废纸制浆2(实用理论知识)

倾斜式螺旋浓缩机：既浓缩又输送，占地面 积小，进浆浓2—3%，出浆浓15—25% 夹网浓缩机，适于打浆度高的纸浆（如机械 浆）。双长网相夹；长圆网相夹；双圆网相 夹。出浆浓可达33—35%


一、圆网浓缩机的结构组成及工作原理
圆网浓缩机是由一个绕主轴回转的网笼和 网槽等组成，浆料的脱水依靠网笼内外液 位差进行的。其结构组成如图所示。它是 由圆网槽，网笼，密封带，压辊及调压装 置，刮刀，喷水管，进出浆箱，白水调节 箱，传动装置组成。 其工作原理及工作过程如图示：圆网的全 周被a－e分成五个弧段（区）。

结构：筛鼓（框） 转子（旋翼） 外壳 筛板（孔筛、 缝筛）
旋翼筛工作原理图

孔筛：除去长形、面积较大的扇形杂质
缝筛：除去小方块形及面积较小的扁平形 杂质 新型筛板-----波形筛板：筛选浓度提高，生 产能力增大能耗低，效率高，纤维损失少， 浆质好 压力筛的能力与效率取决于： （1）压力差 （2）浆流在筛板表面流动的状态及进入孔 （缝）处的浆流 受力情况，即筛板的形状 结构、开孔（缝）形式及转子（旋翼）的 形状和作用。

洗涤法：
优点：脱墨较干净，白度较高，灰分含量 较低，操作方便，工艺稳定，设备费用 少 缺点：用水量大，纤维流失率高（15~20%）
浮选法
利用纤维、填料及油墨等组成 的可湿性不同而分离，油粒大 小一定且疏水，靠气泡捕集。 浆浓0.8% ~1.2%，粒径 10~100um
浮选法 ：
优点：纤维流失少（5-10%）化学品与用 水量 较少、污染少 缺点：白度较低，设备费用较高，工艺要 求严格，动力消耗较大 总：省时、省水、省汽、省化学品、得率高
1. 振框式平筛


作用：筛除粗大的杂质如浆渣，塑料及较大的 砂、石、金属物等，国内中小厂有用 工艺：进浆浓度 1~1.5% 出浆浓度0.8%左右 筛 孔 3~5mm 或筛缝 0.5~1.0mm

原理：浆料以一定的压力沿切线进入，筛板内外压力差使 纤维通过筛孔，压力脉冲代替机械振动进行分离。
3. 通流式除渣器 Through—flow—Cleaner
特点：良浆和杂松质都是同一方向在器底部排出 原理： ①良浆出口处有一围绕着轻杂质排出管的环形 空间，使得加大良浆开口也不会扰动涡旋的 流动模型。 ②从器底向上伸出的排渣管在一定的准确位置 处以捕捉旋涡芯的轻杂质，使它在改变方向前 从轻杂质排出管排出。 ③较重的纤维则借离心力沿器壁向下移动到器 底加大空间处并从良浆管排出。
利用杂质与纸浆相对密度不同的原理将废纸中 的重杂质（石块、砂、金属等）或轻杂质（泡 沫、树脂、塑料等）除去 1. 高浓除渣器 HC Cleaner






作用：除去相对密度较大的杂质（如石块、金属物）， 保护其后的设备 结构：上部为低压头泵叶，其下方为叶轮，下 部有集渣器 工艺：浆浓：3%~6% 进浆压力 泵扬程>20m 稀释水压 >0.2MPa 定期排渣（自动或手动）
2．正向除渣器（顺向除渣器） Forward Cleaner
结构参数







（1）内室直径：直径越小，效率越高，但若<75mm,易堵，动力消耗 增 （2）内室长度：保证进浆在进入分离区前有足够的停留时间以形成 稳定的涡流 （3）锥角：减少锥角增加了除渣器长度和纸浆在器内的停留时间， 提高除渣器的净化效率 （4）涡旋定向管长度：应足够长以避免进浆向良浆短路，过长又增 加了压力降 （5）进浆口：应保证在尽量减少湍动和压力降损失的前提下回转速 度达到最大值，通常为矩形使整个浆流贴除渣器壁进入 （6）良浆出口径：过大会降低净化效率，过小会产生大量的再循 环，影响生产能力 （7）粗渣出口径：过小会使粗渣被良浆浆流带走，而使出口堵塞 过大会使纤维流失增加
4. 吸收剂
高岭土、粘土、皂土、硅藻土、瓷土等 作用：吸附颜料粒子和分散乳化的油脂（因其表面积较大）
5. 脱色剂和漂白剂
H2O2 Na2S2O4 甲脒亚磺酸（二氧化硫脲 formamidine sulphinic acid, NH2NHCSO2H） 作用：脱色、漂白
6. 表面活性剂 （Surface active agent, Surfactant）
2. 逆向除渣器 Reverse Cleaner



作用：除去比纤维轻的杂质（如苯乙烯、聚乙烯碎片、 蜡、模压塑料等） 工艺：进浆浓度0.5~1.2% 进浆压力 0.2~0.7MPa 轻杂质出口压力 0.05MPa 良浆出口压力 ≥0 优点：操作方便 效果显著 缺点：压力降大 能耗增加 排渣量大（为进浆流量的40~60%） 须多段除杂

1.粗筛 粗筛选在碎浆和高浓除渣后进行，主要使用孔径为 1.3~2.0mm的筛孔，在3%~5%的浓度下运行，主要用来除 去一些较大的废杂子，如碎纸片、塑料片和其他较大的碎 片。 2.细筛 细筛选所用压力筛的筛缝宽度变动于0.15~0.70mm之间， 视所生产的纸种和设置的部位而变化。细筛选技术发展迅 速，一是筛缝已变的很细，目前不少工厂已在使用缝宽为 0.10的筛板，二是这些筛缝已能在很高的浓度（3%~5%） 下运行。这些细筛缝可以用来除去一些非常细小的废杂子， 如胶黏物、热熔物和斑点等。 3.分级筛 分级筛选主要的目的是将纸浆分选为长纤维和短纤维，所 以筛孔大小大致为1.3~2.0mm,在2%~4%浓度下运行。
适当提高温度可促进油墨软化、分散加快反应，但温度过高，含机械浆 纸，纸浆返黄，白度↓ 中低温脱墨 40-60℃ 旧报纸或机浆多的纸 高温脱墨 80-90℃ 油墨中含沥青的书纸
4. 脱墨时间
主要根据废纸种类、脱墨剂及温度等而定 温度↑，时间↓ 脱墨剂化学作用↑，时间↓在水力碎浆机碎解和脱墨，每池20-40min 时间过长，动力↑，蒸汽↑，产量↓，油墨粒子有可能“回转”，纤维 重 新染色等
1. 皂化剂
NaOH Na2CO3 Na2SiO3：特别适合含磨木浆较多的废纸 作用：使纤维润胀 使油墨中的油脂皂化 使纸张中的松香皂化
2. 湿润剂（也称清净剂）
肥皂、油酸钠皂、脂肪酸、烷基磺酸钠等， 作用：润湿颜料料子，使油脂乳化并溶出
3. 分散剂
硅酸钠、油酸钠、动物胶、表面活性剂等 作用：接收分离出来的油墨颜料粒子，并使其保持悬浮状态
统连通，产生真空作用。借助真空作用首先从网槽
内吸取浆料，使浆料吸附于网面，浆料随转鼓旋转
离开网槽液面，在转盘上形成连续的浆层.
优点：低速、低能耗，操作简单 ;②高表面 积低占面积，通常用于低游离度纸浆浓缩 用③可用增加盘数来增加生产能力；④高 出浆浓度、低固形物损失；⑤浊白水和清 白水的水腿可以分开。 缺点： ①设备费用较高；②过滤介质、喷 水管以及其他移动部件有一定维修量；③ 由于真空导致纤维网的形成，洗涤效率低， 在废纸脱墨流程中，多圆盘浓缩机主要作 为浓缩而非洗涤之用。
（一）沥青的分散处理 （Pitch）


（二）热熔胶的处理（Hot meet adhesive） 冷法处理：缝筛或/和逆向除渣器 热法处理：浆料浓缩至25—35%干度→ 蒸汽加热 →热分 散机
高浓纤维间的强烈磨擦，使热熔物与纤维分开，并分散成微 小颗粒，均匀分布在纤维中间
废纸脱墨：印刷过废纸→除油墨→白纸浆， 使用价值↑ 脱墨浆
5. 碎解浓度 趋向高浓度 12-15% 浓度↑，脱墨剂有效浓度↑，纤维间摩擦、剪切、搓揉↑ 6．油墨性质 油墨


脱墨难易最主要取决于连结料的性质 天然树脂、醇酸油脂、干性油等连结料易除 沥青、纤维素衍生物、合成胶乳等连结料难除 要根据连结料性质确定脱墨剂配方与脱墨工艺
7、脱墨pH值 一般废纸脱墨多为碱性脱墨剂pH9～11；处理湿强纸，采用较低pH 和高温 8、废纸疏解 疏解愈充分油墨愈易从纤维分离，脱墨效果↑ 9、浆料洗涤 脱墨后浆料迅速及时洗涤
最佳粒子大小：
筛选>净化> 浮选>洗涤
一个完整的废纸脱墨系统往往是筛选、净 化、浮选和洗涤的结合

（一）流程

（二）工艺
1. 废纸种类：新闻纸、杂志纸、混合办公废纸 存放时间 2. 加料顺序：
先加药品后加废纸，药更均匀与油墨反应 若先加废纸后加药，油墨粒子有可能进入纤维内部
3. 脱墨温度
两种轻杂质除渣器的运行参数
逆向除渣器 通流式除渣器
进浆浓度 % 压力差 KPa 排渣率 %（质量分数） 排渣率 %(体积分数) 单个生产能力 L/min 停留时间 S
0.5—0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 170—270 15—25 40—60 55-115 1
0.5—1.0 100—135 5—10 5-15 95—150 1.5
表征表面活性剂的一个方法 HLB(Hydrophilic-Lypophilic Balance)值，即结构中亲 水基团与疏水基团的质量比 HLB值对脱墨效率有影响 在其他条件相同时，HLB↑，新闻纸脱墨浆白度↑ 浊点——与温度有关的现象（Cloud point），温度升高 分子就越来越靠近而开始缔合。若干表面活性分子的聚集 或缔合，在水中出现云斑或乳白色，故定名浊点 当温度刚好在浊点以下时，表面活性剂是最有效的，脱 墨效果最好


波形筛板工作原理



（1）改变浆料流线，提高浆料在筛缝（孔）附近的涡流 程度，利于筛选能力和效率的提高； （2）槽区产生的涡流剪切力破坏孔（缝）处的纤维絮聚， 起冲刷孔（缝）作用 （3）通过改变浆料流线改善纤维取向，可降低筛板两侧 压差，因而降低能耗


低浓浓缩机：圆网浓缩机，侧压浓缩机， 斜网浓缩机 中、高浓浓缩机：
8. 粘着物去除剂
粘着物 Stickies 热熔物 Hot melt 化学去除办法： 无机物（滑石和锆化合物）
滑石涂盖在大的粘着物表面上，也可提高白度， 锆化物，钝化或涂盖在粘着物表面

分散剂/钝化剂
改性聚丙烯细纤维 有很高的分支和很大的表面积， 将粘着物包覆

洗涤法

浮选法和洗涤法的比较
除去：油墨粒子、浆中填料和 细纤维油墨粒子在1-10um之 间，洗涤效果最好



脱墨过程三步骤：
疏解分离纤维 使油墨从纤维上分离 把脱除的油墨粒子从浆中除去


脱墨原理：
1.脱墨化学品使废纸上油墨表面张力降低从而产生润湿、渗透、 乳化、分散等作用 2.机械、化学和热协同作用

多种化学组分组成 单一组分是不可能达到最佳脱墨效果的

脱墨剂是降低废纸与印刷油墨的表面张力而产生 皂化、润湿、渗透、乳化、分散和脱色等多种作 用的综合体
正向除渣器
工作参数



（1）进浆浓度：一般不超过0.7%，过大，净化效率 明显下降 （2）进出浆压力差：有一最佳值以达到最大化效率 （3）纸浆游离度：高游离度的浆如OCC脱水较易，沿器壁 浓缩程度高，因而排渣量高，可适当减少 良浆和粗渣的压力差 （4）排渣率：过小会降低净化效率；过大会增加纤维损失， 须增加除渣段数；无排渣就无净化效果

（1）过滤面积： （2）过滤压力差：由白水调节箱调节。 （3）圆网的转速。 （4）压辊的线压。 （5）进浆浓度及浆料的滤水性。
多圆盘浓缩机的转盘由辐射方向的隔板分成若 干个互不相通的小室，而分配阀分成4个大小不同 的空室，每个空室起着不同的作用。各区之间有分 割区，分割区不起作用，称为死区。当转盘运转时， 轴头分配圈的每个小室先后轮流与分配阀个区间接 通。当小室通过1、2区间时，相应的小室与真空系
7. 浮选促集剂
如脂肪酸皂（为硬脂酸、油酸、棕榈酸等的混合物） 作用：将碎浆时分离的油墨粒子聚集在一起，然后由 气泡带走 注意：脂肪酸钠必须转化为钙盐，才能起浮选促集剂 作用，故必须在脱墨系统中加钙离子。 来源：涂料或填料中的CaCO3，或在浮选槽中加 CaCL2 分散促集剂（Displector）：兼有分散剂和促集剂作 用，适合于浮选和洗涤相结合的脱墨系统，为非离子 表面活性剂。

倾斜式螺旋浓缩机

沥青、石蜡、热熔胶、胶粘剂、油脂等 把沥青或其他热熔物分散成肉眼看不见的微粒 并均匀分布在纸浆中，而在最后的成品中不易 察觉出来。 来源：层压粘合剂，纸袋纸防水气层，防潮包 装等 处理：汽蒸加热（150℃，3—5min），使沥 青成溶融状态→螺旋机械作用使之分散 于纸浆中。