我國(guó)造紙行業(yè)的發(fā)展一直受到原材料方面的限制,隨著世界環(huán)保要求的增強(qiáng),對(duì)森林樹(shù)木的保護(hù)提高,木漿占原材料的比例越來(lái)越小。目前,據(jù)2014年中國(guó)紙業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì),占比例75%的造紙企業(yè)主要的制漿原料是廢紙漿,尤其以美廢為主?，F(xiàn)代造紙工業(yè)是一個(gè)資金、技術(shù)、能源密集化,生產(chǎn)大規(guī)模化的產(chǎn)業(yè),具有生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、工藝流程復(fù)雜、能源消耗高、原材料處理量大、污染負(fù)荷重、投資大的特點(diǎn)。隨著中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加劇,環(huán)境污染日益加重,水資源消耗量較大。多數(shù)造紙企業(yè)已采用零污染、零排放工藝。
對(duì)于造紙廠,流量測(cè)量和控制比較重要。對(duì)進(jìn)入抄紙機(jī)的紙漿流量進(jìn)行測(cè)量,電磁流量計(jì)可以與濃度計(jì)配合作為紙張定量控制的前饋;在配漿系統(tǒng)中對(duì)紙漿進(jìn)行測(cè)量,
電磁流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)紙漿配比的連續(xù)或斷續(xù)控制等。目前,國(guó)內(nèi)的大中型造紙企業(yè)已逐步使用電磁流量計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的差壓流量計(jì),雖然在國(guó)外某些重要的小流量計(jì)量一部分采用了科里奧利質(zhì)量流量計(jì),但電磁流量計(jì)還是占著造紙行業(yè)液體計(jì)量的主導(dǎo)地位。這是因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)的測(cè)量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化的影響;它的測(cè)量范圍很大,可以涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態(tài),這是差壓式流量計(jì)、渦輪式、渦街等流量計(jì)不能比擬的。對(duì)于纖維懸浮液,電磁流量計(jì)可以有效地抑制噪聲波動(dòng),提高流量測(cè)量的精確度。由于電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)活動(dòng)部件和阻礙被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的擾動(dòng)件和節(jié)流件,不會(huì)發(fā)生管道堵塞、磨損等問(wèn)題。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)在傳感器測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)時(shí),幾乎無(wú)壓力損失,僅消耗10~20W的電功率,這點(diǎn)對(duì)于工廠來(lái)說(shuō),能夠顯著節(jié)省能耗,可以嚴(yán)格地控制環(huán)境污染物的排放。
電磁流量計(jì)生產(chǎn)廠家,從對(duì)電磁流量計(jì)的生產(chǎn)、組裝、標(biāo)定、校驗(yàn)檢測(cè)、包裝出庫(kù)到售后等每一環(huán)節(jié)技術(shù)做到嚴(yán)謹(jǐn)可靠。公司采用**的自動(dòng)化設(shè)備,高精度的水標(biāo)裝置,防雷電保護(hù)設(shè)計(jì)和高效抗干擾電路,提供用戶可選用的**防噪技術(shù)功能,并通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)工藝流程,保證給用戶提供一套高精度、高質(zhì)量以及高防噪性的電磁流量?jī)x表。
現(xiàn)代造紙主要的基本過(guò)程是—制漿和造紙。制漿就是利用化學(xué)或機(jī)械的方法,或兩者結(jié)合的方法,使植物纖維原料離解,變成本色漿(未漂漿)或漂白紙漿的生產(chǎn)過(guò)程。造紙則是把懸浮在水中的紙漿纖維,經(jīng)過(guò)各種加工結(jié)合成合乎各種要求的紙頁(yè)。當(dāng)今制漿造紙生產(chǎn)過(guò)程化的發(fā)展與應(yīng)用,已在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、減少消耗、降低成本、改善勞動(dòng)條件、保證安全生產(chǎn)、消除環(huán)境污染等方面起著不可估量的作用。而在整個(gè)造紙工藝中,電磁流量計(jì)基本上在所有的工段都有使用。
智能電磁流量計(jì)在造紙廠漿料廢水處理系統(tǒng)中的突出應(yīng)用
一、配漿備料過(guò)程
備料工段主要任務(wù)是將不同的原料制成漿料,采用的原料主要有機(jī)械漿、化學(xué)漿、脫墨漿、漂白化機(jī)漿。無(wú)論是本色漿還是漂白漿,電磁流量計(jì)在制漿過(guò)程中主要是參與對(duì)打磨漿、水和酸或堿的流量測(cè)量。一般經(jīng)過(guò)機(jī)械打磨后漿料的溫度要達(dá)到80℃,當(dāng)以木材或草料等材料作為原料制漿時(shí)往往還要經(jīng)過(guò)蒸煮工藝。由于蒸煮液為堿如Ca(OH)2或NaOH溶液,漿液均呈堿性,因此對(duì)測(cè)量?jī)x表提出了較高要求。一般
電磁流量計(jì)多采用耐高溫的聚四氟乙烯襯里,耐腐蝕性強(qiáng)的電極材質(zhì),并采用分體型結(jié)構(gòu)安裝。
在漿液配比過(guò)程中各廠家為得到不同質(zhì)量的紙張,采用不同和的漿液配比濃度,但往往由于一種漿料的細(xì)微差別而導(dǎo)致成品不合格,從額頭造成更大的物料和經(jīng)濟(jì)損失。所以各造紙廠在每一根參加配比的管道上都裝有電磁流量計(jì)測(cè)量流入配漿總管的漿料瞬時(shí)和總量流量,同時(shí)還在配漿管的下端都安裝在線濃度計(jì)以檢測(cè)配漿效果。如果一旦設(shè)定的濃度有偏差,立即調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度以調(diào)整相應(yīng)的漿料流量。這里要求電磁流量計(jì)的精度高,并具有良好的重復(fù)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性。
對(duì)于廢紙非脫墨漿,電磁流量計(jì)主要用來(lái)根據(jù)漿料的濃度計(jì)量打漿用水量。通過(guò)電磁流量計(jì)精確的測(cè)量能夠更好地控制打漿度,穩(wěn)定地調(diào)節(jié)漿料濃度,為紙漿以后的成形提供良好的前提保障。對(duì)于大型的造紙企業(yè),打漿用水一般都是經(jīng)循環(huán)回收后的水,這種水對(duì)電磁流量計(jì)的要求不高,一般選用聚四氟乙烯襯里和316L電極即可。
二、稀釋漿料
紙料調(diào)量的目的在與按造紙機(jī)的車(chē)速和定量的要求提供連續(xù)不斷的穩(wěn)定的供漿絕干量,稀釋的目的則是按照造紙機(jī)抄造的要求,將紙料稀釋到適合的濃度,以便在抄造過(guò)程中形成均勻的濕紙頁(yè)。在一般情況下,調(diào)量和稀釋是同時(shí)進(jìn)行的。紙料稀釋一般使用網(wǎng)布的濃白水,以節(jié)約用水、回收白水中的物料及能量,并減少對(duì)環(huán)境的污染。
原木或廢紙經(jīng)過(guò)打漿變成所需的纖維漿料,廢紙打漿后進(jìn)行洗滌漂白處理,這時(shí)電磁流量計(jì)主要測(cè)量介入打漿后的加水流量。水大多為四周的江河水稍加處理后就介入運(yùn)行,所以水質(zhì)較差,但沒(méi)有腐蝕性,電磁流量計(jì)采用常規(guī)的橡膠襯里和不銹鋼電極即可。
三、優(yōu)化蒸煮器中的漿水平衡
穩(wěn)定精確的流量測(cè)量是提高連續(xù)蒸煮器性能的關(guān)鍵,更好的測(cè)量應(yīng)該允許用戶將循環(huán)管道中蒸煮溫度浮動(dòng)降到*小,在抽提管道中實(shí)現(xiàn)精確的漿水平衡,并控制噴放管道中產(chǎn)生的紙漿量。
化學(xué)法制漿有兩類:堿法和亞硫酸鹽法。在這兩類方法中,氫氧化鈉是主要的蒸煮的活性化學(xué)藥劑,在硫酸鹽法中還包含硫化鈉。對(duì)于有堿回收的工廠,由于白液濃度高,在蒸煮前必須用水或黑液加以稀釋,混合均勻、濃度一致后再進(jìn)行送液。電磁流量計(jì)在這個(gè)工段主要是控制用于稀釋的水量或黑液量,精確地控制漿料的液比,有效地控制造紙廠的進(jìn)水量,節(jié)約控制造紙廠的電能消耗。
如KP連續(xù)蒸煮器內(nèi)極度高溫、高壓和具有高漿料含量的腐蝕性堿性液體的環(huán)境,要求電磁流量計(jì)能耐受極其苛刻的蒸煮器條件。CISSON公司的工程師開(kāi)發(fā)了PFA襯里電磁流量計(jì),它能耐受蒸煮條件。為防止襯里蠕變,開(kāi)發(fā)了一種新型插入式電極。此外,它還具有一套特別的接地環(huán),以防極端條件下進(jìn)氣道內(nèi)徑變形。采取了一系列措施后,新型“蒸煮器電磁流量計(jì)”能在極端高溫/高壓條件下(170℃和1.3MPa)穩(wěn)定精確的測(cè)量流量。
四、篩選、洗滌和漂白工段
廢紙是重要的可再生資源,廢紙的回收利用是解決造紙工業(yè)面臨的原料短缺、能源緊張和污染嚴(yán)重等三大問(wèn)題的有效途徑。近十年來(lái),世界各國(guó)高度重視廢紙資源的利用,廢紙的回收率和利用率逐年增長(zhǎng),處理廢紙的技術(shù)不斷改進(jìn)和完善,用廢紙漿制成的紙和紙板的產(chǎn)量和品種也逐年增多。通常國(guó)內(nèi)有不少企業(yè)采用廢紙制漿,即將廢紙打漿后再進(jìn)行洗滌漂白處理,這里電磁流量計(jì)主要測(cè)量參與打漿后的加水流量以及渣排放的控制。水大多為附近的江河水稍加處理后就參與運(yùn)行,所以水質(zhì)較差,但沒(méi)有腐蝕性,CISSON技術(shù)人員推薦客戶一般選用常規(guī)的橡膠襯里和316L電極就可滿足測(cè)量條件。
為了將經(jīng)過(guò)印刷的廢紙變成滿足生產(chǎn)要求的白紙漿,提高廢紙漿的使用價(jià)值和生產(chǎn)的紙張級(jí)別,需要從廢紙中除去油墨。為了破壞印刷油墨對(duì)纖維的粘附,需要加入一些化學(xué)品,在適當(dāng)?shù)臏囟群蜋C(jī)械作用下,將油墨從纖維上分離出來(lái)。參與脫墨過(guò)程的脫墨劑(常見(jiàn)的脫墨劑有NaOH、Na2CO3、Na2SiO3和H2O2)大多數(shù)都是堿性和腐蝕性強(qiáng)的添加助劑,電磁流量計(jì)*好選用化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕性強(qiáng)的PTFE襯里,哈氏合金B(yǎng)電極。不過(guò)針對(duì)不同的生產(chǎn)線及特定的添加物,可以選用適合的電磁流量計(jì)測(cè)量。
混漿配料過(guò)程中各種化學(xué)藥品的控制直接影響抄造紙的質(zhì)量和紙機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。為保證紙張的白度均勻細(xì)致,要添加不同的添加劑、分散劑和漂白劑,這些添加劑的流量小,腐蝕性強(qiáng),所以大多數(shù)電磁流量計(jì)選用PTFE和PFA襯里。H2O2漂白化學(xué)漿,可以達(dá)到更高的白度,改善紙漿的白度穩(wěn)定性。故造紙廠在多段漂的*后一段多選用H2O2作為漂白劑,但H2O2對(duì)金屬材料的腐蝕性強(qiáng),出于防腐考慮我們可以選用Pt作為電極材料。但是,現(xiàn)場(chǎng)使用情況證明:當(dāng)過(guò)程壓力小于0.3MPa時(shí),Pt電極會(huì)同H2O2發(fā)生反應(yīng),會(huì)在電極表面形成一層氣霧,我們稱其為觸媒反應(yīng)。這時(shí)輸出信號(hào)會(huì)有很大的波動(dòng),造成測(cè)量精度下降,但選用鉭(Ta)就可避免此輸出晃動(dòng),精確的計(jì)量添加助劑流量,更好地預(yù)防了小流量化學(xué)品的浪費(fèi)。
五、高濃度紙漿
在中濃和高濃紙漿管道出口,因介質(zhì)濃度高、溫度高,并伴有蒸汽加入,還會(huì)時(shí)不時(shí)的出現(xiàn)真空現(xiàn)象,對(duì)電磁流量計(jì)電極的附著快,所以對(duì)電磁流量計(jì)提出了較高的要求。由于負(fù)壓對(duì)電磁流量計(jì)襯里具有吸附作用,在一定壓力下使電磁流量計(jì)襯里變形導(dǎo)致測(cè)量面積變化,給工廠帶來(lái)很大的不便。CISSON公司技術(shù)創(chuàng)新人員推出了新型的帶有鋼襯的電磁流量計(jì),可以更好地保護(hù)襯里,防止真空條件下襯里塌落。
六、蒸煮廢液的回收
在蒸煮器中,將木片和“白液”,氫氧化鈉(NaOH)和硫化鈉(Na2S)的混合物一起放在壓力鍋設(shè)備中蒸煮。蒸煮過(guò)程中木質(zhì)素分解,木質(zhì)素使木質(zhì)纖維結(jié)合在一起,廢棄的白液和木質(zhì)素的混合物就是“黑液”。由于黑液中殘留的有機(jī)顆粒,采用單一的低頻直流勵(lì)磁(6.25、12.5、25Hz等)的傳統(tǒng)儀表會(huì)有漿料噪聲的問(wèn)題。
高頻勵(lì)磁電磁流量計(jì)可以很好的降低漿料的流動(dòng)噪聲,提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。在制漿造紙過(guò)程中,回收利用對(duì)各廠能源經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面尤為重要,如白液通過(guò)燃燒及回收,經(jīng)澄清處理后送到蒸煮工段循環(huán)使用。在回收過(guò)程中使用的化學(xué)藥品、黑液、白液和綠液會(huì)覆蓋在流量管內(nèi)側(cè),將會(huì)在電極上形成絕緣層,影響準(zhǔn)確測(cè)量,縮短儀表使用壽命。因此,在造紙廠中要定期的清理電極,保證良好的測(cè)量環(huán)境。
七、造紙過(guò)程
造紙過(guò)程主要是將各種漿料按比例混合后經(jīng)網(wǎng)部脫水,壓榨成形并烘干后成為原紙,經(jīng)后段涂布、壓光后出成紙。在抄紙過(guò)程中電磁流量計(jì)主要參與對(duì)冷卻水、明礬和滑石粉等的流量計(jì)量。因不同紙種的漿料配比有所區(qū)別,所以在混漿中流量計(jì)的精確計(jì)量顯得尤為重要, CFQ105流量計(jì)的高精度及快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)在這里得到了很好的體現(xiàn)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)在使用過(guò)程中,接地的正確與否對(duì)流量計(jì)的穩(wěn)定性影響*大。
八、紙張定量的控制
造紙廠中,對(duì)進(jìn)入頭箱的紙漿流量的檢測(cè)是非常重要的,這個(gè)流量參數(shù)直接參與紙張定量的控制。由于頭箱壓力和液位的變化,通過(guò)唇板噴射到網(wǎng)布上的紙漿量會(huì)有波動(dòng),所以控制頭箱進(jìn)漿流量的平穩(wěn),對(duì)于紙張定量的控制至關(guān)重要,也會(huì)直接影響紙張的*終品質(zhì)。由于“紙漿纖維”碰撞電極會(huì)產(chǎn)生噪聲,噪聲信號(hào)會(huì)導(dǎo)致儀表的輸出值波動(dòng),定量閥的開(kāi)度就不穩(wěn)定,這樣就不可能得到一個(gè)穩(wěn)定的定量。為了獲得穩(wěn)定的流量信號(hào),使用碳化鎢電極取代不銹鋼電極會(huì)進(jìn)一步提高其抗?jié){料噪聲性能,減小輸出波動(dòng)。
電磁流量計(jì)可以根據(jù)*終成品紙張的厚度、水分的測(cè)量來(lái)控制進(jìn)漿流量。但是高頻勵(lì)磁電磁流量計(jì)在抗?jié){料和紙漿流動(dòng)引起的噪聲方面存在不足。當(dāng)維持嚴(yán)密控制,并允許流漿箱中紙漿液位變化更小時(shí),可使用低阻尼值。當(dāng)流漿箱到成形篩漿機(jī)的壓力一致,*終產(chǎn)品的紙張定量和厚度變化小時(shí),工廠可設(shè)定其控制點(diǎn)更接近理想紙張定量值,降低損耗并使同樣數(shù)量的紙漿獲得更多*終產(chǎn)品,提高利潤(rùn),節(jié)約成本。
九、應(yīng)用于涂布、施膠量的控制
紙板中涂布量的控制對(duì)降低成本,提高紙品質(zhì)有著極大的作用,施膠和涂布是造紙中兩道必備工序。因膠料和涂料的化學(xué)性質(zhì),對(duì)流量的計(jì)量提出了較高的要求。電磁流量計(jì)被應(yīng)用于此,襯里需選用PFA全澆注型,保證電極與襯里能夠完全的貼合,防止因膠料或涂料覆蓋在電極表面而影響測(cè)量,若被覆蓋會(huì)在滿管時(shí)出現(xiàn)空管報(bào)警,當(dāng)然儀表的周期檢查和清潔在這里顯得重要起來(lái)。在涂料的配比控制中,很好地運(yùn)用了流量計(jì)的脈沖計(jì)量功能。
目前,造紙廠中的廢水污染是比較頭疼的一大問(wèn)題,從原料到合格的成品,每個(gè)工段中幾乎都離不開(kāi)水。造紙廠中的廢水包括來(lái)自制漿、漂白、造紙和回收工藝的污水。污水處理工藝主要是通過(guò)生物氧化,絮凝,沉淀等工藝達(dá)到污水凈化的目的,在每個(gè)階段都需要一定的流量計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。在污水處理工藝中,需根據(jù)工藝要求,配置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)儀表,構(gòu)成可靠的控制系統(tǒng)。
造紙廠中的廢水通過(guò)凈化處理后可以循環(huán)使用,節(jié)省工廠用水量和耗電量。廢水處理工藝中,需要對(duì)排放水、添加劑、污泥等進(jìn)行計(jì)量和控制,此時(shí)流量的測(cè)量非常重要。由于廢水中含雜質(zhì)、腐蝕性小、流量變化大、有一定的導(dǎo)電能力,適合選用耐磨損的PTFE襯里和316L電極。目前多數(shù)紙廠使用流量計(jì)后節(jié)省了成本,更好的控制了漿料比,更重要的是通過(guò)控制污水的排放量減少了環(huán)境污染,經(jīng)濟(jì)高效。
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,世界各國(guó)的流量計(jì)生產(chǎn)廠家努力將*新的科技應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,提高產(chǎn)品性能,擴(kuò)大產(chǎn)品的使用范圍。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐,電磁流量計(jì)具有的其他流量計(jì)不可替代的特點(diǎn)使它在造紙領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭,普遍選用PTFE或其他氟塑料襯里,電極則是依照不同液體的性質(zhì)決定。尤其是對(duì)于流體噪聲較大的纖維漿料,選用碳化鎢電極,聚四氟乙烯襯里,加之**的高頻勵(lì)磁電路設(shè)計(jì),提高了電磁流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定性、靈敏度和測(cè)量精度。
智能型紙漿流量計(jì)是一種適用于紙漿和紙張制造業(yè)的一款高性能、高穩(wěn)定性、高可靠性的紙漿專用流量計(jì)。采用離子注滲工藝制作的新型“碳化鎢滲鋼電極”和高性能襯里材料,結(jié)合高頻勵(lì)磁技術(shù),能夠提供穩(wěn)定和精確的測(cè)量性能。針對(duì)干擾性強(qiáng)的紙漿,使用能夠尖峰抑制的抗噪聲干擾轉(zhuǎn)換器,解決了工廠比較頭疼的流量波動(dòng)干擾。除此之外,電磁流量計(jì)的正確安裝和接地也是流量穩(wěn)定測(cè)量的前提保證。通過(guò)技術(shù)人員的不斷創(chuàng)新以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐反饋,在未來(lái)的幾年里,
電磁流量計(jì)會(huì)依據(jù)其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為流量計(jì)市場(chǎng)的排頭兵。
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