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热风穿透干燥技术(TAD)为何对卫生纸生产商有吸引力?

2019年06月05日 11:58:51来源:浆纸技术作者:唐其铮关键词:智能造纸机械
    虽然TAD所采用的许多部件与普通干燥有相同或类似之处,但是在卫生纸生产中的热风穿透千操(TAD)与普通干燥仍有很大的不同。典型的TAD纸机(图1)比普通的卫生纸机大得多。它所需的干燥能量为普通卫生纸生产线的干燥能量的2倍以上,而且TAD工艺中需要更多的化学品。因此,热风穿透干燥需要更多的投资和运行成本。但是,纸页性能的改进和极高的纸的质量可补偿此附加的投资。

    1提高纸的质量
    纸页性能的提高表现在厕用卫生纸具有最佳的结构柔软度和表面柔软性。对于纸巾类产品来说,其吸收能力约为普通纸的2倍。厕用卫生纸和纸巾纸的松厚度均有很大的提高。一方面,优质纸可获得较高的市场价格另一方面+纸页性能的提高可为节约纤维打下基础,这是减少纤维原料用量的潜力所在。例如,可用2层TAD纸巾代替3层普通纸巾,这使TAD在经济上占有优势。虽然TAD纸机中的许多部件与普通纸机类似,但为满足生产TAD纸的特殊要求.仍需要有特殊的设备。
    典型的TAD纸机拥有一个带有多层网前箱(一般为3层)的双网成形器,现在它还装备有一个稀释水控制系统,以便获得最佳的横向定量分布(图2)。纸页的渗透性随定量的增加而变化定量的任何波动都会导致横向承分分布不均匀,这种影响在TAD干燥过程中会加剧。因此,最佳的横向定量分布对获得最佳质量和保持稳定的纸机运转性能是十分重要的成形辊可以是普通辊或真空辊。真空辊用于高定量纸页和高车速纸机的两面脱水,这样可以提高纸机的生产效率。

    2无压榨
    TAD纸机与普通卫生纸机最大的不同在于没有机械压榨。纸幅不经压缩,不会使纸页的松厚度及其内部的自由体积受到损失,因此可获得较高的吸收能力。纸页仅用真空脱水至干度为25%左右,但需要许多电能。真空箱组合在内网运行中,一般情况下,安装在真空箱之上的蒸汽箱可加强脱水,而且,它是整个生产过程中惟一影响水分横向分布的装置。
    真空脱水后,纸幅剥离引纸器将纸页传送到通常具有三维结构的TAD干网上。安装在引纸器之后的定形箱(mouldingbox)将纸页吸到TAD干网上。此时,TAD纸页获得其典型的叉形凸纹(knuCkleSandPillows)结构,保持其原有状态,因为未经压榨。
    下一步是对脱水后纸页的热干燥。在TAD纸机上,脱水后的纸页干度为25%~27%,而一般纸机是38%,-42%。这意味着TAD要用热能脱去比普通干燥多近一倍的水分,因此其能耗比普通纸机高。
    3几种TAD设计方案
    不同的供应商提供不同的TAD干部设计。例如,Andritz公司提供的设计是由一个带有热风罩的大型可透过的缸体组成。热风罩吹人的热风透过纸幅被吸入缸体中。最新开发出来的TAD缸体和热风系统都考虑到如下系统的要求,即缸体结构的无限期使用寿命及热风罩出口处的热风温度和速度的非常均匀的分布。TAD热风系统很大(图4),其热风量约比普通扬克式烘缸热风罩的大4倍。吹风温度为200~250℃,远低于普通卫生纸机的热风罩中的温度。特殊的混合器和栅板可均匀调整温度和速度的分布,采用计算流体动力学(CFD)算法有助于使整个热风系统最优化。
    其他TAD干部设计方案有带有2个独立热风罩的中型双TAD缸体(1969年的Cole专利)。根据1967年的Sission专利,干燥用热风从缸体中吹出,它透过纸页后被吹人热风罩。此法中采用3个小型的缸体。随着所选择的干燥工艺设计的不同,纸幅通过TAD干部后的干度可在约50%到70%-80%之间变化。扬克式烘缸则被用于纸页的最终干燥和起皱。另外一种特殊的TAD设计方案被用于使纸页仅在TAD干部中被干燥到96%-98%的最终干度。在此情况下,纸幅的起皱已通过湿部不同的网速完成。Kimberly—Clark公司拥有这一技术的专利,该技术被称为“不起皱的热风穿透干燥(UCTAD)”。
    在TAD干部之后,一个普通托辊将纸页贴在扬克式烘缸上,随后纸页则通过扬克式烘缸和热风罩。除了热风罩中无横向调节系统,热风的冲击速度和温度较低以及烘缸中的蒸汽压力较低外,在此工序中的扬克式烘缸和热风罩与用于普通卫生纸机的扬克式烘缸和热风罩没有很大的差别。但是只有采用特殊的化学品才能将这种具有叉形凸纹三维结构的TAD纸页紧贴在扬克式烘缸上,因为在较大的干度下,纸页不会自然地贴附在扬克式烘缸上。通过起皱刮刀后,TAD纸页就具有典型的结构和细密的皱纹。
    4TAD干部造成的差异
    与普通纸机不同,压光机是热风穿透干燥的一个组成部分。压光机可调整纸页的厚度和提高表面柔软性。另一个重要问题是起皱刮刀和卷纸机之间的纸幅控制,因为松软的TAD纸页比一般卫生纸更易颤动。已经开发出几种特殊的控制装置,如活动的导纸薄片和在压光机入口及卷纸机入口处的导纸薄片。在热风穿透干燥过程中会产生较多的纸毛,因此在干部中的高效除纸毛装置是必不可少的。
    最后,带有轴式卷取辅助传动装置的卷纸机在大直径纸卷和卷纸缸之间所施加的压区压力很低,它有助于保持纸的高松厚度。此外,它还可用于大直径卷筒纸的卷取。Andritz公司的解决方法是采用测力传感器控制压区压力,并在整个卷纸过程中自始至终地保持低的压区压力,以便不降低松厚度。
    虽然在TAD纸机中有许多部件与普通纸机类似,但仍需有一些特殊设备以满足对TAD卫生纸的高质量要求。尽管比较复杂的TAD工艺存在着一些不足,但是,非凡的质量和纸的性能在经济上使卫生纸生产商对采用TAD生产卫生纸很有兴趣。
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