废纸制浆.docx

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废纸制浆

绪论

废纸,作为二次纤维,对它的开发和利用正受到世界各国造纸业的广泛关注。

据估算,全球每年森林面积净减少量约为1600万hm⒉/a,而造纸行业是木材的消耗大户,鉴于此,制浆业发达的国家,出于节约资源、保护环境的考虑,也在大力提倡废纸回收利用,而在我国,本身木材资源就很匾乏,加之中小型造纸企业多,污染大。

据中国造纸协会资料介绍,目前中国造纸工业纸及纸板生产企业约有3500家,2001年造纸用浆总量为2980万他,其中木浆占23%,废纸浆占44%,非木材浆占33%。

可见,废纸浆已成为我国的主要浆种,但也存在一定的问题,一是目前我国废纸回收利用发展不平衡,沿海地区发展较快􀀁二是国内废纸回收率较低,近年来废纸利用率的提高,主要依靠进口来解决,三是国内废纸市场管理不科学,收购零散,价格混乱,不分类,杂质多,无标准可依,供应规小,不成体系,四是废纸制浆存在的共性技术难题如脱墨,去胶粘物,白度和得率的提高等.

1.度纸制浆的特点

1.1度纸制浆优点

利用废纸制浆的优点在于。

一是解决木材纤维原料短缺,提高产品质量。

长期以来,我国造纸工业由于木材原料比例小,严重制约了纸张产量和质量的提高及品种的发展,对造纸业在国际上的竞争十分不利。

二是可降低建设投资和生产成本。

生产纸,需要草类原料,木材,而废纸只需（1.2-1.4T）

另外,工艺流程比传统的碱法制浆简单,设备投资也低。

三是减少污染,保护环境。

废纸制浆的制污量只有草浆和木浆制污量的巧,正基于此,我国很多中小型企业由于长期到污染问题无法解决的困扰,纷纷放弃原有的草浆蒸煮过程,

而转人到废纸制浆的行列。

1.2国内废纸特点

国内尚无废纸分类的统一标准，通常分为：

1.白色废纸

纸浆代用品，为印刷厂的白纸边

2.书籍、杂志废纸OMG（OldMagazine）

脱墨后可生产书写纸、卫生纸等，也可生产箱纸板，或在新闻纸中掺用

3.旧新闻纸ONP（OldNewsPaper）

脱墨后主要用于配抄新闻纸或抄造生活用纸和一般文化用纸

4.纸箱与纸板废纸OCC（OldCorrugatedContainer）

抄瓦楞原纸、箱纸板等，竹、木浆废纸可用于生产挂面纸板

5.纸袋纸废纸和牛皮纸废纸

可回抄仿纸袋纸，再生条纹包装纸，也可掺入木浆作箱纸板挂面浆

6.混合废纸

①混合办公废纸　　MixedOfficeWaste——MOW

②一般混合废纸

1.3废纸再生过程性质的变化

浆料制备——湿部脱水——干部干燥——压光卷取——后加工（涂布、印刷等）

角质化hornification

胞腔塌陷lumencollapse

不可逆变化irreversiblestructucechanges

1.化学浆废纸再生过程中性质的变化

对经打浆的化学浆，循环回用引起裂断长、耐破度和耐折度↓撕裂度、挺度、光散射系数↑

KP浆和SP浆，打或未打浆，针叶木浆或阔叶木浆，漂或未漂浆，回用过程性质变化有异。

2.机械浆废纸再生过程性质的变化

随着回用次数↑度、裂断长和耐破度↑撕裂强度略↑光散射系数↓

1.4回用纤维衰变的影响因素

1.制浆方法

机械法和化机法，对再生纤维品质保持有利

化学法，抗张强度、纸页紧度↓

2.打浆工艺

一次纤维打浆越强烈，回用纤维抗张强度下降

越多；未经打浆化学浆，回用后抗张强度↑

3.压榨工艺

对化学浆，压榨影响回用纤维的润胀性

对机械浆，压榨对回用纤维润胀性影响甚微

4.干燥工艺

纤维一经干燥后，其胞腔塌陷，润胀程度↓，随着干

燥温度的提高和干燥程度的强烈，润胀↓

5.压光工艺

刚性压区，纸页强度损失

压光强度↑，对回用纤维品质负面影响↑

现代造纸技术——采用软压光

6.抄造环境

未漂化学浆，酸性造纸，回用纤维润胀和强度↓，

中性或碱性造纸，润胀和强度↑

7.印刷加工

印刷——油墨，使尘埃↑，白度↓

加工——制纸箱胶粘剂，回用纤维表面自由能↓，阻碍了纤维的结合

8.消费者和收集者

废纸分类

废纸老化——旧报纸存放时间↑，废纸浆强度↓

2.废纸浆生产工艺概况

目前,国内对废纸制浆和再生主要有两种方式,即无脱墨废纸浆生产和脱墨废纸浆生产。

无脱墨废纸菜工艺该法工艺流程如图

废纸一碎浆一筛选一净化一分浓缩热分散去胶粘物一贮浆池一斗造纸车间该生产流程没有脱墨操作,几乎全是机械处理,主要用于再生纸板瓦楞原纸及分检后的较清洁的废纸生产薄页纸。

我省马鞍山山鹰纸业、涡阳新宇纸业及周边江苏省、山东省的许多中小型企业均以此法生产瓦楞原纸。

3.废纸纸浆工艺段设计

3.1碎解和疏解设备的选择

1.圆筒式连续碎浆机（DrumPulper）。

结构简单，高效实用，动力省50%，药品省10%，蒸汽省60%。

前区——高浓碎解区，浆浓15%—20%，占2/3长后区——稀释筛选区，浆浓3%—5%，占1/3长圆筒内壁装有轴向隔板，把废纸带起、跌落，产生温和的剪切力和磨擦力；对新闻纸、杂志纸离解效果好，现也可处理OCC、牛皮箱纸板（低湿强）直径Ф2.5—4m，最长30m。

图3-1-1圆筒式连续碎浆机

2.纤维分离机（疏解分离机）

基本功能：

浆料二次疏解，轻杂质分离，重杂质分离。

图3-1-2纤维分离机

3.2废纸浆的净化设备的选择

1.高浓除渣器（HCCleaner）

作用：

除去相对密度较大的杂质（如石块、金属物），保护其后的设备

结构：

上部为低压头泵叶，其下方为叶轮，下部有集渣器

工艺：

浆浓：

3%~6%

进浆压力泵扬程>20m

定期排渣（自动或手动）

图3-2-1高浓除渣器

2.逆向除渣器（ReverseCleaner）

作用：

除去比纤维轻的杂质（如苯乙烯、聚乙烯碎片、蜡、模压塑料等）

工艺：

进浆浓度0.5~1.2%

进浆压力0.2~0.7MPa

轻杂质出口压力0.05MPa

良浆出口压力≥0

优点：

操作方便效果显著

缺点：

压力降大能耗增加排渣量大（为进浆流量的40~60%）须多段除杂（4段）。

图3-2-2逆向除渣器

3.3废纸浆的筛选设备的选择

1.振框式平筛

作用：

筛除粗大的杂质如浆渣，塑料及较大的砂、石、金属物等，国内中小厂有用.

工艺：

进浆浓度1~1.5%。

出浆浓度0.8%左右

筛孔3~5mm。

筛缝0.5~1.0mm

2.压力筛

孔筛：

除去长形、面积较大的扇形杂质

缝筛：

除去小方块形及面积较小的扁平形杂质

新型筛板-----波形筛板：

筛选浓度提高，生产能力增大能耗低，效率高，纤维损失少，浆质好

压力筛的能力与效率取决于：

（1）压力差

（2）浆流在筛板表面流动的状态及进入孔（缝）处的浆流受力情况，即筛板的形状结构、开孔（缝）形式及转子（旋翼）的形状和作用。

图3-3-1压力筛缝板

图3-3-2压力筛工作原理

图3-3-3压力筛工作原理

说明：

本次设计中分级筛，初筛，精筛都使用压力筛，根据压力差，浆流在筛板表面流动的状态及进入孔（缝）处的浆流受力情况，即筛板的形状结构、开孔（缝）形式及转子（旋翼）的形状和作用进行分类。

3.4废纸浆的浓缩设备选择

盘式浓缩机

适于打浆度高的纸浆（如机械浆）

图3-3-2纤维工作原理

4.废纸脱墨流程与工艺

废纸脱墨的影响因素

1.碎解浓度

趋向高浓度12-15%

浓度↑，脱墨剂有效浓度↑，纤维间摩擦、剪切、搓揉↑

2．油墨性质

脱墨难易最主要取决于连结料的性质

天然树脂、醇酸油脂、干性油等连结料易除

沥青、纤维素衍生物、合成胶乳等连结料难除

要根据连结料性质确定脱墨剂配方与脱墨工艺

7、脱墨pH值

一般废纸脱墨多为碱性脱墨剂pH9～11；处理湿强纸，采用较低pH和高温

8、废纸疏解

疏解愈充分油墨愈易从纤维分离，脱墨效果↑

9、浆料洗涤

脱墨后浆料迅速及时洗涤

洗涤脱墨设备

大都为常用的洗涤设备

1.圆网浓缩机

2.斜网洗涤机一般38度倾斜角

结构简单，操作容易，洗涤效果较好

进浆0.6-1.0%

出浆3-7%

3.倾斜式螺旋洗涤机

出口浆浓16-25%，油墨粒子有可能裹在浆中

少用

4.真空洗浆机

5.带式浓缩机（带式双压区浓缩机）

网与胸辊间压区

网与伏辊间压区

进浆浓0.5-3%

出浆浓10-14%

本次设计主要是旧瓦楞纸的制浆，所以对脱墨工艺段不需进行设计。

5.转鼓碎水泥柱强度计算

6.纸浆生产中的节水措施

目前欧洲与北美以废纸为原料的制浆造纸厂,不少已实现“零排放”,以德国kappazcipch造纸厂为例,采用厌氧心氧的方法,废水中有机物的去除率稳定在以上。

这个厂的节水、套用技术也是令人注目的,如生产中每吨产品补充的清水仅􀀁时,而我国以废纸为原料的企业目前还不可能达到这一水平,要想缩小差距就必须从生产用水的循环和节水等方面人手来解决生产中的实际问题。

系统用水循环

无脱墨废纸浆生产工艺中生产用水的循环相对较容易,整个系统生产用水逆流循环,抄纸车间的多余的水循环使用,排出系统外的水仅限于那些含有毛毯绒或腐浆不适合回用的部分,系统所需清水在造纸车间补充。

而脱墨废纸浆生产中需考虑的一个

问题是脱墨工艺用水要求和纸机白水的化学特性间的不相容性,部分残留于白水中的湿部添加剂和脱墨用分散剂等化学品会互相冲突,因此,废水只能部分循环使用。

节水措施

1.密封水

用机械密封替代原来的水压密封,可把部分水

节省下来。

2.冷却水

用于冷却变速箱、制动器的清水可以通过改进冷却方式来节约这部分冷却水。

3.喷淋管用水

脱墨浆生产中很少需要用清水作喷淋水,可以通过下面两种方法来节约这部分清水一是把使用的清水换成过滤后的白水或收集来的密封水、冷却水。

二是把喷淋管的喷嘴换成自清洗或不需清洗的类型,并减少喷头的尺寸和数量。

4.软管冲淋水

随着废纸制浆生产用水封闭程度的进一步提高,车间软水管冲洗等水耗成为总水耗中相当重要的一部分,通过安装流速控制器和过载保护装置,减少冲淋次数,有利于控制这部分水的使用。

总之,废纸制浆作为我国造纸企业发展的一个新课题,存在着许多值得研究和探索的东西,值得我们的企业和科研单位及造纸工作者去开发,以使我国的造纸工业能迅速赶上先进国家的水平。

链板机

转鼓式碎浆机

卸料池

浆池

良浆

一段粗筛二段粗筛纤维分离机振框筛排渣

良浆

浆池

尾桨

一段分级筛二段精筛

尾桨良浆

除砂器一段精筛盘式浓缩机浆池抄纸

浓缩机浆池

排渣

参考文献

[1]武书彬等.制浆造纸清沽生产祈技术.北京化学工业出版社.1999.

[2]钱耸生.走向断世纪制策工艺.

[3]王富君.谈废纸制浆.湖北湖北造纸期刊.2004年第三期.

[4]陈克复.张辉等.纸浆造纸机械与设备（下）.北京中国轻工业出版社2011年6月第三版.

[5]卢谦和.造纸原理与工程[M].北京：

中国轻工业出版社，2008.