辦公垃圾脫墨線生產(chǎn)工藝及運行性能研究

辦公垃圾脫墨線生產(chǎn)工藝及運行性能研究

浙江永泰制藥集中市是一家大型造紙公司，集能源、加熱和化工于一體。每年生產(chǎn)20萬噸t紙和紙板。公司為了保護環(huán)境,降低成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力,120t·d-1的辦公廢紙脫墨線于2006年9月投產(chǎn),主要流程包括二次浮選、二次熱分散、多次濃縮/洗滌組合以及氧化還原漂白,生產(chǎn)的商品脫墨漿白度達85%～90%,產(chǎn)品的塵埃度小于10mm2·m-2(TAPPI標準)。不僅讓公司省下了大量的進口木漿投資,提高了產(chǎn)品的市場競爭力,同時間接地減少了木材的消耗,符合循環(huán)經(jīng)濟的要求。本文介紹辦公廢紙脫墨線的工藝流程,對用脫墨漿替代外購木漿生產(chǎn)高檔涂布白紙板對紙張質(zhì)量以及紙機運行性能的影響進行分析,并總結(jié)了其帶來的經(jīng)濟效益和社會效益。1高濃除砂器及粗篩選凈化系統(tǒng)工藝流程圖根據(jù)美國廢紙的分級標準,所使用的廢紙為37、39、40號廢紙,主要成分為白色化學木漿,不含磨木漿。由于辦公廢紙中含有激光打印紙和靜電復印紙,其印刷為非打擊印刷。這些非打擊印刷油墨由色料和熱塑性樹脂組成,單純靠洗滌等簡單的處理工藝是難以脫墨的,必須包括廢紙高濃碎解、高濃除砂、浮選脫墨、濃縮、熱分散、脫墨漿的漂白等較繁瑣的工藝過程,才能有效地去除漿料中的雜質(zhì),提高脫墨漿的白度,達到掛面漿生產(chǎn)的要求。其工藝流程如圖所示:辦公廢紙碎解在碎漿系統(tǒng)內(nèi)進行,連續(xù)碎漿設(shè)備使纖維在高濃情況下通過相互摩擦而離解,而所有雜質(zhì)盡量不碎解,保持原狀從漿料中除去。高濃除砂器及粗篩選凈化系統(tǒng)緊接在連續(xù)碎漿設(shè)備之后,除去部分重雜質(zhì)和輕雜質(zhì)。精篩選凈化系統(tǒng)由一級多段低濃除砂器及一級三段縫型波紋壓力篩組成,以除去大部分的膠黏物。前浮選脫墨系統(tǒng)由多段浮選脫墨槽組成,經(jīng)過該系統(tǒng)時,漿料中的油墨粒子大部分被去除。熱分散系統(tǒng)由濃縮設(shè)備、螺旋混合設(shè)備以及熱分散機組成,經(jīng)過熱分散系統(tǒng)后,大的塵埃和膠黏物的尺寸變小,以便于后續(xù)工序的處理。過氧化氫漂白系統(tǒng)對漿料進行漂白,提高漿料的白度。后浮選脫墨系統(tǒng)可進一步去除漿料中經(jīng)熱分散后從漿料上分離出來的油墨粒子。經(jīng)后熱分散系統(tǒng)及還原漂白系統(tǒng)去除漿料中的有色基團,同時進一步提高漿料的白度。濃縮系統(tǒng)可以對漿料進行濃縮,同時對漿料也有一定的洗滌作用。此外,還有白水澄清系統(tǒng)、浮選油墨處理系統(tǒng)以及輕渣和重渣處理系統(tǒng),配合工藝生產(chǎn),使制得的漿料質(zhì)量高,而污染卻較少。2紙質(zhì)板效率及成型脫墨線制得的辦公廢紙脫墨漿質(zhì)量優(yōu)良,白度達到85%～90%,塵埃度小于10mm2·m-2(TAPPI標準),膠黏物含量控制在25mm2·kg-1以下,灰分含量小于5%,濕重4～5g,符合作為高檔白紙板掛面漿的質(zhì)量要求。用廢紙脫墨漿代替木漿生產(chǎn)白紙板主要對兩方面產(chǎn)生影響:一是對紙機運行性能的影響;二是對紙成品質(zhì)量的影響。下面就這兩方面進行討論。2.1采用高效的浮洗、熱分散、環(huán)保的生物處理技術(shù)廢紙會將大量的雜質(zhì)帶入系統(tǒng),因此,在回用生產(chǎn)過程中一項關(guān)鍵的因素是有效地去除這些雜質(zhì)。然而,一些雜質(zhì)始終會留在生產(chǎn)過程中而在造紙車間產(chǎn)生沉積。其中對紙機運行影響最大的是膠黏物,本生產(chǎn)線制得的膠黏物含量如表1所示。由表可見,經(jīng)過二次高溫熱分散處理后測得的膠黏物含量均小于25mm2·kg-1,尤其是通過第二道熱分散處理后,膠黏物含量下降明顯。但在生產(chǎn)實際中,膠黏物問題仍然是影響紙機運行性能的主要因素。廢紙漿中的膠黏物是指具有粘性、柔軟性及疏水性的有機物質(zhì)。其組分包括丁苯膠乳、橡膠、乙烯丙烯酸酯、聚丁二烯和熱熔物等。這些膠黏物會沉積在成形網(wǎng)、毛毯、壓榨輥和干燥部烘缸刮刀上,造成斷紙,生產(chǎn)受到影響。辦公廢紙脫墨線根據(jù)紙機生產(chǎn)應(yīng)用的實際情況,通過采用前后多段多級多分散的浮洗、熱分散及氧化還原漂白技術(shù),并采用前預精篩、后三段精篩的獨特的工藝篩選組合流程,最大程度地去除油墨粒子和膠黏物。漿料中殘存的膠黏物和油墨粒子含量達到生產(chǎn)要求,即小于25mm2·kg-1。同時,保證原料質(zhì)量,利用廉價的勞動力對原料進行人工挑選,在剔除生活垃圾的同時(如易拉罐、玻璃制品等),把封膠帶、塑料帶、塑料薄膜等予以去除,有效地減少了膠黏物的含量。除了采用機械方法外,還采用了化學法,在系統(tǒng)中添加酯類酶制劑,顯著地降低了漿料中膠黏物的含量。雖然脫墨線制得漿料的膠黏物含量小于25mm2·kg-1,但在實際生產(chǎn)應(yīng)用中,成形部的網(wǎng),干燥部的烘缸、毛毯、刮刀、張緊輥,以及壓光機上都存在沉積膠黏物,增加了停機時間,縮短了網(wǎng)毯、刮刀、輥子的使用壽命,嚴重的甚至影響到紙張質(zhì)量。這主要是由于大膠黏物可以由現(xiàn)有的篩子和凈化設(shè)備除去,而小膠黏物則可以通過篩網(wǎng)和凈化器,當廢紙漿送到抄紙車間與機械漿和其他漿一起抄紙時,受到抄紙條件的影響(如pH值的變化,溫度的變化和添加化學助劑的影響),這些溶解物和膠黏物就會聚集成膠黏物粒子,需用化學法、生物酶法除去。主要是使用分散劑、聚合物和吸收劑,一是使膠黏物或紙機系統(tǒng)表面鈍化,二是將附著在設(shè)備表面的膠黏物去除。2.2制作空白板該廢紙脫墨線生產(chǎn)的漿料具有優(yōu)良的性質(zhì),代替外購木漿掛面后,制得的白紙板質(zhì)量與用外購木漿掛面相近,未出現(xiàn)斑點、孔洞等現(xiàn)象,具有較高的表面平滑度和較低的表面粗糙度。表面強度高,完全達到了高檔涂布白紙板的要求。3中小企業(yè)運行成本的節(jié)約噸漿成本分析如表3所示。噸漿成本4700元,噸木漿5300元,噸漿成本下降近600元,2005年永泰集團每年需要國外進口木漿2.2萬t左右,本項目2006年8月進入試生產(chǎn),集團公司各生產(chǎn)線面漿全部用混合辦公廢紙脫墨漿代替,年節(jié)約成本近1400萬元。同時年節(jié)約木材近12萬m3,經(jīng)濟效益和社會效益相當可觀?，F(xiàn)將國內(nèi)目前生產(chǎn)1t漂白化學木漿所耗用的水、電、汽平均先進指標和本項目1t漿耗用水、電、汽的情況進行對比(如表4所示),可見,廢紙脫墨漿的單位能耗要遠低于國內(nèi)化木漿,這不僅能降低生產(chǎn)成本,而且為我們國家節(jié)省了大量的能源,實現(xiàn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4工業(yè)污水回用處理在工藝流程、生產(chǎn)技術(shù)、白水回用、污泥治理、油墨回收、循環(huán)利用等環(huán)節(jié)上,該脫墨線進行了很多創(chuàng)新,搞好三廢治理,真正實現(xiàn)清潔生產(chǎn),達到循環(huán)綜合再利用。在固體廢棄物方面,把連續(xù)水力碎漿設(shè)備和粗篩排出的重雜質(zhì)收集后運至垃圾場經(jīng)挑選出塑料、鐵絲、易拉罐等出賣,剩余細小垃圾送到鄰廠富陽市環(huán)保熱電有限公司焚燒發(fā)電。精篩和低濃除砂器排出的重/輕雜質(zhì)、浮選脫墨系統(tǒng)產(chǎn)生的油墨和白水澄清系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過污泥、渣漿處理設(shè)備處理回用,污泥達到40%～50%濃度運至富陽市春江污水回用處理有限公司抄造機壓網(wǎng)紋污泥紙板。工業(yè)生產(chǎn)廢水全部納入排放到永泰集團下屬富陽市春江污水回用處理工程處理?，F(xiàn)有的永泰污水站處理能力為4.5萬t·d-1,污水站處理水量約在3.0～3.5萬t·d-1左右。5利用辦公紙質(zhì)生產(chǎn)脫墨漂干漿到目前為止,我國進口的廢紙大多為廢報紙、廢箱紙板和廢雜志紙,用來生產(chǎn)新聞紙、涂布白紙板