CN105527281A - 造纸白水监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种造纸白水监测系统和方法。造纸白水监测系统包括：搅拌件，该搅拌件包括转动轴和设置在转动轴上的至少一个叶片，在叶片的每一个上设置有检测片，该检测片被设置成适于浸没在造纸白水之中，并且还被设置成适于被施加有染色剂；驱动器，该驱动器的驱动轴与搅拌件的转动轴相连接，以驱动搅拌件转动；以及观察装置，该观察装置用于观测被施加了染色剂的检测片。本发明还涉及使用该造纸白水监测系统对造纸白水进行监测的方法。通过本发明的系统和方法，能够方便且连续的地对造纸白水中的疏水物质进行监测。

Description

造纸白水监测系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于监测造纸白水的系统及其方法，具体来说，本发明的系统和方法用于监测造纸白水中的疏水物质含量。

背景技术

造纸技术通常包括制浆、调制、抄造等主要步骤。其中，在调制过程中使用的浆料越来越多地采用通过机械制浆法制造的机械浆以及例如从纤维回收段等工位回收而来的回收浆，其中还包括由回收的废纸所生成的再生浆。

在由上述类型的纸浆所构成的白水中包含有疏水物质。这些疏水物质主要是存在于纸浆中的树脂和粘胶物，此外还包括回收的废纸所带有的油墨、涂料和粘胶性污染物等物质。这些疏水性物质主要为有机疏水物质，其带有微弱的负电，并且其颗粒大小不均，尺寸大多为微米级的。在造纸过程中，这些疏水物质会沉积到造纸设备上，会在后续的造纸过程中产生脱水困难、湿的纸幅容易断裂等问题。并且，这些疏水物质还会沉积到最终的纸张成品上，在纸张上形成难以清洗的污点。

在造纸生产周期中，白水中的此类疏水物质会逐渐积累，从而使上述技术问题日益恶化，并最终导致所生产的纸张不符合质量要求。

针对白水中的疏水物质所引起的这些问题，目前的解决方法是在白水中加入粘胶物分散剂或定位剂。粘胶物分散剂的作用是将大的粘胶物分散开，以避免在纸张产品上形成较大的污点。施加定位剂的作用则是将小的粘胶物聚集在纤维之上，以避免这些疏水物质进入白水循环系统。

此外，研究表明，在白水中添加某些特征酶也可减少特定粘胶物的含量。例如，中国专利公开CN1786342A中公开了利用果胶酶来减少粘胶物的含量，而中国专利公开CN103061184A则公开了通过添加脂肪酶来减少粘胶物。

但是，不同的造纸系统其工艺特性也有所不同，所添加的粘胶物分散剂、定位剂、特征酶的种类和量也有所不同。例如，可通过白水的浊度、固含量、阳离子需求量、COD等参数来间接地监测白水中胶粘物的含量。基于监测结果，可决定如何添加试剂。而对疏水物质的直接监测方法则包括荧光颗粒测试、示踪剂颗粒测试、重量测试等方式。此外，也可通过常规的分筛、抽提等方法进行测量。不过，这些方法的操作过程复杂，且运行成本较高，更重要的是，这些方法不适于对白水中疏水物质的积累作连续跟踪监测。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于监测造纸白水的系统和方法，以能够方便且连续的地对造纸白水中的疏水物质进行监测。

本发明通过一种造纸白水监测系统来实现上述目的，其中，该造纸白水监测系统包括：搅拌件，该搅拌件包括转动轴和设置在转动轴上的至少一个叶片，在叶片的每一个上设置有检测片，该检测片被设置成适于浸没在造纸白水之中，并且还被设置成适于被施加有染色剂；驱动器，该驱动器的驱动轴与搅拌件的转动轴相连接，以驱动搅拌件转动；以及观察装置，该观察装置用于观测被施加了染色剂的检测片。

通过本发明的造纸白水系统，可以随时将搅拌件以及搅拌件的叶片上的检测片提出造纸白水，而对造纸系统的运行几乎没有影响，因此可在造纸系统运行期间方便且连续地对造纸白水进行监测，由此，操作人员可即时判断是否需要对造纸白水进行处理。

进一步地，本发明的系统还包括白水槽，造纸白水被容纳在白水槽中，搅拌件的至少一部分浸没在造纸白水之中。

其中，至少检测片浸没在造纸白水之中。

较佳地，该检测片可拆卸地安装在叶片上。该检测片可为透明玻璃。

较佳地，观察装置包括以下之中的至少一种：摄像头和显微镜。

较佳地，染色剂可为任何已知的疏水性染色剂，例如苏丹II。

本发明还公开了一种造纸白水监测方法，该方法按顺序包括如下面步骤：

提供以上所述的造纸白水监测系统；

至少将搅拌件的叶片上的检测片浸没在造纸白水中；

由驱动器驱动搅拌件转动；

以规定的时间间隔将检测片从搅拌件的叶片上取下；

在被取下的检测片上施加染色剂；以及

用观察装置观测被施加了染色剂的检测片，并对所获得的图案进行评级，评级的结果表征造纸白水中的疏水物质的量。

较佳地，就上述时间间隔而言，操作人员可以每天将检测片从搅拌件的叶片上取下至少一次。

进一步地，若评级结果显示疏水物质的量超出了预定阈值，则用预定的方法对造纸白水进行处理。

其中，预定的方法包括如下之中的至少一种：至少部分地替换造纸白水，在造纸白水中加入造纸白水处理剂，以及在造纸白水中加入清水并部分地排出造纸白水。

在本发明的应用场合中，疏水物质可包括疏水性胶体或颗粒，例如树脂和粘胶剂中的至少一种。

附图说明

图1示出了本发明的造纸白水监测系统的示意图。

图2示出了本发明的造纸白水监测系统中的驱动器、搅拌件和白水槽，其中搅拌件的叶片浸入白水槽内的白水中。

具体实施方式

下面将结合附图来对本发明的造纸白水监测系统的一个较佳的结构进行说明，并以该较佳的结构为例说明本发明的造纸白水监测方法。在此要说明的是，附图中所示的仅仅是本发明的较佳实施例，其并不构成对本发明的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本发明进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，这些都落在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明的造纸白水监测系统1总体上包括驱动器10、由该驱动器10所驱动的搅拌件20、布置在搅拌件20上的检测片30、白水槽40、染色装置50和观察装置60。其中，如以下将详细说明的，白水槽40和染色装置50是可选的部件。

在图1所示的造纸白水系统1中，驱动器10与搅拌件20在物理上连接在一起。此外，检测片30设置在搅拌件20上，而搅拌件20连同检测片30一起则至少部分地浸没在可选的白水槽40中，因此在图1中，将搅拌件20、检测片30和白水槽40用同一个方框来表示。而染色装置50和观察装置60与驱动器10、搅拌件20等不必具有实体上的连接关系，而是根据系统1所执行的方法步骤顺序而存在上下游的关系。即，就方法步骤的顺序而言，染色装置50位于搅拌件20的下游，而观察装置60则位于搅拌件20和染色装置50(在包括该装置的情形中)的下游。该上下游的关系在图1中用箭头示意性地示出。

在本发明的造纸白水监测系统1中，驱动器10可以例如是电动机，也可以是其它可使搅拌件20转动的装置，例如液压致动装置、气动致动装置等等。驱动器10的驱动轴与搅拌件的转动轴21相连，或者驱动轴和转动轴21形成一体，如图2中所示的。搅拌件20可包括至少一个叶片22。在每个叶片22上设置有检测片30。优选地，该检测片30可拆卸地设置在叶片22上。在一种例子中，检测片30可以是透明玻璃。

在造纸系统运行时，搅拌件20浸入造纸白水中。较佳的，如图2所示，搅拌件20浸入到白水槽40所容纳的造纸白水中。搅拌件20浸入造纸白水中的程度至少使检测片30被浸没在造纸白水中。

本发明的造纸白水监测系统1还包括染色装置50。该染色装置50可以对检测片30进行染色。所使用的染色剂可为任何已知的疏水性染色剂，例如苏丹II。苏丹II本身呈橘色。当将苏丹II施加到带有疏水物质的检测片30上时，疏水物质被染成颜色浓烈且偏黄的橘色。而被染成偏黄的橘色的疏水物质很容易被观察到。

此外，如之前所提到的，对于本发明来说，染色装置50只是一个可选部件。对检测片30进行染色的工作也可由操作人员手工来完成，而无需专门设置染色装置。

进一步地，在对检测片30进行染色之后，本发明通过一个观察装置60来观察被染色的检测片30。该观察装置60可以采用各种现有技术中已知的设备。

例如，在一种实施方式中，可以设置显微镜来作为观察装置60。操作人员可以通过该显微镜来观察测试片30上大小为微米级的疏水物质颗粒。

再例如，可以设置具有显微拍摄功能的照相机或摄像头来充当观察装置60。该照相机或摄像头可连接到显示器或打印装置，从而可选择性地将拍摄到的照片或视频打印出来或显示在显示器上，以供操作人员观察。

下面将以上述造纸白水监测系统1的具体结构为例描述本发明的造纸白水监测方法。

造纸系统在常规停机清洗之后，其白水系统会被清理干净，从而不存在疏水物质，或者白水系统中所含的疏水物质极少。此时，将造纸白水监测系统1的搅拌件20浸入白水槽40中。其浸入的程度为至少使设置在搅拌件20的叶片22上的检测片30被完全浸没在造纸白水之中。

在造纸系统开始运行的同时，驱动器10驱动搅拌件20转动。在造纸系统运行的过程中，以规定的时间间隔将检测片30从叶片22上取下。较佳地，可以每天至少将检测片30取下一次。或者，根据实际的工艺要求，可以设定更长或更短的时间间隔。进一步地，在该步骤中，可以在取下旧的检测片30的同时将新的检测片30安装到叶片22上。或者，也可以在对取下的检测片30进行观测然后进行清洗之后，再将清洗好的检测片30安装回叶片22上。

或者，也可不将检测片30取下，而是将驱动器10和搅拌件20整体通过本领域中已知的方式与提升装置(未示出)相连。提升装置也是本领域中现有的装置。通过该提升装置，将驱动器10、搅拌件20以及设置在搅拌件的叶片22上的检测片30一起从白水中提起。或者，在另一种方式中，搅拌件20可拆卸地与驱动器10相连。当需要将检测片30从白水中取出时，可以将搅拌件20连同搅拌件20的叶片22上的检测片30一起从驱动器10上拆下，并与白水脱离接触。

然后，对检测片30施加染色剂。例如，可以在染色装置50上进行该染色操作。或者，在检测片30保持在叶片22上的情形下，由操作人员手动地对检测片进行染色。在此，用于染色的染色剂为疏水性染色剂，较佳地为苏丹II。

利用观察装置60对经过染色的检测片30进行观察。例如，操作人员可以通过显微镜来观测检测片30上的染色图。或者，可通过显微照相机或显微摄像机来记录下该检测片30的染色图。然后，对观察到的染色图进行评级，以确定是否需要对造纸白水中的疏水物质进行处理。此处的评级过程可以是将得到的染色图与若干个预定分级图进行比较，以确定染色图的级别。

预定分级图显示的是在检测片30上的疏水物质分布密度，并根据具体的造纸系统而将这些不同的疏水物质密度进行分级。举例来说，根据某个特定的造纸系统，依照其运行特性，可将检测片30上的疏水物质的分布密度分成五个级别，其中1级为量少，2级为量增，3级为量多，4级为量大，5级为报警。在该分级的基础上，制作与这五个级别相对应的预定比较图。在监测过程中，若确定所观测到的染色图达到4级，则表明需要开始准备疏水物质处理方案，而若染色图达到5级，则表示造纸系统中各部件上的疏水物质沉积物过多，有可能导致断纸或纸张产品上会产生明显的斑点，此时必须对系统中的疏水物质进行处理。

上述分级方式只是为了说明方便而给出的举例。具体的分级方式可由操作人员根据不同的造纸系统以及相应的制造工艺来制定。

通过上述监测方法，可以连续地监测造纸白水，并及时向操作人员指示何时需要对疏水物质进行处理。对疏水物质的处理方法还可包括：至少部分地替换造纸白水，在造纸白水中加入造纸白水处理剂(包括粘胶物分散剂、定位剂、特征酶等)，以及在造纸白水中加入清水并部分地排出造纸白水。

Claims (14)

1.一种造纸白水监测系统，其特征在于，包括：

搅拌件，所述搅拌件包括转动轴和设置在所述转动轴上的至少一个叶片，在所述叶片的每一个上设置有检测片，所述检测片被设置成适于浸没在造纸白水之中，并且还被设置成适于被施加有染色剂；

驱动器，所述驱动器的驱动轴与所述搅拌件的所述转动轴相连接，以驱动所述搅拌件转动；以及

观察装置，所述观察装置用于观测被施加了所述染色剂的所述检测片。

2.如权利要求1所述的造纸白水监测系统，其特征在于，还包括白水槽，所述造纸白水容纳在所述白水槽中，所述搅拌件的至少一部分浸没在所述造纸白水之中。

3.如权利要求2所述的造纸白水监测系统，其特征在于，至少所述检测片浸没在所述造纸白水之中。

4.如权利要求1～3中任一项所述的造纸白水监测系统，其特征在于，所述检测片可拆卸地安装在所述叶片上。

5.如权利要求1～3中任一项所述的造纸白水监测系统，其特征在于，所述检测片为透明玻璃。

6.如权利要求1～3中任一项所述的造纸白水监测系统，其特征在于，所述观察装置包括以下之中的至少一种：显微照相机、显微摄像头和显微镜。

7.如权利要求1～3中任一项所述的造纸白水监测系统，其特征在于，所述染色剂为疏水性染色剂。

8.如权利要求7所述的造纸白水监测系统，其特征在于，所述染色剂为苏丹II。

9.一种造纸白水监测方法，其特征在于，该方法按顺序包括如下面步骤：

提供如权利要求1～8中任一项所述的造纸白水监测系统；

至少将所述搅拌件的所述叶片上的所述检测片浸没在所述造纸白水中；

由所述驱动器驱动所述搅拌件转动；

以规定的时间间隔将所述检测片从所述搅拌件的所述叶片上取下；

在被取下的所述检测片上施加所述染色剂；以及

用所述观察装置观测被施加了所述染色剂的所述检测片，并对所获得的图案进行评级，评级的结果表征所述造纸白水中的疏水物质的量。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，每天将所述检测片从所述搅拌件的所述叶片上取下至少一次。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，若评级结果显示所述疏水物质的量超出了预定阈值，则用预定的方法对造纸白水进行处理。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预定的方法包括如下之中的至少一种：至少部分地替换造纸白水，在所述造纸白水中加入造纸白水处理剂，以及在所述造纸白水中加入清水并部分地排出所述造纸白水。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述疏水物质包括疏水性胶体或颗粒。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述疏水物质包括树脂和粘胶剂中的至少一种。