[其他]纸和纸板过热蒸汽干燥法及干燥机

说明书

本发明是关于用过热蒸汽烘干纸或纸板或浆板的方法和干燥机，尤其是关于用过热蒸汽烘干用磨木浆、化学磨木浆、半化学木浆抄的纸和纸板的方法。这种干燥法可以提高这类纸和纸板的物理强度，还可以节省热能。

由于全世界制浆用木材的供应越来越紧张，造纸工业被迫提高纸浆的得率和用阔叶材代替针叶材制浆，但提高纸浆的得率的结果是脱木素不完全，纤维变得粗硬，特别是阔叶材浆更是严重，因此降低了成纸的强度和挺度。现有干燥方法，如烘缸干燥、热空气干燥、红外线干燥、高频干燥等，湿纸是在空气的环境内干燥的，从湿纸中蒸发的水分由其周围的空气带走，湿纸的温度一般不超过80℃，纸内的木质素不能被软化，不能改变含木质素的纤维的硬挺特性，因此在干燥过程中纤维之间形成的键结合数目较少，成纸的强度和挺度较低。

在现有纸机中，大多数采用烘缸干燥，从湿纸中蒸发出来的水蒸汽是靠流动的空气把它带走。水蒸汽与空气混合成为含湿量低于0.15公斤水分/公斤干空气的湿空气。通常每生产1公斤纸要向纸机干燥部送20～75公斤空气，以便带走蒸发的水蒸汽，大量空气带走了大量热量。由于废湿空气的温度低以及比热焓低，因而难以回收利用废湿空气中的废热，即使有回收废湿空气废热的设备，也只能用于加热空气或热水，节能很有限。烘缸干燥每蒸发1公斤水分的单位耗热量很大。热空气干燥存在同样缺点且单位耗热量比烘缸干燥还高。红外干燥、高频干燥除单位耗热量高外，还有两大缺点：只能作为辅助干燥且易引起火灾。

针对现有的烘缸干燥、热空气干燥、红外线干燥、高频干燥等存在的缺点，本发明提供了克服上述缺点的新干燥方法和干燥机-纸和纸板过热蒸汽干燥法和干燥机。本发明不但可以提高含木质素的纸和纸板的强度，且能大幅度节省热能。

本发明提供的纸和纸板过热蒸汽干燥法和干燥机，干燥介质是过热蒸汽，纸和纸板是在过热蒸汽环境内干燥的。湿纸的温度等于或高于过热蒸汽的饱和温度，控制过热蒸汽的压力等于或大于大气压力，湿纸的温度必然高于100℃，在这样的温度下烘干用磨木浆、化学磨木浆、半化学木浆抄的纸和纸板，其内的木质素及含木质素的薄壁细胞就会被软化，纤维变得柔软，干燥后纤维之间能形成较多的键结合，纤维之间的接触也较紧密、摩擦力也增加，因此可以提高成纸的物理强度。用本发明的过热蒸汽干燥法烘干由磨木浆、化学磨木浆、半化学木浆抄制的纸和纸板，其物理强度比用现有干燥法烘干的提高0～20%。阔叶材半化学木浆往往含有大量薄壁细胞。这类薄壁细胞木质素含量高，对成纸的物理强度不利。过热蒸汽干燥可以使木质素和薄壁细胞软化，特别有利于提高阔叶材半化学木浆纸和纸板的物理强度。应用本发明可扩大磨木浆、化学磨木浆、半化学浆的应用范围，节约木材资源。同时使很多阔叶材也成了造纸用材，扩大了木材来源。

本发明也可以用于干燥化学木浆类纸和纸板、各种非木纤维纸和纸板、各类浆板等。过热蒸汽的压力也可以低于大气压。

在本发明提供的纸和纸板过热蒸汽干燥法干燥机中，纸或纸板是在过热蒸汽的环境内干燥，废汽是蒸汽，从湿纸中蒸发的水蒸汽的潜热仍保留在废汽内，可以全部回收利用，热效率高。本发明的纸和纸板过热蒸汽干燥法和干燥机比现有干燥方法可节约20～80%的热能。即使不回收利用废汽也比现有干燥方法节约热能。

现有的烘缸干燥设备庞大，一台现代高速纸机需要装设50～100只烘缸，投资大，占的地面和空间大。本发明应用过热蒸汽喷流冲击纸面，强化了传热过程，提高了传热系数;又因为从湿纸中蒸发的水蒸汽是进入过热蒸汽内，没有传质阻力，因此大大地提高了干燥速度，约为烘缸干燥的好几倍。可以缩短纸机干燥部的长度。过热蒸汽冲击结合烘缸热传导所达到干燥速度也比现有杨克热风干燥机的干燥速度高。

在现有的烘缸干燥、热空气干燥、红外干燥、高频干燥等过程中，纸或纸板或浆板是在空气的环境内烘干的，容易引起火灾。在本发明的过热蒸汽干燥过程中，纸或纸板或浆板是在过热蒸汽的环境内干燥，不与空气接触，可以消除火灾。

本发明提供了四种不同的过热蒸汽干燥机。

1、多烘缸过热蒸汽干燥机，附图1是它的流程图。

2、多辊过热蒸汽冲击穿透干燥机，附图2是它的流程图。

3、多辊过热蒸汽穿透干燥机，附图3是它的流程图。

4、单烘缸过热蒸汽干燥机，附图4是它的流程图。

本发明提供的四种过热蒸汽干燥机都是按本发明的过热蒸汽干燥法构思的，它们有以下三个共同点：