工業(yè)過程中膠粘物潔凈性的研究

工業(yè)過程中膠粘物潔凈性的研究

通過清潔和過濾，可以在放入紙漿廠的大多數(shù)粘合劑中去除，但最終的粘合劑留在優(yōu)漿中。因此就膠粘物問題進行了研究,以確定膠粘物是否具有能通過凈化系統(tǒng)的特征。為此,在兩個工廠(工廠A及工廠B)的不同操作單元取得漿樣,用紅外光譜法分析了各種雜質,以確定不同加工階段雜質的類型和分布。結果使我們深刻了解到影響膠粘物潔凈度的一些因素,并提出無需大量投資,能提高離心凈化器排污效率的方法。1試驗部分1.1樣品的采集和處理配料由4∶1的舊報紙(ONP)和舊雜志紙(OMG)的混合物組成。用間歇法分別將ONP及OMG分離成漿,置于放料池內?；旌锨跋葘煞N漿分別通過高濃凈化器,再通過粗篩。然后漿料連續(xù)通過四個浮選壓力脫墨模件(PDM)、一次和二次反向凈化器、圓盤過濾器和螺旋壓榨。然后將堿性漿料由pH9.5酸化至pH5,再通過正向凈化器、孔眼細篩和酸圓盤過濾器,進入高濃回用漿槽。再在低濃槽內用pH約6.5的紙機水稀釋,送至紙機混合池。纖維中約使用40%回用漿,52%熱磨機械漿,7%原漿和1%損紙。按三種情況收集樣品。在堿性過程中,樣品取自雜志紙放料池、回用紙混合池、粗篩良漿和反向凈化器的進料和良漿。在酸性過程中樣品取自正向凈化器的進料和良漿及細篩良漿。也在紙機的貯漿池中取樣。第一批取樣后,將細篩篩孔由0.008in減小到0.006in?？赡苁怯捎谒褂玫谋砻婊钚詣┑姆N類和數(shù)量不同,白水系統(tǒng)的混濁度也大約下降50%。1.2生物藥劑制漿ONP和OMG分別貯存。紙捆在高濃低溫下通過連續(xù)鼓式碎漿機碎解成漿。堿性灰水池中未澄清水在用于制漿前用生物殺菌劑進行周期性處理。碎漿機中的pH值加氫氧化鈉保持在9.4。約115℉的低制漿溫度和緩和的剪切防止雜質破損并保持其足夠大,可用物理方法排除。堿性pH值能促使纖維潤脹,提高其柔韌性,這樣可改進脫墨。高濃制漿增加纖維間的揉搓,也能改進脫墨。1.3采用膠粘物與水間的比重差來調節(jié)膠粘物的熱膨脹系數(shù)通常比水高。在68℉下PVAc的熱膨脹系數(shù)是水的3倍,這說明膠粘物的比重隨溫度而變化。為比較膠粘物在各階段的浮力,測定了碎漿機和細篩良漿中膠粘物的轉化溫度—即雜質達到中性浮力時的溫度。在此溫度下,膠粘物的比重應為1,而且理論上應完全通過凈化器表4中1~2℉間的轉化溫度十分明顯。當水冷卻時,膠粘物在1~2℉時在同樣的轉化溫度下再度下沉。這說明正向凈化器和反向凈化器若在不同溫度下運行,那么在第一個凈化器中比重為1的膠粘物在第二個凈化器中的比重就不是1了。因此,膠粘物與水間比重差的最大化是排除膠粘物的關鍵。這可通過調節(jié)溫度差來實現(xiàn)。在凈化器間造成溫度差有兩種最實際的方法,一是將它們處于高能下運轉(如精選紙漿),一是在凈化器之間通入廢汽。B廠打算以US1.75/1000Ib蒸汽的投資增加40Ib/in2的蒸汽。對于450t/d的工廠(漿濃1%,5000加侖/min漿料對凈化器),這相當于US0.01/t/℃。這完全負擔得起。現(xiàn)正在進行中試。3堿性回路見表1膠粘物的再附聚發(fā)生在碎漿機中或出碎漿機后不久。此過程能改變膠粘物的性質,使其達到中性浮力并完全通過離心凈化器。還發(fā)現(xiàn)聚醋酸乙烯酯和丙烯酸鹽的混合物在兩新聞紙廠的最終合格漿中占主要地位,說明它們最難除去。由于膠粘物的比重對溫度的敏感性比水高,在一臺除渣器中比重為1的雜質在另一臺凈化器中不再是1。因此在兩組凈化器中形成很少的溫度差會提高凈化效率。該廠用75%ONP和25%OMG組成的配料生產450t/d100%回用脫墨漿。ONP中60%為過量發(fā)行的新聞紙,20%為膠版印刷紙,20%為8號紙。漿料制備線由脫墨的堿性回路和酸性回路排污和漂白幾部分組成。每條回路分別具有白水循環(huán)和澄清。堿性回路由粗篩和細篩、多級壓力浮選槽、正向凈化器、濃縮機、洗漿機和分散器組成。酸性回路包括壓力浮選槽、正向凈化器、直通凈化器、濃縮機和洗漿機,最后在高濃貯漿池內用紙廠白水稀釋至所需濃度和pH值。漿料在2.5%濃度下輸送至碎漿機放料池,然后送至高濃凈化器和堿性潤脹池。先用0.05in粗篩、再用0.006in網眼細篩將雜質篩除。第一次取樣后,用0.004in的楔形網眼細篩代替0.006in的網眼細篩。楔形網眼的通過面積大為增加(每英寸的網眼數(shù)更多),而且流通速度較低。細篩后為壓力脫墨浮選槽。然后用正向凈化器篩除重雜質,再用雙壓區(qū)濃縮機及螺旋壓榨機洗滌漿料。堿性回路的最后是用于分散的精漿機。接著用酸稀釋并將酸性回路的白水用于浮選槽。用直通正向凈化器及水力旋風器完成凈化。再次用雙壓區(qū)濃縮機及螺旋壓榨洗滌漿料,最后用紙廠白水在高濃貯存槽中稀釋漿料。在堿性部分,漿樣取之于粗篩和細篩后的良漿。酸性部分,漿樣取之于正向和直通凈化器上的良漿及雙壓區(qū)濃縮機上的良漿。由工廠特定點取來的漿樣,或直接倒在濾紙上過濾,或將其通過0.004in網眼的篩子。分離出的雜質用指示測定其是否發(fā)粘,這些雜質就是所謂的膠粘物,再從濾紙上將這些膠粘物除去,與纖維分離,并用傅利葉變換光譜法(FTIR)進行分析。對取自B廠的樣品,成像分析提供膠粘物的特定數(shù)量和面積。膠粘物一般大于0.04in。用“去擺動法”分析光譜,可以將混合物的光譜分解成它的組分。這個方法基于這樣的事實:當兩個光譜重疊時,得到的更復雜的光譜會包含更多的擺動。反之,如果從混合物光譜中將一已知光譜恰好完全除去,那么擺動數(shù)應該減少。從未知光譜中減去不同比例的某一已知光譜,并測量每次剩下的擺動數(shù)。如果擺動數(shù)在某一比例時達到最小,就可確認該已知光譜是未知光譜的組分之一,其比例就是該已知光譜在混合物光譜中所占的比例。此程序可完全自動化,現(xiàn)已投放市場。1.4攪拌水浴溫度A置于50℉的熱水中。膠粘物下沉,說明其比重(ρ)大于1。隨意攪拌,使溫度以0.5℉/min的速度逐漸上升。當膠粘物開始飄浮時,為防止空氣從促使膠粘物浮動的溶液中排出,再度攪拌水浴。中性浮力時的溫度定義為“轉化溫度”。2細篩良漿和酸膠粘物混合物表1表2為在廠不同點測定的膠物的質量分。首先要出的是,膠物一般是混合物的式存在。當粘物與漿一起帶入時它們通常純正的,再聚發(fā)生在漿機中或出碎漿機久。表1、表2前面的膠粘物,反映了工作中所用材料的一般光譜。有意思的是,當過程進行時,聚醋酸乙烯酯和丙烯酸鹽的混合物的數(shù)量增加。雜質總數(shù)雖然大量減少,但在所保留的少量膠粘物中這種混合物的比例卻增加,就A廠兩次收集的樣品而言,在堿性雜志紙放料池中22%和9%的膠粘物為PVAc/ACRY混合物(表1),而在酸性細篩良漿中,這種混合物在膠粘物中分別占44%和50%。在B廠粗篩的良漿中,這種混合物占40%和50%,而在雙壓區(qū)濃縮機上卻占71%和51%。因此得出結論:這種混合物比其它膠粘物更難除去。A廠和B廠的結構不同,而且漿樣的來源也不同,但其膠粘物的分布卻近似,這說明PVAc/ACRY混合物的抗阻性是普遍存在的,也適用于其它新聞紙廠。A次取樣后,將細篩的篩孔由0.008in縮小到0.006in,但這對細篩良漿中PVAc/ACRY的比例卻無影響,說明這種混合物很能適應篩子的轉換。B廠在第一次取樣和第