制浆造纸原理与工程
第五章 纸的抄造（三）
制浆造纸原理与工程
干燥部
1.概述
干燥部占造纸机总设备投资和运行费用
的一半以上
合理设计的重要性（蒸汽和冷凝水系统，
通风，干网）
干燥速率和蒸汽消耗量是评价干燥部性
能的两个重要指标
典型蒸汽消耗量为每 kg水 1.3kg蒸汽
保证纸机横向有均匀一致的蒸发
制浆造纸原理与工程
干燥部
2.干燥部的作用和组成
目的和作用, 脱除湿纸页中的水分，同时提高
纸的强度，增加纸的平滑度，完成纸的施胶
组成,因纸机生产品种的不同而有较大的差异
制浆造纸原理与工程
干燥部
3 湿纸页从压榨部到干燥部的传递
影响湿纸页传递的因素, 横幅定量的均匀性，湿纸页的固有强
度，湿纸页被支撑的情况（影响到湿纸页的张力和施加到湿纸
页的应力）
传递的方式：
（ 1）毫无支撑的开放式引纸（图 2）,70年代主导方式，容易
断头。
（ 2）将干网延伸到引纸辊，干网支撑保护着湿纸、改善以前
长距离开放递纸过程的颤动（图 3），但高速纸机干网带来的
界面空气，又会使湿纸页颤动和延长，当湿纸页与干网分离，
湿纸被干网压在烘缸上时，常常出现皱褶。
（ 3）八十年代改进的干燥部引纸方式（图 4），特点：干网支
撑段的上方安装有传递真空箱（采用低真空,75～ 125Pa）
（ 4）用干网代替真空箱，湿纸页由两床干网夹着
传递到干燥部
制浆造纸原理与工程
毫无支撑的干燥部开放式引纸
制浆造纸原理与工程
有真空辊、传递真空箱的干燥部引纸方式
制浆造纸原理与工程
干燥部
4,干燥过程及其原理
4.1干燥过程
(1) 干燥部描述
多数纸机有 3～ 5个单独套有干毯干
燥区，每个区有独立的速度控制以
维持区间的张力、调整纸页的收缩。
所有上下干毯运行均配有张紧辊和定位辊。通常也可分成 3～
5个独立控制蒸汽压力的区，蒸汽压力分区可以与干毯分区相
同，也可不同。
制浆造纸原理与工程
干燥部
(2) 烘缸干燥区
四个不同的干燥区,ab区，
湿纸页从烘缸表面吸热；
bc区，压纸干燥区，该区
热量传递最多，蒸发水量
对低速纸机和高速纸机分
别达 80～ 85％和 60～ 65％；
cd 区，也是贴缸干燥区，湿纸在恒定温度下进行单面自由
蒸发； de区，双面自由蒸发干燥区，纸页在该区温度下降
（高速纸机达 12～ 15度）。
纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。
制浆造纸原理与工程
干燥部
4.2干燥原理
(1) 干燥方式和干燥过程的阶段性
纸在干燥部有两种干燥方式：对流干燥与接触干燥，纸机
干燥部的主要干燥方式是接触干燥。
对流干燥在烘缸间双面自由蒸发区（ de区，袋区）和低温烘
缸上进行，其干燥过程分为恒速和降速两个阶段，湿纸经烘
缸加热到外界空气的湿球温度后，开始恒速干燥，此时，水
从纸页内部扩散到纸面的速度大于纸面水分蒸发的速度，湿
纸稳定接近空气湿球稳定。当湿纸温度降低到一定数值后，
水从纸页内部扩散到纸页表面的速度 <纸面蒸发水分的速度，
降低阶段开始，这时，干燥速率下降而纸的温度上升。
对流干燥的速率服从道而顿方程。
制浆造纸原理与工程
干燥部
(2) 干燥方式和干燥过程的阶段性
接触干燥过程可以分为升温、恒速和降速三个阶段。
升温阶段时间很短，纸的水分变化不大，但湿纸的温度和
干燥速率增长很快。恒速阶段纸的温度和干燥速度基本不
变，干燥时间占纸机全部干燥时间的 50%~65%。 降速阶
段又可分成两个阶段，第一降速阶段，干燥速率几乎呈直
线下降，纸的温度降低，第二降速阶段，干燥速度剧减，
纸的温度回升，纸页内部和表面的温差接近零。
恒速阶段去除游离水，降速第一阶段去除毛细管水和
结合水，第二降速段则仅去除结合水。
制浆造纸原理与工程
干燥部
(3) 干燥方式和干燥过程的阶段性
纸页接触干燥三个阶段的机理一般引用 对流干燥 的原理
加以解释，恒速阶段的干燥速率决定于 外部扩散,而降速阶
段的干燥速率取决于 内部扩散 。总的来讲，湿纸页在干燥部
干燥过程中，既有 接触干燥,又有 对流干燥,每个烘缸不仅
又四个不同特性的干燥区，而且整个干燥部各烘缸的温度控
制也不相同，纸页的干燥速率决定于干燥过程 传质和传热 的
复杂平衡。
制浆造纸原理与工程
干燥部
4.3干燥过程热力学计算
干燥部的热量消耗计算、烘缸面积、烘
缸数和烘缸部的出力计算
一般扬克纸机大径烘缸干燥出力可达
50～ 60kg水 /（ m2.h），一般薄页纸机烘缸
干燥出力在 10～ 40kg水 /（ m2.h）间。
制浆造纸原理与工程
干燥部
5,干燥部的操作
5.1 干燥烘缸的温度分布
烘缸内部蒸汽的传热阻力通常来自于烘缸内侧的冷暖水
层、纸页与烘缸间的空气层
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.2 蒸汽和冷凝水系统
高速造纸机烘缸内的冷凝水层是热传递的最重要
阻力，不凝气在烘缸内积累，对热传递产生负面影响
纸张干燥的热能来自蒸汽在蒸汽烘缸能的冷凝，这
种热称为“潜热”，潜热的高低、蒸汽冷凝的温度取决于
蒸汽压力，蒸汽在饱和温度冷凝（下表饱和蒸汽的特性）
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.3 蒸汽和冷凝水系统
烘缸内部的冷凝水，借助特别的虹吸管装置排出
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.4 蒸汽和冷凝水系统
喷吹蒸汽处理系统，有两种，其一（见下
图），在串联系统中，蒸汽从凝结水分离出来，
重新回用于低于烘缸区。 缺点,各烘缸区的相互
依赖性
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.4 蒸汽和冷凝水系统
喷吹蒸汽处理系
统，有两种，其二
（见下图），目前通
用方法，采用热泵系
统，低压喷吹蒸汽借
与高压生蒸汽混合而
“增压”，而后，回
用在同一烘缸区。 缺
点,损失了若干高压
生蒸汽发电的价值
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.5 通风袋
在袋区中影响闪急蒸发的主要阻力是湿气的积
累，形成了较低的分压差，如何使袋区有充分的通
风非常重要。如下图，用新型干毯与供风系统所获
得的良好袋区通风，使蒸发效率大大提高。
利用毯辊的袋区通风
使
用
风
管
的
袋
区
通
风
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.6 气罩通风
空气是纸张干燥过程的一个重要部分。根据使用那种气
罩装置形式，蒸发每 kg水所用的空气量从 7kg到 20kg不等。
为了防止气罩内部的滴水、结垢和腐蚀，排出空气的容量和
温度必须足够，以免局部冷凝。纸页干燥部的供风方案是干
燥部操作重要的一个方面。
早期的烘缸汽罩只不过是一个带抽气风机的夹层顶棚；
随后，出现了改进型的局部封闭汽罩；而全封闭汽罩则提供
了更好的供排汽流控制；新一代的“高露点汽罩”是密封和
绝热的，完全避免了空气的渗漏，补充新鲜空气的数量由于
操作在部分循环的高温下而大大减少。
制浆造纸原理与工程
干燥部
6,干燥对纸张性质的影响
纸的刚性、牵引力方向的抗张强度增加，因提高了纤
维应力分布均衡性；
可伸缩性下降，耐破度下降；
干燥收缩，对透明度造成影响，纸的收缩小，透明度
下降；
干燥方式对纸张紧度、吸收性、透气度、平滑度和施
胶度等不同程度的影响，高温强化干燥，增加纸的松软性、
气孔率、吸收性和透气性，但减少了紧度、透明度和机械强
度（如高速生活用纸的干燥）；
干燥部的牵引力、干网的松紧、干燥曲线，均在一定
程度上影响到成纸的裂断长、耐破度、伸长率、紧度、吸收
性、透气度、吸湿变形和透明度；
制浆造纸原理与工程
干燥部
7.烘缸干燥曲线
依据所生产纸种的特性来确定，一般开始现逐
渐上升，然后平直，最后，稍有下降。
制浆造纸原理与工程
干燥部
8.冷缸的作用
为降低纸的温度（从 70～ 90度降至 50～ 55
度），提高纸的含水量（通常可提高 1.5%～ 2.5％ ),
提高纸的塑性,通过后续压光，提高纸的紧度和
平滑度，并减少纸的静电。
当纸页干燥至含水量 4～ 6％，温度为 70～ 90
度时经过 1～ 2只冷缸。内通冷却水控制温度，冷
却水消耗量为 3～ 5kg水 /kg纸。
制浆造纸原理与工程
干燥部
9.干布和干网
作用,传递纸页；带动烘缸和干燥部的棍子；
将纸压在烘缸上；吸收湿纸页蒸发出来的水汽和纸
页表面的水分，增加蒸发面积，提高干燥效率。
要求,耐久性、尺寸稳定性、透气性、平滑
性、柔软性
干网的寿命是帆布的 1.5～ 2倍；常采用聚酯
干网； 特点,成本低，寿命长，耐酸碱、耐腐蚀、
耐磨，但对热较敏感，容易降解。聚酯干网运行张
力一般取 1～ 3kN/m
第五章 纸的抄造（三）
制浆造纸原理与工程
干燥部
1.概述
干燥部占造纸机总设备投资和运行费用
的一半以上
合理设计的重要性（蒸汽和冷凝水系统，
通风，干网）
干燥速率和蒸汽消耗量是评价干燥部性
能的两个重要指标
典型蒸汽消耗量为每 kg水 1.3kg蒸汽
保证纸机横向有均匀一致的蒸发
制浆造纸原理与工程
干燥部
2.干燥部的作用和组成
目的和作用, 脱除湿纸页中的水分，同时提高
纸的强度，增加纸的平滑度，完成纸的施胶
组成,因纸机生产品种的不同而有较大的差异
制浆造纸原理与工程
干燥部
3 湿纸页从压榨部到干燥部的传递
影响湿纸页传递的因素, 横幅定量的均匀性，湿纸页的固有强
度，湿纸页被支撑的情况（影响到湿纸页的张力和施加到湿纸
页的应力）
传递的方式：
（ 1）毫无支撑的开放式引纸（图 2）,70年代主导方式，容易
断头。
（ 2）将干网延伸到引纸辊，干网支撑保护着湿纸、改善以前
长距离开放递纸过程的颤动（图 3），但高速纸机干网带来的
界面空气，又会使湿纸页颤动和延长，当湿纸页与干网分离，
湿纸被干网压在烘缸上时，常常出现皱褶。
（ 3）八十年代改进的干燥部引纸方式（图 4），特点：干网支
撑段的上方安装有传递真空箱（采用低真空,75～ 125Pa）
（ 4）用干网代替真空箱，湿纸页由两床干网夹着
传递到干燥部
制浆造纸原理与工程
毫无支撑的干燥部开放式引纸
制浆造纸原理与工程
有真空辊、传递真空箱的干燥部引纸方式
制浆造纸原理与工程
干燥部
4,干燥过程及其原理
4.1干燥过程
(1) 干燥部描述
多数纸机有 3～ 5个单独套有干毯干
燥区，每个区有独立的速度控制以
维持区间的张力、调整纸页的收缩。
所有上下干毯运行均配有张紧辊和定位辊。通常也可分成 3～
5个独立控制蒸汽压力的区，蒸汽压力分区可以与干毯分区相
同，也可不同。
制浆造纸原理与工程
干燥部
(2) 烘缸干燥区
四个不同的干燥区,ab区，
湿纸页从烘缸表面吸热；
bc区，压纸干燥区，该区
热量传递最多，蒸发水量
对低速纸机和高速纸机分
别达 80～ 85％和 60～ 65％；
cd 区，也是贴缸干燥区，湿纸在恒定温度下进行单面自由
蒸发； de区，双面自由蒸发干燥区，纸页在该区温度下降
（高速纸机达 12～ 15度）。
纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。
制浆造纸原理与工程
干燥部
4.2干燥原理
(1) 干燥方式和干燥过程的阶段性
纸在干燥部有两种干燥方式：对流干燥与接触干燥，纸机
干燥部的主要干燥方式是接触干燥。
对流干燥在烘缸间双面自由蒸发区（ de区，袋区）和低温烘
缸上进行，其干燥过程分为恒速和降速两个阶段，湿纸经烘
缸加热到外界空气的湿球温度后，开始恒速干燥，此时，水
从纸页内部扩散到纸面的速度大于纸面水分蒸发的速度，湿
纸稳定接近空气湿球稳定。当湿纸温度降低到一定数值后，
水从纸页内部扩散到纸页表面的速度 <纸面蒸发水分的速度，
降低阶段开始，这时，干燥速率下降而纸的温度上升。
对流干燥的速率服从道而顿方程。
制浆造纸原理与工程
干燥部
(2) 干燥方式和干燥过程的阶段性
接触干燥过程可以分为升温、恒速和降速三个阶段。
升温阶段时间很短，纸的水分变化不大，但湿纸的温度和
干燥速率增长很快。恒速阶段纸的温度和干燥速度基本不
变，干燥时间占纸机全部干燥时间的 50%~65%。 降速阶
段又可分成两个阶段，第一降速阶段，干燥速率几乎呈直
线下降，纸的温度降低，第二降速阶段，干燥速度剧减，
纸的温度回升，纸页内部和表面的温差接近零。
恒速阶段去除游离水，降速第一阶段去除毛细管水和
结合水，第二降速段则仅去除结合水。
制浆造纸原理与工程
干燥部
(3) 干燥方式和干燥过程的阶段性
纸页接触干燥三个阶段的机理一般引用 对流干燥 的原理
加以解释，恒速阶段的干燥速率决定于 外部扩散,而降速阶
段的干燥速率取决于 内部扩散 。总的来讲，湿纸页在干燥部
干燥过程中，既有 接触干燥,又有 对流干燥,每个烘缸不仅
又四个不同特性的干燥区，而且整个干燥部各烘缸的温度控
制也不相同，纸页的干燥速率决定于干燥过程 传质和传热 的
复杂平衡。
制浆造纸原理与工程
干燥部
4.3干燥过程热力学计算
干燥部的热量消耗计算、烘缸面积、烘
缸数和烘缸部的出力计算
一般扬克纸机大径烘缸干燥出力可达
50～ 60kg水 /（ m2.h），一般薄页纸机烘缸
干燥出力在 10～ 40kg水 /（ m2.h）间。
制浆造纸原理与工程
干燥部
5,干燥部的操作
5.1 干燥烘缸的温度分布
烘缸内部蒸汽的传热阻力通常来自于烘缸内侧的冷暖水
层、纸页与烘缸间的空气层
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.2 蒸汽和冷凝水系统
高速造纸机烘缸内的冷凝水层是热传递的最重要
阻力，不凝气在烘缸内积累，对热传递产生负面影响
纸张干燥的热能来自蒸汽在蒸汽烘缸能的冷凝，这
种热称为“潜热”，潜热的高低、蒸汽冷凝的温度取决于
蒸汽压力，蒸汽在饱和温度冷凝（下表饱和蒸汽的特性）
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.3 蒸汽和冷凝水系统
烘缸内部的冷凝水，借助特别的虹吸管装置排出
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.4 蒸汽和冷凝水系统
喷吹蒸汽处理系统，有两种，其一（见下
图），在串联系统中，蒸汽从凝结水分离出来，
重新回用于低于烘缸区。 缺点,各烘缸区的相互
依赖性
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.4 蒸汽和冷凝水系统
喷吹蒸汽处理系
统，有两种，其二
（见下图），目前通
用方法，采用热泵系
统，低压喷吹蒸汽借
与高压生蒸汽混合而
“增压”，而后，回
用在同一烘缸区。 缺
点,损失了若干高压
生蒸汽发电的价值
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.5 通风袋
在袋区中影响闪急蒸发的主要阻力是湿气的积
累，形成了较低的分压差，如何使袋区有充分的通
风非常重要。如下图，用新型干毯与供风系统所获
得的良好袋区通风，使蒸发效率大大提高。
利用毯辊的袋区通风
使
用
风
管
的
袋
区
通
风
制浆造纸原理与工程
干燥部
5.6 气罩通风
空气是纸张干燥过程的一个重要部分。根据使用那种气
罩装置形式，蒸发每 kg水所用的空气量从 7kg到 20kg不等。
为了防止气罩内部的滴水、结垢和腐蚀，排出空气的容量和
温度必须足够，以免局部冷凝。纸页干燥部的供风方案是干
燥部操作重要的一个方面。
早期的烘缸汽罩只不过是一个带抽气风机的夹层顶棚；
随后，出现了改进型的局部封闭汽罩；而全封闭汽罩则提供
了更好的供排汽流控制；新一代的“高露点汽罩”是密封和
绝热的，完全避免了空气的渗漏，补充新鲜空气的数量由于
操作在部分循环的高温下而大大减少。
制浆造纸原理与工程
干燥部
6,干燥对纸张性质的影响
纸的刚性、牵引力方向的抗张强度增加，因提高了纤
维应力分布均衡性；
可伸缩性下降，耐破度下降；
干燥收缩，对透明度造成影响，纸的收缩小，透明度
下降；
干燥方式对纸张紧度、吸收性、透气度、平滑度和施
胶度等不同程度的影响，高温强化干燥，增加纸的松软性、
气孔率、吸收性和透气性，但减少了紧度、透明度和机械强
度（如高速生活用纸的干燥）；
干燥部的牵引力、干网的松紧、干燥曲线，均在一定
程度上影响到成纸的裂断长、耐破度、伸长率、紧度、吸收
性、透气度、吸湿变形和透明度；
制浆造纸原理与工程
干燥部
7.烘缸干燥曲线
依据所生产纸种的特性来确定，一般开始现逐
渐上升，然后平直，最后，稍有下降。
制浆造纸原理与工程
干燥部
8.冷缸的作用
为降低纸的温度（从 70～ 90度降至 50～ 55
度），提高纸的含水量（通常可提高 1.5%～ 2.5％ ),
提高纸的塑性,通过后续压光，提高纸的紧度和
平滑度，并减少纸的静电。
当纸页干燥至含水量 4～ 6％，温度为 70～ 90
度时经过 1～ 2只冷缸。内通冷却水控制温度，冷
却水消耗量为 3～ 5kg水 /kg纸。
制浆造纸原理与工程
干燥部
9.干布和干网
作用,传递纸页；带动烘缸和干燥部的棍子；
将纸压在烘缸上；吸收湿纸页蒸发出来的水汽和纸
页表面的水分，增加蒸发面积，提高干燥效率。
要求,耐久性、尺寸稳定性、透气性、平滑
性、柔软性
干网的寿命是帆布的 1.5～ 2倍；常采用聚酯
干网； 特点,成本低，寿命长，耐酸碱、耐腐蚀、
耐磨，但对热较敏感，容易降解。聚酯干网运行张
力一般取 1～ 3kN/m
