废纸的碎解与疏解.doc

废纸的碎解与疏解废纸纤维的离解，以水力碎浆机的碎解为主，也有用蒸煮碎解的。一、水力碎浆机碎解水力碎浆机于1938年由美国布莱克克劳森公司(Black Clawson简称BC公司)创制。1959年BC公司发展了一种伏克斯转子(Vokes Rotor)，这种转子能有效地碎解废纸，但电耗高。1973年，BC公司又推出Power SaverVokes Rotor，即至今还风行全世界的PS型伏克斯转子，这种转子能产生强力的回流作用，故碎解能力高、电耗低，现在各国都有各自生产的水力碎浆机，但其转子结构多数是以P.S型伏克斯转子为原型改进而成的。图92为P.S型伏克斯转子。(一)水力碎浆机的作用 水力碎浆机在废纸碎解中主要起离解纤维的作用，同时有初步分离除去重大杂质的作用。在碎解过程中，应尽量保持纤维的原有强度，使附于纤维的杂物分离出来，但又不要过分碎解杂物为碎片，以利以后工序除去。脱墨也是从水力碎浆机开始，在水力碎浆机中加脱墨剂、熟化，使油墨从纤维表面充分而分散地脱离出来，这是水力碎浆机的另作用。(二)各类水力碎浆机的特点 水力碎浆机有立式和卧式、连续和间歇、高浓和低浓之分。它们的结构示意图如图93至图97所示。水力碎浆机的作用原理是靠高速旋转的转子(圆周线速9001100mmin)所产生的水流作用使废纸碎解。转子的背后(卧式)或下面(立式)是筛板，筛板中 筛孔的尺寸约为 425mm，被分散的纤维穿过筛孔排出。如一边碎解一边排出的为连续式，碎解完集中一次排放浆料的称为间歇式。机中的绞索装置可以钩住废纸中的绳索、破布、铁丝、塑料膜等杂质，而将其拉山(绞车)浆面而除去。粗重杂质在重渣排出口排出，伏特式卧式有利于连续排渣。立式机体高度高，需要立式电机，检修不方便，排浆阻力大，浆渣易寒筛孔，粗大杂质聚集底部，对转广的磨损作用大。卧式和立式碎解作用是相同的，它安装高度低，卧式的转子叶轮和筛板在侧面，而排渣口在下部，不相干扰，从这点，卧式较优。 间歇式能稳定均匀地控制碎解程度，如加脱墨剂时，能均匀、允分保证熟化反应时间。如后工序没疏解设备时，可由水力碎浆机花多些时间进步碎解至纤维完全分离，但这样做电消耗大。间歇式需停机放浆和清洗，加水投料后才能重新开机，非工作时间K，利用率低，对易碎解的废纸，易造成纤维强度下降，不适宜安装连续排渣装置，不太适合处理杂质特别多的废纸。 连续式的情形和间歇式相反，废纸中杂质在机中被打碎的机会较少，但美中不足的是不适宜处理脱墨浆，因加脱墨剂后，不能保证单元的浆料在机内停留相等的时间，不利于脱墨工艺的稳定。 高浓水力碎浆机的转子呈塔形螺旋状，它是在P.S转子基础上进行改进，按轴流泵的上艺的稳定。原理没汁而成，从而使处理浓度比原来提高了2倍以上。在螺旋形转子的转动中，浆料沿转子面由上而下运动，然后再从转子下部抛向周壁，再沿槽壁向上运动，向上的浆料又再次向下，经历上述的循环。在这过程中，浆料受到转子强力的涡流作用，在经槽底时，能产生高强湍流作用，使纤维间具强烈的摩擦，可缩短碎解时间，并有利于油墨的脱离和分散，节约动力消耗，节约脱墨化学药品，节省加热蒸汽，减少了水力剪切作用，避免了废纸中杂质的碎片化，有利于净化时除去。因此，高浓度意味着高效低耗等的优良指标。水力碎浆有多种类型、型号，供选用。(三)影响水力碎浆机碎解的因素1温度主要取决于脱墨、脱胶温度要求，一般为5080。温度高，不但有利于脱墨，还有利于纤维软化，有利于碎解。2浓度浆浓度由水力碎浆机类型决定，同一类型浆的浓度有一定的选择范围。如低浓可由35。浓度高一些，纤维之间的作用增加，电耗相对降低。3时间这个因素应视机体容积大小和废纸性质而定，从30min至3h，一般控制在碎解度为65%75%的时间为宜.4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。5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数量、是否脱墨都是影响碎解的因素。6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。7其它转子性能、转子转速(圆周线速)，对高浓碎解产生较大的影响，但这属于设备设计制造的问题。二、蒸煮碎解 蒸煮碎解是针对那些难于通过水力碎浆机碎解的废纸原料，或是对彩色墨量大和难脱墨的废纸，为厂提高脱墨效果而提出的。难碎解的废纸是一些高湿强度废纸，这类纸都不同程度地加入了湿强剂，经干燥成纸后形成不溶性的键合，导致机械碎解困难；彩色墨量大的如彩色广告、画报等。蒸煮的目的是为了脱除各种粘结剂、热熔胶，油墨，破坏高湿强度、碎解废纸等。废纸蒸煮由于采用了化学药品和高温处理，其碎解和脱墨，脱胶效果较好。蒸煮常用间歇性蒸球。蒸煮前废纸要进行撕碎或切碎打捆备料，以利装锅。蒸煮工艺大致有高温法和低温法，高温法压力为0.30.45MPa，低温法蒸煮温度100C左右，用碱量一般3%6%，时间34h。应防止长时间保温，避免脱出的细小油墨渗透到纤维内，造成后工序去除油墨粒子的困难。 和化学浆相比，废纸蒸煮的工艺特点是低温、低碱、短时间，以避免纤维的化学降解。实践证明，蒸煮出来的废纸料最好是略带纸片，这样对纤维强度和避免油墨的反渗透都有好处，未充分离解的废纸料，可通过下一工序水力碎浆机或其它疏解设备疏解处理。废纸蒸煮碎解和水力碎浆机碎解相比，有如下特点：(1) 可处理高湿强度浆。(2) 脱墨、脱胶效果好。(3) 浆的白度高，可漂性高。(4) 电耗少。(5) 纸强度：蒸球低温法水力碎浆机高温法。(6) 浆得率低。(7) 废液污染负荷增大，增加了碎解后的洗涤工作。(8) 劳动强度大。(9) 化学药品消耗略高，蒸汽消耗大。 三、废纸的离解工艺(一)二级碎浆工艺 如果采用水力碎浆机使废纸达到完全碎解，会消耗相当高的动力，且后期疏解度提高很慢，这是流程中没有后继的疏解设备不得已的做法。有资料证明，当碎解度达75%时，不宜继续采用水力碎浆机碎解，否则将使电耗加大，如图98所示，并将严重降低纤维强度，杂质过分碎解，不利于后工序除去。图98中的实线表示水力碎浆机，而虚线部分表示二级碎浆设备疏解时的情况. 因此，废纸的离解常采用二级碎浆工艺，第一级用水力碎浆机，第二级用其它的疏解设备。第二级的疏解设备常一机多能，具疏解和除重轻杂质的作用，所以二级碎浆工艺具有如下优点：(1) 节约电耗20%30%(2) 保护纤维强度，免受水力碎浆机后期的降解作用。(3) 避免杂质过分碎解，有利于后工序除去。(4) 二级疏解设备如纤维分离机系列设备，可以除去绝大部分的片状轻杂质和小部分重杂质。 在二级碎浆流程中，常在水力碎浆机后，二级疏解没备前安置高浓除砂器，除去?2.53.Omm以上的重杂质，对后工序设备起到保护作用。由于采用二级碎浆工艺，水力碎浆机筛板筛孔直径可以适当放大到?1025mm，使部分未完全碎解的碎纸片通过，经二级疏解后，废纸碎解度达90%以上。在二级碎浆流程中，应注意高浓除砂器进浆压力和纤维分离机进浆压力，配置相应压头的浆泵。在二级砰浆流程中，一种是水力碎浆机后的浆料，不经筛选，继续进行碎解及疏解处理；另一种是水力碎浆机后的浆料先经筛选，筛出的尾浆再由二级疏解设备处理，由于尾浆量少，可减小二次疏解的负荷。(二)疏解设备 二级碎解常称疏解，它是采用与水力碎浆机不同的设备对纸浆作进一步的碎解，目的是克服水力碎浆机一步碎解到底的缺点。疏解设备常有如下几种。1高频疏解机高频疏解机分齿盘式、阶梯式，锥形、孔板式。1)齿盘式其结构原理如图99所示。其疏解效果良好，但要求加工精度高，为避免齿环或齿盘受损，在前面应配置除砂设备。2)阶梯式其结构原理如图910所示。与齿盘式比，阶梯式有更长的疏解路程，因此，浆料通过间隙的时间较长，疏解性能良好。阶梯常设计为三级或四级。3)锥形其结构原理如图911所示。浆料通过间隙的形状结合了齿盘式和阶梯式，大锥度阶梯高频疏解机属这一类。以上三种类型的高频疏解机，浆料都是在高速旋转的转子、定子之间的间隙通过，通过时受到离心力、水力、挤压力、摩擦力等作用而使纤维疏解。在疏解时，因受力情况复杂，难免出现纤维被切断的现象。近年来出现的一些高效高频疏解机，在如何加强纤维疏解和把对纤维的切断作用降至最低程度方面作了不少改进。4)孔板式这是国内某大学研制的新设备，结构特点是由孔板磨盘构成，是对传统齿型结构的一种突破。其最大特点就是高效疏解并对纤维的切断作用几乎为零，目前这种疏解设备还未得到推广。 2纤维分离机纤维分离机作为二级疏解设备，比高频疏解机有如下突出优点： (1) 电耗低有资料报道，水力碎浆机一高频疏解机二级碎浆电耗为55kWh，而水力碎浆机纤维分离机的电耗为30kWh，节约了近45%电耗。这主要足因为用纤维分离机时，水力碎浆机筛TL可以从高频疏解机的?5mm提高至?1215mm，使水力碎浆机电耗大为降低.。如进入纤维分离机前的浆料先经一压力筛，只是让筛渣部分经纤维分离机，那么会更省电，以上能省电45%就属这个情况。 (2) 具有除轻杂质和除重渣的功能，因此，它不存在着把杂物过分碎解，以致后工序除去困难的问题。 纤维分离机起源于国外，国内第一台纤维分离机引进至今已有20年的历史。引进后，几经研究摸索、改进，开发了国产的纤维分离机，早期的型号有ZDF系列等现在生产的厂家众多，但其基本结构、工作原理，基本性能、外形基本一致纤维分离机的结构原理示意图如图912。 1)结构 主要结构内机壳、进出浆管、筛板、旋转叶片和疏解刀组成 2)工作原理 浆料从切线入门进入圆锥形机壳内，山于叶片的旋转作用，使浆料在机壳内部作旋转运动，同时又由于叶片旋转时的泵送作用，浆料沿轴向作循环。重杂质在离心力作用下而逐渐趋向圆周，并向大端集中，最后甩人重杂质出口而分离出去。 相反，密度较小的轻杂质则逐渐趋于机壳内部的中心，沿轴向分离出去一般轻杂质出口采用间歇排渣方式，每隔1040S开放25S重渣约2h排放一次。良浆在纤维分离机中，在旋转叶片的强烈作用下，或在叶片疏解刀的撕碎、疏解作用下，可进一步得到疏解，并基本上对纤维不产生切断作用疏解后的浆，经筛板筛孔(?34mm)从良浆口排出。纤维分离机工作原理示意图如图913。 3)工作因素(1) 浆浓度 一般为3%5%，为是本机最佳工作浓度范围。在此范围内，浓度高低的选择，要根据浆分离的难易程度、废纸中纤维的长短情况而定。一般来说，易分离的废纸，浓度可高些；长纤维废纸，浓度应选低些。(2) 进浆压力 通常为0.210.3MPa在这个范围内，应尽量选用较高压力，否则，机内浆流旋转的离心力不足，会降低对杂质的分离除去效果，并直接影响到废纸纤维的疏解效果。 (3)磨损为减少磨损，在设计上已经考虑到进入壳体内的重杂物不易接触到转子的叶片，但对机壳的磨损依然存在，因此在进入纤维分离机前要先经高浓除砂器。(4)选好进浆用泵。一是扬程要达约0.3MPa，二是能泵送3.5%5%浓度的浆。 除此，纤维分离机良浆出口在安装时应光向上弯，高度超过机体本身，然后再向下弯，这样可以避免机内的浆流跑空，保持机内充满浆液轻杂质排出的流体中，含有一定量的纤维浆量，应回收，一般是配制一个小型(或自制)的詹生筛，以除去较大片，条状轻杂物，同时回收浆水。 3复式纤维分离机纤维分离机具一机多能，这是废纸制浆设备的一个特征，废纸制浆设备中，多数都兼具 筛选净化和除杂的功能，这是针对废纸杂质多的特点复式纤维分离机是在纤维分离机的基 础上发展的，它比纤维分离机多了一个精选作用，除砂方面又多了一个体外相联的高浓除砂器，显然比纤维分离机优胜一筹。复式纤维分离机的结构如图9-14所示。 复式纤维分离机主体分为槽体和筛浆室两部分。槽体部分呈圆锥形，相当于一台密封的卧式水力碎浆机，与纤维分离机相似筛浆室相当于一台卧式压力筛叶轮在槽体内靠近筛板回转筛板上有底刀，用于增强碎解作用，并防止线状物缠绕在叶轮上和起到清洗筛板的作用。槽体内是进行疏解和去除轻、重杂质的地方轻杂质在大锥端前盖的中心管口排出，常用气动阀门控制在人锥端附设有重杂质除砂器，重杂物在槽内受到离心力作用沿槽体的切向开口平滑进入此高浓除砂器，收集在重杂物管中的重杂质可通过气动阀门定时