張永龍(福建省輕工機(jī)械設(shè)備有限公司, 福建 福州 350101）

用新型設(shè)備配置的廢紙OCC制漿工藝

張永龍
(福建省輕工機(jī)械設(shè)備有限公司, 福建 福州 350101）

廢紙制漿是集合纖維與纖維、纖維與雜質(zhì)之間的剝離，纖維質(zhì)量的凈化及提升，漿料的洗滌濃縮，纖維的分級(jí)、纖維的熱分散、磨漿處理為一體的制漿過(guò)程。各操作單元中選擇最適用的操作方法和設(shè)備，來(lái)達(dá)到最好的處理效果。所以整條漿料制備生產(chǎn)線的技術(shù)及設(shè)計(jì)方案必須應(yīng)有較高的產(chǎn)品檔次及成本效率和符合低碳經(jīng)濟(jì)要求。

廢紙制漿 工藝流程 熱分散

低碳經(jīng)濟(jì)已成為歷史的新趨勢(shì)，人類(lèi)的新要求。對(duì)于污染嚴(yán)重的造紙業(yè)，無(wú)疑要對(duì)產(chǎn)業(yè)模式進(jìn)行變革升級(jí)，提高資源、能源的利用率，只有這樣才能保持與低碳經(jīng)濟(jì)同步，從而在提升企業(yè)的產(chǎn)能和效益的同時(shí)，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。為有效地控制污染、最大程度地降低造紙對(duì)環(huán)境的不利影響，國(guó)內(nèi)的一些重點(diǎn)造紙企業(yè)，不斷加大技改力度，淘汰落后產(chǎn)能，采用世界先進(jìn)處理工藝，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少和避免生產(chǎn)過(guò)程中污染物的產(chǎn)生和排放，開(kāi)創(chuàng)了一套低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。造成我國(guó)造紙行業(yè)能耗高的主要原因，一是能量使用的優(yōu)化程度較低，二是工藝和裝備較落后。因此發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，科技創(chuàng)新是根本。造紙業(yè)作為我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，只有科技創(chuàng)新，才能保持與低碳經(jīng)濟(jì)同步，并從中獲得巨大收益。

0 前 言

廢紙廣泛地用作造紙?jiān)?，為造紙工業(yè)提供了重要的再生資源，不但可以緩解造紙?jiān)系膮T乏和能源消耗的矛盾，符合可持續(xù)發(fā)展理念，而且可以減輕日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。

利用廢紙?jiān)现茲{與直接使用商品漿板制漿相比，因?yàn)樯唐窛{板的價(jià)格普遍較高，根據(jù)生產(chǎn)所得出來(lái)的噸紙成本而言，合理的利用廢紙為原料進(jìn)行產(chǎn)品檔次的提升其經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更加可觀。

1 工藝流程及配置

廢紙生產(chǎn)高中檔掛面箱板紙?zhí)幚硐到y(tǒng)見(jiàn)圖1。

圖1 高中檔掛面箱板紙?zhí)幚硐到y(tǒng)

如生產(chǎn)雙層紙時(shí)，可將中纖維作為面漿用，長(zhǎng)、短纖維合并作為底漿用。生產(chǎn)不同紙種時(shí)，可以合理地對(duì)流程進(jìn)行變化使用。此工藝流程可以使廢紙?jiān)贤ㄟ^(guò)分級(jí)處理，利用到紙機(jī)面襯芯底各層中，可以合理地替代使用其他漿類(lèi)，生產(chǎn)高等或優(yōu)等產(chǎn)品。

2 OCC處理系統(tǒng)

2.1 碎漿系統(tǒng)

碎漿是廢紙循環(huán)利用過(guò)程的重要一步，是否得當(dāng)對(duì)后續(xù)工序有很大的影響。合理的碎解時(shí)間是碎漿的關(guān)鍵參數(shù)，可有效地使OCC纖維疏解成單根纖維，同時(shí)避免產(chǎn)生過(guò)度的切斷和細(xì)纖維化；可使紙頁(yè)抗張指數(shù)和撕裂指數(shù)分別提高[1-2]。碎漿的主要目的及要求有四個(gè)：

（1）充分疏解廢紙纖維，最大限度地使雜質(zhì)和纖維分離，使原先交織成紙頁(yè)的纖維最大限度地離解成單根纖維而又最大限度地保持纖維的原有形態(tài)和強(qiáng)度；

（2）盡量不要使輕、重雜質(zhì)被碎解成細(xì)小顆粒，從而增加后續(xù)工序去除這些雜質(zhì)的困難和負(fù)擔(dān)；

（3）將較大的輕、重雜質(zhì)盡量在制漿系統(tǒng)中除去；

（4）分散廢紙到單根纖維，必須不含纖維束（殘留碎片1% ～ 2%），即碎漿機(jī)的疏解率要高。

應(yīng)用較多的D型水力碎漿機(jī)如圖2所示。

相對(duì)于目前多數(shù)廠家的廢紙?jiān)隙己幸欢ū壤拿缽U，其濕強(qiáng)性大，不建議使用鼓式碎漿機(jī)。鼓式碎漿機(jī)的碎解率低，纖維得率低。

D型水力碎漿機(jī)

高濃除渣器：利用雜質(zhì)與紙漿相對(duì)密度不同的原理將廢紙中的石塊、砂、鐵釘、玻璃及書(shū)釘?shù)阮w粒較大、密度大于水的重雜質(zhì)除去，并保護(hù)其后的設(shè)備。

2.2 篩選系統(tǒng)

目的將紙漿中的雜質(zhì)(包括粗渣及其他雜質(zhì))從紙漿中盡可能地選擇性地分離出來(lái)。漿料以較高的壓力由切線方向進(jìn)入篩漿機(jī)，合格纖維依靠篩鼓內(nèi)外的壓力差及篩孔尺寸的限制通過(guò)篩孔。篩內(nèi)充滿漿料，進(jìn)出管路均密封，篩內(nèi)壓力差較大。壓力篩安裝簡(jiǎn)單、易于操作、生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用低、不產(chǎn)生泡沫，生產(chǎn)能力大、篩板凈化效率高、便于自動(dòng)控制。

壓力粗篩主要除去由高濃除渣器流入的紙漿懸浮液中的塑料顆粒、泡沫、繩結(jié)、碎紙片、塑料片、膠粘物及纖維束等雜物?？缀Y擔(dān)當(dāng)著去除殘留在廢紙漿中的較重、較大的廢雜質(zhì)以及保護(hù)細(xì)縫篩避免遭損傷的作用，縫篩則是用來(lái)去除原生膠粘物等細(xì)小廢雜質(zhì)。

2.3 纖維分級(jí)篩

目的是將紙漿中的長(zhǎng)纖維和短纖維分開(kāi)，以便有效地使用不同纖維長(zhǎng)度的紙漿。基本原則是根據(jù)所需紙漿的纖維長(zhǎng)度分布或碎片含量情況來(lái)進(jìn)行分級(jí)。

在廢紙?zhí)幚砩a(chǎn)線中設(shè)置分級(jí)處理主要是因?yàn)椋汗?jié)約能耗；提高廢紙漿的質(zhì)量；能合理使用分級(jí)處理后的各纖維組分。

推薦采用縫篩纖維分級(jí)篩，如圖3所示，優(yōu)點(diǎn)是大部分細(xì)小廢雜質(zhì)將集中到長(zhǎng)纖維組分中來(lái)，隨后可集中進(jìn)行廢雜質(zhì)的去除工作。短纖維因分離比較潔凈，故無(wú)需設(shè)置廢雜質(zhì)的去除工序。

圖3 纖維分級(jí)篩圖

多圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)能有效地降低漿的水耗，不但可以回收白水中纖維、填料，而且還可以實(shí)現(xiàn)白水循環(huán)利用，多余的白水可以送至前段，達(dá)到降低漿清水消耗的目的[3-4]。

多圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)主要由進(jìn)料槽、槽體、上罩、濾盤(pán)、過(guò)濾閥、圓盤(pán)軸、分配閥、剝漿噴淋裝置、洗網(wǎng)噴淋裝置、傳動(dòng)裝置、出漿裝置等部分組成，見(jiàn)圖4。多圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)自然過(guò)濾區(qū)、真空過(guò)濾區(qū)、剝漿區(qū)、洗網(wǎng)區(qū)四個(gè)主要區(qū)域?qū)橘|(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，自身并無(wú)真空泵對(duì)其抽真空，而是利用各濾液水腿產(chǎn)生的真空作為過(guò)濾推動(dòng)力。

多圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的濁濾液、清濾液和超清濾液的量可以根據(jù)生產(chǎn)要求而定，可以通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)幾種濾液的分配比例來(lái)調(diào)整濾液量，使各種濾液能夠更好地回用于整個(gè)制漿生產(chǎn)線上。

圖4 多圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)

圖5 盤(pán)式熱分散系統(tǒng)

2.4 盤(pán)式熱分散系統(tǒng)

盤(pán)式熱分散系統(tǒng)如圖5所示。

熱分散是廢紙制漿造紙過(guò)程中一個(gè)極重要的過(guò)程。在漿料流動(dòng)過(guò)程中，由于液相對(duì)固相的阻力以及固相在流動(dòng)中的加速度力的作用，使粘附在纖維上的膠粘物從纖維上剝離，并分散成細(xì)小顆粒。

在廢紙制漿過(guò)程中，經(jīng)過(guò)篩選、凈化等工序處理后，仍然存在少量的膠黏物，粘附在纖維上的黏狀物和微小油墨點(diǎn)是造成紙面"油斑"的根源。因此在廢紙制漿生產(chǎn)線上，以廢紙為原料生產(chǎn)中、高檔紙時(shí)，都會(huì)采用盤(pán)式熱分散機(jī)把粘附在纖維上的油墨粒子、黏狀物和熱熔物從纖維上剝離出來(lái)，并把它們分散為肉眼看不到的微小顆粒，這些分散的塵埃、黏狀物和熱熔物在紙機(jī)上不再會(huì)以塵埃點(diǎn)或斑點(diǎn)出現(xiàn)，一個(gè)良好的分散系統(tǒng)可使膠粘物的去除率達(dá)99.5%[5]。

熱分散是在磨區(qū)內(nèi)產(chǎn)生足夠大的切變力以克服膠黏物內(nèi)在的結(jié)合力或膠黏物與纖維表面的結(jié)合力。漿料濃度的提高，有利于降低熱分散過(guò)程磨齒對(duì)纖維的直接作用力，從而減少對(duì)漿料纖維形態(tài)的改變。

它采用蒸汽加熱的方式分散紙漿中的熱熔性物質(zhì)。工藝過(guò)程要求進(jìn)入熱分散機(jī)的紙漿纖維應(yīng)有一定的溫度,以便脫除熱熔性物質(zhì)[6]。為此,在預(yù)熱器通入蒸汽對(duì)漿料加熱。蒸汽壓力過(guò)高,將對(duì)前面設(shè)備的操作造成危險(xiǎn),并使蒸汽消耗量增大。因此,在系統(tǒng)的控制上采用了選擇性控制系統(tǒng)。磨盤(pán)的間隙是漿料分散效果的重要控制參數(shù)（間隙過(guò)大,分散效果不好,間隙過(guò)小,磨盤(pán)的壽命縮短）,所以,對(duì)磨盤(pán)的間隙需要進(jìn)行控制。熱分散機(jī)的盤(pán)隙控制是熱分散機(jī)正常運(yùn)行所必需的。盤(pán)隙的檢測(cè)采用電感式檢測(cè)方式,檢測(cè)的精度達(dá)0.1 mm。

預(yù)熱器溫度是影響漿料熱分散的重要參數(shù),由于預(yù)熱器內(nèi)漿料濃度高、磨損大,因此,溫度的檢測(cè)采用檢測(cè)預(yù)熱器的器壁溫度來(lái)間接反映預(yù)熱器器內(nèi)溫度的方法。采用調(diào)節(jié)通入的蒸汽量來(lái)控制預(yù)熱器器壁溫度。考慮到蒸汽壓力過(guò)高時(shí),蒸汽會(huì)反相流動(dòng),造成前面設(shè)備運(yùn)行的事故,同時(shí)增加蒸汽消耗量,所以設(shè)置了預(yù)熱器溫度和蒸汽壓力的選擇性控制系統(tǒng)。正常時(shí),預(yù)熱器溫度通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽量來(lái)控制。當(dāng)蒸汽壓力大于蒸汽壓力控制器的設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)切入壓力控制系統(tǒng),即根據(jù)蒸汽壓力調(diào)節(jié)蒸汽量。

為使整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行,設(shè)置了開(kāi)停車(chē)的順序控制系統(tǒng)。開(kāi)車(chē)的控制要求是先開(kāi)后續(xù)設(shè)備,再開(kāi)前面的設(shè)備;先開(kāi)輔助設(shè)備,后開(kāi)主設(shè)備。而停車(chē)的過(guò)程與此相反。為了保證在設(shè)備內(nèi)的漿料能在停車(chē)時(shí)全部排出,在停車(chē)順序中需設(shè)置一定的時(shí)間延時(shí)。為保證設(shè)備的正常運(yùn)行,對(duì)關(guān)鍵設(shè)備需設(shè)置一定的聯(lián)鎖開(kāi)停條件。

生產(chǎn)實(shí)踐表明,只要蒸汽量保證,在預(yù)熱器壁溫度保持在100到105℃時(shí),內(nèi)部被加熱漿料可達(dá)到油蠟點(diǎn)熔化溫度,同時(shí),分散機(jī)磨片間隙控制得當(dāng),就能達(dá)到良好的分散效果。在長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),經(jīng)熱分散系統(tǒng)處理后的漿料,除用肉眼在亮度較高時(shí)能見(jiàn)到少許細(xì)小的油蠟點(diǎn)外,整個(gè)紙面的質(zhì)量完全符合生產(chǎn)要求。這說(shuō)明該系統(tǒng)的熱分散效果較好,油蠟基本能熔化分散。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

該OCC系統(tǒng)的幾種創(chuàng)新單元工序主要特點(diǎn)總結(jié)如下：

①高疏解率的D型碎漿系統(tǒng)；

②膠黏物去除率高的洗滌濃縮和良好運(yùn)轉(zhuǎn)性能的高效篩選凈化；

③大量降低熱熔物和提高強(qiáng)度性能的盤(pán)式熱分散系統(tǒng)；

④纖維分級(jí)利用的纖維分級(jí)篩；

⑤低水耗、低汽耗、低能耗、高品質(zhì)。

客戶可以根據(jù)廢紙?jiān)咸攸c(diǎn)和需要生產(chǎn)的產(chǎn)品要求，對(duì)此工藝流程進(jìn)行合理的變化。此工藝流程重點(diǎn)在充分利用纖維分級(jí)篩的特點(diǎn)，對(duì)廢紙纖維原料進(jìn)行合理的選用。

4 結(jié)束語(yǔ)

最近幾年來(lái)，工藝和設(shè)備的開(kāi)發(fā)正在全方位地集中在節(jié)能降耗和回收纖維上。一些創(chuàng)新的工序，如纖維分級(jí)利用技術(shù)、雙網(wǎng)洗滌技術(shù)、機(jī)電液一控?zé)岱稚⒓夹g(shù)，已被應(yīng)用到紙行業(yè)中，進(jìn)一步完善了普通的工藝技術(shù)。不但滿足了OCC漿料的潔凈度和高物理性能，而且整條漿料制備生產(chǎn)線也具有較高的成本效率和符合低碳經(jīng)濟(jì)要求，滿足生產(chǎn)商的要求。

[1] 陳慶蔚．當(dāng)代廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)、方法的最佳化[J] ． 中華紙業(yè) ,2009(3)．

[2] 郭文杰等．碎漿過(guò)程對(duì)OCC纖維及其成紙性能的影響[J] ． 中華紙業(yè),2010(22)．

[3] 楊海,陸宗平．多圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)在漿料濃縮上的應(yīng)用[J]．上海造紙,2004,35．

[4] 趙黎,陳安江．圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)回收白水的效果、工藝特點(diǎn)及注意事項(xiàng)[J] ． 紙和造紙,2010,29．

[5] 克瓦納紙漿公司．采用緊湊熱分散改進(jìn)回收纖維[J] ．國(guó)際造紙,2000(2):44．

[6] 趙黎．盤(pán)式熱分散機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用[J]．中國(guó)造紙,2008,27(10):55．

Keyboard：waste paper; pulping; pulping process; hot disperser

Application of New Equipments in Pulping Process of Occ Waste Paper

waste paper-pulping is a collection of stripped between the fiber and fiber, fiber and impurities, the purification and upgrading of the fiber quality, the washing of pulp, the classification of fiber, hot dispersion and refining processing as one of the pulping process.the most suitable operation method and equipment were chosen in operation units to reach the best processing effect. And then, the entire stock preparation technology of the production line and design must be due a higher product quality and cost-efficient and low-carbon economy requires.