我公司在脱墨浆流程压力筛的配置:粗筛采用升流外流型。转子形式无缠挠撞击式,筛框用波纹孔筛。孔径Φ1.4-1.6mm。进浆浓度2.5-3.0%.这种升流式压力筛解决了粗杂质在筛区停留时间长、和被重新混入进料之中的缺点。减少了转子和筛框损坏的可能。消除了造成筛体振动、摇动和应力的涡流;减小増浓现象。
精筛采用降流外流型。转子形式用分段多翼片式。筛框用棒式缝筛。缝隙0.12-0.15mm。0.8~1.0%进浆浓度,这种形式的精筛,脉冲频率高,不易堵塞。通过能力大,能耗低;浓缩因子低。
根据生产能力的大小在流程中分别配置一、二、三段。
净化系统
工作原理:根据比重和颗粒形状离心分离轻重杂质。在一段除渣器中去除浆料中大部分没有溶解的气体。除渣器是一个水力旋流器,浆料通过一个沿切线方向的入口流入,在园柱体——锥形分离管内保持一个高转速的涡流运动;在轴向方向,靠近分离管壁的涡流被引向锥体的端部;但是在分离管的中心,干净的浆流流向良浆出口,并入主浆流;重杂质甩到器壁,因其比重大被甩向器壁并与器壁相互碰撞,使原本的离心力被抵消,靠重力作用而下落。悬浮物所含的重杂质集中在靠近壁的地方并被清除,径向压力的增减使得轻杂质的气泡被迫进入涡流运动的中心,直到它们在不施加压力的情况下,离开排放管,悬浮物的流量可以通过排放压力控制。气体在所有的除渣过程中通过顶部排出。除渣器在筛分和除去重质杂质的同时,可以排除浆料中的气泡和塑料、粘胶等轻质杂质。 结构参数:
(1)内室直径:直径越小,效率越高,但若<75mm,易堵,动力消耗增;
(2)内室长度:保证进浆在进入分离区前有足够的停留时间以形成稳定的涡流;
(3)锥角:减少锥角增加了除渣器长度和纸浆在器内的停留时间,提高除渣器的净化效率; (4)涡旋定向管长度:应足够长以避免进浆向良浆短路,过长又增加了压力降;
(5)进浆口:应保证在尽量减少湍动和压力降损失的前提下回转速度达到最大值,通常为矩形使整个浆流贴除渣器壁进入;
(6)良浆出口径:过大会降低净化效率,过小会产生大量的再循环,影响生产能力; (7)粗渣出口径:过小会使粗渣被良浆浆流带走,而使出口堵塞过大会使纤维流失增加。 低浓除渣器是一种使用历史悠久的制浆设备,在去除废杂质方面的独特功能,至目前还没有其他设备能与替代。我司在脱墨流程上高度重视该项设备的重要功能,在一些质量要求高的制浆流程中配置了两级低浓除渣器(一级采用重质低浓除渣器,一级采用逆向轻渣质低浓除渣器)效果较好。
浮选脱墨( flotation deinking)
浮选槽是废纸脱墨过程的核心专业设备。随着脱墨浆的广泛应用,对脱墨浮选槽的研究开发也与脱墨工艺研究齐头并进。各式实用型的浮选槽层出不穷。
浮选是用于去除油墨的选择性最强和效率最高的技术。优化的浮选系统也易于去除灰分和胶粘物,改善纸机的运转性能。浮选槽的性能取决于浆料的充气、空气的去除和废料的去除是否得到优化。多段浮选槽非常具有选择性,而且它能产生灰分与纤维的比率很高的污泥,因此使纤维的损失达到最小。
浮选脱墨是一种油墨与纤维分离的过程。通过表面活性剂的作用令大小不一的油墨粒子能被气泡捕集并浮托到浆面上,从而达到把油墨从浆料中分离出去的目的。浮选程序本身包括三个阶段,第一是加入适量的空气及产生适当大小的空气泡;只有空气泡直径大于0.5mm时,气泡才有足够的浮力推开纸浆悬浮液中由纤维组成的“弹性网”,并浮至浮选槽的表面。因此浮选时所发生的气泡不应有直径小于0.5mm空气泡存在;第二是充分混合, 使油墨粒子与气泡相撞的频率( 或机率) 加到最大; 第三,使附着油墨粒子的气泡快速上升到液面并予
以除去。最近传统式的浮选槽, 已逐渐被新型的ECO浮选槽取代。
浆料以1%左右浓度通过空气混合装置喷射进入一段预浮选槽,在化学药品的作用下,油墨附着在空气泡表面浮出浆面,经过堰板进入到泡沫收集槽中。良浆在槽底被抽出,并经由另一个空气混合装置输送到下一室中进行浮选,如此重复,直至把浆料送到最后一个室中进行浮选。经过一段预浮选槽的5级浮选,浆料中的油墨基本被除去,一般可将浆料白度提高6~8%ISO。二段预浮选槽主要是回收大部分一段预浮选槽排出的泡沫内的纤维并送回一段浮选槽,泡沫则进入污泥处理系统。
后浮选槽的构造与预浮选槽基本一致,所不同的就是一段后浮选槽由4个室串联而成。后浮选的主要作用是将热分散机分离出的油墨、胶粘物浮选除去,从而大大提高了浆料中油墨的去除率。后浮选可将浆料白度提高2~4%。
与其他浮选槽相比,ECO浮选槽具有以下优点:1、能有效除去5-500um的油墨颗粒、胶粘物、塑料、NCR胶囊填料和其他憎水性物质。2、液位控制简单,生产能力变化幅度大,运行可靠性高。3、设备结构简单,便于观察内部液位、发泡量等情况,可随时更改工艺参数。4、两段浮选经济效益好,在取得高得率的情况下,获得最有效的杂质去除。5、所配的浆泵由于扬程低因而能耗低。
浆料经浆池泵入第一单元脱墨槽的进浆总管进浆压力0.09Mpa,经射流器以文丘里原理吸入空气与浆料混合。气泡带着油墨颗粒从脱墨槽底部上升到液面,翻过堰板口进入泡沫收集槽。泡沫收集槽中配有消除气泡用的喷水管及喷嘴,喷水压力0.6Mpa,可用清水亦可用白水。各脱墨槽的泡沫收集槽是相通的,从一个排出口流入泡沫槽罐中。每个单元脱墨槽脱墨后的良浆从槽底管口泵送到第二单元脱墨槽进浆总管,进浆压力0.09Mpa,经充气元件,再进行气浮脱墨,其余依此类推。
由一段脱墨槽流入泡墨槽罐的墨渣,再泵送到二段脱墨槽,以相同的原理再进行气浮脱墨,其主要作用是回收一段脱墨槽流失的纤维。所不同的只是射流器不同,它配有可更换的节气门,以调节吸入空气量,标准节气门的孔径为10mm,而另一个节气门孔径为12mm,最佳的空气量取决于浆料和所加的脱墨化学品,在开机时调整。二段脱墨槽配二个单元,经二段脱墨后良浆送回一段脱墨槽再脱墨,泡沫送污泥处理系统。
浮选工艺:进浆压力、流量、流速、气泡的大小及运行速度是关键的参数。因为射流器是有规格的,文丘里原理的高分子聚乙烯板上的开孔也是一定的,其截面积也就固定。如果需要通过更大的产量就需要增加射流器来满足。浆流速过快,则与空气接触后产生的气泡流速也会随之加快,过快的流动使前面产生的气泡在上升过程中来不及向堰板方向溢流,致使前面已经吸附油墨的气泡与后面产生的气泡相互碰撞,造成气泡破裂或组成一个更大的气泡,因此气泡的表面积变小,使原先吸附在气泡上的油墨再次回到浆料中。即射流器出来的浆流速和气泡运行速度要与在浮选槽内部已吸附油墨的气泡上升速度相一致。所以选择合适浆泵杨程及流量,进浆压力,射流器数量,空气进入量是相当重要的。
近两年来,我们在吸收消化国外同类设备的基础上,加大了创新力度,开发出50-300吨/d ECO浮选槽,投入市场。该设备与市场上他种形式的浮选槽比较,白度值可提高2-3%ISO;纤维回收率提高25%以上;能耗降低20%左右。产品深受用户欢迎。该产品已引起市场的关注。
洗涤及浓缩
洗涤去除颗粒大小在30~40μm以下的废杂质,正好低浮选一档,并与浮选适当交叉。洗涤能够用来去除白土或填料、细小油墨、细小胶粘物等废杂物。相当数量的废杂质是可以通过洗涤被除去,调色剂片状油墨、胶印油墨也有一些可以通过洗涤除去。低于50μm以下的油墨和亲水性油墨则洗涤更为有效,故对绝大多数品种的废纸来说,浮选和洗涤这两种操作单元的配合使用是最理想的。洗涤和浓缩是两种不同的概念。洗涤的目的是从有用的纤维中将悬浮固形物和废杂质除去的一种处理方法,故其滤液中的固形物含量一般都比较高。浓缩的目的则是与进浆浓度相比,提高出口纸浆浓度的一种措施,采用浓缩设备的目的是:(1 )回
收流程水和化学品以增加运行效率;(2 )将纸浆浓缩以供后续工序(如漂白、分散与搓揉)处理。
这里主要介绍盘式过滤机、高速洗浆机和双网挤浆机两种:
ZNP型盘式过滤机主要结构:该机主要由进料槽、槽体、上罩、滤盘、过滤阀、剥浆、冲网喷水管冲浆水管和传动装置。工作原理是纸浆在重力和水腿真空的作用下脱水上网形成浆层,再通过高压水冲刷至出浆槽内排出。其进浆浓度0.5-1.0%,出浆浓度可达8-10%,浓缩效果好。其特殊的结构使过滤液分为浊滤液、清滤液、超清滤液三种排出。利于白水的回用。 ZNG型高速洗浆机通过胸辊和伏辊两道浓缩,洗涤。采用的胸辊为沟纹辊,不仅为进入的浆料提供了一定的空间,而且可使两压区之间的脱水量得到更有效的分配,因而能快速地排除浆料中的大部份水份,显示了脱水效率高的优点。在脱水的过程中,由于网子与辊子之间的浆层很薄,因而浆中的油墨粒子、填料及其它细小的杂质在高达910m/min的转速作用下,且在脱水过程中受到来自浆层的阻力很小,很容易地随水一起脱出,洗后浆料灰分去除率≥90%,浆料白度也有一定的提高。
ZNS系列双压区双网挤浆机特别适用于游离度低的脱墨浆的洗涤与浓缩,可获得颇高的浓缩比和28~32%的出浆浓度。
本公司双网挤浆机具有下述优点:
1、应用双网楔形脱水原理,脱水滤板与双压辊装置的组合脱水;压区长、压力差逐渐加大、浓缩比高、出浆浓度可稳定在28~32%。
2、自动调整网速,以调整脱水量与出浆浓度,确保工序工艺对出浆浓度的稳定要求;可适应废纸浆、化学浆、机械浆等各种浆种。
3、夹网楔形成型脱水滤板与双压辊装置二个脱水区组合,结构新颖、纤维流失少、浓缩能耗低。
4、PLC控制,系统运行更平衡。
ZNS双网挤浆机洗涤技术是在两网之间的间隙中去除纸浆中的水分。脱水过程不需要任何真空条件。与常规洗涤技术比较,单位宽度上的双面脱水能力要提高2~3倍。除了洗涤效率高以外,灰分和细小纤维的去除率也是可控的。双压区双网挤浆机是通过两条连续的进料网来浓缩液体浆料。3~5%的浆料通过进浆箱均匀分布在两条网之间。在浆料浓缩的第一阶段,两条网由脱水案板支撑、两侧由挡浆板密封,浆料进入逐渐合拢的楔形脱水滤板进行双面脱水,其上下脱水案板的开孔均为特殊形式,以保证浆料到达一道压榨时浓度达到10-12%,防止了浆料压溃现象。然后进入一道压榨,通过压榨辊的加压及网在辊上包挠段的张力逐渐增大而强化脱水,最后进入二道压榨(传动辊)的加压使浆料进一步强化脱水,从而得到28~32%浓度的纸浆。
分散和漂白
分散工序的目的是油墨的分离和分散、胶粘物的分散、浆料的均一化及其物理性能的提高。此外,高的处理温度可降低浆料中的细菌含量,使得最终产品更为洁净。
通过精筛的一些细小杂质必须进一步使用分散机加以分散,在这一过程中,浆料必须浓缩到30%的浓度, 并加热到90~110℃, 再用机械力量搓揉予以分散。分散的目的在将杂质分散成40μm以下, 使人类的眼睛看不到该杂点。几乎所有的废纸脱墨系统, 都会将分散安排在流程的某一阶段。在美国, 大部分的纸厂, 尽可能地除去杂质之后, 再予以分散处理。但因为分散处理会降低浆料的白度, 因而许多亚洲及欧洲的系统, 在粗筛后就进行分散处理, 分散处理后再加以浮选、细筛、净化、洗涤及浓缩。
有些日本纸厂采用辊式搓揉机来代替盘式分散机或与盘式分散机并用。我们考虑到其的适用性和经济性亦采用了辊式与盘式并用的形式。
由于质量较高的产品中的回收纤维的用量正在增加,人们对漂白技术的兴趣也有所提高。漂白的主要目的是尽可能地获得废纸的潜在最大白度。为达到这个目的,化学品的混合方法
和化学反应必须得到优化。根据漂白工艺设计,废纸和最终产品质量的具体情况,存在着与漂白有关的几个变量。除了可替代的化学品外,其他的变量包括漂白的段数和化学品的添加位置。例如,在采用高质量的废纸时,在分散系统前添加甲脒亚磺酸(FAS)就可简单地使白度达到70%~80%ISO这一目标值。但必须保证充分的混合和正确的反应温度。
盘式热分散系统是国际市场普遍采用的新型的废纸处理系统。与辊式热分散系统相比,具有分散效果好,成纸质量优异的特点,而且适应广泛,在流程中配置灵活。是新建纸厂和技改时优先考虑的热熔物处理装置。盘式热分散系统处理给以废纸为原料的纸和纸板的生产提供了很多方便。其主要作用改善是油墨及其它杂质在纸面的可见性,并提高印刷性能,增加纤维的强度,而且二次纤维的用途甚至比原本的纤维更广泛。有效的热分散处理浆料可改善纸机和纸板机的操作性能。首先较好的纤维可增加纤维间的结合力;均整后的纤维可改善纸的匀度;通过热分散的纤维可使纸机清洁无粘胶物。高温的盘式热分散系统可减小浆中的微生物,细菌含量;可减少纸厂水循环中的微生物问题。 盘式热分散系统具有的特点:
1.1 可高效地处理各种热熔物、蜡、软沥青及其它杂质; 1.2 可显著改善浆的强度及纤维的特性;
1.3 灵活的进出口联结设计可方便前后工艺过程联结。
我司的盘式热分散机由螺旋转盘、齿盘、主轴总成、机体、传动装置、主控液压系统、位移传感装置、润滑系统等构成。28~32%浓度的浆料在加热螺旋器加热至温度90-110C并混合化学药品(也是我们目前推广过程脱墨及漂白),以园粒状形态送入进料螺旋,进料螺旋通过热分散机上的螺旋转盘,将浆料挤压到间隙0.1~0.5mm的帚化齿形的动盘与定盘之间,从中心向外通过齿盘间的破碎区、磨浆区和精磨区,在帚化齿盘间浆料受到强力的均匀的机械和物理作用,搓研并软化,使热熔物、胶粘物、油墨等从纤维上剥离,并分散成肉眼看不见的微小颗粒,也使浆料与化学药品均匀混合,达到脱墨漂白的作用。
整个盘热分散系统:由脱水区、加热区、盘式热分散机和配套液压系统、位移传感装置、电气系统控制组成。ZDR 系列热分散机属于机电液压一体化产品,其间隙控制是整个系统的核心,自身带有自动补偿功能。采用液压控制的优点是他的间隙自动控制系统相互动作自动补偿盘齿间隙的误差精度高于涡轮涡杆传动方式。
脱水区:由双网挤浆机和破碎螺旋构成,对浆料进行浓缩。将3~5% 的浆料浓缩至28~32%。主要目的一是盘式热分散机工艺的需要;二是能有效减少热能的消耗。
加热区:由料塞螺旋、预热螺旋输送机、进料螺旋组成。其作用是组成密封的加热系统用于浆料的加热。加热蒸汽参数,压力为0.2~0.3MPa,温度为90~110℃ 。
盘式热分散机:用于处理废纸原料中的热熔墨、胶粘物、沥青、油墨等杂质。将前道工序无法除去,但肉眼可见的细小杂质,在高温、高浓的条件下,浆料经从内向外通过热分散盘片作用下,浆料受到均匀的机械和物理作用,搓研并软化的热熔物、胶粘物、油墨等从纤维上剥离,并分散成肉眼看不见的微小颗粒,分散后的浆料沿切线方向送出。
配套液压系统:主控液压系统与系统中的PLC 及位移传感器组成闭环控制,通过对进出液压缸的液压油流量的精确控制以实现对热分散机磨片间隙的精确控制,控制精度为0.01mm;其核心是意大利ATOS提供的带电子器件的集成式液压元件。PLC控制系统是盘式热分散系统的控制核心。对系统的安全运行尤其是对盘式热分散机中的动盘定盘磨片的间隙精确控制决定了整个系统的浆料分散与处理效果起作重要的作用。
润滑(冷却)液压系统的主要作用是对高速运转的主轴轴承实施液压油润滑与冷却;对于保证盘式热分散主机安全正常运行起着至关重要的作用。盘式热分散液压润滑(冷却)系统设置了双回路供油装置。当主回路供油装置出现供油故障时,系统发出故障信号由PLC执行,系统将自动切换到备用回路供油装置。确保盘式热分散主机的连续、安全、正常的运行。
位移传感装置及间隙控制: 其核心元器件是精度为0.01%的位移传感器,PID电子控制器,电子放大器,伺服比例阀组成。系统根据电机功率给位移传感器一个给定信号,即为所需的间隙。系统通过PLC给PID电子控制器一个给定的信号,即为所需的间隙,移位传感器在实施监测过程中对产生的位移的变化量反馈给PID电子控制器,经PID运算后将误差信号输入到电子放大器,电子放大器根据所输入的信号驱动伺服比例阀让其对系统的执行机构作出位置控制(即液压油的流量做出精密控制),从而带液压缸和动盘磨片的动作。其控制精度高,可使盘片间隙最小达到0.01mm级别。从而更好的保证浆料的分散效果。同时系统设置了各种意外情况下的报警及其处理,能更好的保护设备的安全运行,减少事故的发生。
漂白管
对于高白度要求的纸种,通常在一段漂白达不到白度要求时,会在流程中增加一段还原漂白管来增加浆的白度值。其主要技术参数为:浆料处理温度:65 °C;浆料停留时间30 min;浆料浓度10 %。添加药品主要是漂白剂FAS(甲脒亚磺酸)和NaOH。
污泥及水处理系统
污泥系统主要是将筛选、净化、浮选等工艺过程产生的尾渣和油墨浓缩。处理后污泥浓度可达30%以上,浓缩后的污泥可填埋、焚烧、环保砖填料或作其他用途。目前我司正研发采用新型的浓缩设备将污泥浓缩至50%浓度后,添入建筑用砖的泥巴中(添入量要求达到30%以上),生产焚烧砖。以此方式处理污泥。
水处理系统主要处理为多圆盘清滤液或DAF浅层气浮机,在阴阳离子型助剂的共同作用下,将白水中的纤维和固体杂质除去,以得到较纯净的白水。 水资源管理
水资源管理是在新鲜水消耗量较低的条件下,保证水的质量合格,它还能够使任何微小胶粘物和有害胶体物质的累积量达到最小值,同时还可控制灰分和纤维的流失。如果灰分、细小纤维和微小胶粘物太小,它们就很难通过筛选被去除。如果水的流速控制得不合适,这些物质就会富集在来自浓缩和洗涤工序的滤液中。脱墨生产线中水管理的主要单元设备是溶
解空气浮选池(简称DAF)。