纸张的空气干燥技术工艺-(冲击干燥).doc

纸张的空气干燥技术工艺-(冲击干燥)空气干燥是以空气作为传热和传质的介质，干燥纸幅所需的热量是由纸幅周围的空气对流传热来提供的。蒸发出的水分，又以空气中的水分子浓度梯度为推动力来扩散出去，这是空气干燥的主要传递方法。过去纸张的干燥仅以空气的自然对流为手段，直到连续运转的烘缸干燥器的出现，这种局面才告结束。现在，老式的空气干燥方式，如悬挂式、悬杆式、热风式、隧道式等由于其干燥效率低，除少数特殊纸张的制造还在使用外，基本上都已陶汰。普通烘缸干燥器现在虽然还在使用，但是在造纸机车速已高达1000m/min的情况下，也不能完全满足需要，操作上也发生困难，因此，需要找到一种新的干燥方法以保持干燥速度适应纸机速度的增长。这种干燥器应有合理的价格，在纸幅所有的水分含量条件下，不仅能高速操作，还应有高的干燥速率。而且，要求领纸安全。灵活、方便的过程控制和横向湿度调节，能改善纸张质量，并有舒适的操作环境。现代空气干燥器是采用气体冲击和穿透干燥相结合的方法。当然，穿透干燥也有局限性仅仅适用于渗透性较好的纸种。一、冲击干燥冲击干燥是以高温高速的空气直接冲击在湿纸面上，使边界层的厚度降低到最低限度，改善并增加了传质与传热的效果，提高了干燥效率。工业上所使用的高温高速热风罩就是这种干燥方式的典型装置，图1-28所示为冲击干燥与杨克式和单光纸机干燥器相结合的干燥方式示意图。加热空气可以采用多种热源，可以用蒸汽间接加热，也可用天然气或油类直接燃烧来加热。用哪种热源是随着对冲击干燥用的空气温度的要求而定。通常高速热风罩的气流速度在60130m/s之间，而实际上气流喷射速度多在100m/s左右，烘缸罩的空气温度范围为150540，但一般使用最多的温度为300。图1-29所示为不同的温度和不同的喷射速度热风罩可能达到的干燥能力。这个曲线还说明在纸幅的初始干度为35%的条件下，当空气流速增加，温度降低，需要能量则迅速上升。挡纸幅使用冲击干燥与接触干燥相结合的方式；其干燥能力有大幅度的增加，如图中表明，在空气温度为420时，接触干燥能力达到8kgH2O（m2h），空气流速接近90m/s时，所需能量为6.5kW/m2。在设计冲击干燥器时，传热系数是关键参数，而传热系数又是喷射速度、喷嘴的压力降和能量消耗的函数。这些参数又和不同的几何参数有关，如喷嘴和排气口的排列、开孔面积的比例、喷嘴的形状和尺寸、喷嘴外表的间距和其他因素等。有关各种湍动冲击喷射流的结构及它们的传热系数计算、汽罩的设计等。冲击空气干燥器的应用主要在涂布纸和薄型纸的干燥上，对于普通烘缸干燥系统方面的应用是有限的，仅仅用作提高干燥部的干燥能力，横幅水分控制或者用在一些特殊的不放置干毯的烘缸上。图1-30所示为用于涂布纸干燥的多段冲击干燥器，在这种特殊的干燥器上，用高速热风罩来进行干燥，以空气层来承托运送纸幅。这种干燥装置既可用于机内涂布，也可用于机外涂布，但其排列方式是不同的。在某些情况下，也使用辐射干燥器（设置红外辐射干燥区）完成初步干燥，随后与冲击干燥装置相连接，通常设置2-3台不同气流速度的干燥器来实现干燥过程，冲击干燥系统重要的是它不仅改善了干燥速率，并且对涂布纸的干燥不产生任何干扰。对于薄型纸，诸如毛巾纸、绉纹纸、单面光纸等，多采用杨克式纸机或单面光纸机，这类设备的干燥器通常使用直径约为