废纸制浆ppt课件.ppt

制浆工艺及设备废纸制浆 第九章废纸制浆 主要内容废纸回用的意义废纸的回用性能废纸纸浆过程的设备及流程废纸的脱墨过程废纸回用技术的发展 第一节概述 废纸回用的意义 节约原生纤维原料 生产1t化学草浆 通常需要3t左右的原料 生产1t本色化学木浆约需4m3多木材 1t漂白化学木浆需5m3的木材 而生产1t纸或纸板只需要1 3t的废纸 减少环境污染节能降耗节省建厂投资 50 70 第一节概述 废纸的分类与来源2 1废纸的分类必要性分类方法 国外 国内2 2废纸的来源国废 个体 回收公司 印刷和纸箱加工过程中的切边外废 美废 欧废 日废 港废 第一节概述 国内最新废纸的分类方法 2007年 11类混合废纸由公众回收的未经分类的各类废纸 这类废纸成分复杂 杂质较多 是分选后剩下的未被分类的废纸 总体表现比较低级 各种废纸都有 但含量不定 主要用做白板纸芯层浆 低级包装纸 油毡原纸等低等纸板 废包装纸箱由公众回收的无瓦楞的包装纸箱 这类废纸包括非瓦楞类纸板及纸箱等 可用于回抄相应的纸板 废瓦楞纸箱由公众回收的废瓦楞纸箱 这类废纸包括瓦楞纸板及瓦楞纸箱 其回收量最大 一般可用于回抄瓦楞纸 箱板纸 木浆成分含量高或质量较好的可生产挂面纸板 或经脱墨脱胶漂白后生产文化用纸 OCC 特种废纸由公众回收的含高强湿强剂 沥青 热熔胶等化学品的特种废纸 这类废纸经过特殊处理 机械碎解比较困难 热熔胶含量较高 利用处理过程不同于其它废纸 其用途可视成浆后的质量作安排 废书刊杂志由公众回收的废杂志 废书刊及类似印刷品 这类废纸主要包括各行业和家庭中的书刊杂志等废纸册 还包括出版部门和书店未发行的废纸册 它们不含或含有少量的机械浆 此类废纸经脱墨漂白制浆后可抄造一般文化 印刷用纸或卫生纸 也可以搭配在新闻纸中使用 OMG OldMagazine 第一节概述 6 废报纸由公众回收的未受潮 未曝晒 未返黄的废报纸 不应含废杂志和空白纸张 这类废纸主要用于回抄新闻纸和白板纸的衬底浆或经脱墨后做低档文化印刷用纸 ONP 7 废牛皮纸由公众回收的废牛皮纸及纸袋纸 不含不可利用的衬纸 这类废纸包括水泥和白灰等包装袋废纸和所有的废旧牛皮纸 经拆线挑选后 主要用于回抄仿纸袋纸 再生条纹包装纸 箱板纸挂面浆 个别经漂白后作漂白浆 8 纸箱切边在纸箱和纸板生产过程中产生的边角料 这类废纸相对比较洁净 可用于生产纸箱和纸板 9 办公废纸由公众回收的已使用过的办公废纸 这类废纸主要包括打印纸 复印纸 传真纸等办公用废纸 其数量在逐年增加 这类废纸的脱墨比较困难 可回用于抄造相应的文化印刷用纸 MOW10 出版物白纸边未印刷的出版物白纸边 不含印刷装订切边 有色纸及湿强纸 主要包括印刷和纸品加工厂的切边白纸边 这种废纸可以看成是纸浆的代用品 这类废纸经碎解和疏解后可不经打浆 便可作为相应的纸种的漂白浆 抄造文化 印刷用纸及卫生纸等 11 白报纸未印刷的新闻纸纸页和切边 或其它类似的白色未涂布机械木浆纸 可用于生产再生新闻纸 文化印刷用纸 第一节概述 废纸回收与废纸制浆的发展 废纸浆利用率 废纸浆用量 纸浆总用量废纸利用率 废纸总用量 纸和纸板废纸回收率 国内废纸回收量 纸和纸板消费量美国 日本 台湾 香港 芬兰等中国 第一节概述 废纸再生过程中性质的变化3 1废纸再生过程中性质的变化的原因角质化问题对成纸性能的影响纸和纸板后加工方法及工艺 存放时间及环境条件 都会引起废纸浆性质不同程度的变化 不同浆种的废纸在循环使用过程中纸浆性质的变化也有明显的差别 第一节概述 3 2化学浆纤维再生过程中性质的变化漂白硫酸盐浆再生纤维的性质 第一节概述 未漂硫酸盐浆再生纤维的性质 第一节概述 3 2机械浆纤维再生过程中性质的变化机械浆循环次数与浆料性能的关系 第一节概述 3 3影响废纸浆性质的因素化学环境打浆湿压榨纸浆干燥压光印刷与加工回用过程消费者与收集者 废纸制浆一般流程 碎解和疏解 筛选净化 脱墨 脱胶 漂白 打浆 简化流程实例 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 废纸浆的离解目的 最大限度地解离片状废纸为单根纤维 同时尽可能保持纤维的原有强度 需要脱墨时 尽可能提高脱墨浆的白度和减少浆中油墨粒子的含量 同时减少浆中胶粘物的含量 方法 碎解和疏解 碎解设备及碎解工艺2 1碎解设备分类情况发展方向2 1 1设备分类水力碎浆机和圆筒式碎浆机水力碎浆机是目前常用的碎解设备 从结构上可分为卧式和立式两种 从操作方法上可分为间歇式和连续式 从碎浆浓度上可分为低浓和高浓 而圆筒式碎浆机是近10年来出现的新式碎浆设备 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 2 1 2废纸碎解设备的发展方向高浓 连续 高效 节能 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 2 2几种常见碎浆机的结构组成及应用特点 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 2 2 1立式间歇式水力碎浆机结构组成槽体 转盘或转子 底刀 排渣口 筛板等 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 作用原理机械搅拌 机械剪切 水力剪切 摩擦剥离 筛选等 应用特点碎解浓度稳定操作灵活原料适应性好单位能耗高生产效率低 2 2 2立式连续式水力碎浆机结构组成槽体 转盘或转子 底刀 排渣装置 绞索 筛板等 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 作用原理机械搅拌 机械剪切 水力剪切 摩擦剥离 筛选等 应用特点原料适应性好除渣效果好 单位能耗较低 碎解性较差 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 2 2 3卧式连续水力碎浆机结构组成槽体 转盘或转子 底刀 排渣装置 绞索 筛板等 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 作用原理机械搅拌 机械剪切 水力剪切 摩擦剥离 筛选等 应用特点原料适应性好 除渣效果好转子磨损小 占地面积小单位能耗较低 碎解性较差 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 2 2 4立式高浓碎浆机结构组成槽体 螺旋式叶轮转子 底刀 筛板等 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 作用原理机械搅拌 机械剪切 水力剪切 摩擦剥离 筛选等 应用特点原料适应性好 摩擦性剪切力大适于脱墨熟化处理 单位能耗较低适于处理难碎解废纸 生产效率较高设备造价也较高 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 2 2 5圆筒式碎浆机结构组成附有内轴向刮板的转动圆筒 筛板等 分为高浓碎浆区 15 0 20 0 和筛选区 3 0 5 0 两段 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 转鼓内物料运动示意图鼓式碎浆机结构 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 新型圆筒碎浆机 作用原理机械搅拌 机械剪切 水力剪切 摩擦剥离 筛选等 应用特点原料适应性好 适于脱墨熟化处理 单位能耗较低 适于处理难碎解废纸 生产效率较高 但设备造价也较高 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 优点 1 单机可连续碎浆和粗筛选 简化了流程 2 可实现在14 一l8 高浓度下 温和 地疏解纤维 保持了纤维的长度 3 最大限度地保持纤维的物理性能 4 杂质破碎率低 排渣效率高 减轻后续工序的负担 5 最低的动力消耗 减少了运行费用 6 有效的药液混合及高浓条件下纤维问的摩擦作用使油墨颗粒充分地从纤维表面分离 7 全密闭结构 节省蒸汽和化学药品用量 操作环境好 8 适用原料范围广 流程对比 连续水力碎浆机系统 高浓间歇式水力碎浆机系统 水力碎浆机系统 图11 14TBC公司高浓间歇式水力碎浆机系统 水力碎浆机系统 图11 15Andritz鼓式碎浆机系统 水力碎浆机系统 P S伏克斯转子 转子示意图 转子示意图 Beloit公司Barracuda水力碎浆机中叶轮和疏解定盘的构造 圆形槽 D形水力碎浆机比较 槽内加三角挡板的浆槽结构 特殊碎浆设备 2 3碎解工艺碎解温度50 90 随废纸种类可作适度调整 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 温度主要取决于脱墨 脱胶温度要求以及废纸的施胶状况 一般为50 80 而夏天处理废旧瓦楞箱纸板时可不加热 温度高 不但有利于脱墨 还有利于纤维软化 有利于碎解 但应引起注意的是 去除废纸中的胶粘物的情况 如较高的碎解温度容易使废纸中的胶粘物过度软化和分散 因而不利于后工序常规的筛选和净化设备除去 所以希望较低的温度 有研究指出当温度超过40 时 胶粘物的微细化会加快进行 因此近年来的碎解工艺正在变化 趋向于低温处理 如不脱墨处理的 通常采用常温 碎解浓度低浓碎浆 3 0 7 0 中高浓碎浆 12 0 20 0 碎解时间一般要求碎解程度要达到60 75 时间随废纸种类 碎浆设备 碎解质量要求而变化 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 pH值需要脱墨的废纸一般需加烧碱对油墨的连结料进行皂化 不脱墨时加点烧碱有利于纤维的润胀 因而有利于疏解 但pH值高也会存在着使胶粘物细化的倾向而不利于后工序去除 筛板筛孔筛板筛孔的作用是让碎解后的废纸浆通过 堵截杂物 如无二级碎浆设备 筛孔直径宜小些 如有二级疏解设备 筛孔直径可大些 废纸种类不同种类的废纸 其碎解作用是不同的 对湿强度高的废纸 要加热和化学处理 不然会难于碎解 废纸中杂质的种类和含量 是否脱墨都是影响碎解的因素 脱墨操作应在水力碎浆机中先加入有关脱墨剂 然后再投入废纸 这样才能使脱墨比较均匀 充分和完全 其它碎浆机类型 转子性能 转子转速 圆周线速 都对碎解产生较大的影响 但这属于设备设计制造的问题 疏解设备及疏解工艺3 1碎解处理的局限性研究表明 在碎解过程中 当废纸的碎解率达到75 时 继续进行碎解处理 严重损伤纤维 降低纤维强度 增加能耗等 3 2疏解的意义进一步分离纤维 促进油墨粒子的碎解和分离 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 3 3疏解设备及应用3 3 1高频疏解机齿盘式高频疏解机阶梯式高频疏解机锥形高频疏解机孔板式高频疏解机 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 齿盘式高频疏解机 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 阶梯式高频疏解机 锥形高频疏解机 3 3 2纤维分离机 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 工艺条件 进浆浓度3 5 进浆压力0 2MPa以上压力损失0 05MPa轻杂质每30秒钟排放一次重杂质每2小时排放一次 进浆压力低 糊筛板 轻重杂质排出不畅 排浆口改造 废纸浆的净化与筛选3 1废纸浆净化筛选的目的3 2废纸中杂质的种类 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 3 3废纸浆净化及筛选设备及工艺流程 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 废纸浆的浓缩5 1浓缩的目的方便贮存和输送 兼有洗涤作用 同时 满足生产后工序对纸浆浓度 如漂白 的要求 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 5 2浓缩设备从操作工艺上分 废纸浆的浓缩设备主要有低 中 高三种浓度范围的设备 低浓设备 圆网浓缩机 侧压浓缩机 斜网浓缩机 真空过滤机 低压差落差式浓缩机等 中高浓设备 斜螺旋挤浆机 螺旋挤浆机 V型浓缩机 夹网挤浆机 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 斜螺旋浓缩机 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 夹网挤浆机 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 热熔物及其它特殊物质的处理6 1热熔物的种类及危害沥青 石蜡 热熔胶 胶粘剂 图书装订 涂布 油墨等 油脂 纸加工 存留在纸浆中会造成热熔物 俗称胶粘物 干扰 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 6 2胶粘物干扰抄纸过程中出现糊网 断头 粘缸等 纸张物理强度下降及出现明显的纸病 6 3沥青的处理处理原理加热 揉搓 分散 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 处理流程 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 6 4热熔胶的处理6 4 1种类及危害种类涂布胶粘剂 纸加工胶粘剂等危害造成粘网 粘缸 纸机断头 影响纸张外观质量等 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 6 4 2处理方法冷处理法主要采用筛选 逆向除渣净化来完成 热处理法即热分散法 采用加热 揉搓 机械分散等操作来完成 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 6 4 3热处理主要工艺参数浆浓25 35 温度低温 90 高温 110 120 第二节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩 第三节废纸脱墨 废纸脱墨概念及生产实践 第三节废纸脱墨 脱墨原理2 1洗涤法 第三节废纸脱墨 2 2浮选法 第三节废纸脱墨 2 3脱墨过程中油墨粒子的分布及去除方法洗涤法要求油墨粒子小 10 m 细致分散 并要亲水 保持在水相中 浮选法利用纤维 填料及油墨等组成的可湿性不同进行分离 要求油墨粒子的大小在一定范围内 10 100 m 最好具有一定的疏水性 以利于气泡捕集 第三节废纸脱墨 第三节废纸脱墨 2 4浮选脱墨动力学疏水性粒子从纸浆悬浮液中移到泡沫中与气泡接触进行选择性的转移 亲水性和疏水性粒子从纸浆悬浮液中由亲水性粒子带进泡沫中进行非选择性转移 泡沫中的粒子跌回悬浮液中 泡沫中的粒子转移出浮选槽 第三节废纸脱墨 2 5影响浮选法脱墨的因素分析使浆料杂质产生有效而适当疏水性的浮选脱墨剂 设计合理 高效的浮选脱墨槽 空气的分散情况 即空气泡的大小 空气泡表面积的不断变化 空气泡的上浮速度和空气泡的分布情况 第三节废纸脱墨 脱墨化学品的作用及脱墨步骤3 1脱墨化学品的种类及其作用3 1 1NaOH Na2CO3 润胀纤维皂化油墨中的油脂 使颜料粒子游离出来 第三节废纸脱墨 3 1 2Na2SiO3为脱墨过程创造碱性环境 有缓冲pH作用 防止H2O2分解 改善H2O2的漂白效果 可降低表面张力 促进油墨与纤维分离 有较高表面活性 能润湿和分散油类物质 使其保持悬浮状态 第三节废纸脱墨 3 1 3过氧化氢漂白促进油墨的氧化碎解 第三节废纸脱墨 3 1 4螯合剂 EDTA DTPA等 络合重金属离子 防止过氧化氢的降解 螯合剂不能完全替代硅酸钠 经常是与硅酸钠同时使用 螯合剂的加入量要视水中重金属离子含量而定 第三节废纸脱墨 3 1 5表面活性剂具有润湿 渗透 分散 发泡 乳化 捕集等多种性能 在脱墨过程中降低水的表面张力使其更有效地润湿废纸 目前市场上的脱墨剂大多是由具有不同性能的表面活性剂 助剂等组成的混合物 第三节废纸脱墨 3 2脱墨过程的主要步骤离解废纸成纤维促使油墨从纤维上脱离将油墨粒子从浆料中除去 第三节废纸脱墨 脱墨流程4 1洗涤法脱墨流程 第三节废纸脱墨 第三节废纸脱墨 4 2浮选法脱墨流程 第三节废纸脱墨 4 3洗涤与浮选相结合的脱墨流程 第三节废纸脱墨 4 4洗涤法脱墨和浮选法脱墨的比较洗涤法纸浆的白度高 灰分含量低 脱墨操作方便 工艺稳定 电耗较低 投资少 但用水量大 纤维流失大 浮选法纤维流失少 化学药品和用水量少 污染少 但白度较低 设备费用高 能耗大 第三节废纸脱墨 4 5现代脱墨工艺流程的发展较为完善的设备配置工艺路线废纸 水力碎浆机 除渣设备 筛选设备 搓揉机 一道浮选槽 一道洗涤设备 热分散设备 二道浮选槽 二道洗涤设备 漂白 良浆 第三节废纸脱墨 两段浮选一段浮选时 废纸浆白度的增加值通常较高 而后浮选的白度增加值则要小一些 二段浮选通常位于热分散机之后 可以将被热分散系统分散后的油墨粒子和胶粘物通过浮选除去 第三节废纸脱墨 废纸脱墨的影响因素5 1废纸种类5 2加料顺序通常是先加药品 经热水溶解和调到一定的浓度 然后再迅速加入废纸 5 3脱墨温度适当提高温度可促进油墨的软化和分散 并可加快化学反应 有利于油墨的脱除 第三节废纸脱墨 5 4脱墨时间温度高些 时间可相应短些 脱墨剂的化学作用强 时间可相应缩短5 5碎解浓度提高浓度可增加纤维与纤维之间的摩擦力 剪切力和揉搓力 可减少碎解时间 降低动力消力消耗 5 6油墨性质 第三节废纸脱墨 5 7pH值5 8废纸疏解疏解得愈充分 油墨粒子就愈容易从纤维上分离出来 5 9浆料洗涤脱墨后浆料一定要迅速及时洗涤 避免因油墨中颜料的染色作用而使纤维返色 影响纸浆白度 第三节废纸脱墨 脱墨设备6 1浮选脱墨设备浮选法脱墨的关键设备是浮选槽 6 1 1浮选槽分类卧式立式 方形圆柱形 第三节废纸脱墨 6 1 2浮选槽的发展方向设备外形由卧式向立式发展机体结构由方形向圆柱形发展搅拌型向文丘里抽气型或专用气泡发生器发展浮渣排除方式由自然溢流型或机械刮板式向正压吹风或负压抽吸式发展 第三节废纸脱墨 6 1 3浮选脱墨设备实例Swemac立式圆柱浮选机开发于20世纪70年代 是第一种无需搅拌的浮选机 浮选浓度为1 2 1 5 第三节废纸脱墨 Lamort对流式浮选机可两次充气 两次浮选和真空抽墨 浮选浓度为0 8 1 5 第三节废纸脱墨 阶梯扩散式浮选机气泡在纸浆中分布较为均匀 油墨粒子分离较好 浮选浓度为0 8 1 5 第三节废纸脱墨 Voith多喷射器椭圆形浮选机浮选槽为密闭的圆柱形或椭圆形的卧式槽体 既减少纸浆流动阻力 改善混合效果 又消除室内环境污染 浮选浓度为0