیکی آب که از هر دو جابجا می‌شود. کمک‌های نگهدارنده - از جمله PAM - در درجه اول با جمع‌کردن ریز فیبرها و پرکننده‌ها در ساختارهای لخته‌ای بزرگ‌تر که کمتر مستعد مهاجرت به داخل و مسدود کردن منافذ پارچه هستند، بر عامل اول تأثیر می‌گذارند. با این حال، اگر علت اصلی زهکشی ضعیف پارچه‌ای باشد که قبلاً کور شده است، یک سیستم آب سفید بارگذاری شده با غلظت ریز بیش از حد، یا یک خمیر با الیاف ثانویه کاهنده آزاد بودن بیش از حد باشد، افزودن PAM بیشتر مشکل اساسی را حل نمی‌کند و ممکن است با ایجاد بیش از حد ریزه‌ها که مقاومت حصیر را افزایش می‌دهد، تشکیل تشک بدتر شود.

پروتکل عیب یابی زهکشی گام به گام

یک رویکرد ساختاریافته برای عیب یابی زهکشی باید با اندازه گیری شروع شود، نه تنظیم شیمی. مقادیر Schopper-Riegler (SR) یا Canadian Standard Freeness (CSF) سهام ورودی، آزاد بودن پایه را بدون هیچ گونه عملیات شیمیایی ارائه می‌کند. اگر آزاد بودن در مقایسه با معیارهای تاریخی در همان ترکیب مبلمان کاهش یافته است، علت یا تغییر در کیفیت فیبر (درجه تصفیه، نسبت فیبر ثانویه، توزیع طول فیبر) یا تغییر در شیمی آب سفید (رسانایی، pH، بار بار کلوئیدی) است. قبل از اصلاح شیمی، هر دو باید کمیت شوند.

سهم زهکشی برنامه PAM را می توان با استفاده از یک شیشه زهکشی پویا (DDJ) یا یک آزمایش شیشه بریت جدا کرد: نمونه ها را با و بدون افزودن های پلیمری فعلی در نقاط اضافه فعلی اجرا کنید، سپس اثر توالی را با تغییر ترتیب اجزای کاتیونی و آنیونی آزمایش کنید. در یک سیستم نگهداری میکرو ذرات یا دو پلیمری با عملکرد مناسب، بهبود زهکشی 10-25٪ واحدهای SR نسبت به خط پایه درمان نشده قابل دستیابی است. اگر آزمایش‌های شیشه هیچ پاسخ زهکشی قابل اندازه‌گیری به افزوده‌های PAM نشان نداد، مشکل خارج از برنامه شیمی است - در شرایط پارچه، بسته شدن سیستم یا آماده‌سازی انبار.

محصولات پراکنده PAM Hengfeng برای کارخانه های کاغذ برای کاهش ویسکوزیته دوغاب خمیر و بهبود یکنواختی پراکندگی الیاف به عنوان یک مرحله پیش‌نیاز طراحی شده‌اند که به کمک‌های نگهداری و زهکشی اجازه می‌دهد کارآمدتر عمل کنند. با کاهش تجمع فیبر در سیستم رویکرد، پراکنده کننده PAM یک مبلمان همگن تر ایجاد می کند که تشک یکنواخت تر و مقاومت کمتری را روی سیم ایجاد می کند - مستقیماً نرخ زهکشی را بدون افزایش دوز کمک نگهدارنده بهبود می بخشد. این یک استراتژی موثر به ویژه در کارخانه هایی است که الیاف ثانویه بسیار تصفیه شده یا با اتلاف زیاد را انجام می دهند.

سناریوهای رایج مشکل زهکشی و علل اولیه آنها:

• کاهش تدریجی زهکشی در طی چند هفته: معمولاً کور کردن پارچه توسط رسوبات - با تمیز کردن پارچه قبل از تنظیم شیمیایی.
• از دست دادن ناگهانی زهکشی به دنبال تغییر یا شکست موج ادغام مجدد: عدم تعادل بار کلوئیدی - اندازه گیری تقاضای کاتیونی و پتانسیل زتا قبل از تنظیم دوز PAM.
• بهبود زهکشی که در عرض چند ساعت پس از افزایش دوز PAM معکوس می شود: احتباس بیش از حد باعث تراکم حصیر می شود - کاهش دوز PAM و ارزیابی درجه وزن مولکولی.
• زهکشی ضعیف در راه اندازی پس از خاموش شدن طولانی مدت: عدم تعادل شیمی سیستم ناشی از ادغام مجدد شکسته - شستشو و تعادل مجدد آب سفید قبل از اجرا با سرعت.
• کاهش زهکشی فصلی مرتبط با تغییرات دمای آب: اثرات ویسکوزیته بر سرعت زهکشی - برنامه های دوز جبران شده با دما را در نظر بگیرید.

▶ ادغام PAM Chemistry در یک برنامه کنترل مرطوب پایان پایدار

سه مشکل پایان مرطوب که در بالا توضیح داده شد - کف کردن، رسوبات و زهکشی ضعیف - از طریق شیمی کلوئیدی سیستم آب سفید به هم مرتبط هستند. آسیابی که تعادل بار سیستم خود (پتانسیل زتا)، بار سطل زباله آنیونی و توالی افزودن پلیمر را به دقت مدیریت می‌کند، هر سه مشکل را کمتر تجربه می‌کند و در صورت وقوع سریع‌تر آنها را حل می‌کند. موضوع رایج این است که شیمی مبتنی بر PAM زمانی مؤثرتر است که در یک سیستم با مشخصه به کار گرفته شود، نه اینکه به صورت واکنشی برای پنهان کردن علائم عدم تعادل عمیق تر استفاده شود.

جیانگ سو هنگ فنگ طیف کاملی از محصولات PAM کاغذسازی - از جمله وسایل کمکی نگهدارنده، کمک زهکشی، پخش کننده ها، و عوامل تثبیت کننده کاتیونی - را با خدمات پشتیبانی فنی طراحی شده برای کمک به کارخانه ها در ساخت برنامه های پایان مرطوب پایدار و مبتنی بر اندازه گیری عرضه می کند. برای آسیاب هایی که با چالش های مداوم کف، رسوب یا زهکشی مواجه می شوند، مهندسان برنامه Hengfeng می توانند تجزیه و تحلیل آب، آزمایش شیشه و بهینه سازی توالی افزودنی را در محل انجام دهند تا حداقل برنامه شیمی مؤثر را برای پیکربندی تجهیزات و ماشین خاص شما شناسایی کنند. با تیم ما با داده های تجزیه و تحلیل آب سفید و برنامه افزودنی فعلی خود برای ارزیابی فنی بدون الزام تماس بگیرید