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废纸制浆_图文_百度文库

  废纸制浆_环境科学/食品科学_工程科技_专业资料。废纸制浆 Secondary Fiber Recycling 废纸的资源化 1t废纸相当于下径17cm、上径10 cm、高8cm的木材20根,用 废纸作原料造纸,每吨可节约木材2~3m3 ,不仅

  废纸制浆 Secondary Fiber Recycling 废纸的资源化 1t废纸相当于下径17cm、上径10 cm、高8cm的木材20根,用 废纸作原料造纸,每吨可节约木材2~3m3 ,不仅可减少环境 污染,还可保护森林资源,减少对生态环境的破坏。 从废纸制得白色纸浆,主要是除杂,须除去废纸中的印刷 油墨和其他填料、涂料、化学药品以及细小纤维等杂质。 主要除杂过程包括制浆、筛选、除渣、浮选、洗涤、分散 和搓揉、漂白等工序。不同工序目的不同,因而所用设备不同。 第一节 概 ? ? 述 废纸制浆流程 根据废纸的特征及纸浆的使用方向,当前废 纸制浆可以分为2种流程,即非脱墨浆流程和 脱墨浆流程。 非脱墨浆流程 废纸 碎浆 纤维分离 粗选 洗涤 精选 净化 调整 供抄造用 脱墨浆流程 废纸 碎浆 粗选 浓缩 揉搓或纤维分离 脱墨 精选 净化 调整 供抄造用 ? ? ? ? 二、废纸回用的意义 1、节约原料,增加生成 全世界木材年需求量20亿M 以上,年增 长率不低于25%;生产1T再生新闻纸浆比生 3 产1T磨木浆节约木材2M ,生产1T高白度废纸 3 脱墨浆比生产1T漂白化学浆节约木材5M 。 3 2、减少污染,保护环境 废水的污染负荷轻,耗水量少,无废气污 染,减少木材砍伐率,有利于生态平衡和保 护环境。 3、节省能源,降低能耗 生产1T再生新闻纸浆比生产1T磨木 浆节约能耗75%左右,生产1T高白度脱 墨浆较生产1T化学浆节约能耗50%以上。 4、节约投资,降低成本 投资只需原浆浆厂的25-30%,废 水处理设施的投资低于原浆浆厂,废纸 浆的原材料成本、能耗、投资低,其生 产成本比原浆低。 我国废纸利用快速增长的原因 ? ? 国家政策支持 造纸原料结构调整 ? ? ? ? ? 纤维原料短缺 废水处理投资少、成本低 废纸处理设备较成熟可靠、投资少、见效快 提高产量、降低成本 减少森林砍伐、保护环境和生态平衡 我国废纸处理技术装备水平 ? 50多套具有国际先进水平的进口设备,大部 分为国产设备 我国废纸回收利用存在的主要问题 ? 废纸回收利用率低,大量废纸资源被浪费 ? ? ? 未建立废纸回收的市场体系 没有统一标准和检测方法评价废纸的品质 废纸制浆的共性技术难题 脱墨、脱胶、白度、得率、回用次数 四、我国废纸回收利用存在问题的对策 分类收集,制定标准 ? 创办交易市场,扩大产业规模 ? 制定相应的废纸回收政策法规,鼓励发 展废纸回收,对废纸回收企业与利用企 业给予一定的优惠政策和税收减免,对 造纸工业使用废纸比例作出明确规定。 ? ? 努力做好国内废纸回收工作,充分利用 国外废纸资源 加快研制开发大型、高效成套废纸处理 设备 加强宣传教育 ? ? 五、废纸的分类及收集 (一)废纸的分类 ? 一般按废纸的来源和废纸纤维的种类来划分, 但世界各国废纸分类的方法和标准均有较大 差异。 ? 国外废纸的分类 ? 联合国粮农组织按用途将废纸分为4大类:新 闻纸和书籍废纸、纸板箱废纸、高质量废纸 及其他废纸。 ? 美国废纸的分类 美国将废纸分为3大类:纸浆代用品、可净 化的废纸和普通废纸。 纸浆代用品:白纸与白纸的切边,这类废纸 经打散后不作进一步处理即可作为成浆使用。 可净化的废纸:经脱除印刷油墨后可成浆使 用。 普通废纸:包括旧报纸、旧瓦楞纸箱和混合 废纸等。 另一更细的分类法是将废纸分为47种,另 列特殊等级7种。每个类别的废纸均有明确的 质量标准。 ? 欧洲废纸的分类 欧洲标准委员会(CEN)在布鲁塞尔 的管理中心采用新版欧洲标准EN643- 欧洲废纸和废纸板标准目录,于2001年 12月12日批准。欧洲纸张工业协会和欧 洲废纸协会完全支持该项用于废纸的新 标准,并将促使其在会员中推行。 英国将废纸分为11类: ? 不含机械浆的白色未印刷废纸 ? 不含机械浆的白色已印刷废纸 ? 含机械浆的白色和轻度印刷废纸 ? 不含机械浆的有色废纸 ? 含机械浆的重度印刷废纸 ? 有色牛皮纸和马尼拉纸 ? 新的牛皮挂面纸板 ? 容器废纸、混合废纸、有色卡纸和含杂 质废纸。 ? ? 德国将废纸分为低级、中级、高级和保 强废纸4大类。后者包括用过的防水或 不防水的牛皮纸袋,用过或未用过的纯 硫酸盐浆纸、旧瓦楞箱纸等。 其他国家废纸分类情况 ? 日本将废纸分为9类:上等白纸卡纸、特白 中白马尼拉纸、有色道林纸、证券纸、牛皮 纸、报纸、杂志纸、瓦楞箱板和硬纸板。 我国废纸的分类 ? 近期,国家科技部批准了《废纸回收分 类标准及相关标准的研究》社会公益研 究专项资金项目,并由中国制浆造纸研 究院承担,该项目计划在两年时间内具 体完成以下3个标准: ①废纸回收分类标准; ②废纸中胶豁物含量的测定标准; ③废纸中油墨残留量测定标准。 ? ? 我国废纸分类各地情况不同。目前全国尚无 废纸分类的统一标准,但根据我国废纸的来 源和特点,通常可分为以下6类: (1)白色废纸 这类废纸也可以看成是纸浆的代 用品,其中包括未经印刷、具有比较一致的 白度和无有害物的白纸。 (2)书籍、杂志废纸 这类废纸主要包括印刷厂 或书店未发行的和发行后回收的书籍、印刷 着色、不含或仅含少量机械浆的废刊物、书 籍等。 (3)旧新闻纸 由成捆的、选择过的旧报纸组成。 不包括旧杂志。 (4)纸箱与纸板废纸 此类废纸包括牛皮纸板、 瓦楞纸板切边,旧瓦楞纸箱,各色废纸盒、 纸箱、黄、白、灰色纸板等。 (5)纸袋纸废纸和牛皮纸废纸 这类废纸是指 包装水泥后回收的破水泥袋、废牛皮纸袋及 其他纸袋和牛皮纸废纸。 (6)混合废纸 这类废纸属低级废纸,包括部 分“垃圾废纸”(从垃圾堆拣来的废纸)。 随着办公设备的现代化,办公废纸(如使 用过的计算机打印纸、静电复印纸、传真纸 等)的数量将会逐年增长,因此,混合办公 废纸将成为新的一类废纸。 ? (二)废纸的收集 我国废纸的主要来源: ? 印刷厂切下的白纸边和报废的印刷品; ? 出版单位处理的书籍和刊物; ? 机关、企事业单位的废旧公文资料、废 旧书刊报纸及各种包装纸箱、纸盒; ? 学校的旧书报和学生练习本; ? 居民的家庭自有的各种旧报纸、废旧图 书杂志、包装纸箱等。 ? 我国目前的废纸收集渠道: ? 个体收集; ? 废旧物资回收公司收集; ? 造纸厂和纸品加工厂; ? 国外进口废纸; ? 混合办公废纸脱墨的特殊性 ? 混合办公废纸种类很广,包括静电复印 废纸、激光印刷废纸、帐薄废纸、刊物 废纸、热敏纸、压敏纸等。 ? 混合办公废纸成分复杂,按树种有阔叶 木浆和针叶木浆;按制浆方法有化学浆 和机械浆。 ? ? 油墨脱除的难易程度与油墨的种类、印 刷方式和纤维种类有关。 非接触印刷废纸脱墨相对较难。 混合办公废纸中部分采用照相复印和激 光印刷,油墨熔化在纤维上,用常规方 法很难脱除。 ? ? ? 混合办公废纸的组成 原料组成 白色帐本 彩色帐本 重涂布纸 美国(%) 65-75 8-9 2-3 8-11 0.5-3 欧洲(%) 标准质量 60-70 13-15 2-3 8-10 0.5-3 低级质量 40-50 15-25 5-8 13-15 2-4 杂志(机械浆含量高) 未漂纸、纸板封筒 电传用纸、胶粘纸 标签、 塑料杂质、耐湿纸、 金属杂质 2-5 2 2-5 2 5-15 2-4 ? ? 胶黏物来源 胶带 (压敏性)标签 纸箱粘合剂 自粘合信封 各种涂布纸 入场券纸 日记本粘合剂 油墨和涂料中也含有胶黏物。 ? ? ? ? ? ? ? ? 胶黏物性质 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 密度与水接近 具有疏水性 对温度敏感 具有附聚性 表面积可变性 外形可变性 易变形性 具有粘合性 具有弹性 ? ? 废纸中胶黏物的危害 当胶黏物的含量超出可接收程度时,将导致 纸机操作问题:沉积于铜网、毛毯毛布、压 榨辊和烘缸上; 阻止纤维与纤维的结合;增加断头; 严重影响纸产品的外观质量:形成孔、洞及 其它纸病; 印刷过程和其它加工过程中引发一些问题。 ? ? ? 三、废纸再生过程性质的变化 ? 不同浆种的废纸在循环使用过程中纸浆性质 的变化也有明显的差别。 (一)化学浆废纸再生过程中性质的变化 对于经过打浆的化学浆,循环回用引起裂断 长、耐破度和耐折度的显著下降,紧度和伸 长率少量下降,而撕裂度、挺度、光散射系 数、不透明度和透气度增加。 ? ? ? ? ? ? ? 引起这些变化的原因是:废纸在重复碎浆— 脱水—干燥等处理过程中,纤维素结构发生 一系列变化: 纤维素部分游离羟基形成氢键结合; 非结晶结构转变为结晶结构,结晶度增加; 产生不可逆的角质化,纤维变得挺硬,可塑 性降低; 吸水后的润胀减少,保水值下降。 ? 随着回用次数的增加,纸浆的保水值下 降,纸页的厚度增加,紧度、裂断长下 降,白度和不透明度有所增加。 ? 针叶木浆与阔叶木浆主要不同是:随循 环回用次数的增加,针叶木浆的撕裂因 子提高,而阔叶木浆的撕裂因子下降。 (二)机械浆废纸再生过程中性质的变化 ? 随着回用次数的增加,紧度、裂断长和耐破 度提高,撕裂强度也略有增加,而光散射系 数下降。如下图所示。 (三)影响废纸浆性质的因素 ? ? 1.化学环境 影响干燥和回用后纸浆纤维的润胀(碱性抄造优于酸 性抄造);废纸中的松香胶和硫酸铝引起纸浆强度损 失。 ? ? 2.打浆 打浆后润胀显著减少,纤维长度降低,细小纤维含量 增加。 ? ? 3.湿压榨的影响 重湿压榨引起纤维润胀的损失。 ? ? 4.纸浆干燥 未经干燥化学浆,抄纸过程产生角质化,废纸回用时 纤维结合强度明显降低;经干燥化学浆,废纸回用时 纤维结合强度损失小。 ? ? 5.压光 引起化学浆保水值、长度和强度的损失。 ? ? 6.印刷和加工 印刷影响废纸浆的光学性质;制纸箱用憎水 材料(胶粘剂)会阻碍纤维的结合。 ? ? 7.消费者和收集者 不同类型的废纸混合,其中的杂质影响回用 性能。 ? ? 8.回用过程 机械、化学和热处理过程影响废纸浆性质。 第二节 废纸的离解与废纸浆的净化 与浓缩 一、废纸的离解 ? 废纸的离解包括碎解和疏解两个阶段。 (一)废纸的碎解 1.碎解的目的 ? 使废纸离解,使原先交织成纸页的纤维 最大限度地离解成单根纤维而又最大限 度地保持纤维的原有形态和强度。 2.碎解设备 ? 废纸碎解的设备主要有水力碎浆机和圆 筒式碎浆机。 ? 水力碎浆机是国内外常用的碎解设备: ? 从结构形式上分为立式和卧式; ? 从操作方法上可分为连续式和间歇式; ? 从碎浆浓度上可分为低浓和高浓。 ? 圆筒式碎浆机是近年出现的高浓连续碎 浆设备。 目前废纸碎解大多采用高浓碎浆机,与 低浓碎浆相比,高浓碎浆的优点: ? 可减少对杂质的碎解,以利其后杂质更 好的去除; ? 可降低能耗; ? 节省化学品; ? 油墨的去除也更完全。 ? 表5-2 高浓碎解与低浓碎解系统的比较 碎解 方法 低浓 连续 OCC 低浓 间歇 5~8 30~45 10~20 3~16 废纸 种类 纸浆浓 度/% 单位 能耗 /kWh·t 1 停留时 间/min 排料孔 径/mm 3~4.5 30~45 5~8 18 高浓 连续 旧报纸 高浓 间歇 15~20 15~25 15~20 4~10 12~18 20~25 5~10 10~20 碎 浆 去粗筛 滤液 B 化学药品 排空 鼓式碎浆机 白水塔 链板机 底部浆槽 几种常用的碎浆设备介绍 (1)立式间歇水力碎浆机 ? 这种设备主要适用于碎解浆板、车间内 部回抄损纸和外构杂质少的废纸。 优点: ? a)浆料碎解程度比较稳定,便于掌握投 料量、加水量、脱墨时间及反应温度。 ? b)如流程中没有疏解机、多段筛等设 备时,采用间歇式可减少设备投资费用。 缺点: ? a)单位能耗较大。 ? b)投料、放料等非碎解时间较长,降 低了设备的生产能力。 ? c)不适合安装斗式提渣机和绞索装置。 ? d)不适合处理杂质较多的废纸。 (2)立式连续水力碎浆机 优点: ? a)可连续排除难以碎解的非纤维杂质。 ? b)可除去打包用铁丝和绳索等束状物 质。 ? c)电耗较间歇式低,设备利用率高。 ? d)生产能力大,且浆池、浆泵等辅助 设备投资费用较低 ? e)适用于处理各种废纸。 缺点: ? a)纸片分散成纤维的程度较小,仅能达 到90%。 ? b)由于连续使用,限制了化学药品的 作用时间,使废纸脱墨不能很好的进行。 (3)卧式连续水力碎浆机 其结构与立式水力碎浆机不同之处,主 要在于有一个侧置的转子和圆槽下端连 接一个重渣物收集器。 优点: ? a)可以连续排除难以碎解的非纤维杂质、 绳索、铁丝等束状的物质。 ? b)电耗比间歇式低,设备利用率高。 ? c)生产能力大,浆池、浆泵等辅助设备 投资费用较少。 ? d)适合于处理各种废纸。 ? e)转子的刀片磨损小,重杂质排除方便。 ? f)结构简单,维护方便,设备高度低, 占地面积小。 ? (4)立式高浓水力碎浆机 Spiral rotors of HC (left) and MC (right) pulpers. HC pulping subsystem 优点: ?a)转子与浆料接触面积大,能在 12%~18%高浓度下运行。与地弄碎浆机 比,用于脱墨可节约加热蒸汽60%。 ? b)作用较缓和,避免了废纸中的杂质 被粉碎,便于其后的净化处理。 c)在高浓度下,纤维之间相互产生强力 摩擦,可缩短碎浆时间,节约化学药品 和动力。 ? d)与相同能力的传统水力碎浆机相比, 这种碎浆机的占地面积小。 ? e)高浓碎解时纤维对纤维的剪切作用使 油墨更易从纤维中分离出来。对废纸中 热溶物的除去效果也优于普通低浓碎浆 机。 ? (5)圆筒式连续碎浆机 Drum pulper Stock motion in a drum pulper. 优点: ? a)有良好的除杂能力,废纸原料可不经 分选就直接使用,可节省大量分选费用。 ? b)动力消耗比水力碎浆机节省50%左右。 ? c)化学药品可减少10%以上,蒸汽可节 省60%。 ? d)整个废纸处理系统的设备费用减少, 且设备易维修保养,筛孔不易堵塞,可 长时间连续运转。 3.碎解工艺 (1)碎解温度 ? 提高温度可加速废纸的软化,利于碎解 和脱墨,增加浆料流动性,加快回流速 度,减少动力消耗。 (2)碎解浓度 ? 提高浆浓可相应提高化学品的浓度,强 化化学反应。 (3)碎解时间 ? 碎解时间视设备型式、废纸种类和纸浆 质量要求而定。 (4)废纸种类 ? 影响碎解得主要因素是废纸的吸水润胀能力 和纤维的结合力。 (5)转子结构性能 ? 转子的规格(直径大小、刀片的数目、长度、 宽度、形状等)对碎解效果有重要影响。如 转子直径以相当于槽体直径的1/2-1/3为宜。 提高转子线速度可以提高碎解能力,加快碎 解速度,缩短碎浆时间,提高设备利用率。 (6)转子线速度 ? (二)废纸的疏解 1.疏解的意义 ? 疏解是碎解的继续,其目的是即将纤维 全部理解而不切断损伤纤维,降低纤维 强度。 2.疏解机及其应用 ? 我国常用的疏解机为高频疏解机。高频 疏解机又可分为齿盘式、阶梯式、锥形、 孔板式等类型。 (1)齿盘式高频疏解机 (2)阶梯式高频疏解机 (3)锥形高频疏解机 (4)孔板式高频疏解机 这种疏解机与传统的齿盘式高频疏解机 相比具有如下特点: ? a)纤维几乎不被切断; ? b)废纸浆料经一次疏解处理后,完全 可以疏解成浆; ? c)最高转速可达3000r/min,产浆量高, 质量好,电耗低。 ? Schematic cross section through a deflaker. Final assembly of a deflaker with cover opened 3.纤维分离机 ? 纤维分离机也称疏解分离机,对纤维有 理想的疏解作用,而对纤维的损伤极小, 是继续离解来自水力碎浆机浆料的新型 设备。 ? 是废纸浆筛选的优良设备,能同时分离 出废纸浆中的重杂质和轻杂质,分离性 能良好。 ZDF型纤维分离机 Dispersion system with dewatering screw, heating screw, and disperger Twin-shaft kneading disperger or kneader. 特点: ? a)具有浆料二次疏解,轻杂质分离,重 粗废料去除等3种基本功能。 ? b)可以处理低级的废纸,可减少原料 的预处理,降低成本。 ? c)可提高原有水力碎浆机的生产能力, 降低10%~20%的单位能耗。 ? 使用盘磨机疏解废纸 ? 安装在水力碎浆机之后,有泵送和疏解 双重作用,可作为废纸二次碎解设备, 以补充水力碎浆机的不足。这种盘磨机 设备投资少,动力消耗低,适合用于小 型废纸制浆企业。 ? Disk disperger. Disk disperger used for HC refining with cover opened. 二、废纸浆的净化 ? 净化过程包括除渣、筛选两个工序,处 理废纸的工艺过程,就是有针对性地分 离这些杂质,并尽量减少处理过程中的 纤维损失。 ? 现代废纸浆筛选工艺有效的将筛选和除 渣结合,采用孔型筛和缝型筛结合以及 高浓工艺与低浓工艺结合的方法。 除 砂 前浮选来浆 轻质除杂器 除砂器 节 浆 器 立管 立管 立管 立管 除砂器稀释水槽 精筛供料槽 除砂器稀释水 滤液B 稀释水 滤液A 滤液A 精 筛 一段精筛 二段精筛 三段精筛 去对盘浓缩 精筛供料槽 1#精筛渣浆槽 调浓水 2#精筛渣浆槽 滤液B 滤液B 稀释水 滤液B 滤液B Typical disk screen with cover opened Coarse screen with rotating screen cylinde Coarse screening rotors. LC screening system. 三、废纸浆的浓缩 ? 废纸浆浓缩设备的选择可根据工艺流程 对浆料浓度的要求以及废纸品种来决定。 ? 国内废纸浆的浓缩,基本上采用低浓范 围的浓缩设备,如 ? 圆网浓缩机 ? 侧压浓缩机 ? 斜网浓缩机 ? 真空过滤机 ? 低压差落差式浓缩机等。 第一回路澄清及浓缩 多圆盘浓缩机 精筛来浆 清水 1#气浮澄清器 去污泥槽 压缩空气 白 水 塔 溶气罐 澄清 水槽 气浮 供水槽 浊滤 液槽 清滤 液槽 中浓泵 双辊滤液 2#澄清白水 清水 去热分散 澄清白水 浊滤液 第二回路澄清与浓缩 密封水 喷淋水 压缩空气 双网洗浆机 后浮选来浆 喷淋水 第二回路气浮澄清器 补充清水 去污泥槽 澄清水槽 纸机白水 去还原漂 澄清白水 溶气罐 双网滤液槽 中浓泵 纸机白水 澄清白水 调浓水 澄清白水 稀释水 国外开发了新型的中浓和高浓浓缩设备, 如: ? 倾斜式螺旋浓缩机 ? 螺旋压榨浓缩机 ? V型浓缩机 ? 夹网挤浆机等。 ? 四、热熔物和其他特殊物质的处理 (一)沥青的分散处理 ? 沥青厂用于层压粘合剂和纸袋纸、纤维 桶容器、牛皮纸货运袋中的防水气层及 其它物品的防潮包装等。沥青的存在会 给造纸过程带来麻烦,如断头、糊网、 粘缸及纸张无力强度下降。 ? 沥青分散处理原理主要为机械物理作用, 首先将净化、筛选后的含沥青废纸浆汽 蒸加热,使沥青成为热熔融状态,然后 经螺旋机械作用使之分散于纸浆中。此 法的缺点是成纸的强度有所下降。 (二)热熔胶的处理 ? 热熔胶留在纸浆中,就会粘在铜网、毛 毯、烘缸、压光机棍筒等部件上,造成 断头,使生产不正常;并在纸面形成斑 点,影响外观质量。 1.冷法处理 2.热法处理 采用机械作用与热分散作用相结合的 方法,将经过离解和初步净化的废纸浆 料送入热分散系统。 (三)热分散在废纸制浆系统中的应用 ? 减少了粘着物在造纸机上的沉积,大大 地改善了纸机的运行性,但纸张白度下 降。 (a)热分散设备置于废纸浆制浆流程末段 (b)用于生产卫生用纸的废纸浆制浆流程 (c)用于生产高级印刷纸的废纸浆制浆流程 (a)碎浆机→筛选→浮选→净化→洗涤 →浓缩→热分散→造纸机 (b)碎浆机→筛选→净化→洗涤A→浓 缩→热分散→浮选→洗涤B→造纸机 (c)碎浆机→筛选→浮选A→净化→浓 缩→热分散A→浮选B→洗涤→浓缩→热分 散B→造纸机 热分散 澄清白水 双辊挤浆机 多盘来浆 预加热螺旋 去浊滤液槽 料塞螺旋 热分散机 漂白塔 螺旋输送机 去后浮选 第二回路澄清白水

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点击次数:  更新时间:2020-08-19 08:01  作者:亿万先生mr07

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