[发明专利]硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值的在线软测量方法

说明书

本发明涉及制浆蒸煮过程测量控制技术，具体是指硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa(卡伯)值的在线软测量方法。

蒸煮是制浆过程的一个重要环节，纸浆Kappa值表示原料在蒸煮过程中的蒸解程度。在蒸煮过程中，稳定纸浆的卡伯值，是稳定纸浆质量的关键，而且还可提高纸浆得率，降低消耗，减少环境污染，提高经济效益。因此，纸浆Kappa值是纸浆的重要质量指标。遗憾的是，迄今为止，尚未有开发出蒸煮过程在线测量纸浆Kappa值的仪表。目前国内外普遍采用软测量的方法，即建立硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值的软测量数学模型，采用计算机实现蒸煮过程纸浆Kappa值的在线软测量。

目前国内外用于蒸煮过程Kappa值软测量的数学模型均为经验模型。如国内采用的Chari模型的变形模型，美国Measurex公司采用的Chari模型，AccuRay公司采用的Hatton模型，瑞典ASEA-MoDo公司采用的回归模型等。经验模型虽然易于使用，但存在通用性差、应用范围小和局限条件多的缺陷。

我国拥有近百家大型制浆造纸企业，其蒸煮过程的自动控制水平较低，造成其后续的筛选、洗涤和漂白工序的产量和质量波动较大。提高和稳定蒸煮粗浆质量是我国造纸工业亟待解决的问题。

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种采用计算机确定蒸煮过程药液取样时间后对蒸煮过程纸浆Kappa值进行在线软测量，进而预报蒸煮终点的硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值的在线测量方法，以提高和稳定蒸煮粗浆质量。

本发明的上述目的是这样实现的：

一种硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值的在线测量方法，包括以下主要步骤：

(1)建立蒸煮过程纸浆Kappa值的数学模型如下：

           Kα＝A-Bln{(H-H_b)[ln(S)EA_b]^R}

式中：

    Kα-Kappa值

    H-Vroom定义的H因子

    H_b-大量脱木素阶段开始时的H因子

    EA_b-当H＝H_b时，所取药液试样的有效碱浓度

    S-硫化度(S％)

    A、B、R-参数

(2)对新用户，根据不同工厂、不同原料等条件，测量生产现场多批间歇蒸煮的碱量、液比、硫化度及其相应的H因子、EA_b和实验室离线测定的纸浆Kappa值，采用数据回归方法调试软件包中数学模型中的参数A、B、R值，用Rekunen方法计算出H_b值；

(3)输入硫化度、H_b及蒸煮粗浆的目标Kappa值；

(4)投入运行，系统将在H＝H_b时发出药液取样信号，此时取药液试样，测定其有效碱浓度EA_b值，并将EA_b值输入系统；

(5)系统将动态显示当前生产过程中纸浆的Kappa值及蒸煮粗浆目标Kappa值，当两者相等时，系统发出信号，报示蒸煮终点已到，可采用人工或自动放锅。

本发明主要包括两个方面，一方面是建立硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值的在线软测量数学模型。这是发明者根据蒸煮过程脱木素反应动力学和数据处理方法得出机理数学模型，并在该机理模型的基础上用实验修正(调试)某些参数后获得的准确数学模型。另一方面是根据上述模型和蒸煮过程要求组成蒸煮过程纸浆Kappa值在线软测量和蒸煮终点预报系统，建立系统的软件包。

本发明与现有技术相比具有如下突出的优点：

(1)本发明实现了计算机对蒸煮过程纸浆Kappa值进行在线软测量，并对蒸煮终点进行预报，使蒸煮粗浆Kappa值稳定，进而到达了提高纸浆质量的目的，同时还可提高得率，降低消耗，减少环境污染，提高经济效益。

(2)从二个实施例结果可看出，采用硫酸盐法间歇蒸煮过程纸浆Kappa值的在线软测量方法，对蒸煮过程纸浆Kappa值在线软测量的标准偏差在1.6以内。达到目前造纸发达国家纸浆Kappa值在线软测量的标准偏差在2.0以内的先进水平。

(3)本发明中提出了一种确定蒸煮过程中药液取样时间的新方法，即当H＝H_b时为取样时间。该方法既避免了升温速率波动带来的干扰，又避免了参数不易确定的缺陷。