第四章-纸浆的洗涤.ppt

第四章纸浆的洗涤、筛选与净化,第一节纸浆的洗涤与废液的提取第二节纸浆的筛选与净化第三节纸浆的浓缩与贮存,第一节纸浆的洗涤与废液的提取,本节重点：所有常用术语。纸浆洗涤的原理。影响纸浆洗涤的因素。多段逆流洗涤的流程。,第一节纸浆的洗涤与废液的提取,一概述（一）目的、作用和要求1.目的（1）尽量洗干净，减少纤维流失；（2）尽量提高黑液提取率，减少用洗涤水，保持高的黑液浓度与温度。2.作用（1）避免筛选时产生大量泡沫，（2）减少漂白剂的消耗；（3）提高化学药品的回收率。3要求（1）尽量少用洗涤水，把纸浆洗干净；（2）减少纤维流失，提高纸浆得率。,（二）洗涤术语,1洗净度(Cleanliness)纸浆洗涤后的干净程度。碱法纸浆：a.洗后纸浆所带滤液中残碱含量（Na2Og/L）b.洗后每吨风干浆所带走的残碱量（Na2OKg/t风干浆）酸法纸浆：a.洗后纸浆滤液消耗KMnO4的量（KMnO4mg/L）2置换比（DisplacementRatioD.R.）D.R.=(WoWM)/(WoWw)Wo洗涤前（洗浆机网槽中）浆内废液所含溶质质量，%；WM洗涤后浆内废液所含溶质质量，%。Ww洗涤液所含溶质质量，%；用清水洗涤时，Ww=0。,3稀释因子（DilutionFactorD.F）洗涤每Kg风干浆引入黑液系统之洗涤用水量。（KgH2O/Kg风干浆或tH2O/t风干浆）,Vw洗涤用水量，m3/t风干浆Vp洗涤后纸浆带走的液体量，m3/t风干浆WM洗涤后浆内废液所含溶质质量，%。V所提取的废液量，m3/t风干浆Vo蒸煮后纸浆中的废液量，m3/t风干碱法纸浆的稀释因子见P163,例题：稀释因子的计算假设：洗后每吨风干浆带走固形物38Kg，洗后浆浓15%，洗涤用水量8m3/t风干浆。D.F=VwVp（1WM)Vw=8m3/t风干浆,4洗涤损失（WashingLoss）洗涤过程的化学损失。以残留在洗后每吨绝干浆中的废液溶质表示。KgNa2SO4/t风干浆,5洗涤效率（WashingEfficiency）=（G/Go）100%G提取出来可利用的废液中溶质（固形物）的数量Go蒸煮后废液中所有溶质（总固形物）的数量用以评价洗涤设备或洗涤系统的洗涤效果。6黑液提取率（Extractionefficiencyofblackliquor)送碱回收系统蒸发的黑液溶质数量与蒸煮后黑液中总溶质数量之比。是评价洗涤过程设备运行和管理水平的指标。,二洗涤原理废液在纸浆中的分布情况：KPSP纤维与纤维之间%70-8060-70通过过滤、挤压细胞腔%15-2020-30通过扩散细胞壁内%55-8,1.过滤浓度10%过滤速度：P164过滤面积压差滤层厚度。废液黏度。温度上升，下降，v上升纸浆种类。毛细管半径大小浆层的紧密度、厚度,2.挤压浓度10%利用机械挤压把废液从纸浆中挤出。废液不被稀释。不可能用挤压方法完全分离纸浆中废液。外加压强毛细管压强能把废液挤出外加压强毛细管压强不能把废液挤出p毛细管压力液体的表面张力d毛细管直径纤维细胞腔直径：草浆1.55m木浆1030m胞壁微纤维（Microfibril）尺寸=0.025m,3.扩散浓度差除去细胞壁和细胞腔中的废液。扩散速度：P165D扩散系数，F扩散面积，X扩散距离浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降。为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤。D随扩散物质及介质的种类、温度和粘度、压力而异。温度上升，粘度下降，D上升。增大F，减少X的有效措施是搅拌。,4.吸附作用,纤维表面吸附废液中的溶质。对纸浆洗涤不利。纸浆会吸附带正电荷的金属离子。不可能使纸浆与废液完全分开。,（二）洗涤方式,单段洗涤和多段洗涤。多段洗涤又分为多段单向洗涤和多段逆流洗涤。段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间多段逆流洗涤优点：？确定洗涤段数应考虑那些因素？,（三）影响洗涤效果的主要因素,1洗涤液的温度：70-802压差（200kPa）或真空度（50kPa）3浆层厚度、上浆浓度、出浆浓度4洗涤用水量与洗涤次数5蒸煮方法、浆种、浆的硬度,三洗涤设备及设备选型,按浆浓分类：高浓洗涤设备、中浓洗涤设备、低浓洗涤设备。按洗涤原理分类：挤压洗涤设备、过滤洗涤设备和扩散洗涤设备。按操作方式分类：间歇洗涤设备和连续洗涤设备。按结构分类：鼓式、带式和多盘式洗涤设备等。,（一）中浓洗涤设备（出浆浓度10%-20%）,1鼓式真空洗浆机（1）结构：,转鼓：,分配阀（分配头）：有平面型和锥型两种。平面型分配阀结构：,浆槽：有头槽、鼓槽、中间槽和尾槽。,头槽（进浆槽）：,中间槽：位于两台洗浆机之间。结构：,（2）真空洗浆机的工作原理,原理：兼有过滤、扩散、置换的作用。分配头的多小室轮流受到过滤、抽吸、排空作用。,（3）真空洗浆机的洗浆工艺条件,工艺条件：进浆浓度：木浆0.8%1.5%,草浆1.0%3.5%。出浆浓度：10%15%。水腿内黑液流速：13m/s。真空度：26.740.0kPa。真空产生强制真空自然真空：水腿作用过滤面积：5m250或100m2,（4）真空洗浆机的优缺点,优点：操作方便、直观、技术成熟可靠、性能稳定废液提取率较高（木浆95%左右，草浆83%-88%）适用于草浆、木浆的洗涤洗涤能力：木浆竹浆荻苇浆蔗渣浆麦草浆缺点：结构相对复杂，占地面积大，容易产生泡沫，要求厂房楼层高，投资较大等。,2压力洗浆机,（1）结构：,构造：转鼓、鼓槽、气罩、密封辊等组成。压力由风机产生的风压911KPa过滤面积845m2。,（2）压力洗浆机的工作原理,原理：兼有过滤、扩散、置换作用。,（3）压力洗浆机的洗浆工艺条件,工艺条件：进浆浓度：第一台为0.9%1.1%,第二台以后为1.0%1.4%。出浆浓度：12%18%。鼓槽内风压：511kPa，转鼓内风压00.3kPa。洗涤水温度：8085，黑液提取率95%98%。优缺点：？,（4）压力洗浆机的优缺点,优点：黑液提取率高，车间环境较好，设备安装高度没要求，对浆料及浆浓的适应性好，洗涤水温度高。缺点：动力消耗大，滤鼓内外压差比真空洗浆机小。用于洗涤木浆,（二）水平带式真空洗浆机（Beltwasher）,1结构滤网（滤带）、真空吸滤箱、流浆箱、机架、传动、喷洗装置等组成。,（1）流浆箱：,（2）滤网和履带：滤网为聚酯网，网目根据纤维种类定。履带由内衬聚酯纤维帘子布外包耐热S76合成橡胶制成。,2工作原理扩散与置换。（一台设备实现多段洗涤，且无段间稀释）,3工艺条件：,进浆浓度3-4，出浆浓度15-19，洗涤水温70-80，稀释因子2-3。主要特点：结构简单、操作方便、投资省；密封性差、热损失较大、胶带易磨损。适用：国产的多用于纸浆的洗涤，用于黑液提取的少。,(二)高浓洗涤设备,1.螺旋挤浆机淘汰设备,2.双辊挤浆机（淘汰设备）,3.双网挤浆机（压滤机）（DoubleWirePressWasher）浆料自动脱水区楔形脱水区低压脱水区高压脱水区工艺条件：国产：进浆浓度1.5%4.0%，出浆浓度15%30%，产量15120t/d。国外：进浆浓度3%12%，出浆浓度35%左右。,（三）扩散洗涤器（DiffusionWasher）,（1）结构漏斗型装置外壳。过滤杯（筛杯）、水压缸、刮料臂、喷水装置。纸浆从下锥部进入，分布于多筛环之间，与筛环等速上升，洗涤水在多筛环间转动的喷水管均匀加到浆中，利用筛环瞬时下降的振动和剪切作用以废液反冲洗滤网。（2）工作原理置换、过滤。,（3）工艺条件进出浆浓度：10-12，进浆温度：80-95（100），浆料上升速度：15cm/min，筛（网）环上升15cm后，用0.3s时间恢复原有的位置，每段洗涤周期6-8min。（4）优缺点优点：设备紧凑、操作简单、生产能力大、洗涤效率高、不产生泡沫、没有臭味、电耗低。缺点：滤网升降机构复杂适用：通常用于连续蒸煮器高热洗涤后的最终选择器内高热洗涤（InternalwashingzoneinatypicalKamyrChipDigester)。,2双辊置换压榨洗浆机,（1）结构：,（2）工作原理,区：浆料进行脱水，过滤。区：浆料与洗涤液接触，浆中废液通过扩散作用被置换出来，扩散置换。区，进行挤压脱水，浆料被挤压到30%40%的浓度。挤压。（3）工艺进浆浓度2-5，出浆浓度30-40，黑液提取率可达99。,3鼓式置换洗浆机（DD洗浆机）（DrumdisplacementwasherDDWasher）,（2）工作原理,区（成形段）：浆料快速脱水增浓至10%-12%，过滤。区、区、区（2-4段）：浆料与洗涤液接触，浆中废液通过扩散作用被置换出来，并由真空过滤。扩散置换、过滤。第4段用热水洗，其他各段进行逆流洗。（3）工艺进浆浓度2。5%-3.5，出浆浓度15-16，（4）特点在一台设备上实现多段逆流洗涤，黑液提取率可达96，能耗和热损失低。,四衡量洗涤设备的主要经济技术指标1.黑液的提取率与提取黑液浓度（最主要）提取率要高，黑液浓度也要高。2.洗涤损失与浆的洗净度提高洁净度，减少损失。3.纤维损失减少纤维损失,五泡沫的形成与消除,（一）泡沫形成的原因内因：原料中溶出的某些表面活性物质（树脂、脂肪酸、蜡及其皂化物）外因：与空气接触时激烈的搅拌、冲击喷射，温度、粘度及PH的变化。