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废纸制浆及废纸脱墨设备

  废纸制浆及废纸脱墨设备_其它_职业教育_教育专区。废纸制浆及废纸脱墨设备

  第一节废纸制浆基本流程及设备特点 ? ? 回收的旧纸箱(OCC)、旧报纸(ONP)、旧杂 志(OMG)、混合办公室废纸(MOW)、印刷品 和工业纸板的边角料,乃至液体饮料纸盒等 作为造纸原料,已经有了十分成熟的生产工 艺。 近十年来已经能用100%废纸浆生产质量上乘 的瓦楞纸、工业卡纸、面巾纸、卫生纸、新 闻纸、复印纸等等,其中瓦楞纸、箱板纸和 新闻纸是成功应用二次纤维的最大宗纸品生 产。 ? ? 废纸原料市场称为“新的造纸森林”。 在我国,今后相当一段时间还会大量使用从 美国和欧洲进口的各类废纸作为二次纤维的 生产原料。 进口这些地区的废纸实际上是进口了优质的 木材原料。 与其他种类的纸浆生产相比,废纸纸浆生产 具有成本低,节电节水,排污负荷低的特点。 ? ? 一、非脱墨废纸制浆 二、废纸脱墨制浆 三、废纸制浆设备的特点 ? ? ? ? ? (一)规格越来越大 除了少量设备例如除渣器还是通过单体数量的 累加构成生产能力之外,流程上的单台专业设 备都已能够达到日产800~1000t浆料的水平。 (二)耐磨 各种废纸原料,均含有废料,例如粘胶带、印 刷油墨、钉和书钉、砂石、铁件、玻璃、橡胶、 塑料制品等。 浆料的浓度很高,在强烈的连续的摩擦和能量 转移的过程中,亦要求接触的部件表面有很强 的耐磨能力。 ? (三)加工精度高 ? 高精度的成品首先带来设备性能的大幅度改善。 例如,废纸浆的疏解机、热分散机、磨浆机, 由于进刀机构的精细设计和加工效果,刀盘之 间的间隙可以得到非常准确的调整控制。又如 精筛筛框的缝,现在已经可以造到0.0lmm级 的精确度。 精度高的第二个好处是部件工作寿命更长。不 少转动部件与固定部件之间是需要安排动态密 封的。精确的机加工可令密封面靠得更近,间 隙夹杂其他杂物的机会更少。这样密封面的磨 蚀就可以大为减少。 ? ? ? (四)多功能和简化工艺 除渣器在筛分和除去重质杂质的同时,可以排 除浆料中的气泡和塑料、粘胶等轻质杂质。 双网压滤机把其中的下网延长,变成附加的多 段逆流置换洗涤,这样一台设备就可以同时具 备洗涤和浓缩的功能。 筛子的顶盖可以聚集和排除浆料中的空气和轻 质杂质。 复合筛把粗筛和精筛结合在同一台设备上,另 一种发展是在同一台精筛上安排两段甚至三段 筛框,这样也就等于把两段或三段筛子装在同 一台设备中。 ? ? ? ? ? ? ? (五)材质的考究 设备材质的选用,大体上视部件结构、设备的 功能以及其接触物料的性质而决定。 当立式碎浆机用于脱墨浆生产线时,一方面要 保持浆料的质量,减少铁离子溶进制浆系统, 另一方面要耐受脱墨用化学品例如NaOH, H2O2,EDTA等的腐蚀,槽体就选用不锈钢。 重杂质除渣器在靠近流程前段,重杂质含量很 高、颗粒的磨损性能很强的情况下,会使用铸 铁或不锈钢的外壳,耐磨树脂或NiCr钢衬里。 而在流程靠后段则可以使用优质工程塑料。这 样一方面可以满足耐磨的需要,同时可以大幅 度减少材料成本和部件的质量。 第三节碎浆机 ? ? ? ? ? 一、立式高浓碎浆机 高浓碎浆机的工作浓度为10%~15%。 高浓碎浆特别适用于需要添加化学品的脱墨浆 生产线。 碎浆浓度高就等于化学品浓度高,碎浆的化学 过程包括油墨的皂化、纤维的润胀、木素的漂 白等其效率可有成倍的提高。 纸捆、纸片之间起润滑作用的水层减少,干物 料通过相互紧密强烈的搓揉而加速碎解,凡此 种种都令高浓状态下纸片的碎解效率更高,因 而更节能。 ? ? ? ? ? ? ? (一)转子 1.转子的功能 转子同时有三种功能: ①将动能传送给槽体内的物料, ②直接对成捆、成片的纸片进行撕碎, ③将浆料往轴向方向推,以强化槽内物料的搅 拌。 转子的转速在250~400r/min之间。为了平衡 和吸收碎浆槽内物料的巨大翻动,转子和转轴 的实际尺寸比单从功率计算所需的尺寸要大得 多,以便让它们有更大的质量和惯量。图4-7 表示一种常见的高浓碎浆机转子。 ? ? ? ? 2.转子的设计 转子设计过程如下: ①根据实验和实践经验,确定能量转移值。 ②根据碎浆机的工作环境,物料的性质例如酸 碱度、工作温度等选取适用的材质。 ③确定转子的转速和叶片端点线速。 ? ? ④计算转子叶片的受力并通过受力分析,计算 叶片的切向和径向截面。 ⑤根据碎浆机容积的大小,选取转子的惯量系 数并据此修正叶片的截面。 ⑥选择转子与转轴的连接方式。 ? ? ? 为了增加叶片的耐磨性能,叶片的前缘镶衬耐 磨材料。 为了强化转子的动能传送功能,适应高碎浆浓 度的要求,越来越多的供应商将转子的刀盘向 轴向延伸,如图4-8所示。 越靠近浆面,需要传递的能量越少,因而锥体 的直径逐渐减少。锥体恰好占据着旋转浆料所 形成的旋涡,这种设计具有较高的效率。 3.锥体的螺线 ? ? ? ? 锥体的螺线有双线和三线的两种,在锥体的横 截面上对称分布。螺距比较大,一般是锥体直 径的2~3倍。 ? ? ? (二)槽体和底刀 1.槽体的基本结构 通常槽体是圆柱形的,尺寸以计算的生产能力而 定。 如图4-9所示,阴影部分是碎浆机槽体的有效工 作容积。 ? ? 对于高浓碎浆机,绝大多数的工作情况是间歇的 工作方式。 ? 筛板的筛孔直径和总开孔面积要视处理废纸的种 类和生产能力而定,筛孔直径一般为12~18 mm, 而开孔面积要比良浆出口截面大1.8~2倍。 ? ? 4.D-型碎浆机 在高浓碎浆过程进人到浆料比较均匀状态的 时候,如图4-9阴影部分所示的浆料有时会形 成一个里面浆层之间不相对运动而自身作旋 转运动的“料饼”。 不少碎浆机在圆柱壁内侧增设2~3个挡浆块, 可以有效地破坏“料饼”相对静止的状态, 提高碎浆效率。而图4-11所示的D-型碎浆机的 碎浆槽则是挡浆块的放大形式。D-型碎浆机 能消除“同步”旋转的浆饼。 ? ? ? ? ? ? (三)筛板 高浓碎浆机的筛板是废纸制浆一系列分离杂物过 程的第一道工序。 筛板的作用是大规格杂物的净化过程,同时又使 后续的设备例如粗浆泵、高浓除渣器等得到保护, 免受粗重杂物的冲击及磨损。 废纸原料中常夹杂着金属、非金属废料。筛板材 质要选用坚硬耐磨的材料。筛板常常分成几片, 以便于更换。 筛孔一般是圆孔,有些筛板的圆孔顶部还扩展成 倒锥形,有利于浆料的顺利通过。筛孔按连续等 边三角形排列,可令筛板在保持最大开孔率的同 时具有最好的强度和刚度。 ? ? ? 二、立式低浓碎浆机 低浓水力碎浆指工作浓度为3%~5%的碎浆 过程,可以是连续的操作工艺,也可是间歇 的操作。低浓碎浆机适用于中小型废纸制浆 生产线。 排渣绞索 ? 不少废旧纸板混杂各种条形杂物,如铁丝、 塑料绳等。如果在碎浆槽里放进一根足够粗 的缆绳,例如Φ 50的尼龙绳,浆料里面的条 形杂物就会在物料的旋转中紧紧地缠绕在缆 绳上。 ? ? ? ? ? ? 三、转鼓碎浆机 一种大型高效碎浆设备,基本结构是平卧的长圆 筒。 前段为碎浆段,工作浓度15%~17%,后段为筛 选段,工作浓度3.5%~4.5%。 转鼓碎浆机的机械作用不如立式水力碎浆机强烈, 塑料薄膜类杂质倾向于保持原状而很少被撕碎, 这样在筛选段的去除率更高。 前段分离杂物的数量越多,后段除渣设备的负担 就越小,相应的效率以至最终总的除渣效果也会 越高。 转鼓碎浆机的另一个优点是能耗低。转鼓碎浆机 与水力碎浆机相比,吨浆装机容量低30% ~40%。 ? ? (一)碎浆段 碎浆段是直径3~4m,工作长度10~20m的圆 筒,水平倾角1°。壁厚约20mm,内壁焊提 升板。 进到筒内的废纸与连续加入碎浆段的稀释水、 化学药品一起随圆筒旋转,被提升板带到顶 部掉下来。 通过反复的摔打,绝大部分纸片碎解成单根 纤维。 ? ? ? 圆筒的转速要使筒内物料的圆周速度所产生 的离心力不大于重力。 ? ? ? ? ? ? (二)筛选段 是同直径的圆筒形筛板,直接焊在碎浆段筒体的 出口端上。这样,圆筒形筛板是悬臂在碎浆段上 的。 根据废纸原料种类的不同,筛孔直径6~10 mm 不等。 筛选段处理的粗浆已经是均匀的物料,运转中很 少冲击,筛板的厚度可以比碎浆段薄得多。 有的将筛选段与碎浆段分离,分别传动。倾角和 转速,甚至直径不一样。但结构就变得复杂了。 筛选段附带一到两根稀释水管,将15%浓度的浆 料稀释到3.5%~4.5%。同时可以起冲洗筛孔的作 用。 ? ? ? 1.美卓(Metso)公司的轮胎传动转鼓碎浆机 这种碎浆机的特点: ①是设计的系列化和模块化。美卓公司的转鼓碎 浆机只有一个工作直径4000mm。按照生产能力 的不同,设备在长度和相应部件上有系列性的变 化。如图所示,当设计产量为500、1000、 1500t/d时,该型碎浆机的碎浆段和筛选段分别是 一个模块、两个模块和三个模块的组合。 ? ②使用轮胎代替齿轮传动。这种传动方式噪音小, 吸收冲击负荷好,维护简单。但是摩擦传动的效 率毕竟要比齿轮传动低。该转鼓碎浆机碎浆段和 筛选段的内部结构则与前述奥斯龙公司的设计相 仿。 ? ? ? 四、其他形式碎浆机 (一)卧式水力碎浆机 卧式水力碎浆机的主要工作部件槽体是一个 水平放置的圆筒,顶部开落料口。 水、化学药品和废纸原料都是从落料口进入 槽体。 碎浆机的飞刀和底刀都是垂直安装的。 飞刀的转速约为300~500r/min。 其工作原理与高浓水力碎浆机的转子相似, 通过飞刀的高速转动将大部分的动能传递给 浆料。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? (二)纤维分离机 是补充碎浆设备。纤维分离机刀盘的转速比水 力碎浆机高,工作浓度则比水力碎浆机的低。 纤维分离机在工作中由于良浆穿过筛板从良浆 出口排出,粗渣在粗浆里的比例逐渐增加,对 槽体内壁的磨蚀加大,因此纤维分离机的钢制 槽体内壁要镶衬耐磨衬板。 衬板可以是NiCr钢板,也可以是非金属的花岗 岩石板。 逐渐积累的重质粗渣通过程序控制的排渣阀定 期地排出,而由于离心力作用分离出来的轻质 杂质则聚集在槽体的中心区,由轻质排渣管排 出。筛板的筛孔通常为8~12mm。 令人费解! ? (三)疏解机 ? 用于废纸经碎解后进一步处理未完全消失的纸片 或浆团。有些疏解机结构与锥形图4-28疏解泵精 浆机非常相似,只是磨浆的磨盘齿形不同,而且 疏解的浓度比精浆的浓度高,大约为5%~6%。 疏解机的功能可以看成是碎解机的补充,而本身 的装机容量要小得多。因此两种设备搭配使用, 可以有效地缩短碎解机的工作周期。一方面可以 充分发挥两种设备各自的功效,提高生产能力, 另一方面又可以降低整个碎浆系统的能耗。 为了保护疏解机的磨盘,流程中将疏解机安排在 第一道粗筛或者高浓除渣器的后面。 ? ? ? ? (四)疏解泵 在泵送粗浆的过程中可以对尚未完全碎解的纸片 进一步处理。疏解泵将泵的叶轮前缘加长,并且 前缘造得比较锋利。 ? 第四节筛选净化设备 ? 废纸制浆过程中的筛选净化设备处理对象是制浆 造纸工艺过程靠前段的粗糙物料,这些筛选净化 设备与传统造纸过程的筛选与净化设备应有不同。 例如,与物料接触的部分要很耐磨,筛孔筛缝的 规格尺寸较大。 ? 通常孔筛位于废纸制浆流程的前端,又称为粗筛, 而缝筛位于流程的中段或末段,又称为精筛。 压力筛无论是孔式或是 缝式都具有相似的结构: ①筛体,包括出、入口, 上盖,支座。 ②筛框,筛框的加工方 法,加工精度。 ③转子,转子的形式。 ④轴承副和机械密封。 ? 为了使大规格的杂质有效地从粗浆中分离出去, 需要把浆料稀释到合适的较低的浓度。 ? 浓度越低,筛分的效果越好。但是浓度过低, 筛前的泵送和筛子本体的功率消耗都会增大。 近代的筛子特别是孔式粗筛都尽量往较高的工 作浓度发展。 现在用于处理二次纤维的粗筛能在3.5%~4% 的浓度下正常工作。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、孔类压力筛 (一)外流式压力筛 压力筛转子的旋翼也提供了一定的筛选动力。 浆料从进浆口切线方向进入筛体,先经过分布室, 粗重杂质停留在分布室,然后粗浆进入筛分区。 浆料在筛框穿过筛孔的动力既来自进浆压力,也 来自高速旋转的旋翼前缘的挤压。 由于单根纤维的尺寸比筛孔小得多,大多数良浆 得以穿过筛孔,沿着筛框外侧流到良浆出口。 被截留下来的粗渣随同部分好的浆料在筛框内侧 向下移动并从排渣口排出。 ? 在浆料打浆度很低,浆料疏水性很强的情况下, 留在筛框内侧的浆料和粗渣浓度会很快提高。 为了维持筛选过程的正常进行,帮助粗渣顺利排 出,需要从稀释水人口补充足够的水。 开有筛孔或筛缝的筛框是压力筛最重要的功能部 件。筛孔和筛缝的几何尺寸既要保证良浆顺利通 过,又要能有效地截留住不同段落的粗大杂质。 用于废纸浆生产的孔类筛框筛孔一般为Φ 1.2~ 2.0mm,筛缝的缝宽为0.1~0.3mm。 往往要让相当一部分好纤维留在粗渣中。这就是 筛子的排渣率的选用问题。通常压力筛的排渣率 为15%~25%。 ? ? ? ? ? 一般浆料通过筛孔的速度选0.1~0.5m/s,开孔面 积便决定该筛的生产能力。 开孔率大,也就是孔或缝更密集。在保持足够的 机械强度和耐磨蚀量的前提下,开孔率直接关系 到该筛的工作效率。 (二)内流式压力筛 ? ? ? 工作原理和基本结构都与外流式压力筛相似,在 废纸制浆过程中偶有应用。这里只列出如图4-30 所示的奥斯龙公司产品,其结构与原理与通用的 内流式压力筛一样。 ? ? ? ? ? ? ? 二、缝类压力筛 缝类压力筛与孔类压力筛一样常用于废纸制浆过 程。 (一)普通缝筛 缝筛少有内流式的构型。 对于缝筛要考虑纤维分级问题,特别是在处理游 离度较高的浆料尤其要注意。 筛缝的几何尺寸越来越小,长纤维往往来不及穿 过筛缝而滞留在筛框内,一方面会影响筛选效率, 增加粗渣比例。另一方面会令粗渣区的浓度迅速 上升,由于堵塞而影响生产正常运转。 处理这类浆料的时候,一个办法是加大稀释水加 人量,另一个办法是选择有较大脉冲压力的转子。 ? ? (二)多级筛 基于全新的可持续发展工艺概念,一种多级 筛已经研制成功并投入使用。 把2~3级筛的转子和筛框都装在一个筛体里, 粗浆进入筛体里的第一段筛选段后,良浆从 良浆口引出,而粗渣则在筛体内直接导向第 二段筛选段。如此延续,如图4-33所示。 把几段筛造成一体,对部件的材质、装拆设 计、轴的支承、段间流量控制等都有更高的 要求。但是节约了大量的能耗。 ? ? ? ? (三)复合筛 与多段筛相似的设计思路,供应商发展了另 一种复合筛。如图4-34所示,粗浆导人筛体 后,首先在底部转动的筛板上进行筛选。良 浆穿过筛板从良浆出口排出,留下来的粗渣 拐弯向上进行第二次筛选。这样的组合同样 有节约能耗和设备空间的优点。 ? ? ? ? ? ? 三、高浓除渣器 位于废纸碎浆后的第一工序,重点除去夹带在废 纸原料中4mm左右粒径以下的重质杂质。这些 重质杂质典型种类有碎石、砂石、沙子、碎玻璃、 书钉、小铁片等。 这些杂质的相对密度为7.5~8.0,在浆料浓度甚 高(至3.5%~4%)的环境中仍能由于离心力很 大的缘故穿越浆层而得以有效分离。 密度越大的杂质,分离的效率越高。 高浓除渣器把分离锥体做成两段,令杂质分离效 果更好。 由铸铁制成锥体外壳,下锥体由于要与密集的杂 质连续摩擦,因此衬有硬度很高耐磨性能很强的 陶瓷套管。 ? ? 第五节浮选槽一、浮选槽概述 浮选槽是废纸脱墨过程的核心专业设备。随 着脱墨浆的广泛应用,对脱墨浮选槽的研究 开发也与脱墨工艺研究齐头并进。各式实用 型的浮选槽层出不穷。 浮选脱墨是移植浮法选矿工艺而发展起来 的一门应用技术。由于大部分的印刷油墨是 油基性物质,油墨粒子有明显的疏水性。通 过表面活性剂的作用令大小不一的油墨粒子 能被气泡捕集并浮托到浆面上,从而达到把 油墨从浆料中分离出去的目的。 ?

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点击次数:  更新时间:2020-07-17 03:54  作者:扑克王app最新下载地址

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