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L'équilibre de charge dans le papier est essentiel au fonctionnement et à la rentabilité d'une machine à papier. L'article d'aujourd'hui présente un cas d'utilisation de l'analyse de charge pour optimiser la production d'une machine à papier, dans l'espoir de vous apporter une aide précieuse.
Dans ce cas, la machine à papier utilise une fabrication de papier neutre pour produire un papier culturel. La matière première fibreuse est un mélange de pâte de bois tendre et de bois dur, la charge est du carbonate de calcium précipité et les additifs de la partie humide comprennent un agent d'encollage interne AKD, un activateur d'amidon cationique et un système de rétention polymère binaire. L'usine a longtemps souffert d'un faible taux de rétention. Elle a réagi en augmentant la quantité d'agents d'encollage, mais a constaté que l'utilisation d'agents d'encollage dans la pâte dépassait largement les niveaux habituels de l'industrie. Néanmoins, le degré d'encollage du papier de base entrant dans la presse d'encollage est très faible : le test d'encollage Hercules (HST) n'est que de 0 à 2 secondes. Cela entraîne de fréquentes casses de papier à la presse d'encollage, et l'usine consacre trop de temps à l'enfilage du papier. De plus, la machine à papier présente de nombreux problèmes de sédimentation, et les trous et les casses de papier sont plus graves.
L'usine à papier a utilisé la méthode de titrage à la demande cationique (CDT) pour inspecter la partie humide de la machine à papier, et les résultats ont montré que le système était cationique. La théorie et l'expérience montrent que la partie humide de la machine à papier est cationique et fonctionne souvent mal. Comme le montre la figure 1, dans un système surcationisé, les particules d'agent d'encollage ne peuvent pas être correctement adsorbées sur la fibre en raison de la répulsion mutuelle des charges.
Figure 1 Système de pâte cationisée excessive
Afin de résoudre ce problème, les usines de papier ont commencé à réduire progressivement l'ajout d'additifs de charge cationique (c'est-à-dire des additifs à forte densité de charge positive et à faible masse moléculaire) dans le système de rétention du polymère binaire afin de restaurer la charge anionique à la surface de la fibre. Le mécanisme d'action du système de rétention du polymère binaire est illustré à la figure 2.
Figure 2 Mécanisme du système de rétention des polymères binaires
Sur la figure, le premier élément du système de rétention polymère binaire est un polyélectrolyte à forte densité de charge positive et à faible masse moléculaire. Après l'ajout de pâte, il interagit préférentiellement avec les déchets anioniques présents dans le système ou s'adsorbe sur la fibre pour fournir des points d'ancrage au polymère anionique secondaire à faible densité de charge et à masse moléculaire élevée. Ce dernier utilise un mécanisme de pontage pour générer de gros flocs à partir de la pâte à papier.
Français Avec la diminution de la quantité d'additifs contribuant à la charge positive, la charge du papier à la caisse de tête a commencé à changer dans la direction négative (ligne pointillée sur la figure 3), et le degré d'encollage du papier de base a progressivement augmenté (ligne continue sur la figure 3). Une analyse minutieuse de la figure 3 montre que lorsque la charge du matériau papier est proche de la neutralité, l'effet d'encollage commence à se rétablir de manière significative ; lorsque le matériau papier devient finalement anionique net (-2 microéquivalents/litre), le HST dépasse 100 secondes ; continuez à réduire la contribution de la charge cationique Avec la quantité d'additifs, la charge négative du matériau papier devient progressivement plus importante, et dans le même temps, le HST atteint plus de 100 secondes, ce qui dépasse de loin les exigences de la presse d'encollage pour le degré d'encollage du papier de base.
Figure 3 Effet de la réduction de la quantité d'additifs contribuant à la charge positive (agent de piégeage des déchets anioniques) sur la charge du papier et le degré de collage du papier
Lorsque le papier est surcationisé, une plus grande quantité d'agent de rétention anionique est nécessaire pour surmonter la répulsion de charge excessive entre les matériaux. Une fois la répulsion de charge affaiblie, une plus faible quantité d'agent de rétention peut garantir le taux de rétention. Un dosage trop élevé peut entraîner une floculation excessive et altérer l'uniformité du papier.
Figure 4 L'évolution de la rétention de la première jambe et de la rétention des cendres de la première jambe après plusieurs mois d'optimisation
La figure 4 illustre l'évolution du premier passage et de la rétention des cendres lors de l'optimisation de la machine à papier. On constate que ces deux paramètres ont été améliorés et maintenus à une valeur relativement stable.
L'augmentation et la stabilité du taux de rétention ont entraîné d'autres changements positifs. Les avantages de la méthode CDT pour optimiser la partie humide sont résumés ci-dessous :
(1) La rétention totale du premier voyage de la machine à papier et la rétention des cendres du premier voyage peuvent être améliorées et stabilisées ;
(2) Avec l'augmentation du taux de rétention, les dépôts dans les machines à papier, les trous de papier, les ruptures de papier et d'autres phénomènes ont été considérablement réduits ;
(3) Réduire considérablement le coût d’utilisation des additifs ;
(4) Le CDT peut être utilisé pour suivre rapidement la source de la charge anormale, prédire la fluctuation de la quantité d'additifs chimiques causée par le changement de charge du matériau papier et mieux éviter le coût élevé qui peut être encouru par le système anormal.
