廢紙制漿及廢紙脫墨設(shè)備

廢紙制漿及廢紙脫墨設(shè)備第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)廢紙制漿基本流程及設(shè)備特點回收的舊紙箱(OCC)、舊報紙(ONP)、舊雜志(OMG)、混合辦公室廢紙(MOW)、印刷品和工業(yè)紙板的邊角料，乃至液體飲料紙盒等作為造紙原料，已經(jīng)有了十分成熟的生產(chǎn)工藝。近十年來已經(jīng)能用100%廢紙漿生產(chǎn)質(zhì)量上乘的瓦楞紙、工業(yè)卡紙、面巾紙、衛(wèi)生紙、新聞紙、復(fù)印紙等等，其中瓦楞紙、箱板紙和新聞紙是成功應(yīng)用二次纖維的最大宗紙品生產(chǎn)。第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月廢紙原料市場稱為“新的造紙森林”。在我國，今后相當(dāng)一段時間還會大量使用從美國和歐洲進(jìn)口的各類廢紙作為二次纖維的生產(chǎn)原料。進(jìn)口這些地區(qū)的廢紙實際上是進(jìn)口了優(yōu)質(zhì)的木材原料。與其他種類的紙漿生產(chǎn)相比，廢紙紙漿生產(chǎn)具有成本低，節(jié)電節(jié)水，排污負(fù)荷低的特點。第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一、非脫墨廢紙制漿第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、廢紙脫墨制漿第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、廢紙制漿設(shè)備的特點（一）規(guī)格越來越大除了少量設(shè)備例如除渣器還是通過單體數(shù)量的累加構(gòu)成生產(chǎn)能力之外，流程上的單臺專業(yè)設(shè)備都已能夠達(dá)到日產(chǎn)800～1000t漿料的水平。（二）耐磨各種廢紙原料，均含有廢料，例如粘膠帶、印刷油墨、釘和書釘、砂石、鐵件、玻璃、橡膠、塑料制品等。漿料的濃度很高，在強(qiáng)烈的連續(xù)的摩擦和能量轉(zhuǎn)移的過程中，亦要求接觸的部件表面有很強(qiáng)的耐磨能力。第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）加工精度高高精度的成品首先帶來設(shè)備性能的大幅度改善。例如，廢紙漿的疏解機(jī)、熱分散機(jī)、磨漿機(jī)，由于進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的精細(xì)設(shè)計和加工效果，刀盤之間的間隙可以得到非常準(zhǔn)確的調(diào)整控制。又如精篩篩框的縫，現(xiàn)在已經(jīng)可以造到0.0lmm級的精確度。精度高的第二個好處是部件工作壽命更長。不少轉(zhuǎn)動部件與固定部件之間是需要安排動態(tài)密封的。精確的機(jī)加工可令密封面靠得更近，間隙夾雜其他雜物的機(jī)會更少。這樣密封面的磨蝕就可以大為減少。第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）多功能和簡化工藝除渣器在篩分和除去重質(zhì)雜質(zhì)的同時，可以排除漿料中的氣泡和塑料、粘膠等輕質(zhì)雜質(zhì)。雙網(wǎng)壓濾機(jī)把其中的下網(wǎng)延長，變成附加的多段逆流置換洗滌，這樣一臺設(shè)備就可以同時具備洗滌和濃縮的功能。篩子的頂蓋可以聚集和排除漿料中的空氣和輕質(zhì)雜質(zhì)。復(fù)合篩把粗篩和精篩結(jié)合在同一臺設(shè)備上，另一種發(fā)展是在同一臺精篩上安排兩段甚至三段篩框，這樣也就等于把兩段或三段篩子裝在同一臺設(shè)備中。第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）材質(zhì)的考究設(shè)備材質(zhì)的選用，大體上視部件結(jié)構(gòu)、設(shè)備的功能以及其接觸物料的性質(zhì)而決定。當(dāng)立式碎漿機(jī)用于脫墨漿生產(chǎn)線時，一方面要保持漿料的質(zhì)量，減少鐵離子溶進(jìn)制漿系統(tǒng)，另一方面要耐受脫墨用化學(xué)品例如NaOH,H2O2，EDTA等的腐蝕，槽體就選用不銹鋼。重雜質(zhì)除渣器在靠近流程前段，重雜質(zhì)含量很高、顆粒的磨損性能很強(qiáng)的情況下，會使用鑄鐵或不銹鋼的外殼，耐磨樹脂或NiCr鋼襯里。而在流程靠后段則可以使用優(yōu)質(zhì)工程塑料。這樣一方面可以滿足耐磨的需要，同時可以大幅度減少材料成本和部件的質(zhì)量。第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)碎漿機(jī)一、立式高濃碎漿機(jī)高濃碎漿機(jī)的工作濃度為10%～15％。高濃碎漿特別適用于需要添加化學(xué)品的脫墨漿生產(chǎn)線。碎漿濃度高就等于化學(xué)品濃度高，碎漿的化學(xué)過程包括油墨的皂化、纖維的潤脹、木素的漂白等其效率可有成倍的提高。紙捆、紙片之間起潤滑作用的水層減少，干物料通過相互緊密強(qiáng)烈的搓揉而加速碎解，凡此種種都令高濃狀態(tài)下紙片的碎解效率更高，因而更節(jié)能。第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）轉(zhuǎn)子1．轉(zhuǎn)子的功能轉(zhuǎn)子同時有三種功能：①將動能傳送給槽體內(nèi)的物料，②直接對成捆、成片的紙片進(jìn)行撕碎，③將漿料往軸向方向推，以強(qiáng)化槽內(nèi)物料的攪拌。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在250～400r/min之間。為了平衡和吸收碎漿槽內(nèi)物料的巨大翻動，轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸的實際尺寸比單從功率計算所需的尺寸要大得多，以便讓它們有更大的質(zhì)量和慣量。圖4-7表示一種常見的高濃碎漿機(jī)轉(zhuǎn)子。第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2．轉(zhuǎn)子的設(shè)計轉(zhuǎn)子設(shè)計過程如下：①根據(jù)實驗和實踐經(jīng)驗，確定能量轉(zhuǎn)移值。②根據(jù)碎漿機(jī)的工作環(huán)境，物料的性質(zhì)例如酸堿度、工作溫度等選取適用的材質(zhì)。③確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和葉片端點線速。④計算轉(zhuǎn)子葉片的受力并通過受力分析，計算葉片的切向和徑向截面。⑤根據(jù)碎漿機(jī)容積的大小，選取轉(zhuǎn)子的慣量系數(shù)并據(jù)此修正葉片的截面。⑥選擇轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸的連接方式。第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月為了增加葉片的耐磨性能，葉片的前緣鑲襯耐磨材料。為了強(qiáng)化轉(zhuǎn)子的動能傳送功能，適應(yīng)高碎漿濃度的要求，越來越多的供應(yīng)商將轉(zhuǎn)子的刀盤向軸向延伸，如圖4-8所示。越靠近漿面，需要傳遞的能量越少，因而錐體的直徑逐漸減少。錐體恰好占據(jù)著旋轉(zhuǎn)漿料所形成的旋渦，這種設(shè)計具有較高的效率。3．錐體的螺線錐體的螺線有雙線和三線的兩種，在錐體的橫截面上對稱分布。螺距比較大，一般是錐體直徑的2～3倍。第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）槽體和底刀1．槽體的基本結(jié)構(gòu)通常槽體是圓柱形的，尺寸以計算的生產(chǎn)能力而定。如圖4-9所示，陰影部分是碎漿機(jī)槽體的有效工作容積。對于高濃碎漿機(jī)，絕大多數(shù)的工作情況是間歇的工作方式。篩板的篩孔直徑和總開孔面積要視處理廢紙的種類和生產(chǎn)能力而定，篩孔直徑一般為12～18mm，而開孔面積要比良漿出口截面大1.8～2倍。第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月4．D-型碎漿機(jī)在高濃碎漿過程進(jìn)人到漿料比較均勻狀態(tài)的時候，如圖4-9陰影部分所示的漿料有時會形成一個里面漿層之間不相對運動而自身作旋轉(zhuǎn)運動的“料餅”。不少碎漿機(jī)在圓柱壁內(nèi)側(cè)增設(shè)2～3個擋漿塊，可以有效地破壞“料餅”相對靜止的狀態(tài)，提高碎漿效率。而圖4-11所示的D-型碎漿機(jī)的碎漿槽則是擋漿塊的放大形式。D-型碎漿機(jī)能消除“同步”旋轉(zhuǎn)的漿餅。第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）篩板高濃碎漿機(jī)的篩板是廢紙制漿一系列分離雜物過程的第一道工序。篩板的作用是大規(guī)格雜物的凈化過程，同時又使后續(xù)的設(shè)備例如粗漿泵、高濃除渣器等得到保護(hù)，免受粗重雜物的沖擊及磨損。廢紙原料中常夾雜著金屬、非金屬廢料。篩板材質(zhì)要選用堅硬耐磨的材料。篩板常常分成幾片，以便于更換。篩孔一般是圓孔，有些篩板的圓孔頂部還擴(kuò)展成倒錐形，有利于漿料的順利通過。篩孔按連續(xù)等邊三角形排列，可令篩板在保持最大開孔率的同時具有最好的強(qiáng)度和剛度。第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、立式低濃碎漿機(jī)低濃水力碎漿指工作濃度為3%～5%的碎漿過程，可以是連續(xù)的操作工藝，也可是間歇的操作。低濃碎漿機(jī)適用于中小型廢紙制漿生產(chǎn)線。排渣絞索不少廢舊紙板混雜各種條形雜物，如鐵絲、塑料繩等。如果在碎漿槽里放進(jìn)一根足夠粗的纜繩，例如Φ50的尼龍繩，漿料里面的條形雜物就會在物料的旋轉(zhuǎn)中緊緊地纏繞在纜繩上。第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)一種大型高效碎漿設(shè)備，基本結(jié)構(gòu)是平臥的長圓筒。前段為碎漿段，工作濃度15％～17％，后段為篩選段，工作濃度3.5%～4.5%。轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)的機(jī)械作用不如立式水力碎漿機(jī)強(qiáng)烈，塑料薄膜類雜質(zhì)傾向于保持原狀而很少被撕碎，這樣在篩選段的去除率更高。前段分離雜物的數(shù)量越多，后段除渣設(shè)備的負(fù)擔(dān)就越小，相應(yīng)的效率以至最終總的除渣效果也會越高。轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)的另一個優(yōu)點是能耗低。轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)與水力碎漿機(jī)相比，噸漿裝機(jī)容量低30%～40%。第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）碎漿段碎漿段是直徑3～4m，工作長度10～20m的圓筒，水平傾角1°。壁厚約20mm，內(nèi)壁焊提升板。進(jìn)到筒內(nèi)的廢紙與連續(xù)加入碎漿段的稀釋水、化學(xué)藥品一起隨圓筒旋轉(zhuǎn)，被提升板帶到頂部掉下來。通過反復(fù)的摔打，絕大部分紙片碎解成單根纖維。圓筒的轉(zhuǎn)速要使筒內(nèi)物料的圓周速度所產(chǎn)生的離心力不大于重力。第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）篩選段是同直徑的圓筒形篩板，直接焊在碎漿段筒體的出口端上。這樣，圓筒形篩板是懸臂在碎漿段上的。根據(jù)廢紙原料種類的不同，篩孔直徑6～10mm不等。篩選段處理的粗漿已經(jīng)是均勻的物料，運轉(zhuǎn)中很少沖擊，篩板的厚度可以比碎漿段薄得多。有的將篩選段與碎漿段分離，分別傳動。傾角和轉(zhuǎn)速，甚至直徑不一樣。但結(jié)構(gòu)就變得復(fù)雜了。篩選段附帶一到兩根稀釋水管，將15%濃度的漿料稀釋到3.5%～4.5%。同時可以起沖洗篩孔的作用。第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1．美卓（Metso）公司的輪胎傳動轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)這種碎漿機(jī)的特點：①是設(shè)計的系列化和模塊化。美卓公司的轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)只有一個工作直徑4000mm。按照生產(chǎn)能力的不同，設(shè)備在長度和相應(yīng)部件上有系列性的變化。如圖所示，當(dāng)設(shè)計產(chǎn)量為500、1000、1500t/d時，該型碎漿機(jī)的碎漿段和篩選段分別是一個模塊、兩個模塊和三個模塊的組合。②使用輪胎代替齒輪傳動。這種傳動方式噪音小，吸收沖擊負(fù)荷好，維護(hù)簡單。但是摩擦傳動的效率畢竟要比齒輪傳動低。該轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)碎漿段和篩選段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)則與前述奧斯龍公司的設(shè)計相仿。第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、其他形式碎漿機(jī)（一）臥式水力碎漿機(jī)臥式水力碎漿機(jī)的主要工作部件槽體是一個水平放置的圓筒，頂部開落料口。水、化學(xué)藥品和廢紙原料都是從落料口進(jìn)入槽體。碎漿機(jī)的飛刀和底刀都是垂直安裝的。飛刀的轉(zhuǎn)速約為300～500r/min。其工作原理與高濃水力碎漿機(jī)的轉(zhuǎn)子相似，通過飛刀的高速轉(zhuǎn)動將大部分的動能傳遞給漿料。第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）纖維分離機(jī)是補(bǔ)充碎漿設(shè)備。纖維分離機(jī)刀盤的轉(zhuǎn)速比水力碎漿機(jī)高，工作濃度則比水力碎漿機(jī)的低。纖維分離機(jī)在工作中由于良漿穿過篩板從良漿出口排出，粗渣在粗漿里的比例逐漸增加，對槽體內(nèi)壁的磨蝕加大，因此纖維分離機(jī)的鋼制槽體內(nèi)壁要鑲襯耐磨襯板。襯板可以是NiCr鋼板，也可以是非金屬的花崗巖石板。逐漸積累的重質(zhì)粗渣通過程序控制的排渣閥定期地排出，而由于離心力作用分離出來的輕質(zhì)雜質(zhì)則聚集在槽體的中心區(qū)，由輕質(zhì)排渣管排出。篩板的篩孔通常為8～12mm。第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月令人費解！第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）疏解機(jī)用于廢紙經(jīng)碎解后進(jìn)一步處理未完全消失的紙片或漿團(tuán)。有些疏解機(jī)結(jié)構(gòu)與錐形圖4-28疏解泵精漿機(jī)非常相似，只是磨漿的磨盤齒形不同，而且疏解的濃度比精漿的濃度高，大約為5%～6％。疏解機(jī)的功能可以看成是碎解機(jī)的補(bǔ)充，而本身的裝機(jī)容量要小得多。因此兩種設(shè)備搭配使用，可以有效地縮短碎解機(jī)的工作周期。一方面可以充分發(fā)揮兩種設(shè)備各自的功效，提高生產(chǎn)能力，另一方面又可以降低整個碎漿系統(tǒng)的能耗。為了保護(hù)疏解機(jī)的磨盤，流程中將疏解機(jī)安排在第一道粗篩或者高濃除渣器的后面。第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）疏解泵在泵送粗漿的過程中可以對尚未完全碎解的紙片進(jìn)一步處理。疏解泵將泵的葉輪前緣加長，并且前緣造得比較鋒利。第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)篩選凈化設(shè)備廢紙制漿過程中的篩選凈化設(shè)備處理對象是制漿造紙工藝過程靠前段的粗糙物料，這些篩選凈化設(shè)備與傳統(tǒng)造紙過程的篩選與凈化設(shè)備應(yīng)有不同。例如，與物料接觸的部分要很耐磨，篩孔篩縫的規(guī)格尺寸較大。通?？缀Y位于廢紙制漿流程的前端，又稱為粗篩，而縫篩位于流程的中段或末段，又稱為精篩。第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力篩無論是孔式或是縫式都具有相似的結(jié)構(gòu)：①篩體，包括出、入口，上蓋，支座。②篩框，篩框的加工方法，加工精度。③轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的形式。④軸承副和機(jī)械密封。第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月為了使大規(guī)格的雜質(zhì)有效地從粗漿中分離出去，需要把漿料稀釋到合適的較低的濃度。濃度越低，篩分的效果越好。但是濃度過低，篩前的泵送和篩子本體的功率消耗都會增大。近代的篩子特別是孔式粗篩都盡量往較高的工作濃度發(fā)展?，F(xiàn)在用于處理二次纖維的粗篩能在3.5％～4％的濃度下正常工作。第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一、孔類壓力篩（一）外流式壓力篩壓力篩轉(zhuǎn)子的旋翼也提供了一定的篩選動力。漿料從進(jìn)漿口切線方向進(jìn)入篩體，先經(jīng)過分布室，粗重雜質(zhì)停留在分布室，然后粗漿進(jìn)入篩分區(qū)。漿料在篩框穿過篩孔的動力既來自進(jìn)漿壓力，也來自高速旋轉(zhuǎn)的旋翼前緣的擠壓。由于單根纖維的尺寸比篩孔小得多，大多數(shù)良漿得以穿過篩孔，沿著篩框外側(cè)流到良漿出口。被截留下來的粗渣隨同部分好的漿料在篩框內(nèi)側(cè)向下移動并從排渣口排出。第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月在漿料打漿度很低，漿料疏水性很強(qiáng)的情況下，留在篩框內(nèi)側(cè)的漿料和粗渣濃度會很快提高。為了維持篩選過程的正常進(jìn)行，幫助粗渣順利排出，需要從稀釋水人口補(bǔ)充足夠的水。開有篩孔或篩縫的篩框是壓力篩最重要的功能部件。篩孔和篩縫的幾何尺寸既要保證良漿順利通過，又要能有效地截留住不同段落的粗大雜質(zhì)。用于廢紙漿生產(chǎn)的孔類篩框篩孔一般為Φ1.2～2.0mm，篩縫的縫寬為0.1～0.3mm。往往要讓相當(dāng)一部分好纖維留在粗渣中。這就是篩子的排渣率的選用問題。通常壓力篩的排渣率為15%～25%。第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一般漿料通過篩孔的速度選0.1～0.5m/s，開孔面積便決定該篩的生產(chǎn)能力。開孔率大，也就是孔或縫更密集。在保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨蝕量的前提下，開孔率直接關(guān)系到該篩的工作效率。（二）內(nèi)流式壓力篩工作原理和基本結(jié)構(gòu)都與外流式壓力篩相似，在廢紙制漿過程中偶有應(yīng)用。這里只列出如圖4-30所示的奧斯龍公司產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)與原理與通用的內(nèi)流式壓力篩一樣。第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、縫類壓力篩縫類壓力篩與孔類壓力篩一樣常用于廢紙制漿過程。（一）普通縫篩縫篩少有內(nèi)流式的構(gòu)型。對于縫篩要考慮纖維分級問題，特別是在處理游離度較高的漿料尤其要注意。篩縫的幾何尺寸越來越小，長纖維往往來不及穿過篩縫而滯留在篩框內(nèi)，一方面會影響篩選效率，增加粗渣比例。另一方面會令粗渣區(qū)的濃度迅速上升，由于堵塞而影響生產(chǎn)正常運轉(zhuǎn)。處理這類漿料的時候，一個辦法是加大稀釋水加人量，另一個辦法是選擇有較大脈沖壓力的轉(zhuǎn)子。第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）多級篩基于全新的可持續(xù)發(fā)展工藝概念，一種多級篩已經(jīng)研制成功并投入使用。把2～3級篩的轉(zhuǎn)子和篩框都裝在一個篩體里，粗漿進(jìn)入篩體里的第一段篩選段后，良漿從良漿口引出，而粗渣則在篩體內(nèi)直接導(dǎo)向第二段篩選段。如此延續(xù)，如圖4-33所示。把幾段篩造成一體，對部件的材質(zhì)、裝拆設(shè)計、軸的支承、段間流