长网造纸机干燥过程的基本原理

冯改灵河南省轻工业学校张新生焦作矿业集团有限公司454100措洗，提高千燥效率。干燥速度是指单位时间单位干燥面积纸内水分被蒸发的数量。在整个干煤过程中，经过预热等速降速个阶段。各个阶段有不同的干燥特点。
浆料经长网造纸机的网部压榨部形成湿纸页并脱去大量的水分，使湿纸页的干度达到3，45，而成纸的干度为9395.纸内残留的水分很难再用机械方法除去。干燥部的主要任务是用烘缸加热湿纸页，使水分汽化来除去湿纸压榨后剩余的水分。干燥过程还能使纸页得到定收缩，使纤维结合紧密，增加纸和纸板的强度，并具有定的平滑度和施胶度。长网造纸机的干燥部是由许多烘缸组成的，加热蒸汽通人烘缸缸体内，烘缸把热量传递给湿纸页，湿纸页吸收热量，使纸内水分蒸发而达到干燥的目的。
纸在烘缸上的干燥是由于纸与烘缸面接触，使纸受到加热，提高纸内水分子动能温度，以破坏水与纸的结合力，克服纸内水分及蒸汽流动的摩擦阻力，使水分汽化为蒸汽进人到周围的大气中，再利用自然通风或必要的机械通风将湿空气带走，纸即达到了干燥的目的。在干燥过程中水分的移动和汽化需要热量，生成的蒸汽需要用空气带走。因此，要使干燥得以连续运行，烘缸必须保证不断地供给热量，烘缸周围必须不断进行通风换气。烘缸的供热问与传热有关，蒸汽进人周围的空气中属于蒸汽扩散的传质过程。因此，纸的干燥是项相当复杂的传热和传质过程。
1干燥的传热纸与烘缸接触进行干燥加热湿热及汽化所需对干燥速度有决定性的影响。
烘缸传给纸的热量，可以用总传热方程式来S纸与烘缸的接触总面积m2 At加热蒸汽温度与纸面温度之差cC由式1可以看出，提高总传热系数尺是强化干燥的主要途径之。而总传热系数入烘缸壁的热导率，七。a2烘缸外壁对纸的传热系数，2+士，的数值取决于缸内加热蒸汽的冷凝形式烘缸内冷凝水的排除情况烘缸内壁的清洁及缸内是否有不凝气体存在等。对于内壁清洁的烘缸，=2.514.19父3爪24 4.但若缸内含有1度增加或者供缸内壁产生水锈等污垢，叫的数值都要降低。2在很大范围内变化3.771062.09 7，它对总传热系数的影响大。它首先与纸，2值也下降，对不同的纸，2随纸的紧度定量及纸料的打浆度而变化。烘缸面不清洁，粘附纸毛胶料及填料，2的数值减小。纸与烘缸接触情况对，12有空气层存在，值显著下降。试验指出，有干毯压紧的烘缸较无干毯压紧的烘缸总传热系数大60.单烘缸干燥，由于纸与烘缸紧贴，纸层与烘缸间的空气层不存在，2的平均数值较多缸干燥大3 7倍，在此情况下，烘缸壁的热阻对干燥起了控制作用。
2干燥的传质湿纸内蒸发出来的水分，转移到空气中去的过程属扩散或传质过程。物质传递主要有两种不同的途径，即分子扩散和对流扩散。
气与纸接触的边界上，有层流内层存在，蒸汽以分子扩散的方式通过此层流内层，再通过缓冲层才达到空气的湍流主体。从中可以看出，在层流内层中蒸汽压力有了很大的降低，从降至，说明26层流内层的扩散阻力很大。至于缓冲层，是从层流到湍流的过渡。蒸汽通过缓冲层，分子扩散和对流扩散同时存在。通过缓冲层，有不大的压力降低从，1到6.在湍流主体，蒸汽及空气有很强的混合作用，水蒸汽压力与空气的蒸汽分压比较，降低很小。从整个蒸汽的转移过程可以看出，传质随空气流速的增加而减小。因此，加强干燥的通风，合理设计抽风罩以提风速，减少层流内层的厚度对强化干燥有重要意义。
根据传质与传热的类似性，干燥过程中自面汽化的水分量，也可利用下面的传质方程来达干燥面积2纸页面汽化的蒸汽压，空气中的水蒸汽分压Pa水分汽化的温度cC空气与纸页面相对运动的速度从式3中可以看出，压力差是传质的推动力，它与传热的温度差相似。干燥只有在，空气的湿度有关。故提纸的温度，加强通风，维皆纸面上空气的湿度较低，可以提传质速度。
传质系数与传热系数具有相同的重要意义。从式4可以看出，提空气流速是提传质系数的主要途径。这与上述层流内层厚度降低的分析是致的。
纸在干燥过程中传热和传质的速度必须平衡。
当出现不平衡时，或者是出现热量聚积提高纸的温度，或者是原有聚集的热量被消耗于水分的蒸发，使纸的温度下降，直到后建立新的平衡速度为止。
3干燥速度纸与水分的结合特征对干燥速度有重要影响。
纤维是种吸水性很强的物质，由纤维组成的纸是种具有毛细管结构的孔隙物体，毛细管孔除有着不规则的形状和连接形式，形成敞开的或半敞开的不同断面的通道，纤维本身同样存在着很小的孔隙和裂缝，水分就存在于这些毛细管孔隙之中以及纤维的面上。
存在于纸中的水分，般有如下两种结合形式游离水分这是指般的润湿水分，存在于巨毛细管7中的孔隙水分，这种水分与纸为机械结合，结合力很低，在干燥时与纯水有相同的蒸汽压。它是比较容易除去的水分。
水分和由于纤维的分子引力所吸附的水分，以及细胞腔内的水分。这种水与纤维的结合较牢固，在干燥过程中水分所产生的蒸汽压比同温度下纯水的饱和蒸汽压低。在纸内般含有结合水2530.
结合水会随打浆度的提高而增加。因此，打浆度提时纸的干燥变得比较困难。
在干燥过程中，纸的温度纸内含水量贾及干燥速度与时间1之间的关系曲线2.从上可以看出，整个干燥过程可以分为个阶段3.1预热阶段主要是预热湿热，提高温度，直到供给的热量与用于汽化的热量之间达到平衡为止。在预热阶段，纸的温度从升到12，纸的水分差不多是不变的，干燥的速度初也几乎是不变的，仅在后才迅速提高到3.2等速阶段湿热的温度及干燥速度不随时间而变，纸的含水量从贝1降到12，等速阶段的出现是由于湿纸面全部被水饱和，汽化在面进行，除去的水分为游离水分。故汽化过程与纯水的汽化相同，纸的温度保持不变，面上的蒸汽压与纸温对应的饱和蒸汽压相同。在此阶段的干燥速度受面汽化的控制，干燥速度主要决定于烘缸的面温度以及空气的温度流速相同湿度，而与纸的组织厚度及初湿含量无关。
3.3降速阶段纸的温度缓慢升，水分继续降低但较上阶段缓慢，干燥速度逐渐下降。降速度阶段的始点为临界点。纸内此点所含的水分称为临界水分。临界水分的大小与纸料的性质及纸的定量有关。纸料的打浆度高，定量大，临界水分的含量也大，降速阶段的出现，是由于纸的面水分减小，内部水分不能及时到达面，汽化面向中心层移动。
在此阶段除去的水分为结合水分。因此，纸面上降低，温度升高，在降速阶段的干燥速度受水分内部扩散的控制。水分的内部扩散是在湿度差的推动下进行的。其扩散速度与空气的情况无关，只与纸的性质及厚度有关。
总之，在干燥过程中，利用传质传热的基本原理，采取各种有效措施，提高干燥效率，节约蒸汽消耗量，降低吨纸的成本。
1吴葆敦。造纸工艺与设备。北京中国轻工业出版社2喹言泉。造纸原理与工程。北京中国轻工业出版社询公司项目部主任，从事工程咨询工作，工程师冯改灵毕业于西北轻工业学院，现工作于河南省轻工业学校，造纸工艺讲师张新生焦作矿业集团有限公司助工