造纸新技术新工艺(PPT 35页).ppt

• 该项技术能解决一些废纸回收中的难题,如塑料热 熔物、蜡、松香以及传真纸和复印纸等,它对难分 散的材料(如激光、静电印刷油墨) 十分有效。
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简化生产包装用纸的废纸处理工艺流程
• 纸箱：强度指标、足够平整。 • 挂面纸板：耐破度、横向压缩强度、光滑度
。 • 瓦楞纸芯：压缩强度。 • 杂质：胶、蜡、塑料膜、泡沫聚苯乙烯、黏
。
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提高低档废纸质量以供高强度纸之用
• 低档废纸浆
– 纸浆“太慢”----用精浆提高强度时，游离度下降 ，滤水太慢。
– 纸浆“太弱”----强度不够
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死细
• “死细”—死的细小物质
– 干细小纤维、很短的机浆纤维和无机填料。 – 通过200目的细小物质。 – 危害：堵塞滤水通道；妨碍纤维间的结合、白水环路
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废纸的干洗技术
• 衣服干洗行业：
– 全氯乙烯：致癌 – 超临界二氧化碳：
• 在临界温度（31℃）和压力（7.3MPa）以上形成 的超临界二氧化碳液体；
• 对环境没有危害； • 温度在35℃，压力在10.3~13.8MPa时显现出极佳
的溶剂特性。可渗透到有孔或裂隙的物体中，把石 油、咖啡碱和脂肪溶出。 • 对亲水性的极性化合物无效，即不会侵袭纤维素纤 维和淀粉分子。
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酶-超声波协同脱墨
虽然酶处理可以减少废纸回收过程中的化学药 品消耗,而且还能加速油墨粒子的脱除。但酶 处理往往需要比较长的时间。超声波能在液体 中引起周期性的压缩和膨胀，使纤维产生剧烈 振动和相互摩擦，并能提高纤维素酶的活性， 从而加速油墨粒子的脱除。
研究表明，酶与超声波协同作用对彩色胶印新
闻纸的脱墨效率有一定的提高，处理后浆的白
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– 低于50℃的碎浆会减少蜡的分散，从而改进筛浆机对蜡的去除。如果 蜡的颗粒足够大（300um），缝筛对蜡和热熔物的去除是有效的。
– 蜡比较柔软易弯，受温度和筛浆压力的综合效应会使它们变形而通 过筛框的开口，如果蜡伏在纤维上，会造成纤维的流失。
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蒸汽爆破法制浆
• 将废纸以50 %的浓度投入蒸汽爆破器，通过往复 式活塞将其压缩成塞状物料,连续送入高压釜，经 过蒸汽处理使其温度达到230 ℃，压力达到1176. 84～2796. 45kPa，处理数分钟，然后通过一个 小型喷放阀放浆爆破，使废纸解离成纤维，同时 将油墨分散。
• 制浆废液化学品和能量的 回收
• 利用工厂已有的蒸汽和
白液。
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RBC法的优点
环境效益：少量的废物污泥：
• 仅来自筛选、除渣段，数量仅为来料量的3%-6%， 而常规脱墨系统的废固形物可多达30%（填料和油 墨之类）。
经济效益：纤维费用、运行费用、投资费用 均较低。
纤维和纸浆特性：
• 全漂RBC浆的外观与全漂针叶木、阔叶木混合浆的 外观完全相同，制成的书写纸和印刷纸与原生浆制 成的纸也无法区别。
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常规蒸煮步骤
蜡重新凝固
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混合蒸煮时蜡的去除效率
>80℃热理解，使得蜡更容易分散到黑液中。随后热水洗涤除去。
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酯酶控制废纸回收厂的胶黏物
胶黏物的去除方法 机械法 筛选、除渣、洗涤以及DAF气浮 化学法 分散剂、聚合物和吸收剂 酶法
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酯酶控制废纸回收厂的胶黏物
大尺寸的胶黏物已被完全降解
胶带、订书钉、砂、石头、玻璃以及印刷油 墨。
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常规的OCC废纸生产线
除蜡
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简化的OCC生产线
FiberFlow ModuScreen CR FoduScreen F
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常规流程和简化流程的比较
• 1、鼓式碎浆机：（相对高浓水力碎浆机）
– 由疏解区和筛选区组成。 – 疏解作用比较温和，纤维切断少，大片的塑料能保持原
度比空白试样高5 %ISO 。超声波的主要作用
是提高了酶对纤维表面碳水化合物的水解速度，
因而有利于油墨的脱除。
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酶法脱墨
目前，用于脱墨研究的酶有脂肪酶、酯酶、果 胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素 降解酶。 与传统的化学法脱墨相比，酶脱墨具有明显的 优势，它能降低能耗，减轻环境污染，脱墨效 率亦高于化学法脱墨 。
• 全漂RBC浆的抗张强度比商品脱墨浆高出50%。
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含蜡OCC与阔叶树木片混合 蒸煮除蜡制浆
• 将木片与WOCC混合进行硫酸盐蒸煮
• 蒸煮液的高温、pH值以及天然的表面活性 剂性质能使与纤维分离的蜡皂化。蜡存在 于黑液中与塔罗油脂肪酸一同被回收或在 回收炉内燃烧以获得能量。
• 来自WOCC的纤维则与木片一同喷放并成 为与原浆混合在一起的有用纤维来源。
新技术新工艺
纤维充填
制浆
– 高温（>60℃）碎浆，并加入表面活性剂。 – 低温（<50℃）碎浆，以防止蜡的分散以便在下续工序中将蜡除去。
• 最常用的方法是保持低碎浆温度，并用逆向除渣器除蜡。 • 少量的分Байду номын сангаас蜡对生产和纸的质量影响不会很大，但白水中的蜡一
定要除去，以防止蜡在白水中的积聚从而堵塞纸机网和毛毯。 • 筛选
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两种不同设备碎浆后含胶黏物的比较
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流程起始，杂 质去除很重要
两种不同流程的胶黏物去除效率
对去除胶粘物 特别有效
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操作和投资费用比较
热分散投资费用高；
除渣器动耗约35~45kW`h/t与去除胶粘物相比非常高； 浓度的大幅变化（进除渣器0.5%，进热分散30%增加了 浓缩机等设备以及加大浆泵的容量）也增加了额外费用
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超临界二氧化碳在含蜡OCC制浆中的应用
：
60℃，20MPa
5℃ 10MPa
应用的主要限制：高压容器的准确设计、运作和维护会增加成本和运作费用。 作为溶剂对蜡和胶粘物的效果不够理想。
解决办法：开发新的表面活性剂，一端亲CO2，另端亲蜡、粘合剂和胶粘物。
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用于浮选脱墨的表面活性剂的喷洒法
• 表面活性剂的作用：
有尺寸。胶粘物可保持原状并在后续的筛选中去除。
• 疏解效果不如高浓水力碎浆机，必要时需要疏解机的 帮助。
– 高浓连续运行。 – 动力消耗比间歇式高浓碎浆机低50%。 – 转鼓本身兼有除杂质机的功能。 – 碎浆浓度可达20%~26%。（高浓水力碎浆机：<19%) – 占地面积大。 – 初期投资大。
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纸浆的纤维长度与干净程度
和纸机湿部受到污染；会形成浮渣、堆积物和团块。
• “死细”的额外损失： – 影响纸机“湿部”的正常运转； – 降低了压榨部前、后纸页的湿强度； – 因压榨部出来的湿纸页的湿度增加而增加了蒸汽干燥 费用；压榨毛毯易于堵塞和损坏； – 由于过高的“死细”产生了条纹。
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活细
• “活细”
– 纸浆经过纸机前的精浆时从纤维脱离出来的细小纤维。 – 具有新暴露出来的纤维表面，能在纤维间或其他“活细”之
– 分散剂：帮助油墨的脱离，并防止重新沉淀。
– 收集剂：细小颗粒变为较大颗粒，并将亲水性 的油墨颗粒变为憎水性。
– 起泡剂：液面形成泡沫。
• 表面活性剂的负面影响：
– 憎水性油墨的去除效率会因分散剂和起泡剂的 吸收而降低
– 表面活性剂的残留会降低纤维与纤维间的结合 力；且造纸时泡沫增多会影响印刷质量。
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超声波脱墨
使用一种液体哨声超声波发生器，产生频率为20～ 60kHz 的超声波，结果表明,它在脱墨和提高纸张性 能(抗张强度、耐破度、伸长率) 方面都取得了令人满 意的效果。
其机理是基于物质分子将会在声波传播方向上发生纵 向震动。如果发生在液体中，那么周期性的压力变化 将导致液体发生空穴作用，或形成直径约为0. 1～0. 2mm 的细小气泡。当气泡破裂时，能将能量传递给 它附近的介质，比如二次纤维，这个能量产生以下两 种作用：使油墨粒子松弛，并从纤维表面移开；还可 使油墨粒子自行碎解。
– 因含高比例的针叶木硫酸盐浆，低油墨含量， 少的灰分，使其成为生产不含机浆的理想原料 以生产高质量的纸产品。
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OCC制造漂白浆的
工艺流程
• OCC浆的碎浆和大污染物 的去除。
• 残留木素和微量污染物的 去除
• 纸浆漂白
• 若要白度达到89%ISO ，用ECF（少氯漂白， 如CIO2)
• 若白度要求不高，可使 用TCF
间产生键结合---对物理强度有益。
• “死细”不能变成“活细”： – 不能比作有价值并应留在纸浆中的短纤维。 – “死细”太细小，精浆时，齿条根本无法将他们拖进精磨区 ，不可能生成新鲜的纤维键而变成“活细”，最好除去。
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• “死细”的分离方法：（考虑去除效率和纤维 损失率）
– 分级筛 – 筛过滤器 – 高速洗浆机 – 逆向除渣器 – 重力圆网洗浆机
可人为控制分散剂、收集剂和起泡剂的使用 20
油墨与气泡的相互作用
表面活性剂使 得气泡在泡沫 层中稳定化
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气泡被稳定，类似浮选过程中 的泡沫层在浮选槽顶端形成
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表面活性剂喷洒法的优点
– 空气泡和油墨颗粒尚未到达液面之前，因没有 吸附表面活性剂油墨颗粒的憎水性不会被减弱 。
– 纤维不会被表面活性剂污染。
– 表面活性剂耗用量大大减少。
– 可以控制起泡的能力和泡沫的稳定性。
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旧瓦楞纸箱制造生产印刷书写纸用的漂白 浆
• 回收旧瓦楞纸箱
– （或作为配浆）主要产品：再生的挂面纸板和 瓦楞纸芯。
– 强度显著低于由原浆如高得率针叶木硫酸盐浆 或高得率阔叶木半化学浆制成的新产品。
– 改进措施：碱浸渍、纤维分级、氧脱木素、氧 漂和低浓/强度精浆。