制漿造紙節(jié)水技術

1、制漿造紙節(jié)水技術制漿造紙節(jié)水技術制漿造紙節(jié)水技術制漿造紙節(jié)水技術 我國的淡水資源缺乏，人均水資源占有量居世界我國的淡水資源缺乏，人均水資源占有量居世界第第88位，僅為世界人均占有量的位，僅為世界人均占有量的1/4，并且我國的水資，并且我國的水資源分布不均勻（南方占源分布不均勻（南方占81%，北方占，北方占14%），降水多），降水多集中于集中于6、7、8月份。月份。 隨社會的進步，工業(yè)用水、城市生活用水急劇增隨社會的進步，工業(yè)用水、城市生活用水急劇增加，致使世界上許多地區(qū)出現缺水問題。加，致使世界上許多地區(qū)出現缺水問題。制漿造紙節(jié)水技術w 2008年度造紙工業(yè)污染狀況w 用水量：108.9億噸，

2、新鮮水用量48.84億噸，相當于工業(yè)用水總量的8.89%；w 萬元工業(yè)總產值用水量：94噸，全國平均大概為20噸；w 造紙廢水排放量：40.77億噸，占全國總排放量的18.76%；制漿造紙節(jié)水技術中濃技術中濃技術封閉篩選封閉篩選白水循環(huán)白水循環(huán)濾液逆流洗滌濾液逆流洗滌廢水回用及零排放廢水回用及零排放高效脫墨技術高效脫墨技術作為輔助工藝技術的制漿漂白生物技術 制漿造紙節(jié)水技術制漿造紙節(jié)水技術制漿造紙節(jié)水技術1中濃技術 隨著中濃紙漿流態(tài)化技術向漿料輸送、除節(jié)、精選、混合、漂白等工藝操作領域發(fā)展，已有可能在全部制漿系統中實現中濃化。實現中濃技術可大幅度節(jié)水、節(jié)能。 造紙專家把中濃技術作為制漿造紙節(jié)水

3、節(jié)能的第一技術，并認為：“中濃技術的巨大節(jié)水、節(jié)能效益是值得造紙工業(yè)進一步發(fā)展的”。因此研究中濃技術與裝備仍是目前的重大任務。 制漿造紙節(jié)水技術1中濃技術a.a.中濃輸送中濃輸送 4% 15% 低濃紙漿與中濃紙漿的流動性能制漿造紙節(jié)水技術（1）中濃技術低濃紙漿與中濃紙漿的比較 制漿造紙節(jié)水技術1中濃技術b.中濃混合中濃混合 中濃技術必須解決中濃紙漿與漂白劑等的纖維級混合問題。 影響混合效果的關鍵因素是紙漿濃度和混合方式。下圖表示了低濃（3%）、中濃（12%）、高濃（30%）三種濃度下紙漿濕纖維與其外圍水的相對體積的比較。制漿造紙節(jié)水技術1中濃技術 實現中濃輸送及中濃混合后，就可實現中濃氧脫木素

4、、中濃漂白、中濃洗滌、中濃打漿等工藝操作。 中濃操作的經濟效益相當顯著，特別是節(jié)水、節(jié)能。據報道，生產同一噸紙漿，采用中濃技術可比采用低濃制漿過程節(jié)約一半左右電能，降低30以上的熱能消耗，用水量也降低為原來的一半，并使漂白段排出液的污染程度降低40以上。下表為中濃漂白與低濃漂白經濟指標的比較。 制漿造紙節(jié)水技術（1）中濃紙漿氧脫木素技術中濃紙漿氧脫木素單升流塔流程洗滌濃縮機蒸汽混合器升流漂白管降流漂白塔洗滌濃縮機制漿造紙節(jié)水技術（2）中濃紙漿無元素氯漂白技術（稱ECF漂白）以二氧化氯漂白為主的技術制漿造紙節(jié)水技術（3）中濃紙漿無元素氯漂白技術（稱ECF漂白）蘆葦漿的無元素氯漂白生產系統制漿造紙

5、節(jié)水技術（4）中高濃紙漿全無氯漂白技術（稱TCF漂白）以過氧化氫漂白為主的技術制漿造紙節(jié)水技術2封閉篩選技術封閉篩選技術優(yōu)點：l紙漿的質量不受影響l節(jié)水節(jié)電（噸漿水耗3040m3，節(jié)水節(jié)電50%）l流程緊湊l減少纖維流失l廢水量少（降低60%，廢水回用率高） 制漿造紙節(jié)水技術2封閉篩選技術制漿造紙節(jié)水技術2封閉篩選技術鼓式機-封閉篩選流程 制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術 a.優(yōu)點： 節(jié)約用水（噸紙水排放量1030m3 ） 減少纖維和化學品流失（噸紙纖維流失量515kg) 節(jié)約熱能 減少污染制漿造紙節(jié)水技術 封閉循環(huán)和能源回收w 排水引起能的損失。例如，通常每立方可損失排水引起能的損失

6、。例如，通常每立方可損失大約大約104MJ。 封閉循環(huán)后，溫度可以上升為35-550C. 溫度每升高溫度每升高10度，車速可提高度，車速可提高4%，因為水的，因為水的粘度降低、脫水速率增加粘度降低、脫水速率增加.制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術b.應用回用白水的操作單元： 稀釋紙漿 處理廢紙或損紙 制漿過程單元操作用水 貯漿池用水 輔料用水 調漿噴水管用水等制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術清水清水砂濾砂濾貯水池貯水池廢水廢水紙漿制備紙漿制備紙機紙機一級循環(huán)一級循環(huán)二級循環(huán)二級循環(huán)貯水池貯水池分離器分離器貯水池貯水池清水清水砂濾砂濾貯水池貯水池廢水廢水紙漿制備紙漿制備紙機紙機一級

7、循環(huán)一級循環(huán)二級循環(huán)二級循環(huán)貯水池貯水池分離器分離器貯水池貯水池三級循環(huán)三級循環(huán)制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術c.三級循環(huán)回收利用： 一級循環(huán)主要用于稀釋紙漿 二級循環(huán)直接用于稀釋紙漿，部分經處理后成為低濃白水，送往打漿等單元操作用水 三級循環(huán)經處理后作為生產用水，代替部分清水利用制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院造紙白水封閉循環(huán)可能帶來的問題： （a） 微生物在循環(huán)水中大量生長：微生物在循環(huán)水中大量生長： 足夠的營養(yǎng)物、合適的溫度、中性的或偏酸性足夠的營養(yǎng)物、合適的溫度、中性的或偏酸性pH條件條件 -由

8、此引起：由此引起： 腐漿（紙斷頭、壓花、紙質量問題、）腐漿（紙斷頭、壓花、紙質量問題、） 氣味（產品和環(huán)境）氣味（產品和環(huán)境）-厭氧環(huán)境產生硫化氫、揮發(fā)酸厭氧環(huán)境產生硫化氫、揮發(fā)酸制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院（b）鹽的積累和腐蝕問題）鹽的積累和腐蝕問題 碳酸碳酸 鈣鈣-來自廢紙原料和造紙過程的填料；來自廢紙原料和造紙過程的填料； 硫酸鋁硫酸鋁-來自造紙的施膠過程。來自造紙的施膠過程。 鹽積累引起：鹽積累引起：-泡沫。碳酸泡沫。碳酸 鈣和揮發(fā)酸反應產生鈣和揮發(fā)酸反應產生CO2, 造紙過程勻度問題、斷頭、孔洞造紙過程勻度問題、斷頭、孔洞-設備結垢（網和

9、毛布）。與松香酸、樹脂及硫酸鹽反應；設備結垢（網和毛布）。與松香酸、樹脂及硫酸鹽反應；-H2S產生；產生；-腐蝕腐蝕 制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院（c）二次膠粘物（二次膠粘物（Secondary Stickies）影響造紙過程中的膠粘性物質，它們是分散在液體影響造紙過程中的膠粘性物質，它們是分散在液體中的憎水性膠體，造紙中沉積。中的憎水性膠體，造紙中沉積。來自于：來自于：印刷油墨，印刷油墨，造紙中添加的膠料；造紙中添加的膠料；紙表面的涂料紙表面的涂料 制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院 二次膠粘物是廢紙制漿造

10、紙的典型問題，主要是系統中積累的具有膠粘性的疏水性物質，來源于印刷油墨、膠粘劑、涂布物質以及在紙張使用過程中引入的各類膠體性物質。在系統中有時會形成較穩(wěn)定的分散狀態(tài)，影響造紙操作。目前二次膠粘物問題已經引起廣泛關注，是廢紙再生過程中一個比較典型的問題 。制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院膠粘物的危害： 樹脂（膠粘物）沉積問題：膠粘物中樹脂類物質在過程水中以穩(wěn)定的膠體或溶解的形式存在，但本身又表現出很強的凝聚和沉積趨勢，常會因各種因素沉積并粘附于紙機的網、毛毯、壓輥、吸水箱、烘缸表面，以及管道中，造成糊網、毛毯孔眼堵塞、粘烘缸等，形成膠粘物“障礙”。導致脫

11、水能力下降，脫水不均勻，并引發(fā)多種紙病，嚴重時造成紙機斷頭，而被迫停機清洗。制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院膠粘物的危害：對紙張物理及光學性能的影響：膠粘物積累到一定程度，會部分被紙漿纖維帶走，影響紙張物理性能和光學性能，膠體物質（樹脂類）可降低紙張強度。溶解物質可以降低紙頁表面性能和光學性能。因此對紙張性能也會有較大影響 。制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院膠粘物的危害：過程添加劑的影響：膠粘物各具特性，但在紙漿中均呈陰電性，具有較高的陽離子需求量，消耗系統中陽性添加劑的電荷，過程水中積累的DCS還可以使陽離子

12、助劑優(yōu)先吸附在DCS上而不是纖維上，從而降低過程添加劑的使用效率 。制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院膠粘物的危害： 制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院(d) 陰離子垃圾（ Anionic trash） 親水的溶解性的陰離子或陰離子膠體的積累親水的溶解性的陰離子或陰離子膠體的積累 來自于：來自于： -造紙?zhí)砑觿缭旒執(zhí)砑觿?，例如CMC(羧甲基纖維素羧甲基纖維素)、淀粉等、淀粉等 -油墨中的某些組分。油墨中的某些組分。 問題：問題： -增加造紙過程中助劑用量的增加（例如施膠礬土、助濾劑等）增加造紙過程中助劑用量的

13、增加（例如施膠礬土、助濾劑等） -造紙過程濾水速率下降，車速降低造紙過程濾水速率下降，車速降低制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術d.回收處理方式：過濾式濃縮機、脫水機、多圓盤過濾機（目前先進的白水回收設備）沉降式沉淀池、沉淀塔、沉降器氣浮式氣浮白水回收機磁化方法根據白水的特征對白水進行磁化，機械振動產生渦流絮凝，然后進行脈沖震動產生二次絮凝，使白水分離成清水。物化生化模式：氣浮生物凈化 制漿造紙節(jié)水技術3造紙機白水循環(huán)回用技術天津科技大學材料科學與化學工程學院w 早期的經驗證明：物理的、化學的方法不能夠實現真正的封閉循環(huán)。因為：前述的各種問題大多由溶解或懸浮狀態(tài)的污染物造成。因此生物處理

14、是實現封閉循環(huán)回用的關鍵：w 厭氧和好氧是去除有機污染物的最為經濟的方法。w 厭氧和好氧生物軟化除鹽是當前唯一經濟地軟化廢水的方法。 制漿造紙節(jié)水技術4濾液逆流洗滌技術a.漂白過程逆流洗滌 跳躍段逆流：酸性濾液用于酸性段，堿性濾液用于堿性段。 分流逆流：來自于前一段的濾液被分開，一部分用于這一段洗漿機的噴淋水，一部分用于這一段漂白塔底部稀釋紙漿。 完全逆流：任何一段洗漿機的噴淋水均來自隨后的洗滌段。制漿造紙節(jié)水技術4濾液逆流洗滌技術 隨著漂白車間濾液循環(huán)回用，漂白系統中水和熱的消耗量降低，有資料報道，一個三級漂白系統利用完全逆流洗滌，其用水量能夠減少60%70%。制漿造紙節(jié)水技術4濾液逆流洗滌

15、技術b.黑液提取過程逆流洗滌 高濃黑液提取洗漿設備：螺旋擠漿機、雙輥擠漿機、雙鼓擠漿機、雙錐盤擠漿機、雙網擠漿機、長網夾網濃縮機 中濃黑液提取洗漿設備：鼓式真空洗漿機、鼓式壓力洗漿機、水平帶式洗漿機、連續(xù)置換洗漿塔、DD型置換洗漿機等組成的洗漿制漿造紙節(jié)水技術4濾液逆流洗滌技術制漿造紙節(jié)水技術5廢水回用技術，“零排放”w 經嚴格處理后的廢水全部回收用于生產，就實現了生產廢水的全封閉也就是“零排放”。w 要做到真正“零排放”，實現廢水的全部回用而不影響紙頁的質量，應必須具備二個條件：l必須具有對廢水進行嚴格處理的能力 l必須具有嚴格的管理系統 制漿造紙節(jié)水技術5廢水回用技術，“零排放”w 對實現

16、“零排放”的認識l“零排放”不是一點水不用 分離出來的雜質、填料、纖維束等廢棄物，水分含量在50%以上 生產條件的波動，使廢水品質發(fā)生變動，將使生產系統的某些操行單元受影響，必須引進部分清水加以解決l所有“零排放”水耗在13m3/t紙的范圍制漿造紙節(jié)水技術5廢水回用技術，“零排放”l實現“零排放”的紙廠，常見一些問題出現，必須提前設想解決方法，如產品出現異味，設備和管道腐蝕加快，紙漿懸浮液溫度升高等等l實現“零排放”的紙廠，目前都是以廢紙為原料，生產瓦楞紙、涂布紙板、未涂布紙板、箱板紙及牛皮紙等的企業(yè)。 制漿造紙節(jié)水技術5廢水回用技術，“零排放”制漿造紙節(jié)水技術5廢水回用技術，“零排放”Fre

17、sh water出水氣浮池Recycled waterFiber reused0.18t污泥污泥/d260 TPDvaporUASB好氧反應器制漿造紙節(jié)水技術5廢水回用技術，“零排放”l零排放的經濟性l零排放帶來的問題： 紙張鹽度高、容易吸水等制漿造紙節(jié)水技術6高效廢紙脫墨技術 高效廢紙脫墨技術，提高廢紙制漿中脫墨效率及精化度，減少后續(xù)工藝技術裝備，降低洗滌水用量，從而節(jié)水節(jié)能。 高效廢紙脫墨技術整個系統清水耗用量為1015m3/t 紙（連同抄紙生產在內）制漿造紙節(jié)水技術（6）高效的廢紙脫墨技術用于廢新聞紙的脫墨系統廢紙碎漿粗篩預浮選除渣精篩圓盤過濾器壓榨洗漿熱分散過氧化氫漂白儲存塔澄清尾渣處

18、理淤泥處理廢水廢水制漿造紙節(jié)水技術用于辦公廢紙脫墨系統制漿造紙節(jié)水技術立式碎漿 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院制漿造紙節(jié)水技術 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院制漿造紙節(jié)水技術 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院轉鼓式碎漿機（vamelt）制漿造紙節(jié)水技術 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院轉鼓式碎漿機制漿造紙節(jié)水技術 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院轉鼓式碎漿機制漿造紙節(jié)水技術 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院轉鼓式碎漿機制漿造紙節(jié)水技術 天津科技大學材料科學與化學工程學院天津科技大學材料科學與化學工程學院轉鼓式碎漿機應用廣州造紙集團引進