[发明专利]一种中浓纸浆白度在线测量浆料取样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种浆料取样装置，特别是涉及一种从中浓漂白塔内提取中浓纸浆，用于在线检测塔内中浓纸浆白度的浆料取样装置。

背景技术

白度是新闻纸、文化纸的主要外观指标，随着市场竞争的加剧，各厂家对纸浆白度的要求越来越严格。就控制而言，传统的实验室侧量太慢，对纸浆生产过程进行在线白度测量和控制一方面可以降低成浆白度的波动，稳定产品质量，另一方面可以降低生产成本。生产过程中，纸浆白度的快速、准确测定，对保证成纸白度的稳定，降低化工原料消耗与能源消耗，有着至关重要的作用。现行测定纸浆白度一直沿用比色法或手抄片烘干法，比色法快但不准，手抄片烘干法准但无法及时指导控制生产，事前控制漂白过程中的湿浆白度，是造纸行业的共同心愿。

纸浆的颜色是由纸浆对可见光(400～700nm)的反射决定的，对漂白过程中纸浆颜色变化和纸浆光学性质吸收、反射、散射变化之间的关系进行的研究发现，纸浆的颜色变化对波长的蓝色光的吸收特别敏感。纸浆白度越低，对蓝色光的吸收量越多，反射量则越少，而且反射系数与纸浆的白度成线性关系。因此标准和标准均以波长的光反射率作为纸浆白度的测量标准。

目前国际上主要有两种不同的测量方式，分别为国际标准化组织(ISO)规定的ISO-亮度和美国造纸与纸浆工业技术协会(TAPPI)的TAPPI-亮度。两者的主要区别在于测量光线的角度、式样的大小和仪器的准确度。ISO-亮度采用积分球的原理。用白色圆球表面漫射光照射样品，观察它与样品成90°角反射出来的光。所测得的亮度不随样品的转动而改变，故又称无方向性亮度。TAPPI-亮度又称为方向性亮度，它对光的几何条件作了规定：蓝光以45°角投射试样，观察它与样品成90°角反射出来的光。这两种白度测量方式都需要对纸浆进行预处理，对取来的浆样进行稀释、抄片、压榨并干燥。传统上，是通过分析各漂白段漂后浆的白度来监视漂白过程，浆的白度是在化验室标准条件下，用抄得浆片的固有反射系数来表示。这个过程对控制而言太慢了。

随着自动化技术和信息技术的发展，出现了白度在线检测仪，使用在线白度传感器可以获得漂白过程中纸浆白度的连续变化信号，这就可以对漂白化学药品的加入进行连续控制，在保证质量的前提下减少化学品的消耗。一方面可以降低漂白过程的成本，另一方面可以减少漂白过程污染物的排放。华南理工大学制桨造纸工程国家重点实验室张占波等人所研究的在线白度传感器以光纤传感技术为核心，用发光二级管作为光源。用475nm的蓝色光经照射光纤照到浆流中，测量光纤会接收到部分反射光。另外需要从照射光纤中引出一束光作为对比。测量光纤和参比光纤中的光经过光电转换、放大，然后经刀转换变为数字量。以测量除以参比作为传感器参量，对实验室测得的标准白度值进行数学回归，根据得到的数学模型和传感器测得的光强进行计算得到纸浆白度。这种方法提高了浆料白度检测的速度，能够实现白度在线检测，其不足之处就是直接对浆流的白度进行检测，而管道中浆料本身的情况有多种多样，首先就是所测量的浆样并不是平整表面，那么测量点不同，浆料所反射出来的457nm的蓝光量就会不同，产生漫反射后，对反射后蓝光的收集会存在很大差异；另外根据实验研究表明，浆料的浓度不同时，对457nm的蓝光的反射率是不同的，直接采用传感器来测量管道中的浆料白度时，如果浓度出现变化，则所测得的白度值会出现较大的变化。从以上分析得知，要做到准确测量浆料白度，必须要对浆料进行预处理，即一是要确保所测浆样具有一定的平滑度，有利于光的反射；另外要确保所测浆样要具有相同的浓度，以消除因浆料浓度不同而带来的测量误差。

目前中浓漂白技术已在我国逐步推广，纸浆中浓漂白技术的经济效益主要表现在大幅度节电节水，降低热能消耗，特别是减少化学品的消耗，从而降低了总操作成本。另外由于减少了废液排出量，降低了废液污染程度，改善了周围环境，从而减少了废水处理负荷，也减少了经济开支。

纸浆中浓漂白一般指纸浆浓度在10％以上。纸浆的物理性质是随着浓度变化而变化的，当浓度低于0.6％时，纤维有足够的活动空间，因此絮聚形成的纤维网络并不稳定，其流动性与水基本相同；随着浓度的提高，纤维的接触和碰撞机会增多，纸浆中液体与纤维之间的相互作用加强，絮聚的纤维网络强度增高。当纸浆浓度大于7％以后，纸浆悬浮液就会丧失流动性，所以对中浓浆料的取样就不能直接通过阀门流出，必须要利用外力浆浆料从漂白塔内取出。

要想准确的对中浓漂塔内的中浓浆白度进行在线测量，就必须解决两个问题，一是取样；二是成形。

发明内容