造纸 2 Part 2 干燥 DryingPDF电子书下载

第1章 纸页干燥及其原理 1

1.1 引言 1

1.2 现代化纸机干燥部的基本要求 2

1.2.1 纸机干燥部的任务与要求 2

1.2.2 生产车速 3

1.2.3 生产线效率 3

1.2.4 空间效率 4

1.2.5 纸页质量 4

1.3 干燥方式 4

1.4 干燥能耗 5

1.5 纸机干燥技术进展 6

1.5.1 双排烘缸到单排烘缸的转变 6

1.5.2 其他干燥方式 9

1.6 现代纸机干燥部的设计及发展趋势 13

1.7 结论与展望 14

参考文献 15

第2章 纸页干燥基础 19

2.1 引言 19

2.2 湿空气的特性 19

2.2.1 空气的湿度 19

2.2.2 湿空气的比焓和比热容 20

2.2.3 湿焓图 20

2.2.4 基本定义 23

2.3 干燥过程—干燥特性曲线 23

2.4 纸页水分的蒸发 26

2.4.1 水蒸气分压 27

2.5 等温吸附线 27

2.5.1 迟滞现象 28

2.5.2 吸附热 28

2.6 热传递的边界条件 29

2.7 蒸发对对流传热的影响 30

2.8 干燥过程纸页结构的变化 31

2.9 游离水的毛细管流动 34

2.10 结合水的流动 36

2.11 蒸汽流 36

2.12 纸页的导热系数 38

2.13 总结 41

参考文献 41

第3章 多烘缸干燥装置及干燥理念 45

3.1 引言 45

3.1.1 烘缸干燥装置配置形式 45

3.2 最常见纸种的基本设计理念 46

3.2.1 不同纸种和纸板的基本设计理念 47

3.2.2 不同纸种烘干干燥的基本要求 48

3.2.3 多烘缸干燥理念的能耗 50

3.2.4 干燥部的翘曲控制 51

3.3 干燥部组件 53

3.3.1 烘缸与真空辊 53

3.3.2 导毯辊 53

3.3.3 干燥部的运行性能 54

3.3.4 烘缸干燥部的引纸 55

3.4 烘缸干燥的热传递 58

3.4.1 总体传热系数 59

3.4.2 烘缸表面温度的周期性波动 60

3.4.3 烘缸内部的冷凝水状态 60

3.4.4 扰流棒 63

3.4.5 凝析系数 64

3.4.6 接触系数 65

3.5 多烘缸干燥部的干燥速率 69

3.5.1 烘缸蒸汽压力 71

3.5.2 影响干燥速率的其他因素 72

3.5.3 干燥部仿真 73

3.6 未来展望与总结 76

参考文献 76

第4章 空气冲击干燥 80

4.1 概述 80

4.1.1 直接冲击 80

4.1.2 间接冲击 81

4.2 冲击干燥热传递 81

4.2.1 冲击干燥流的流体力学 82

4.2.2 冲击流——过程描述 82

4.2.3 冲击干燥热传递的传统经验公式 83

4.3 工艺参数对冲击传热的影响 84

4.3.1 蒸发对传热的影响 85

4.3.2 表面运动对传热的影响 85

4.3.3 喷射角对传热的影响 86

4.3.4 通流对传热的影响 86

4.3.5 错流对传热的影响 86

4.3.6 大温差对传热的影响 87

4.4 对流传热系数的实验测定 87

4.4.1 热辐射对总传热量的影响 87

4.4.2 冲击传热的经验公式 88

4.4.3 冲击传热过程的模型构造 89

4.5 冲击干燥装置的设计考虑因素 89

4.5.1 传热系数 89

4.5.2 几何构型优化 90

4.5.3 干燥参数 90

4.5.4 最佳空气系统 91

4.5.5 热回收系统 91

4.5.6 控制系统 91

4.5.7 热膨胀 92

4.5.8 能源考虑 92

4.6 冲击干燥的应用 92

4.6.1 带有大真空辊的冲击干燥装置 92

4.6.2 紧接压榨部带有大真空辊的冲击干燥装置 94

4.6.3 带有小真空辊的冲击干燥装置 94

4.6.4 带有沟纹辊的冲击干燥装置 95

4.6.5 干燥部初始部分带有沟纹支承辊的设计理念 97

4.7 引纸牵引张力控制 98

4.8 复写纸松厚度保留的可能性 98

4.9 配有冲击干燥的黏缸预防 99

4.10 总结 99

参考文献 100

附录 第4章 物理量符号含义及单位 102

第5章 生活用纸的干燥 104

5.1 前言 104

5.2 扬克烘缸干燥 104

5.2.1 生活用纸干燥过程 104

5.2.2 扬克烘缸的设计 110

5.2.3 生活用纸扬克式干燥器的蒸汽冷凝水系统 115

5.2.4 安全原则 116

5.2.5 扬克烘缸的热喷涂 118

5.3 扬克气罩的干燥、通风及热回收 119

5.3.1 扬克气罩的干燥过程 119

5.3.2 扬克气罩 119

5.3.3 扬克气罩的通风设备 121

5.3.4 扬克烘缸干燥部的热回收 126

5.3.5 控制系统 126

5.3.6 高温气罩 127

5.4 卫生纸的穿透式热风干燥 128

5.4.1 穿透式热风干燥过程 129

5.4.2 穿透式热风干燥和其他干燥方法的对比 129

5.4.3 不同的纸机配置 131

5.4.4 穿透式热风干燥过程的数学模型 131

5.5 复合技术在生产高质量卫生纸中的优势 134

5.5.1 ATMOS生活用纸生产概念 134

5.5.2 NTT卫生纸生产理念的优势 136

5.6 总结 138

参考文献 139

第6章 纸板和包装纸的干燥 140

6.1 简介 140

6.2 箱纸板 141

6.2.1 布局 141

6.2.2 设计标准及干燥速率 142

6.2.3 纸板质量的影响因素 143

6.2.4 纸袋纸 144

6.2.5 其他干燥方法 144

6.3 纸板 148

6.3.1 布局 148

6.3.2 设计标准和干燥速率 150

6.3.3 纸板质量的影响因素 150

6.3.4 金属带压光机 151

6.4 特种纸和纸板 152

6.4.1 包装纸的单面光干燥 152

6.5 纸和纸板整饰、加工过程中的传热传质注意事项 152

6.5.1 概述 152

6.5.2 瓦楞纸板的生产 153

6.6 总结 155

参考文献 155

第7章 干燥与成纸品质 157

7.1 前言 157

7.2 单根纤维的干燥 157

7.2.1 纤维收缩和含水率的变化 157

7.2.2 纤维间的结合 159

7.2.3 纤维的机械性能 159

7.3 干燥过程中纤维形态的变化 160

7.3.1 原料的塑性和黏弹性 160

7.3.2 纤维的软化 160

7.3.3 纤维素纤维的角质化 162

7.3.4 纤维在烘缸表面黏附 162

7.4 纸幅的干燥 165

7.4.1 纸页干燥的不同阶段 165

7.4.2 干燥和纸幅的流变特性 165

7.4.3 潜变和张力松弛 166

7.5 干燥时的纸张收缩 167

7.5.1 干燥应力和形变的定义 167

7.5.2 干燥时纸张的变形 167

7.5.3 纸张平面上的收缩 168

7.6 纸幅机械性能的改善 169

7.6.1 干燥时纵向拉力的影响 170

7.6.2 干燥期间横向收缩的影响 171

7.6.3 干燥期间纸幅中氢键的形成 172

7.7 纸幅从压榨辊上的剥离 172

7.7.1 湿纸幅的张力松弛 174

7.8 干燥温度对纸张性能的影响 175

7.9 厚度方向上纸幅干燥 178

7.10 平面度偏差 179

7.10.1 提高效率带来的挑战 179

7.10.2 卷曲 179

7.10.3 起皱 182

7.11 由干燥引发的纸幅性能变化 186

7.11.1 纸幅的收缩变化 186

7.11.2 纸幅的张力变化 187

7.12 纸张涂布和表面施胶的干燥 189

7.12.1 预涂和表面施胶的干燥 189

7.12.2 颜料涂布干燥的干燥策略及质量 189

7.13 印刷和最终使用时的水分变化 190

7.13.1 热固性波纹 190

7.13.2 堆积波纹 191

7.14 发展趋势 192

参考文献 192

第8章 纸张干燥过程自动化 198

8.1 引言 198

8.1.1 控制理论：机遇与限制 199

8.1.2 造纸过程中的水分脱除 200

8.1.3 烘缸干燥和蒸汽系统 201

8.1.4 运用自动化程序消除干扰 201

8.1.5 纸质检测和扫描中存在的问题 201

8.1.6 纵向和横向控制 201

8.1.7 等级变化 202

8.2 烘缸干燥和蒸汽系统 202

8.2.1 烘缸干燥 202

8.2.2 蒸汽和冷凝水系统 203

8.2.3 控制纸幅水分含量的能力 204

8.3 纸质检测 204

8.3.1 扫描检测 204

8.3.2 控制测量原理方面的挑战 206

8.4 蒸汽箱 206

8.4.1 产品及其应用 206

8.5 保湿系统 207

8.5.1 产品及其应用 207

8.6 纸机横向（CD）控制 209

8.6.1 生产与应用 209

8.6.2 干燥控制原理 210

8.6.3 备浆与湿端控制 211

8.6.4 MPC纸湿度的基本控制 212

8.7 冲击干燥 212

8.8 气罩和热回收管理 213

8.9 横向控制 214

8.9.1 产品、技术及应用 214

8.9.2 横向水分控制 217

8.9.3 横向水分控制的MPC技术 218

8.10 品种改变 218

8.11 密闭气罩外压差与零位控制量化模型 220

8.11.1 车间和气罩内温湿度状况 220

8.11.2 密闭气罩内外空气密度的确定 221

8.11.3 气罩内外压差曲线斜率的确立 221

8.11.4 理想密闭罩内外压差变化曲线 222

8.11.5 真实密闭气罩内外压差曲线量化模型 223

8.11.6 罩内温度和进排风量变化对零位的影响 224

8.11.7 量化模型的应用 225

8.12 干燥部纸幅水分控制系统优化方案 226

8.12.1 利用干空气进风量控制纸幅水分系统的改进 226

8.12.2 气罩零位及排风露点的控制 227

8.12.3 前馈控制 228

8.12.4 控制系统设定值的确定 228

8.12.5 排风露点设计值与极限值的分析 230

8.13 发展趋势 231

参考文献 232

第9章 能源管理 234

9.1 浆纸联合企业的能源生产和使用 234

9.1.1 引言 234

9.1.2 综合厂的能源使用 235

9.1.3 浆纸联合企业的能源生产 237

9.1.4 能源效率 242

9.2 纸机上的能源管理 246

9.2.1 综合工厂的组成部分：干燥部 246

9.2.2 造纸能耗的标杆 247

9.2.3 纸机生产能耗分配 248

9.2.4 干燥部能耗及影响因素 250

9.2.5 造纸能效发展前景 255

参考文献 256

第10章 蒸汽和冷凝水系统 259

10.1 引言 259

10.2 蒸汽品质要求 261

10.2.1 蒸汽压力 261

10.2.2 蒸汽温度 261

10.3 系统设备 262

10.3.1 冷凝罐 262

10.3.2 冷凝器 263

10.3.3 冷凝泵 263

10.3.4 真空泵 264

10.4 蒸汽干燥系统的设计准则 264

10.4.1 概述 264

10.4.2 烘缸结构设计原理 264

10.4.3 不同纸品等级的设计准则 265

10.5 烘缸冷凝及凝结水的排除 266

10.5.1 蒸汽和凝结水接头 267

10.5.2 凝结水排出装置 268

10.5.3 控制蒸汽压力和压差 277

10.6 蒸汽和冷凝水系统 279

10.6.1 分段串联供汽系统 279

10.6.2 热泵系统 285

10.6.3 分段串联热泵系统 291

10.6.4 扬克缸的热泵系统 292

10.6.5 真空度控制和通风 293

10.7 蒸汽加热空气 295

10.7.1 概述 295

10.7.2 应用案例 295

10.8 蒸汽加热生产用水 297

10.8.1 概述 297

10.8.2 应用案例 297

10.9 冷凝水的回收和回用 298

10.10 发展趋势 298

参考文献 299

附录 饱和水蒸气表 301

第11章 干燥部通风与热回收 303

11.1 前言 303

11.2 干燥部通风系统 303

11.2.1 设计标准 303

11.2.2 干燥部气罩 305

11.2.3 干燥部换气 308

11.2.4 干燥部通风系统和纸幅运行系统的整合 313

11.3 干燥部热回收 314

11.3.1 干燥部能源平衡 314

11.3.2 干燥部能源使用与管理 318

11.3.3 热回收系统的一般设计基础 320

11.3.4 能源价格 321

11.3.5 连续性 321

11.3.6 热需求 322

11.3.7 热交换器的基本类型 323

11.3.8 不同类型的热回收系统 325

11.4 与干燥部通风相关的环境因素 329

11.4.1 消声 329

11.4.2 羽流矫正 331

11.5 进程中的通风控制 331

11.5.1 系统的基本控制 331

11.5.2 能源管理系统 332

11.6 干燥部温湿参数特征与热能节约原理 333

11.6.1 干燥部热交换系统基本组成 333

11.6.2 干燥部动态运行参数 334

11.6.3 纸机干燥部能耗 338

11.7 纸机干燥部余热回收技术与设备 339

11.7.1 干燥部余热回收系统的构成及分级 339

11.7.2 热回收机组的布置 342

11.7.3 热回收机组送风能力的确定 343

11.7.4 瑞典某厂纸机干燥部三级余热回收装置实例 343

11.7.5 捕热器的种类及结构 344

11.7.6 捕热器的材质选择 348

11.7.7 捕热器的电耗 349

11.7.8 捕热洗涤器 349

11.7.9 捕热器各级传热量计算 350

11.7.10 纸机干燥部余热回收技术的新进展 353

11.7.11 最佳热回收参数的确定 354

11.7.12 热管热回收器在纸机干燥部热回收上的应用 355

11.7.13 高速卫生纸机扬克气罩的节能 356

11.8 纸机通风系统的发展趋势以及未来新机理 358

参考文献 360

第12章 纸幅运行传递 361

12.1 引言 361

12.2 纸幅运行传递动力学 362

12.2.1 纸幅上的作用力 362

12.2.2 螺纹线模型 365

12.3 纸幅材料特性 365

12.3.1 纸幅流变学 365

12.3.2 纸幅流变学模型 371

12.4 运行纸幅的空气动力学 374

12.4.1 平板边界层 374

12.4.2 袋区压力变化 375

12.4.3 纸幅振颤与空气动力附加质量 376

12.5 干燥部气流和流动系统 377

12.5.1 纸机车速的发展 377

12.5.2 气流诱发的运行问题 377

12.5.3 双毯干燥部 378

12.5.4 单毯干燥部 378

12.5.5 运动系统的应用原则 382

12.6 流体流动分析和计算流体动力学 383

12.7 纸幅张力 384

12.7.1 移动纸幅的应变性质 384

12.7.2 非支撑纸幅 385

12.7.3 支撑纸幅的张力性质 388

12.8 二维平面张力及其张力场 389

12.8.1 平面固弹性和黏弹性纸幅 389

12.8.2 运行纸幅的影响 390

12.8.3 内应变与收缩 391

12.8.4 张力剖面 391

12.9 纸幅运行传递的发展趋势 394

参考文献 395

附录 第12章 物理量符号含义及单位 400

第13章 干燥网毯 404

13.1 前言 404

13.2 干燥网毯在纸页干燥中的作用 404

13.2.1 网毯——干燥过程不可缺少的部分 405

13.2.2 纸幅的支撑和运行 409

13.3 干燥网毯结构 415

13.3.1 原料 415

13.3.2 传统和现代的网毯结构 417

13.3.3 接缝 417

13.3.4 干燥网毯尺寸 418

13.4 干燥网毯类型的选择 418

13.4.1 冲击干燥单元的网毯 420

13.5 操作使用 420

13.5.1 安装 420

13.5.2 引导 421

13.5.3 清洁 421

13.6 网毯的后续跟踪 423

13.6.1 网毯检查 423

13.6.2 检修 424

13.6.3 优化工具 424

13.7 干燥网毯的发展 425

参考文献 425

第14章 驱动 427

14.1 前言 427

14.2 传动部的尺寸与选择 427

14.2.1 基本原理 427

14.2.2 机械驱动机构尺寸 428

14.2.3 电力驱动尺寸 431

14.3 机械传动 432

14.3.1 主轴传动 432

14.3.2 分部传动 433

14.4 电力传动 438

14.4.1 发展史 438

14.4.2 变速传动 438

14.4.3 分部传动系统 440

14.4.4 传动系统的能效 442

14.4.5 控制 443

14.4.6 控制性能 445

14.4.7 操作界面 448

14.4.8 维保工具 449

14.5 未来的驱动 450

参考文献 450

第15章 未来前景 452

15.1 干燥理念 452

15.2 能源管理 453

15.3 通风、热回收和运行系统 453

15.4 纸和纸板等级 454

15.5 干燥部其他系统 454

15.6 纸张干燥中复杂交互作用的建模与仿真 455

15.7 总结 456

参考文献 456

附录 457

一、物理量符号命名表 457

二、单位换算 460

索引 463