制漿原理與工程課件5

從洗滌角度把漿盡量洗干凈，減少纖維流失從堿回收角度盡量提高黑液提取率，盡量減少用洗滌水，保持高的黑液濃度與溫度堿法紙漿洗滌目的：盡量把漿洗干凈盡可能為回收系統(tǒng)提供濃度大、溫度高的黑液第一頁，共49頁。第一頁，共49頁。2.洗滌術(shù)語固形物（Solids）洗凈度紙漿洗凈后的干凈程度KP法殘堿<0.05g/L（Na2O計）—木漿<0.25g/L（Na2O計）—葦漿洗滌后每噸風干漿帶走殘堿量SP法以洗后紙漿濾液消耗KMnO4的量表示（廢液中含有木素）<100mgKMnO4/L置換比（DisplacementRatio）在洗滌段里漿中可溶性固形物實際減少量與最大可能減少量之比第二頁，共49頁。第二頁，共49頁。在理想狀況下，洗后液體的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與洗滌液一樣，即WM=WW，則D.R.=1實際上WM≠WW，D.R.<1D.R.的大小受洗滌液的數(shù)量、溫度、分布漿層的均勻性漿料的特性等影響一般來說，木漿多段洗一段D.R.=0.8~0.92中間段D.R.=0.5~0.7（熱水洗）末段D.R.=0.55~0.7第三頁，共49頁。第三頁，共49頁。稀釋因子（DilutionFactor）表示提取的黑液的稀釋程度，有時稱稀釋度定義洗滌每Kg風干漿引入黑液系統(tǒng)之洗滌用水量KgH2O/Kg風干漿或tH2O/t風干漿

洗滌因子的計算：設(shè)洗后噸風干漿帶走固形物38Kg洗后漿濃15%洗滌用水量8m3/t風干漿第四頁，共49頁。第四頁，共49頁。

稀釋因子大，洗滌用水量多，黑液濃度就稀稀釋因子越大，漿洗得越干凈，黑液提越取率越高。

第五頁，共49頁。第五頁，共49頁。洗滌損失（WashingLoss）Kg/t風干漿洗滌效率和黑液提取率（WashingEfficiency）G---洗滌后提取的廢液固形物含量G0---洗滌前漿中廢液固形物含量黑液提取率=噸風干漿提取的送蒸發(fā)黑液的溶質(zhì)量對蒸煮后噸風干漿黑液總?cè)苜|(zhì)量的百分比一般提取率<洗滌效率（兩者有區(qū)別又有聯(lián)系）當所提取黑液全部送蒸發(fā)工段時：黑液提取率=洗滌效率第六頁，共49頁。第六頁，共49頁。二、洗滌原理廢液在紙漿中存在的形式

KPSP纖與纖間%70-8060-70

通過過濾擠壓胞腔%15-2020-30

通過擴散胞壁內(nèi)%55-8

第七頁，共49頁。第七頁，共49頁。1.過濾過濾速度：由上式可知：ΔP上升，v上升，但ΔP上升，φ下降，d下降，而a上升

溫度上升，μ下降，v上升L上升，v下降漿種與漿層均勻性有影響第八頁，共49頁。第八頁，共49頁。2.擠壓

利用機械擠壓把廢液從漿中擠出

想用擠壓的方法完全分離漿中廢液是不可能：外加壓強＞毛細管壓強能把黑液擠出外加壓強≤毛細管壓強不能把黑液擠出根據(jù)物理化學：纖維細胞腔直徑草漿1.5~5μm木漿10~30μm胞壁微纖維（Microfibril）尺寸250?=0.025μm第九頁，共49頁。第九頁，共49頁。要擠出木漿胞腔內(nèi)黑液需1Kg/cm2壓差要擠出微纖維間黑液需800多Kg/cm2壓差，難做到3.擴散除去胞壁和胞腔中的廢液擴散速度：纖維內(nèi)外濃度差上升，擴散速度上升，洗滌用水越多，濃度差越大，洗得越快，但黑液濃度下降為保證一定的濃度差，應(yīng)采用逆流洗滌。D隨擴散物質(zhì)及介質(zhì)的種類、溫度和粘度而異。第十頁，共49頁。第十頁，共49頁。溫度上升，分子動能上升，D上升粘度下降，分子動能阻力下降，D上升擴散量與擴散面積成正比，與擴散距離成反比擴散面積是指纖維與洗滌液的接觸面積擴散距離是指纖維與洗滌液主體的距離增大F，減少X的有效措施是攪拌4.置換：利用清水或稀廢液把廢液置換出來，含過濾、擴散作用第十一頁，共49頁。第十一頁，共49頁。三、洗滌方式及影響洗滌的因素洗滌方式多段逆流洗滌洗滌要求：黑液提取率高，漿洗得干凈稀釋因子要小，黑液濃度要高段間配用稀釋攪拌槽，提供混合擴散的空間、時間未洗滌紙漿第一段第一段第一段第一段提取的黑液洗滌的紙漿第十二頁，共49頁。第十二頁，共49頁。影響因素洗滌用水量與洗滌次數(shù)

洗滌用水量愈多，漿洗得愈干凈，提取率愈高洗滌用水量一定，洗滌次數(shù)越多，洗滌效果越好，但投資、動力消耗增加。洗滌液溫度

溫度上升，粘度下降，分子擴散加速，漿料濾水性上升，但溫度過高，在真空洗漿機內(nèi)易產(chǎn)生沸騰，而破壞真空度。壓差或真空度

壓差或真空度上升，過濾推動力上升，過濾速度加快，真空度過大，廢液沸點下降，洗滌溫度下降，影響洗滌。擠壓壓力過高，濾網(wǎng)易損，纖維流失增大。第十三頁，共49頁。第十三頁，共49頁。漿層厚度增加，過濾阻力增加，過濾速度下降。上漿濃度增加，漿層厚度增加，生產(chǎn)能力增加，黑液提取率下降。出漿濃度增加，洗滌損失上升，黑液提取率上升。漿種與漿質(zhì)酸法漿比堿法漿濾水性好，易洗滌。木漿比草漿濾水性好，但草漿擴散效果好。硬漿比軟漿濾水性好，但擴散效果差。第十四頁，共49頁。第十四頁，共49頁。四、洗滌設(shè)備淘汰設(shè)備洗漿池（WashingCheat）螺旋擠漿機雙輥擠漿機（一）轉(zhuǎn)鼓式洗漿機鼓式真空洗漿機原理：兼有過濾、擴散置換的作用構(gòu)造：轉(zhuǎn)鼓、鼓槽、分配頭等組成分段式真空洗漿機第十五頁，共49頁。第十五頁，共49頁。分配頭的多小室輪流受到過濾、抽吸、排空作用真空產(chǎn)生強制真空自然真空：水腿作用過濾面積：5m2～50或100m2工藝：進漿濃度木0.8～1.5％草2.0～2.5％出漿濃度10～16％優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，黑液提取率高，洗漿質(zhì)量好生產(chǎn)易檢查缺點：設(shè)備較復(fù)雜，投資較大，安裝標高高，易產(chǎn)生泡沫適用：草漿、木漿第十六頁，共49頁。第十六頁，共49頁。洗滌能力：木漿>竹漿>荻葦漿>蔗渣漿>麥草漿木漿提取黑液：8Be‘80℃8m3

草漿提取黑液：6Be’60℃12m3壓力洗漿機原理：兼有過濾、擴散、置換作用構(gòu)造：轉(zhuǎn)鼓、鼓槽、氣罩、密封輥等組成壓力由風機產(chǎn)生的風壓9－11KPa過濾面積8－45m2工藝：進漿濃度0.8～1.2％出漿濃度12-14％優(yōu)點：洗滌效果好，生產(chǎn)能力大，安裝標高低（2樓即可），不易產(chǎn)生泡沫第十七頁，共49頁。第十七頁，共49頁。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封要求高，電耗大適用：洗木漿、竹漿、荻葦漿，洗蔗渣漿產(chǎn)量低，洗麥草漿不宜3.鼓式置換洗漿機（DD洗漿機）（DrumDisplacementWasher——DDWasher）DD洗漿機第十八頁，共49頁。第十八頁，共49頁。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)鼓沿圓周被分隔成7個區(qū)：上漿成形區(qū)、4個置換區(qū)、真空區(qū)（用真空泵將干度提高到14－16％）、脫落區(qū)（用壓縮空氣將漿片吹落）可在一臺洗漿機上實現(xiàn)四段逆流洗滌，最后一段用熱水洗洗木漿生產(chǎn)能力：7.5t/d.m2（二）帶式洗漿機（BeltWasher）原理：擴散與置換相結(jié)合（洗滌多段，但無段間稀釋）結(jié)構(gòu)：濾網(wǎng)（濾帶）、真空吸濾箱、流漿箱、機架、傳動、噴洗裝置等組成。第十九頁，共49頁。第十九頁，共49頁。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、投資省缺點：密封性差、熱損失較大、膠帶易磨損工藝：進漿濃度3-4％出漿濃度15-19％洗滌水溫70-80℃稀釋因子2-3適用：國產(chǎn)的多用于紙漿的洗滌，用于黑液提取的少（三）擴散洗滌器（DiffusionWasher）原理：置換、過濾結(jié)構(gòu)：象漏斗型裝置外殼、過濾杯（篩杯）、水壓缸、刮料臂、噴第二十頁，共49頁。第二十頁，共49頁。

根據(jù)需要有一段式、兩段式和三段式紙漿從下錐部進入，分布于多篩環(huán)之間，與篩環(huán)等速上升，洗滌水在多篩環(huán)間轉(zhuǎn)動的噴水管均勻加到漿中，利用篩環(huán)瞬時下降的振動和剪切作用以廢液反沖洗濾網(wǎng)。工藝：進出漿濃度10-12％進漿溫度80-95℃（≯100℃）漿料上升速度15cm/min篩（網(wǎng)）環(huán)上升15cm后，用0.3s時間恢復(fù)原有的位置，每段洗滌周期6-8min優(yōu)點：設(shè)備緊湊、操作簡單、生產(chǎn)能力大、洗滌效率高、不產(chǎn)生泡沫、沒有臭味、電耗低第二十一頁，共49頁。第二十一頁，共49頁。連續(xù)蒸煮熱擴散洗滌器第二十二頁，共49頁。第二十二頁，共49頁。缺點：濾網(wǎng)升降機構(gòu)復(fù)雜適用：通常用于連續(xù)蒸煮器高熱洗滌后的最終選擇器內(nèi)高熱洗滌（InternalwashingzoneinatypicalKamyrChipDigester)洗滌液（70-80℃）從蒸煮器底部進入，向上流動，與高溫漿接觸，被加然至120-130℃，此溫度最適于洗滌，擴散速度增大，洗滌效率提高，高熱洗滌相當于2-3臺真空洗漿機，漿被將溫至100℃以下，通壓縮空氣“冷噴發(fā)”（四）擠壓洗滌設(shè)備1.螺旋擠漿機（已淘汰）第二十三頁，共49頁。第二十三頁，共49頁。2.雙輥擠漿機（已淘汰）3.置換壓榨洗漿機瑞典Sunds、VPC、VPD、MPC加拿大Vani-NIP原理：

擠壓、置換構(gòu)造：兩個多空輥、壓力漿槽、輸料器、刮刀等組組成，每個壓區(qū)分為脫水區(qū)、置換區(qū)、壓榨區(qū)工藝：進漿濃度2-5％出漿濃度30-40％黑液提取率可達99％第二十四頁，共49頁。第二十四頁，共49頁。4.雙網(wǎng)擠漿機（壓濾機，DoubleWirePressWasher）漿料自動脫水區(qū)楔形脫水區(qū)低壓脫水區(qū)高壓脫水區(qū)工藝：出漿濃度25-30％SD型壓濾機第二十五頁，共49頁。第二十五頁，共49頁。五、衡量洗滌設(shè)備的主要經(jīng)濟技術(shù)指標1.黑液的提取率與提取黑液濃度（最主要）提取率要高，黑液濃度也要高2.洗滌損失與漿的洗凈度

提高潔凈度，減少損失（Carryover）3.纖維損失

減少纖維損失六、泡沫形成與消泡1.泡沫的形成

表面活性物質(zhì)（樹脂、脂肪酸、蠟及其皂化物）與空氣接觸加之激烈的攪拌第二十六頁，共49頁。第二十六頁，共49頁。2.消泡靜置消泡溫度上升，消泡時間下降pH上升，消泡時間增加蒸汽消泡溫度上升，液膜破裂785-981KPa（8-10Kg/cm2)蒸汽噴射機械消泡利用超翼回轉(zhuǎn)和離心作用使泡沫與器壁碰破消泡劑消泡煤油、松節(jié)油、有機硅等表面活性大、表面強度低、粘度小液體第二十七頁，共49頁。第二十七頁，共49頁。第二節(jié)紙漿的篩選與凈化一、概述（一）目的：除去雜質(zhì)，以滿足質(zhì)量和正常生產(chǎn)需要纖維性雜質(zhì)：木片、生片、草節(jié)粗纖維束和非纖維細胞等非纖維性雜質(zhì)：泥砂、鐵屑、碎石、煤渣等要求：篩選凈化效率高，尾渣損失少，設(shè)備流程簡單，操作維修方便，第二十八頁，共49頁。第二十八頁，共49頁。操作維修方便，動力消耗低措施：合適的設(shè)備，合理的工藝流程，正確的工藝條件（二）術(shù)語1.2.3.漿渣中的好纖維率漿渣中能通過40目網(wǎng)的好纖維率第二十九頁，共49頁。第二十九頁，共49頁。二、篩選凈化原理1.篩選是利用幾何形狀的不同進行分離（1）篩選動力利用靜壓差——通過式篩利用動壓差——離心篩不少篩是兩者兼有之（2）漿料要充分稀釋，使其處于游離狀態(tài)（3）纖維層形成和破壞（振動或脈沖）（4）細漿和粗渣只能相對分離2.凈化利用相對密度的不同進行分離（1）重力沉降沉砂溝，漿濃0.5%，流速10-15m/min第三十頁，共49頁。第三十頁，共49頁。（2）離心分離原理：泥砂等雜志比重大、G增大、F增大，被拋向器壁，然后向下運動，軸向中心形成“低壓帶”,由于器壁摩擦阻力及潔凈漿料向低壓帶集中，V下降，故做成錐形，即使r減小，以保證離心力F二、篩選設(shè)備及其影響因素（一）篩選設(shè)備1.振框式平篩（JohnsonScreen）第三十一頁，共49頁。第三十一頁，共49頁。結(jié)構(gòu)：篩框、篩板、偏心輪、噴射管等推動力——位差破壞纖維層——振動噴水——防止粗渣中帶出合格纖維高頻振框式平篩第三十二頁，共49頁。第三十二頁，共49頁。工藝：進漿濃度1~1.5%出漿濃度0.8~1.2%篩孔φ2~φ12mm振次1410~1440次/min振幅1.5~2mm特點：適應(yīng)漿種廣、除節(jié)能力高、生產(chǎn)能力大、動力消耗低，操作維修方便，但操作環(huán)境差要求：合適的振動、漿濃和漿位調(diào)節(jié)好噴水壓力和角度另一種振動篩：高頻振動園篩

第三十三頁，共49頁。第三十三頁，共49頁。2.離心篩（CentrifugalScreen）利用轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力和篩板內(nèi)外的漿位差A(yù)型篩B型篩C型篩CX篩ZSL1-4型篩原理：（1）漿料以一定的壓頭進入后，隨著葉片的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，合格纖維通過篩空（2）葉片軸向推力，使?jié){料呈螺旋線向排渣端移動（3）空心主軸兩端可分別送入一定壓力的稀釋水，且經(jīng)葉片與隔板組成的夾縫直接送到靠近篩板漿環(huán)的內(nèi)周，稀釋紙漿，沖洗篩板第三十四頁，共49頁。第三十四頁，共49頁。工藝：進漿濃度0.8~3.0%出漿濃度0.6~1.5%稀釋用水量占進漿量20~100%（進漿濃度越大，稀釋水越多）篩選效率85%左右特點：適應(yīng)性強、生產(chǎn)能力大、篩選效率高體積小，重量輕，電耗低，操作維護方便要求：進漿有一定壓力進漿箱漿位與主軸距1.2~2.4mm3.壓力篩（PressureScreen）原理：漿料以一定的壓力沿切線進入，篩板內(nèi)外壓第三十五頁，共49頁。第三十五頁，共49頁。壓力差使纖維通過篩孔壓力脈沖代替機械振動進行分離結(jié)構(gòu)：篩鼓（框）轉(zhuǎn)子（旋翼）外殼篩板（孔篩、縫篩）工藝：進漿濃度0.5~3.0%進漿壓力0.035~0.21MPa良漿濃度0.35~2.8%旋翼篩工作原理圖第三十六頁，共49頁。第三十六頁，共49頁。特點：全封閉，無泡沫產(chǎn)生，生產(chǎn)能力大，體積小沒振動篩選效率高要求：篩框橢圓度要?。?lt;0.3~0.5mm）控制好旋翼與篩板的距離（0.75~1.0mm）（二）篩選影響因素1.篩孔（縫）的大小和形狀形狀：圓孔——更有效地去除纖維束和細薄碎片長縫——更有效地去除圓形和立體狀雜質(zhì)2.排渣率排渣率上升，篩選效率上升，無粗渣就無篩選效果，在相同排渣率下，篩孔孔徑減小，第三十七頁，共49頁。第三十七頁，共49頁。篩選效率提高第一段排渣率宜在20-25%3.轉(zhuǎn)速速度上升，離心力增加太大篩選效率低，電耗大太小產(chǎn)量小，易堵塞4.進漿濃度在保證質(zhì)量的前提下，盡量提高濃度每種篩處理不同的漿種均有一適宜濃度濃度過大，良漿與粗渣不能有效分離，尾渣量增大濃度過低，產(chǎn)量下降，粗渣也易通過，篩選效下降第三十八頁，共49頁。第三十八頁，共49頁。泵送、濃縮負荷上升，水電耗上升5.稀釋水量和水壓稀釋水太少，好纖維損失增加稀釋水太多，篩選效率下降6.篩選效率溫度上升，漿可塑柔軟，粗渣易通過，篩選降低三、凈化設(shè)備及其影響因素1.沉砂溝SundTrap長25-30m寬<2mm，深0.3-0.5m，底坡度0.7-1%，隔板間距0.3-0.5m，高0.1-0.2m第三十九頁，共49頁。第三十九頁，共49頁。漿濃針葉木0.35~0.5%闊葉木0.5~0.7%流速9~15m/min簡單但占地面積大，需定期清洗，漿流失多2.筒形除砂器（低壓除砂器）Vortrap上部是圓柱體直徑一般>500mm壓差僅2.0-2.5M主要除去較大顆粒的砂和金屬屑等雜質(zhì)，代替代替沉砂溝進漿濃度0.5-1.0%進漿壓力0.05-0.10MPa第四十頁，共49頁。第四十頁，共49頁。3.錐形除砂器（CentrifugalCleaner）原理：泥砂比重大，G，F(xiàn)材質(zhì)：玻璃、鑄鐵、陶瓷、不銹鋼等工藝：進漿壓力0.28~0.35MPa出漿壓力0.02~0.05MPa主要影響因素：壓力差是產(chǎn)生渦旋運動，使雜質(zhì)分離的動力壓差增大，離心力增加，凈化效率提高，動力消耗上升錐形除砂器工作原理第四十一頁，共49頁。第四十一頁，共49頁。壓差太小，凈化效率下降進漿濃度壓差一定時，進漿濃度上升，凈化效率下降，排渣濃度上升，纖維損失增加，進漿濃度太低，生產(chǎn)能力下降，動力消耗增加通過量過多，凈化效率下降排渣口過大，排渣量大，纖維損失大過小，排渣效率降低，易堵塞4.廢紙凈化設(shè)備高濃除渣器特點：除渣器內(nèi)（上方）有高速旋轉(zhuǎn)葉輪，使使在器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)第四十二頁，共49頁。第四十二頁，共49頁。進漿濃度：3~6%（3~4.5%）作用：除相對密度較大的雜質(zhì)，如石塊、金屬操作要點：進漿壓力泵揚程>20m稀釋水壓>0.2MPa，稀釋水管前裝截止閥，以防漿進入清水管定期排渣正向除渣器重雜質(zhì)除渣器逆向除渣器輕雜質(zhì)除渣器良漿從錐形的底部排出，輕雜質(zhì)（塑料片、蠟