造纸工艺中的留着率与滤水系统优化：深度剖析与实践指南

  在当今的造纸行业中，产品质量和生产效率是企业立足市场的核心竞争力。而在造纸工艺里，留着率与滤水性能又深刻 地影响着这两个关键方面。本文将深入挖掘首程留着率 (FPR)  和滤水系统的优化策略，同时结合生产实践中的故障诊 断实例，为造纸行业技术人员提供全面且实用的技术参考，其中也将着重提及我公司产品——动态滤水仪、颗粒电荷分析仪和Zeta电位仪在优化过程中的重要作用。

核心概念解析

首程留着率(FPR): 造纸关键指标

  首程留着率(FPR)表示纸料通过成形部时，保留在湿纸页中的固形物比例。它精准反映了细小纤维与填料的保留效率，对纸张强度、均匀性以及生产成本有着不可忽视的影响。

其计算公式为： FPR(%)=[1-(白水浓度/流浆箱浓度)]×100。在实际生产时，首程留着率通常处于60%-80%这个范围。通过精确监测 FPR, 企业能及时调整工艺参数，优化 生产流程，从而提升产品质量和经济效益。

电荷平衡原理：工艺“平衡法则”

  造纸浆料系统中的电荷平衡是影响留着率和滤水性能的核心要素。浆料中的纤维、填料和细小纤维大多数时候带有负电 荷，助留剂则通过提供阳离子来中和这些负电荷，进而实现纤维和填料的高效保留。

  ·Zeta电位：用于表征纤维表面电荷状态，正常范围在-15mV 至 - 25mV。Zeta 电位绝对值越大，纤维表面负电荷越 强，助留剂的中和需求也就越高。

  ·溶解与胶体物质 (DCS): 这些带负电的干扰物质常被叫做"阴离子垃圾",会削弱助留剂的效果。所以，控制DCS含量是优化造纸工艺的重要一环。通过我公司的 Zeta 电位仪，可实时精准监测纤维表面电荷状态，为实现电荷平衡 提供有力的数据支持。

助留剂系统组成：提升留着率利器

 助留剂是造纸工艺中不可或缺的化学品，合理使用能显著提高首程留着率和滤水性能。助留剂主要分为阳离子型助留剂 和微粒助留体系。

阳离子型助留剂：造纸“粘合剂”

阳离子型助留剂通过中和浆料中的负电荷，促进纤维和填料的聚集，提高留着率。常见的有：

微粒助留体系：协同“加速器”

微粒助留体系是一种高效助留技术，借助阳离子聚合物与阴离子微粒(如膨润土或胶体二氧化硅)的协同作用，实现“架桥-压缩”效应，同步提升留着率与滤水速度。添加顺序至关重要，阳离子聚合物要在筛前添加，阴离子微粒在筛后添加，这样可确保阳离子聚合物先与浆料中的纤维和填料结合形成稳定网络结构，随后阴离子微粒通过压缩双电层进一步增强留着效果。

生产异常案例诊断：从问题到方案

在实际生产中，造纸工艺难免会遭遇各种异常。下面通过一个典型案例来分享故障诊断与解决方案。

故障现象：留着率下降与生产受阻

某瓦楞芯纸生产线停机改造后重启，出现如下异常现象：

·首程留着率持续下降，FPR 从68%降至52%。

● 纸板环压强度 (STFI) 低于标准值。

● 提速困难，被迫降速15%维持生产。

检测数据分析：关键指标变化

对比停机前、重启初期和当前值的检测数据，关键指标变化如下：

根本原因分析：电荷反转与助留剂失效

深入分析可知：

●改造后洗浆效率提升，导致DCS 含量降低80%,浆料中的负电荷减少。

●原有阳离子助剂持续添加，使系统呈净正电性。

· 电荷反转引发助留剂失效，细小组分大量流失，造成留着率下降和生产效率受阻。

解决方案：即时措施与长期优化

·即时措施： 停止 PEI 添加，下调 CPAM 用量40%,添加0.5kg/t 阴离子淀粉调节系统电荷平衡。

·长期优化： 配置颗粒电荷分析仪，实时监测浆料电荷状态；建立数据预测模型，提前预警潜在工艺问题；改造化学品添加点的混合效率，确保助留剂与浆料充分混合。通过这些措施，生产线恢复了正常留着率和生产效率，降低了 化学品用量，实现成本优化。

系统优化要点：实现高效造纸策略

造纸工艺中，优化留着率和滤水性能是个系统工程，要综合考量多个方面，以下是关键优化要点。

动态平衡控制：维持电荷平衡

·Zeta电位控制：借助我公司的 Zeta电位仪，将Zeta电位维持在-10mV至-20mV的区间，确保纤维表面的负电荷与助留剂的阳离子电荷达到最佳平衡。

·DCS含量控制：将 DCS含量控制在300ppm 至500ppm 之间，避免阴离子垃圾对助留剂效果的干扰。

成本优化策略：高效利用助留剂

·优先使用低价调节剂：优先使用硫酸铝等低价阳离子调节剂，在不影响留着率的前提下降低化学品成本。

·采用先进监测设备：运用动态滤水仪、颗粒电荷分析仪和Zeta 电位仪等先进设备，实时监测工艺参数，实现精准调控。

·“阶梯式”助剂添加方案：根据浆料特性分阶段添加助留剂，提高助留效果并降低用量。

·提升白水封闭循环率：优化白水系统，将白水封闭循环率提升至85%以上，减少水资源浪费和生产成本。

工艺协同：多环节联动优化

· 磨浆度调整：每提升1°SR 的磨浆度，助留剂效率可提高3%-5%,合理调整磨浆工艺对提升留着率很关键。 

· 网部真空度与助留系统联动：网部真空度调节要与助留系统协同，保证滤水性能和留着率的平衡。

·定期清洗白水塔：防止沉积物累积，避免因白水塔堵塞导致的滤水性能下降和助留剂失效。

总结：

造纸工艺中的留着率和滤水性能对纸张质量和生产效率起着关键作用。通过深入理解首程留着率(FPR) 和电荷平衡原 理，合理运用助留剂，结合实际故障诊断与优化策略，造纸企业能够实现高效稳定的生产过程。我公司的动态滤水仪、 颗粒电荷分析仪和Zeta电位仪等产品在整个优化过程中，可助力企业实时准确地获取关键参数，实现精准调控。希望本文能为造纸行业从业者提供有价值的参考，助力企业在市场竞争中占据优势地位。