廢紙制漿造紙新技術(shù)講座

1、第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第一章 我國廢紙利用現(xiàn)狀 廢紙回收利用的重要性 減少污染、改善環(huán)境、節(jié)約原生纖維資源 及能源；可持續(xù)發(fā)展； 回收1t廢紙，可以節(jié)約木材？能源？節(jié)水？ （10棵樹,80-120）50% 35% 二.世界廢紙回收利用 2010年世界廢紙消費(fèi)量大約2.25億噸，2011年平均回收率57,名詞解釋： 1.廢紙回收率 2.廢紙漿利用率,三.我國進(jìn)口廢紙的主要種類： 1.許多發(fā)達(dá)國家對廢紙均有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按品種分類分選達(dá) 標(biāo)，購銷按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 美國51種、日本25種、歐洲57種（分5組） 2.我國國內(nèi)廢紙：舊瓦楞紙箱、書刊雜志紙、舊報(bào)紙、紙箱 廠邊角料、印刷廠白紙切邊、水泥

2、袋、混合廢紙等。 尚無全國統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 3.我國進(jìn)口美國廢紙較多的品種 舊瓦楞箱紙板(Old Corrugated Containers, OCC)、 舊報(bào)紙(Old Newspaper, ONP)、舊雜志紙(Old Magazine Paper, OMP)、 混合辦公廢紙(Mixed Office Waste, MOW)等,思考題： 1. 廢紙回收利用的意義何在？ 2. 大量地從國外進(jìn)口廢紙會(huì)帶來什么問題？ 3. 你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)怎樣合理地利用廢紙資源制漿造紙,第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第二章 廢紙制漿工藝流程 按照廢紙的特征和廢紙漿的用途，廢紙制漿工藝流程可分為兩種，也就是脫墨漿工藝流

3、程和非脫墨漿工藝流程。 一.典型的廢紙非脫墨漿工藝流程 廢紙、碎漿、纖維分離、粗選、洗滌、精選、凈化、調(diào)整、供抄造用。 二.典型的廢紙脫墨漿工藝流程 廢紙、碎漿、粗選、濃縮、揉搓或纖維分離、脫墨、精選、凈化、調(diào)整、供抄造用,脫墨漿流程,華泰集團(tuán)新聞紙脫墨工藝流程,Fig. 1 Efficiency ranges of unit processes for contaminant removal in recovered paper processing,Fig. 2 Three process levels in stock preparation with their subsystems

4、for recovered paper processing,Fig. 3 Newsprint and improved paper grades showing total plant concept,DAF = Dissolved air flotation,Fig. 4 Concept for high-grade writing and printing paper grades,Fig. 5 Concept for market Deinked pulp (DIP) from wood-free mixed office waste (MOW,Fig. 6 Concept for n

5、ewsprint and improved paper grades,Fig. 7 Newsprint and improved paper grades showing sequence of consistency level at different process steps,第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第三章 廢紙碎漿新技術(shù)和新裝備 在廢紙制漿過程中，碎漿通常是廢紙?zhí)幚淼牡谝徊?，其作用有三個(gè)方面： 最大限度地保持廢紙中纖維的原有強(qiáng)度的情況下將廢紙分散成纖維懸浮液; 將廢紙中砂、石、金屬等重雜質(zhì)及繩索、破布條、玻璃紙、塑料薄膜等體積大的雜質(zhì)與纖維有效分離; 在處理需要脫墨的廢紙時(shí)，

6、還需在碎漿設(shè)備中加入一定量的脫墨劑、生物制劑及化學(xué)藥品、通汽加熱等，以期達(dá)到將纖維與油墨分離的目的,一）水力碎漿機(jī),水力碎漿機(jī)是傳統(tǒng)的常用的碎漿設(shè)備。 從結(jié)構(gòu)形式上分為：立式和臥式； 從操作方法上分為：連續(xù)式和間歇式； 從處理廢紙漿濃度上分為：低濃、中濃和高濃,低濃碎漿： 3%-8%； 中濃碎漿: 8%-12%; 高濃碎漿: 12%-18,Vertical pulper,立式水力碎漿機(jī),Aikawa Delta Pulper,連續(xù)式水力碎漿,連續(xù)式碎漿大部分用于產(chǎn)量高的工廠，在操作中，連續(xù)式水力碎漿機(jī)一面進(jìn)行碎漿作業(yè)，一面又將已經(jīng)碎解的漿料通過轉(zhuǎn)子下的孔板被抽出作進(jìn)一步的處理。 它不要求廢紙的

7、纖維完全疏解，纖維疏解至一定程度即可通過篩板送入下一工序,連續(xù)式水力碎漿機(jī) 帶去除輕、重雜質(zhì)裝置,間歇式碎漿特別適用于廢紙脫墨、舊箱板紙、舊雙掛面牛皮卡紙的碎解?？梢髲U紙纖維100%疏解并給予了加入脫墨劑和加熱的充裕時(shí)間。 纖維疏解達(dá)到70%時(shí)，不宜繼續(xù)采用水力碎漿機(jī)疏解,間歇式水力碎漿,間歇式（立式）水力碎漿機(jī)示意圖 1、廢紙捆 2、運(yùn)輸機(jī) 3、轉(zhuǎn)子 4、篩板 5、排渣口,Deflaking characteristics of pulpers at different stock consistencies vs. specific energy demand,二）影響水力碎漿機(jī)效能的因

8、素,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的影響 漿槽結(jié)構(gòu)的影響 溫度的影響 pH值的影響 濃度的影響 碎解時(shí)間的影響,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的影響,自1938年Black Clawson公司創(chuàng)制了水力碎漿機(jī)以來，人們一直非常關(guān)注轉(zhuǎn)子改革方案。1959年該公司發(fā)明了伏克斯轉(zhuǎn)子（Vokes Rotor）。這種轉(zhuǎn)子有效地改進(jìn)了對廢紙的碎解作用，但其缺點(diǎn)是電耗較高,1973年，Black Clawson公司對伏克斯轉(zhuǎn)子進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的轉(zhuǎn)子首先在加拿大使用，后來推廣到北美州和歐洲。 這種新型轉(zhuǎn)子碎解效率高，而且節(jié)約動(dòng)力，故命名為節(jié)能型P.S伏克斯轉(zhuǎn)子（Power Saver Vokes Rotor,標(biāo)準(zhǔn)伏克斯（Vokes）轉(zhuǎn)子,P.S伏克斯

9、（Vokes）轉(zhuǎn)子,PS伏克斯轉(zhuǎn)子有以下優(yōu)點(diǎn)： 可得到強(qiáng)力的回流；相同的產(chǎn)量可節(jié)約20%30%動(dòng)力消耗； 動(dòng)力消耗相同的同類水力碎漿機(jī)可提高產(chǎn)量20%30,Spiral rotors of MC pulper,新 型 轉(zhuǎn) 子,立式高濃水力碎漿機(jī),Cellwood Machinery AB公司最近開發(fā)出的兩種Types型轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子適用于處理濕強(qiáng)廢紙和一些碎解困難的廢紙，碎漿濃度在3%9%。Types 型轉(zhuǎn)子的翼片獨(dú)特設(shè)計(jì)不但允許較高濃度的漿料通過篩板，而且可以避免篩板的堵塞,新 型 轉(zhuǎn) 子,TypeS轉(zhuǎn)子工作原理圖,新型轉(zhuǎn)子,工作原理：在轉(zhuǎn)子翼片的前緣，漿料受到指向篩板的壓力，碎解好的漿料通過

10、篩板。在轉(zhuǎn)子葉片的后緣，產(chǎn)生的真空抽吸作用清洗篩板,碎漿機(jī)工作原理,高濃轉(zhuǎn)子碎漿的特點(diǎn),高濃水力碎漿機(jī)與一般水力碎漿機(jī)靠機(jī)械力進(jìn)行碎解的作用 不同。 2. 轉(zhuǎn)子的高表面積使紙漿得到良好的循環(huán)并產(chǎn)生纖維與纖維間 的剪切作用，使纖維被完全碎解； 3. 轉(zhuǎn)子低的轉(zhuǎn)速不會(huì)使污染物質(zhì)被破碎,2.漿槽結(jié)構(gòu)的影響,水力碎漿機(jī)漿槽標(biāo)準(zhǔn)型為圓形，在圓形槽中碎解廢紙時(shí)，廢紙沿著槽壁作循環(huán)流動(dòng)，需要較長時(shí)間才能侵入液面之下。 近年來水力碎漿機(jī)的漿槽結(jié)構(gòu)的改進(jìn)改變了漿料在漿槽中循環(huán)回流狀態(tài)，這樣即增加了纖維與纖維間的摩擦作用，又可使?jié){料在最短距離內(nèi)運(yùn)行到轉(zhuǎn)子上，增加了漿料與轉(zhuǎn)子的激烈接觸次數(shù)，提高碎漿效率,相川公司的

11、Delta型水力碎漿機(jī)，是在立式圓筒形漿槽內(nèi)，設(shè)有三角形擋漿板,3.轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī),轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)（Drum Pulpers）最普遍地用于以廢舊新聞紙和廢雜志紙為原料生產(chǎn)新聞紙的碎漿工藝中。其圓周速度100-120m/min、直徑2.5-4m、長度大約30m、常以輪胎摩擦或齒輪嚙合傳動(dòng),3%-5,轉(zhuǎn)鼓碎漿機(jī)的特點(diǎn)： 疏解作用比較溫和，雜質(zhì)、膠粘物等能保持原有尺寸，有利于在后續(xù)的篩選中除去。 高濃連續(xù)運(yùn)行，本身兼有除雜和篩選的功能。 動(dòng)力消耗要比間歇高濃碎漿機(jī)低50（10-20 kwh/t,思考題： 1. 碎漿的主要作用有哪些？ 2. 轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn),第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第四章 廢

12、紙漿篩選新技術(shù)和新裝備 廢紙漿篩選的目的 主要是將大于纖維尺寸的雜質(zhì)除去。 二.評價(jià)篩選系統(tǒng)的主要參數(shù) 篩漿機(jī)的篩選效率； 良漿的損失量； 生產(chǎn)能力的大小,三. 篩選效果的評定方法 衡量篩選設(shè)備的優(yōu)劣，有許多技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如：電耗、設(shè)備重量、壓力損失、耗水量、良漿質(zhì)量、篩選效率、尾渣量、尾渣中長纖維含量、篩選濃度和濃縮比等，但最重要的指標(biāo)是漿中雜質(zhì)去除情況和長纖維得率,在應(yīng)用相對雜質(zhì)去除率評定篩選效果時(shí)，要同時(shí)測定篩選系統(tǒng)的長纖維得率，其定義為: 良漿中長纖維含量 長纖維得率（%）= - 100% 進(jìn)漿中長纖維含量,Mass balance and definitions in a separ

13、ation system,四.壓力篩漿機(jī)的種類和工作原理 (一)壓力篩漿機(jī)的種類 壓力篩漿機(jī)可根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、良漿的流向及篩筐的數(shù)量分為以下幾種： 1. 單篩筐外流式壓力篩漿機(jī)； 2. 單篩筐內(nèi)流式壓力篩（旋翼在內(nèi)）； 3. 單篩筐內(nèi)流式壓力篩（旋翼在外）； 4. 雙篩筐雙層轉(zhuǎn)子壓力篩,四種常用篩漿機(jī)類型,Construction of a deknotting screen (Ahlstrom Machinery,Coarse screen with rotating screen cylinder,Final stage screen for batch and continuous op

14、eration with slotted basket in an LC screening system,VOITH PAPER -MiniSorter MST,二).壓力篩漿機(jī)的工作原理,旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切線速度Vt與通過篩孔（縫）徑向速度Vr比率是決定雜質(zhì)分離效率的重要參數(shù)，其比率Vt/Vr越大，雜質(zhì)的分離效率越高。但Vt/Vr比率過大，也會(huì)影響良漿通過量。Fiedler公司的H.Gassman建議Vr為12m/s，而Koffinke建議Vr不應(yīng)超過1.83m/s。 因?yàn)閂r太高，一些易于變形的塑性雜質(zhì)就有可能從三維的外形變成扁平狀而通過甚至最小的篩縫。Vr太低，纖維將與水分離從而使篩縫被

15、纖維所堵塞。而Vt一般建議為67m/s，這樣Vt/Vr比率在47范圍內(nèi)為好,1.篩板的工作原理和新發(fā)展 1)篩板：孔形篩板 縫形篩板 孔（縫）形狀和大小是影響篩選效率的決定性因素?，F(xiàn)在的篩板是高科技、高精密度的產(chǎn)品，通常用316L不銹鋼或更高質(zhì)量的不銹鋼制成，制成后還進(jìn)行電拋光以除去毛刺，以免掛漿，有時(shí)還進(jìn)行電鍍或涂以其它材料以在磨蝕性的工作條件下延長使用壽命。 孔篩板：篩孔通常在進(jìn)漿側(cè)是圓筒形的，在良漿側(cè)是錐形，以減少由于通過厚板的狹窄通道而造成的壓降?？缀Y的篩板孔徑隨著孔篩在流程中應(yīng)用的不同而變動(dòng)于0.8mm至20mm之間，6mm至20mm的孔篩主要作為處理大的廢雜物的粗篩用，用來篩選短纖

16、維的細(xì)篩孔板孔徑有時(shí)就小至0.8mm。處理廢紙孔篩的孔徑一般在1.3mm至2.0mm之間,縫篩板：縫篩篩板割縫時(shí)也不是割透，而是在良漿側(cè)適當(dāng)擴(kuò)大縫口以減少紙漿通過時(shí)的壓降。長縫的方向與轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)的方向垂直，這樣當(dāng)扁平或頭發(fā)狀的雜質(zhì)隨著漿流回轉(zhuǎn)時(shí)，雜質(zhì)至少有長的一維與篩縫成垂直狀態(tài)。 縫篩的篩縫寬度一般為0.150.76mm，目前采用先進(jìn)的激光技術(shù)，篩縫寬度最小已達(dá)0.1mm甚至更小,Typical screen cylinder perforation and slot patterns (Ahlstrom Machinery,2)篩板表面形貌,a 平面篩板,b 波形面篩板,波形面篩板與平面篩板

17、工作原理圖,不同篩板的相對生產(chǎn)能力和它的最大工作濃度與篩板波形程度之間的關(guān)系,不同波形篩板的幾何形狀,轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)方向,篩漿區(qū),篩縫前緣,篩縫后緣,分析試驗(yàn)結(jié)果后得出如下結(jié)論,篩縫后緣為垂直平面（4號篩板）：這種幾何形狀的篩板，在篩漿過程中會(huì)產(chǎn)生較大的濃縮比（濃縮比=漿渣濃度/進(jìn)漿濃度），阻礙了漿渣和纖維在篩縫附近的運(yùn)動(dòng)。在篩板表面易形成纖維墊層，使篩漿過程成為“過濾”過程，并有堵塞篩板的危險(xiǎn)。漿渣的去除率雖然很高，但漿渣中有較高含量的長纖維,篩縫后緣為負(fù)曲面或斜面（1、2、3號篩板）：這種幾何形狀的篩板有利于漿渣及纖維在篩板附近運(yùn)動(dòng)，從而可降低濃縮比。漿渣的除去率雖然與4號篩板接近，但漿渣中長纖

18、維含量明顯低于4號篩板，特別是1號篩板最為突出,縫前緣為垂直平面狀（2、3、4號篩板）：這種幾何形狀的篩板可在篩縫附近產(chǎn)生湍流，從而能疏散纖維團(tuán)，但有可能在篩縫前形成死角。 如果篩縫后緣的幾何形狀也不利于纖維運(yùn)動(dòng)，就會(huì)提高濃縮比，降低篩漿效率,轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)方向,篩縫,篩縫前緣,死角的形成,篩縫前、后緣均為負(fù)曲面的波形篩板的工作原理圖,篩縫前緣為負(fù)曲面（1號篩板）：篩縫前緣為負(fù)曲面可降低死角產(chǎn)生的可能性而不影響湍流產(chǎn)生。這種設(shè)計(jì)有利于長纖維通過篩縫，降低漿渣中長纖維的含量,Effect of profile angle and slot width on cleanliness efficiency

19、,Schematic of a clamped bar-type screen basket with detail of surface profile,Flow pattern at the inlet of a profiled bar-type screen basket,1.轉(zhuǎn)子 普通的壓力篩漿機(jī)轉(zhuǎn)子，多采用圓筒形基圓上帶有不同形狀的旋翼。當(dāng)轉(zhuǎn)子的旋翼掠過篩孔（縫）時(shí)，在旋翼的前緣產(chǎn)生瞬間正壓，后緣產(chǎn)生瞬間負(fù)壓，每一旋翼產(chǎn)生一次壓力脈沖。對于外流式壓力篩漿機(jī)，其旋翼后緣瞬間負(fù)壓是吸凈篩孔（縫）的有效脈沖，旋翼前緣瞬間正壓則是瞬間增大漿料穿過篩孔（縫）的壓力差,典型壓力篩的工作原理,S

20、unds Defibrator公司的寬旋翼轉(zhuǎn)子工作原理圖,老式篩漿機(jī)的紙漿增濃過程,理想的篩選過程,良 漿,Coarse screening rotors,Voith Sulzer 多旋翼轉(zhuǎn)子,第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第五章 廢紙漿膠黏物控制新技術(shù)和新裝備 在廢紙制漿過程中，膠黏物控制通常是廢紙?zhí)幚磉^程中非常重要的一步。 一.膠黏物（Stickies）是膠料、熱熔物與膠乳等雜質(zhì)的總稱。 二.膠黏物的來源： 1.膠帶 2.（壓敏性）標(biāo)簽 3.紙箱黏合劑 4.自黏合信封 5.各種涂布紙 6.各種涂布紙 7.入場券紙 8.日記本黏合劑 9.油墨和涂料中也含有膠黏物 三.廢紙中膠黏物的危害,三

21、.廢紙中膠黏物的危害 1.當(dāng)膠黏物的含量超出可接收程度時(shí)，將導(dǎo)致紙機(jī)操作問題： 2.沉積于銅網(wǎng)、毛毯毛布、壓榨輥和烘缸上； 3.阻止纖維與纖維的結(jié)合；增加斷頭； 4.嚴(yán)重影響紙產(chǎn)品的外觀質(zhì)量：形成孔、洞及其它紙?。?5.印刷過程和其它加工過程中引發(fā)一些問題 對此，在1996年5月的廢紙脫墨研討會(huì)上，L.Ferguson提出，廢紙回收的三大問題： 第一是膠黏物，第二是膠黏物，第三還是膠黏物,Fiedler公司的Pfuhl除渣器為全陶瓷錐形除渣器。 Pfuhl全陶瓷除渣器與不銹鋼和塑料除渣器相比,有著十分明顯的優(yōu)點(diǎn)：在相同的排渣率的情況下，其輕、重雜質(zhì)去除率要比其它除渣器高出30%40%，膠粘物的

22、去除率可高達(dá)40%50,Fiedler公司的Pfuhl除渣器,Pfuhl全陶瓷錐形除渣器,Pfuhl四段除渣中各段膠粘物的去除率 原料：經(jīng)揀選的廢紙 最終產(chǎn)品：LWC 膠粘物0.04mm2 * 膠粘物去除率,四.除渣器 1.除渣器的工作原理,除渣器是以進(jìn)出漿壓力差為動(dòng)力，將切線方向的進(jìn)漿壓力轉(zhuǎn)變成渦旋運(yùn)動(dòng)的速度，整個(gè)漿料都在渦旋運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生很大的離心力。 離心力大小與旋轉(zhuǎn)物的重量以及圓周速度的平方成正比，而與渦旋運(yùn)動(dòng)的半徑成反比,除渣器旋轉(zhuǎn)半徑與離心力關(guān)系,2.除渣器的分類,除渣器的分類方法有三種方法： 第一種：根據(jù)除渣器的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類； 第二種：根據(jù)良漿與漿渣相對流動(dòng)方向進(jìn)行分類； 第三種

23、：根據(jù)進(jìn)漿濃度進(jìn)行分類,根據(jù)良漿與漿渣相對流動(dòng)方向進(jìn)行分類,1. 正向除渣器（Forward Cleaner） 2. 逆向除渣器（Reverse Cleaner） 3. 通流式除渣器（Through-flow Cleaner） 4. 輕、重雜質(zhì)除渣器（Core-bleed Cleaner,正向除渣器構(gòu)造圖,逆向除渣器構(gòu)造圖,通流式除渣器構(gòu)造圖,3.除渣系統(tǒng),1)除渣系統(tǒng)中的級和段 級：指良漿通過除渣設(shè)備的次數(shù)。 多級除渣處理可以提高良漿質(zhì)量，但多級處理設(shè)備投資大、動(dòng)力消耗高及良漿得率低。 段：指漿渣通過除渣設(shè)備的次數(shù)。 多段除渣處理的目的是為了減少纖維的流失,二級四段除渣流程圖,相川公司的高濃

24、除渣器工作原理圖,2) Cleanpac 250 輕雜質(zhì)除渣器,Celleco Hedemora公司生產(chǎn)的Cleanpac 250 輕雜質(zhì)除渣器為并流式除渣器（parallel flow cleaner 與Through-flow Cleaner相同）。該除渣器是主要用于除去漿料中的輕雜質(zhì)和空氣。對于比重小于1g/cm3的雜質(zhì)有極高的除去率,進(jìn)漿,輕雜質(zhì)和空氣,良漿,Cleanpac 250 輕雜質(zhì)除渣器構(gòu)造圖,Cleanliness efficiency vs. available total screening area of different systems,大顆粒膠黏物(Macro

25、stickies)尺寸：100nm; 膠體顆粒(Colloidal stickies)： 10nm100nm; 分子級顆粒(Molecular dissolved) ：10nm 膠黏物密度：0.81.0g/m3,Surface forces involved in wetting,五. 熱分散系統(tǒng),熱分散的目的：將膠黏物等雜質(zhì)通過熱力和機(jī)械力的處理進(jìn)一步分散成尺度非常小的粒子，或通過篩選的辦法將其分離掉，或?qū)⑵渥鳛樘盍洗嬖谟诩埢蚣埌瀹?dāng)中。 熱溶物(Hot melt adhesives)性質(zhì)：在室溫下通常以固體形式存在，在60-120C下軟化，并且在酸或堿性條件下不溶于水，但溶于一些有機(jī)溶劑如二

26、氯甲烷、甲苯等。 主要設(shè)備：熱分散機(jī) （雙輥式、盤式,六. 纖維揉搓機(jī) 纖維揉搓機(jī)目的：將小尺度的膠黏物 進(jìn)一步變?yōu)槌叨雀蟮墓绦挝?，以便后續(xù)的工藝如通過浮選的辦法將其除去,盤式分散機(jī)(Disk disperger,Effect of determination of stickies on their reduction efficiency by laboratory screening,第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第六章 廢紙漿纖維分級新技術(shù)和新裝備 在廢紙制漿過程中，因廢紙中纖維的種類、纖維特性存在一定差異，將其分級處理可以更合理有效地對其加以回收利用。 一.纖維分級 通過離心分離

27、或篩選的手段來實(shí)現(xiàn)纖維分級。 二.纖維分級設(shè)備： 纖維分級機(jī)、各種類型除渣器等,思考題： 1.廢紙篩選及膠黏物控制的主要方法 2.廢紙漿纖維分級的主要方式有哪些？ 3.除渣器的分類方法,第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第七章 廢紙漿脫墨浮選新技術(shù)和新裝備 廢紙漿的脫墨過程主要包括油墨從纖維上脫落和油墨顆粒與纖維分離兩個(gè)過程。前者是在水力碎漿機(jī)中進(jìn)行；后者可通過浮選法 (10250m) 、洗滌法(1030 m)、篩選法(1mm)、離心凈化法(一般1001000m)實(shí)現(xiàn)。洗滌法在美國應(yīng)用較多，浮選法在歐洲應(yīng)用較多。 一.浮選脫墨的機(jī)理 浮選是根據(jù)溶液或懸浮液中各種物質(zhì)具有不同的表面活性而設(shè)計(jì)的一種

28、界面分離技術(shù)。氣液界面原來沒有表面活性的物質(zhì)，可通過加入捕收劑（表面活性劑）而使其變得有表面活性,Fig.1 Deinking by flotation or washing,顆粒粘附于空氣泡上的機(jī)理,氣泡與顆粒作用分為三個(gè)階段： 顆粒與氣泡相互接近和碰撞；顆粒在氣泡表面粘附；顆粒從氣泡表面脫附。 顆粒粒度越小，脫附概率越小； 顆粒粒度越大，脫附概率越大。 高比重、大顆粒以及高紊流強(qiáng)度容易引起顆粒從氣泡上脫落。 二.浮選脫墨設(shè)備的發(fā)展 1955年世界上第一臺(tái)商業(yè)用浮選脫墨槽在北美安裝并投入使用。 1959年，歐洲安裝了第一臺(tái)浮選脫墨槽Voith Paddle Cell。 浮選脫墨槽所采用的充氣

29、裝置主要有兩大類： 壓縮空氣充氣裝置； 空氣自吸式充氣裝置,1970s開發(fā)的第一種不需攪拌裝置的Swemac立式圓柱體浮選槽示意圖 1 進(jìn)漿口 2空氣進(jìn)口 3良漿出口 4浮渣出口,空氣噴射器,2個(gè)Swemac浮選槽重疊布置,Lamort立式雙圓柱體浮選槽示意圖,文丘里漿氣混合器,部分良漿回流,Lamort立式雙圓柱體浮選槽作用示意圖,Voith Sulzer公司Ecocell浮選槽總體結(jié)構(gòu)示意圖,Voith Sulzer公司Ecocell浮選槽作用示意圖,Schematic arrangement of the Ahlstrom flotation cell,Cut-off view of t

30、he Ahlstrom flotation cell,Shinhama Hi-Flo flotation cell,靜態(tài)混合器,Shinhama Hi-Flo flotation cell,Schematic arrangement of the Comer CYBERCEL in 1996,Deaeration cyclone with mechanical foam breaker,典型的浮選脫墨的操作工藝條件： 紙漿濃度：0.81.5% 溫度：4070 C pH: 79 相對空氣負(fù)荷：300%（總空氣體積流量/紙漿體積流量） 個(gè)別達(dá)到1000,思考題： 1. 浮選脫墨的工作原理 2. 浮

31、選脫墨設(shè)備的主要構(gòu)成有哪些,第二講 廢紙制漿新技術(shù)和新裝備 第八章 廢紙漿漂白新技術(shù) 一.廢紙漿漂白的特點(diǎn) 1.廢紙漿的組成 廢紙漿料中含有各種機(jī)械漿纖維和化學(xué)漿纖維，另外還含有一些在抄紙過程中加入的填料、染料和顏料；如未經(jīng)過脫墨的廢紙漿中還含有印刷過程中附著在纖維表面上的油墨顆粒等雜質(zhì)。隨著印刷和涂布技術(shù)的發(fā)展，廢紙漿的化學(xué)特性變得更加復(fù)雜。 2.可用于漂白的廢紙種類 主要有：新聞紙、雜志紙、混合辦公用紙、白色帳本紙、著色的帳本紙、未經(jīng)涂布的書本等,3.漂白劑種類 一般采用如下幾種環(huán)境友好的漂白劑： 氧（O） 臭氧（Z） 過氧化氫（P） 連二亞硫酸鈉（Y） 甲脒亞磺酸（F） 這些漂白劑具有漂

32、白效率高、環(huán)境污染低的優(yōu)點(diǎn)。 二.過氧化氫（H2O2）漂白 過氧化氫在水溶液中可以離解成H+和HOO-。 反應(yīng)如下方程式： H2O2 = H+ + HOO- 過氧化氫是一種弱酸，在堿性介質(zhì)中，有利于HOO-離子的生成。過氧化氫的漂白作用，主要是HOO-離子使木素的發(fā)色基團(tuán)脫色,Reactions occurring during peroxide bleaching,共軛醛,過氧化氫加入點(diǎn)： 在碎漿機(jī)中添加(During disintegration of the recovered paper in the pulper or drum pulper)。 一些紙廠在水里碎漿機(jī)中加入0.5%-

33、0.8%（對絕干漿）H2O2，補(bǔ)償NaOH與機(jī)械漿纖維反應(yīng)而造成的白度損失。 在貯漿塔（已碎解但尚未脫墨的紙漿）中添加(When storing the disintegrated, nondeinked pulp in a storage tower)； 在脫墨后紙漿分散過程中添加(With a dispersion stage, after a deinking stage )，處理溫度60-95 C。 在紙漿漂白后的處理工序終端添加(As post-bleaching, at the end of the stock processing line)。處理?xiàng)l件：漂白塔中漿濃15%、溫度6

34、0 C、時(shí)間1-3 hr,ERIC值： 1993年Jordan和Popson提出了一個(gè)分辨油墨顆粒和機(jī)械漿纖維顏色對白度影響的方法。介紹了遠(yuǎn)紅外區(qū)測得的反射率只是油墨存在的一個(gè)函數(shù)，因此得出一個(gè)用10-6表示有效殘余油墨濃度（Effective Residual Ink ConcentrationERIC值）。該值不僅是油墨量的函數(shù)，還是其破碎程度的函數(shù)。 過洗漿(Hyperwashing) 過洗處理是法國造紙技術(shù)中心（CTP）自1997年以來一直廣泛使用的方法，因?yàn)樵摲芴峁┲T如油墨分離程度、分離下來的油墨重新沉積在纖維上等信息。過洗處理是在100m篩網(wǎng)上用大量的水（約80L）洗滌漿料，直至

35、洗滌濾液徹底澄清為止,碎漿過程中白度的變化 碎漿工藝條件：漿濃：8%、溫度：40 C 、時(shí)間：25min,碎漿過程中ERIC值的變化 碎漿工藝條件：漿濃：8%、溫度：40 C 、時(shí)間：25min,在過氧化氫輔助漂白階段,1）漂白方法 對于磨木漿和未漂纖維含量較高的紙漿，如：舊報(bào)紙。如果其最終產(chǎn)品白度要求不太高，則通常是采用保留木素的漂白化學(xué)試劑進(jìn)行漂白，如：H2O2、Na2S2O4。 這時(shí)可將脫墨與漂白作用結(jié)合在一起，也可以在漿料洗滌后采用單段H2O2或Na2S2O4進(jìn)一步漂白。 2）存放時(shí)間的影響 在使用舊報(bào)紙生產(chǎn)新聞紙時(shí)，由于高木素含量的舊報(bào)紙很容易隨時(shí)間的推移而返黃，故能使用新鮮廢紙（即

36、存放時(shí)間較短）最好，這對過氧化氫的漂白效果是至關(guān)重要的,舊報(bào)紙不同存放時(shí)間對紙漿漂白的影響 組成：70%新聞紙 30%雜志紙,三.氧（O2）漂白 分子氧在pH值的不同而生成過氧離子游離基（O2-）、過氧氫根陰離子（HOO-）、氫氧游離基（HO）和過氧離子（O2-）。這些氧衍生的基團(tuán)，在木素降解中起著重要的作用。 O2具有高的氧化電勢，能減少漿中的塵埃含量和未漂帶色纖維的含量，能從廢紙漿中有效脫除有色物質(zhì)。 1.氧漂的作用 通過氧漂（氧用量0.85%，NaOH和Na2SiO3根據(jù)pH值的需要相應(yīng)加入），白度增加值在6%8%ISO，最高時(shí)可達(dá)12%ISO。 2.不同品質(zhì)辦公廢紙氧漂時(shí)的過氧化氫漂白 機(jī)械漿含量少，Kappa值為1020的辦公廢紙 機(jī)械漿含量高，Kapp