第5讲 废纸浆的筛选
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纸浆的洗涤与筛选在蒸煮或磨浆后,所得的纸浆称为粗浆,为了满足漂白或抄纸的需要,必须对粗浆进行一系列的处理。
在化学法制浆中,近50%的原料溶解在蒸煮废液中,碱法蒸煮废液称为黑液,亚硫酸盐蒸煮废液称为红液。
浆中的废液,既影响浆的后序处理,也影响废液治理。
因此,需要把纸浆和废液分开,即提取废液或洗浆。
另外,不论是哪种制浆方法,粗浆中都混有未蒸解的生料片,粗大纤维束,砂石,污垢,金属片等,要进行筛选。
为了减少纸页的尘埃,要除去尺寸小、比重大的砂粒,故要进行除砂,即净化。
主要介绍浆的洗涤、筛选、净化及浓缩的流程及设备等。
一、纸浆洗涤的目的和要求通常有碱回收的工厂称纸浆的洗涤工段为黑液提取工段。
定义:将蒸煮后浆料的黑液与纤维分离的过程。
目的:用尽量少的水将浆料洗干净黑液提取浓度越高,则碱回收时碱和有机物的回收越多。
浆料未洗干净对后段工序的影响:(1)筛选、净化系统过渡浆池中泡沫多,影响筛选和净化。
(2)筛选、净化后漂白工段难漂,漂剂用量大。
(3)打浆、配浆后施胶时,明矾和松香胶用量高。
(4)成型部易断头(因泡沫多,滤水性差)(5)对后序所有设备均有腐蚀作用,且在管路里会结垢、挂浆。
二、纸浆筛选、净化的目的和要求任何一种制浆方法都会有杂质带入,杂质的去除尽量在总流程的前部分,防止其对设备的损坏作用。
杂质的种类:粗节:形状大,比重小,质量大,可进行回蒸。
纤维束:可再磨或疏解1.筛选:根据杂质外形几何尺寸及形状大小与浆料不同,用机械法来分离杂质与良浆的过程。
2.净化:根据杂质的比重与浆料的不同,采用重力沉降、离心分离来分离杂质的过程。
重力沉降:沉砂沟,喷放锅和浆池等也有沉砂能力。
离心分离:606除渣器、锥形除渣器。
三、常用术语1.洗净度:浆料洗干净的程度,其表示方法有两种(1)以洗后浆料所带残碱的量。
(/T风干浆)(2)以洗后黑液中所带残碱的浓度。
(g/l)2.稀释因子:每吨风干浆洗涤用水量与洗后纸浆含水量之差。
纸浆的分级筛选原理
纸浆的分级筛选是指将纸浆通过系列不同粒径的筛网进行筛分,从而将纸浆中的固体颗粒按照大小进行分级。
其原理可以简单描述为:纸浆经过前处理后通过进料装置进入筛分设备,纸浆在筛分设备中通过多层筛网进行筛分。
不同粒径的纸浆颗粒通过不同孔径的筛网,大颗粒无法通过较小的孔径筛网而被保留在上层筛网上,小颗粒可以通过较小的孔径筛网而被保留在下层筛网上。
同时,筛分设备会有相应的振动或搅拌装置,以帮助纸浆颗粒在筛网上移动,促进分级效果。
纸浆的分级筛选原理主要基于颗粒大小的不同造成的纸浆在筛网上的分布情况,较大的颗粒会被截留在上层筛网上,较小的颗粒通过较小的筛网进入下层筛网。
通过控制筛网孔径的大小,可以达到对纸浆颗粒进行不同粒径的分级筛分的目的。
废纸浆的除渣、筛选与热熔物的处理废纸回用技术讲座之三詹怀宇(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广州,510641)废纸经水力碎浆机碎解,疏解机分离成纤维之后,在废纸浆中含有较多的杂质,其中有重的杂质如小石块、砂粒、玻璃屑、铁屑、钢针、粘土等,轻的杂质如木片、塑料膜片、树脂、橡胶块、纤维束等。
表1为废纸浆中的杂质及其比重和大小。
表1 废纸浆中的杂质[1]种 类比 重粒子大小*砂 2.0-2.22,3,4金属6-95粘土 1.8-2.62蜡0.9-1.01,2聚乙烯0.91-0.974,5聚苯乙烯泡沫0.3-0.54,5聚苯乙烯 1.04-1.14,5胶乳/橡胶0.9-1.13,4热熔物0.95-1.13,4压敏胶0.9-1.13沥青 1.1-1.52,3油墨 1.2-1.61,2,3*1-部分溶解,2-<40 ,3-40 ~400 ,4-400 -4000 ,5->4000去除废纸浆中杂质的过程称为净化。
净化过程包括除渣、筛选两个工序,分别由除渣器、筛浆机完成。
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。
1 废纸浆的除渣除渣是利用杂质与纸浆比重不同的原理将废纸浆中的渣粒、金属、泡沫、树脂、塑料、石蜡等重杂质或轻杂质除去。
净化废纸浆的除渣器在结构上与净化其他纸浆所用的除渣器有所区别,常用的有高浓除渣器、正向除渣器和逆向除渣器。
1)高浓除渣器[2]高浓除渣器是废纸浆净化设备。
用于除去相对密度较大的杂质,如石块、金属物等。
图1 新型高浓除渣器示意图图1是一种新式管状旋转高浓除渣器;上部为低压头泵叶,其下方为叶轮。
这种带有旋转叶轮的低压差高浓除渣器,其除渣效率较高,一般可处理浓度为3%-6%的浆料,渣子从下部集渣器排除。
集渣器上部通入一定量清水(压力高于进浆压49KPa~98KPa),使好纤维被淘洗回收而不致落入沉渣罐中。
浆渣间歇排放,可以手动或自动排渣。
纸浆的洗涤、筛选、净化一、纸浆的洗涤及筛选、净化的目的要求(一)纸浆洗涤的目的及要求1、目的:净化浆,提高浆的重量,减少灰分,碱法浆避免在筛选抄纸时起泡,减少漂剂消耗;废液的回收及综合利用。
2、要求:尽可能净化浆,提高废液的提取率,但又要保持废液有一定的浓度,因此要求用最少的水量,最大限度地把废液从浆料中提取出来,同时尽可能减少纤维的损失。
(二)、纸浆的筛选、净化的目的要求目的:净化浆,除去纤维性杂质(纤维束、木片、木节(或草节),非纤维细胞等),及非纤维性杂质(树脂、泥沙、碎石、铁屑、煤尘等,提高浆的质量,减少漂白药品的消耗,及保护机器设备。
要求:有效的除去各种杂质,纤维的流失又要最少.纸浆洗涤:采用最少的稀释因子,取得最高的提取率,保持废液较高的浓度,尽可能减少纤维的损失。
一、洗涤的原理废液大部分游离存在于纤维之间的空间: KP(木)70~80%, SP(木)60~70%. 部分存在于细胞腔内:KP(木)15~20%,SP(木)20-30%.少许存在于细胞壁的孔隙中: KP (木)5%, SP(木)5-8%.头一种较易分离,可以用挤压作用压出(但不完全)后两种则要用多种作用分离,才能获得较好的结果。
目前洗涤设备的基本类型有三种1、置换洗涤:间歇的或连续的扩散洗涤器2、稀释脱水洗涤:洗浆池,真空洗浆机,压力洗浆机3、压榨洗涤:螺旋挤浆机,双辊挤浆机上面三种类型的洗浆,都存在扩散、洗涤、过滤、挤压三种作用,只是主次不同。
(一)、扩散作用扩散过程是离子、分子或胶体粒子移动过程,浓度差为其唯一动力。
提高温度及降低卡伯值可以提高扩散速度。
过滤作用洗涤液通过浆层的过滤,此时纤维间的废液被洗涤水所置换,在理想情况下洗涤水不稀释废液(实际上由于扩散作用,这种理想情况并不存在)1、提高滤层压差△p,可以提高过滤速度,但由于滤层为可压缩体,压力高则d,η下降,则抵消△p增加,故不能太高。
2、提高洗涤温度则滤液滤液粘度减少,可提高q3、q与L成反比,故L不能太大,即浆层不能过厚。