一種造紙濕部消泡劑的性能評價

劉德明，沈興楠

（1.安徽鑾威化工科技開發(fā)有限公司，安徽馬鞍山243000；2.馬鞍山市消泡劑工程技術(shù)研究中心，安徽馬鞍山243000；3.民豐特種紙股份有限公司，浙江嘉興314000）

造紙企業(yè)生產(chǎn)中環(huán)境保護、減少污染物排放、節(jié)能降耗等措施得到很好的實施，各種助劑的應(yīng)用提高了成品紙張的預(yù)期特性，同時生產(chǎn)用水的封閉、半封閉循環(huán)利用使得造紙系統(tǒng)中殘留積累了一定的離子、非離子等組分，導(dǎo)致制漿抄紙系統(tǒng)中泡沫的問題比較突出，由于泡沫的產(chǎn)生給生產(chǎn)過程、成品質(zhì)量、設(shè)備的有效運行、現(xiàn)場管理帶來許多負(fù)面影響，因此最大限度地減輕和消除生產(chǎn)過程中的泡沫已引起造紙企業(yè)的高度重視。

根據(jù)造紙濕部的特殊工藝和泡沫的成因，安徽鑾威化工科技開發(fā)有限公司研發(fā)了一款有針對性的消泡劑（或造紙脫氣劑）XP-530D，其主要成分是高級脂肪醇（或高碳醇），呈白色均一乳狀液體。

消泡劑是一種消除泡沫或脫除氣泡的功能性助劑，它是以細(xì)小微粒形態(tài)分散在起泡介質(zhì)中的，其特性是：不溶于或微溶于起泡介質(zhì)，表面張力比

起泡介質(zhì)更低。正是由于消泡劑良好的滲透性和較低表面張力的特性，其吸附在泡沫表面時，使泡沫的局部表面張力降低，干擾起泡介質(zhì)氣液界的表面張力，使泡沫表面張力不均勻而破泡，以達到消泡的效果[1]。造紙濕部消泡劑又稱脫氣劑，有別于傳統(tǒng)意義上的消泡劑，即其先把起泡介質(zhì)中的氣泡脫除到液體表面，然后再消除泡沫。

1 實驗部分

1.1 起泡介質(zhì)的配制

由于從企業(yè)帶回的白水在運輸和放置過程會發(fā)生變化，會影響實驗效果，所以只能用模擬現(xiàn)場疏解廢紙原料提取白水來做相關(guān)實驗。用實驗室打漿機（23 L）疏解廢紙原料，取從造紙企業(yè)帶回的風(fēng)干的箱板紙、紗管、瓦楞紙、灰板紙和報紙，加水調(diào)整漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%左右。疏解后的漿料打漿度一般不大于307 SR°（28～307 SR°）。根據(jù)不同情況分別加入或不加相當(dāng)于絕干漿質(zhì)量2%的糊化淀粉，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%磷酸乙醇酸磷酸酶（PGP）適量及適量的松香膠、硫酸鋁溶液等。放出漿料，把漿料濃度調(diào)整到質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.7%左右，然后用120目篩網(wǎng)過濾，濾液就是實驗用白水[2]。

1.2 消泡劑性能的實驗室測試

為了對比，實驗選擇浙江某包裝紙生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場使用的消泡劑A、消泡劑B來作為參考，它們分別主要由含氧化合物、乳化劑和增效劑組成，但生產(chǎn)方式有所不同。

消泡劑性能測試方法按照參考文獻[3]采用循環(huán)鼓泡法進行，結(jié)果見表1。實驗中，泡沫體積從300 mL降到最低點所需的時間越短，說明消泡劑的消泡性能越好，反之消泡性能越差；泡沫體積重新達到300 mL時所需的時間越長，則說明消泡劑的抑泡性能越好，反之越差。

由表1的實驗數(shù)據(jù)可知，XP-530D具有較好的消泡性能和抑泡性能，明顯優(yōu)于現(xiàn)場使用的消泡劑A和消泡劑B。

1.3 現(xiàn)場模擬實驗

實驗設(shè)備：23 L實驗室打漿機，秒表，鋼尺。

實驗參數(shù)：打漿機頻率為40 Hz，電機轉(zhuǎn)速為1 100 r/min，不進刀；測試白水溫度為38℃。

表1 3種消泡劑的消、抑泡性能測試數(shù)據(jù)

取一定量的實驗用白水，加入實驗打漿機中循環(huán)一定時間使白水起泡，然后每間隔10 min向白水中加入一定量的消泡劑，記錄泡沫消失的時間和泡沫再次上漲并穩(wěn)定在一定高度的時間，結(jié)果見表2。

表2 3種消泡劑現(xiàn)場模擬實驗測試情況對比

由實驗打漿機模擬實驗和表2實驗數(shù)據(jù)可知：XP-530D消泡性能優(yōu)于消泡劑A和消泡劑B，且消泡劑A優(yōu)于消泡劑B；XP-530D的抑泡性能優(yōu)于消泡劑A和消泡劑B，且消泡劑A優(yōu)于消泡劑B。

2 現(xiàn)場應(yīng)用試驗

根據(jù)消泡劑性能的實驗室測試和打漿機模擬的測試結(jié)果，在浙江某包裝紙生產(chǎn)企業(yè)的大力支持下，對消泡劑XP-530D在紙機上又進一步做了現(xiàn)場應(yīng)用試驗。

該包裝紙生產(chǎn)企業(yè)是以100%國廢為原料生產(chǎn)包裝用紙，年產(chǎn)量7萬t，現(xiàn)場車速為400 m/min；用淀粉作為表面施膠劑，漿內(nèi)不加助劑；成品率89%，損紙量較多；白水溫度為32～35℃；網(wǎng)前箱pH為6.5～7.5。

現(xiàn)場觀察到網(wǎng)前箱、白水池、地溝等3處的泡沫比較多，其中白水池和地溝處已有泡沫溢出的情況?，F(xiàn)場時有斷紙情況發(fā)生。

現(xiàn)場試驗中消泡劑XP-530D從底層成形網(wǎng)下第2塊和第3塊刮水板空隙處加入。試驗情況見表3。

表3 消泡劑XP-530D現(xiàn)場應(yīng)用試驗記錄

通過現(xiàn)場應(yīng)用測試結(jié)果，最終確定消泡劑的最佳流量為25～30 mL/min。使用XP-530D后，耗水量下降，成品率提高，現(xiàn)場環(huán)境得到改善，斷紙情況也有明顯的改善，廢水處理系統(tǒng)內(nèi)泡沫明顯減少。該包裝紙生產(chǎn)企業(yè)對消泡劑XP-530D的現(xiàn)場試驗結(jié)果表示滿意。

3 結(jié)論

通過實驗室測試、打漿機模擬測試和現(xiàn)場應(yīng)用試驗，結(jié)果表明：消泡劑XP-530D具有良好的性能和應(yīng)用效果，適合在造紙濕部工序中使用。

［1］ 劉德明，朱明琴，黃鳳美.循環(huán)鼓泡法評價金屬加工液消泡劑［J］.合成潤滑材料，2013，40（1）：28-29.

［2］ 劉德明，沈興楠，黃飛彪，等.包裝紙生產(chǎn)中濕部消泡與現(xiàn)場效果評價［J］.造紙化學(xué)品，2017，29（3）：20-24.

［3］ 吳飛，曹治平.兩種新型造紙消泡劑的現(xiàn)場應(yīng)用測試［J］.江蘇造紙，2007（2）：41-45.