辦公垃圾脫墨線生產(chǎn)工藝及運(yùn)行性能研究

辦公垃圾脫墨線生產(chǎn)工藝及運(yùn)行性能研究

浙江永泰制藥集中市是一家大型造紙公司，集能源、加熱和化工于一體。每年生產(chǎn)20萬噸t紙和紙板。公司為了保護(hù)環(huán)境,降低成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力,120t·d-1的辦公廢紙脫墨線于2006年9月投產(chǎn),主要流程包括二次浮選、二次熱分散、多次濃縮/洗滌組合以及氧化還原漂白,生產(chǎn)的商品脫墨漿白度達(dá)85%～90%,產(chǎn)品的塵埃度小于10mm2·m-2(TAPPI標(biāo)準(zhǔn))。不僅讓公司省下了大量的進(jìn)口木漿投資,提高了產(chǎn)品的市場競爭力,同時(shí)間接地減少了木材的消耗,符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。本文介紹辦公廢紙脫墨線的工藝流程,對用脫墨漿替代外購木漿生產(chǎn)高檔涂布白紙板對紙張質(zhì)量以及紙機(jī)運(yùn)行性能的影響進(jìn)行分析,并總結(jié)了其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。1高濃除砂器及粗篩選凈化系統(tǒng)工藝流程圖根據(jù)美國廢紙的分級標(biāo)準(zhǔn),所使用的廢紙為37、39、40號廢紙,主要成分為白色化學(xué)木漿,不含磨木漿。由于辦公廢紙中含有激光打印紙和靜電復(fù)印紙,其印刷為非打擊印刷。這些非打擊印刷油墨由色料和熱塑性樹脂組成,單純靠洗滌等簡單的處理工藝是難以脫墨的,必須包括廢紙高濃碎解、高濃除砂、浮選脫墨、濃縮、熱分散、脫墨漿的漂白等較繁瑣的工藝過程,才能有效地去除漿料中的雜質(zhì),提高脫墨漿的白度,達(dá)到掛面漿生產(chǎn)的要求。其工藝流程如圖所示:辦公廢紙碎解在碎漿系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行,連續(xù)碎漿設(shè)備使纖維在高濃情況下通過相互摩擦而離解,而所有雜質(zhì)盡量不碎解,保持原狀從漿料中除去。高濃除砂器及粗篩選凈化系統(tǒng)緊接在連續(xù)碎漿設(shè)備之后,除去部分重雜質(zhì)和輕雜質(zhì)。精篩選凈化系統(tǒng)由一級多段低濃除砂器及一級三段縫型波紋壓力篩組成,以除去大部分的膠黏物。前浮選脫墨系統(tǒng)由多段浮選脫墨槽組成,經(jīng)過該系統(tǒng)時(shí),漿料中的油墨粒子大部分被去除。熱分散系統(tǒng)由濃縮設(shè)備、螺旋混合設(shè)備以及熱分散機(jī)組成,經(jīng)過熱分散系統(tǒng)后,大的塵埃和膠黏物的尺寸變小,以便于后續(xù)工序的處理。過氧化氫漂白系統(tǒng)對漿料進(jìn)行漂白,提高漿料的白度。后浮選脫墨系統(tǒng)可進(jìn)一步去除漿料中經(jīng)熱分散后從漿料上分離出來的油墨粒子。經(jīng)后熱分散系統(tǒng)及還原漂白系統(tǒng)去除漿料中的有色基團(tuán),同時(shí)進(jìn)一步提高漿料的白度。濃縮系統(tǒng)可以對漿料進(jìn)行濃縮,同時(shí)對漿料也有一定的洗滌作用。此外,還有白水澄清系統(tǒng)、浮選油墨處理系統(tǒng)以及輕渣和重渣處理系統(tǒng),配合工藝生產(chǎn),使制得的漿料質(zhì)量高,而污染卻較少。2紙質(zhì)板效率及成型脫墨線制得的辦公廢紙脫墨漿質(zhì)量優(yōu)良,白度達(dá)到85%～90%,塵埃度小于10mm2·m-2(TAPPI標(biāo)準(zhǔn)),膠黏物含量控制在25mm2·kg-1以下,灰分含量小于5%,濕重4～5g,符合作為高檔白紙板掛面漿的質(zhì)量要求。用廢紙脫墨漿代替木漿生產(chǎn)白紙板主要對兩方面產(chǎn)生影響:一是對紙機(jī)運(yùn)行性能的影響;二是對紙成品質(zhì)量的影響。下面就這兩方面進(jìn)行討論。2.1采用高效的浮洗、熱分散、環(huán)保的生物處理技術(shù)廢紙會將大量的雜質(zhì)帶入系統(tǒng),因此,在回用生產(chǎn)過程中一項(xiàng)關(guān)鍵的因素是有效地去除這些雜質(zhì)。然而,一些雜質(zhì)始終會留在生產(chǎn)過程中而在造紙車間產(chǎn)生沉積。其中對紙機(jī)運(yùn)行影響最大的是膠黏物,本生產(chǎn)線制得的膠黏物含量如表1所示。由表可見,經(jīng)過二次高溫?zé)岱稚⑻幚砗鬁y得的膠黏物含量均小于25mm2·kg-1,尤其是通過第二道熱分散處理后,膠黏物含量下降明顯。但在生產(chǎn)實(shí)際中,膠黏物問題仍然是影響紙機(jī)運(yùn)行性能的主要因素。廢紙漿中的膠黏物是指具有粘性、柔軟性及疏水性的有機(jī)物質(zhì)。其組分包括丁苯膠乳、橡膠、乙烯丙烯酸酯、聚丁二烯和熱熔物等。這些膠黏物會沉積在成形網(wǎng)、毛毯、壓榨輥和干燥部烘缸刮刀上,造成斷紙,生產(chǎn)受到影響。辦公廢紙脫墨線根據(jù)紙機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用的實(shí)際情況,通過采用前后多段多級多分散的浮洗、熱分散及氧化還原漂白技術(shù),并采用前預(yù)精篩、后三段精篩的獨(dú)特的工藝篩選組合流程,最大程度地去除油墨粒子和膠黏物。漿料中殘存的膠黏物和油墨粒子含量達(dá)到生產(chǎn)要求,即小于25mm2·kg-1。同時(shí),保證原料質(zhì)量,利用廉價(jià)的勞動力對原料進(jìn)行人工挑選,在剔除生活垃圾的同時(shí)(如易拉罐、玻璃制品等),把封膠帶、塑料帶、塑料薄膜等予以去除,有效地減少了膠黏物的含量。除了采用機(jī)械方法外,還采用了化學(xué)法,在系統(tǒng)中添加酯類酶制劑,顯著地降低了漿料中膠黏物的含量。雖然脫墨線制得漿料的膠黏物含量小于25mm2·kg-1,但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,成形部的網(wǎng),干燥部的烘缸、毛毯、刮刀、張緊輥,以及壓光機(jī)上都存在沉積膠黏物,增加了停機(jī)時(shí)間,縮短了網(wǎng)毯、刮刀、輥?zhàn)拥氖褂脡勖?嚴(yán)重的甚至影響到紙張質(zhì)量。這主要是由于大膠黏物可以由現(xiàn)有的篩子和凈化設(shè)備除去,而小膠黏物則可以通過篩網(wǎng)和凈化器,當(dāng)廢紙漿送到抄紙車間與機(jī)械漿和其他漿一起抄紙時(shí),受到抄紙條件的影響(如pH值的變化,溫度的變化和添加化學(xué)助劑的影響),這些溶解物和膠黏物就會聚集成膠黏物粒子,需用化學(xué)法、生物酶法除去。主要是使用分散劑、聚合物和吸收劑,一是使膠黏物或紙機(jī)系統(tǒng)表面鈍化,二是將附著在設(shè)備表面的膠黏物去除。2.2制作空白板該廢紙脫墨線生產(chǎn)的漿料具有優(yōu)良的性質(zhì),代替外購木漿掛面后,制得的白紙板質(zhì)量與用外購木漿掛面相近,未出現(xiàn)斑點(diǎn)、孔洞等現(xiàn)象,具有較高的表面平滑度和較低的表面粗糙度。表面強(qiáng)度高,完全達(dá)到了高檔涂布白紙板的要求。3中小企業(yè)運(yùn)行成本的節(jié)約噸漿成本分析如表3所示。噸漿成本4700元,噸木漿5300元,噸漿成本下降近600元,2005年永泰集團(tuán)每年需要國外進(jìn)口木漿2.2萬t左右,本項(xiàng)目2006年8月進(jìn)入試生產(chǎn),集團(tuán)公司各生產(chǎn)線面漿全部用混合辦公廢紙脫墨漿代替,年節(jié)約成本近1400萬元。同時(shí)年節(jié)約木材近12萬m3,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益相當(dāng)可觀。現(xiàn)將國內(nèi)目前生產(chǎn)1t漂白化學(xué)木漿所耗用的水、電、汽平均先進(jìn)指標(biāo)和本項(xiàng)目1t漿耗用水、電、汽的情況進(jìn)行對比(如表4所示),可見,廢紙脫墨漿的單位能耗要遠(yuǎn)低于國內(nèi)化木漿,這不僅能降低生產(chǎn)成本,而且為我們國家節(jié)省了大量的能源,實(shí)現(xiàn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4工業(yè)污水回用處理在工藝流程、生產(chǎn)技術(shù)、白水回用、污泥治理、油墨回收、循環(huán)利用等環(huán)節(jié)上,該脫墨線進(jìn)行了很多創(chuàng)新,搞好三廢治理,真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),達(dá)到循環(huán)綜合再利用。在固體廢棄物方面,把連續(xù)水力碎漿設(shè)備和粗篩排出的重雜質(zhì)收集后運(yùn)至垃圾場經(jīng)挑選出塑料、鐵絲、易拉罐等出賣,剩余細(xì)小垃圾送到鄰廠富陽市環(huán)保熱電有限公司焚燒發(fā)電。精篩和低濃除砂器排出的重/輕雜質(zhì)、浮選脫墨系統(tǒng)產(chǎn)生的油墨和白水澄清系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過污泥、渣漿處理設(shè)備處理回用,污泥達(dá)到40%～50%濃度運(yùn)至富陽市春江污水回用處理有限公司抄造機(jī)壓網(wǎng)紋污泥紙板。工業(yè)生產(chǎn)廢水全部納入排放到永泰集團(tuán)下屬富陽市春江污水回用處理工程處理。現(xiàn)有的永泰污水站處理能力為4.5萬t·d-1,污水站處理水量約在3.0～3.5萬t·d-1左右。5利用辦公紙質(zhì)生產(chǎn)脫墨漂干漿到目前為止,我國進(jìn)口的廢紙大多為廢報(bào)紙、廢箱紙板和廢雜志紙,用來生產(chǎn)新聞紙、涂布白紙板