制浆造纸设备与机械

第九章制浆造纸机械与设备第一节制浆造纸生产概述纸浆的原料主要有木材、竹、芦苇、稻草、麦草、芒杆、棉杆、甘蔗渣、破布、废棉、废麻等类植物纤维。制浆是利用化学的方法或机械的方法或两者结合的方法使植物纤维原料离解，变成本色纸浆或漂白纸浆的过程。下面以芦苇造纸为例介绍其基本过程：此外，制浆造纸过程中还包括一些辅助过程，如蒸煮液的制备，漂液的制备，蒸煮废气和废液中化学药品与热能的回收利用以及废液的综合利用等。制浆的方法大致可分为机械法、化学法和化学机械法三种。从第二节至第四节将详细介绍三种方法的工作过程及其主要机械。机械法有：原木磨木法（磨石磨木法)、木片磨木法等化学法有：碱法和亚硝酸盐法。化学机械法即用较轻度的化学处理再加以机械磨浆的方法。第二节机械法制浆及其主要机械用机械方法将木材磨解成的纸浆称为机械木浆，或磨木浆。磨木浆的主要缺点有：（1）纸浆纤维短，非纤维素组分含量较高，成纸强度较低。（2）由于木材中绝大部分的木素和其它非纤维素组分未被除去，成纸易被变黄发脆，不能太长久保存。白色磨木浆主要用来生产新闻纸。磨木机是生产磨木浆的主要设备。磨木机由磨石、料箱，加压送料机构及浆坑等构成；此外，还有刻石装置，机械装木装置等设备。磨木机的种类很多，按操作的连续性不同，可分为连续式与间歇式两大类。下面简单介绍一下应用最广泛的一种磨木机——链式磨木机链式磨木机由机架、料箱、链条及其转动机构、磨石及浆坑等组成。如图所示。第三节碱法制浆及其主要设备碱法制浆是使用碱性化学药剂水溶液处理植物纤维原料，将原料中的木素溶出，尽可能保留纤维素与最大程度保留半纤维素，使原料纤维彼此分离成为纸浆。常用方法：石灰法、烧碱法（又称苛性钠法、苏打法）、硫酸盐法、氨法等。石灰法：所用药剂是石灰乳，有效成分是Ca(OH)2。烧碱法：蒸煮所用的化学药剂主要成分是NaOH，还有少量的Na2CO3。硫酸盐法：蒸煮所用的化学药剂的主要成分是NaOH和Na2S，也含有少量Na2CO3、Na2SO4和Na2SO3等。第四节亚硫酸盐法制浆设备概述亚硝酸盐蒸煮锅均为固定直立式，由于亚硝酸盐蒸煮液对锅炉钢板有强烈腐蚀性，所以同蒸煮液相接触的钢板表面需用耐酸保护层保护。第五节纸浆的洗涤、浓缩、漂白和筛选设备概述一、纸浆的洗涤设备纸浆洗涤的目的，是把蒸煮过程中溶解于蒸煮液和附着于纤维表面以及夹杂于纤维之间的一些非纤维性的可溶物，用水或稀废液溶出，并与纤维分离，获得干净的纸浆。纸浆的洗涤可分为粗洗和精洗纸浆洗涤设备按其工作原理和工作特性可分为以下三类。（一）扩散洗涤设备这类设备的特点是浆料经受洗涤时间长，同时受到洗涤的浆料较多，洗涤过程中扩散作用进行得较彻底，其设备有扩散洗涤器、洗浆池、循环式洗涤池等。(二)过滤洗涤设备这类设备的特点是采用薄浆层操作，连续分离废液，连续喷淋洗涤液，以液位差或气压差作为过滤动力，一般进浆浓度比较低。该设备有各种转鼓式过滤机、带式过滤机、置换洗涤器。1、转鼓式过滤机转鼓式过滤机是把一个转鼓放置在浆槽里构成的过滤设备，滤网铺盖在转鼓的表面。用来洗涤纸浆的过滤机称为洗浆机。作为洗浆机的过滤机不仅要把废液从纸浆中分离，还要进行纸浆洗涤，所以在过滤机上装有洗涤喷淋装置。下面以真空洗浆机和压力洗浆机为例对转鼓式过滤机做简单介绍。（一）真空洗浆机真空洗浆机由转鼓、分配阀、槽体、洗涤液喷淋装置、剥浆装置、水腿管及其真空系统等组成。我国真空洗浆机按用途分为：A型洗浆机，用于漂后洗涤或浓缩，B型洗浆机用于多台串联洗涤碱法粗浆。（二）压力洗浆机压力洗浆机是以转鼓外面的加压空气作为过滤动力的洗涤设备。它由转鼓以及把转鼓密封起来的鼓槽、密封辊（gun）、喷洗管、高压鼓风机、外壳等组成。2、水平带式真空洗浆机用于洗浆的水平带式真空过滤机称为水平带式真空洗浆机（俗称带式洗涤机）。带式洗浆机由滤网、滤带、真空洗滤箱、洗浆箱、喷洗装置、辊筒、气罩和机架等组成。带式洗浆机由于设备造价较低，占地面积较小，电耗低，维修方便，特别是在置换段的洗涤效果比鼓式洗涤剂好，因此应用较广。（三）挤压式洗涤设备这类设备主要指以机械直接加工的脱水或黑液提取设备。该设备以多孔板，缝板作为滤网，采取高浓进浆，高浓出浆，浆层较厚，并且采用较高的操作压力。浆料的脱水或黑液的提取主要依靠机械力的挤压，而不是依靠扩散作用。例如螺旋挤浆机。1、螺旋挤浆机螺旋挤浆机又称螺旋压榨机，其特点是：设备紧凑，投资少，提取的黑液温度高，浓度大，黑液的泡沫不影响提取率下降，但黑液提取率低，多用于中小型草类半料浆及木浆厂。螺旋挤浆机有压榨螺旋，滤水鼓，调压装置，机座和传动装置等组成。二、纸浆的筛选设备为了保证浆及纸的质量，防止生产设备被浆料中的杂质损坏或堵塞，必须把浆料中的纤维性杂质及矿物杂质除去。由于纸浆中杂质的来源及性质各异，所以浆料筛选设备的种类繁多。根据原理的不同，可分为筛浆机及除渣设备两大类。筛浆机是利用纤维与杂质的几何形状不同，把杂质除去；除渣设备是利用纤维与杂质的密度不同，把杂质除去。筛浆机可分为两类：一类主要靠筛鼓两边浆料的压力差使良浆通过筛孔；或利用转子叶片产生的离心力使良浆通过筛孔，统称为离心式筛浆机。另一类称为振动式筛浆机，分为振动平筛和振动圆筛两类。离心式筛浆机除渣设备有：沉砂盘，涡轮除渣器及立式离心除渣机等。CX型离心筛CX型离心筛浆机适用于化学浆、机械木浆、苇浆及草浆的筛选。ZSL型离心筛它保留了CX型离心筛直径小，转速高，形成浆环好的特点，克服了草浆筛选中叶片易挂浆及排渣不够通畅等缺点，适用各种纸浆的筛选。立式旋翼筛立式旋翼筛转子的轴是直立的。转子上一般有2-3块叶片，叶片的形状与飞机的机翼相似，俗称旋翼。高频振框式平筛高频振框式平筛，由于结构简单，动力消耗低，适用于多种浆料，在粗料筛选过程中成为不可缺少的除节设备。涡旋式除渣器三、纸浆的漂白设备漂白的目的是使纸浆具有洁白的颜色，除去蒸煮后浆料内余留的部分木素和色素，提高浆料的纯度。漂白过程是将漂剂与浆料混合进行化学反应和把反应生成物、残留物漂剂从浆料中洗涤出来的过程。漂浆机漂浆机是中小型纸厂普遍采用的漂白设备，一般用于次氯酸盐单段漂白。连续式漂白设备氯化塔碱处理塔漂白塔多段漂白是把不同的漂剂分别施加到各漂段浆料中去。多段漂白包括最基本的三个过程：氯化，碱处理，次氯酸盐漂白。四、纸浆的浓缩与贮存纸浆经过精选后，浓度偏高，若将这样低浓度的纸浆送入浆池贮存，将使贮浆池的容积过大，占地面积多，浆料的输送，搅拌所耗动力也大。因此首先要对纸浆进行浓缩。中小型纸厂采用较多的浓缩设备是测压浓缩机和圆网浓缩机。测压浓缩机圆网浓缩机纸浆的贮存是保证连续性生产的重要环节，同时它可以起到调节浓度，缓冲前后工序的生产以及稳定质量等作用。为此，在制浆造纸厂，很多工序前后都没有浆料的贮存池。第六节打浆设备一、概述经过蒸煮、洗涤、筛选、漂白以后的纸浆。还不宜直接用于抄纸。必须利用机械方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适用造纸机生产要求的特性，使生产出来的纸张达到预期的质量，这种操作过程称为打浆。打浆的任务是对纸浆纤维进行机械处理，使纤维的形状及物理性质发生变化，如发生切断、分丝等。二、打浆设备打浆设备可分为间歇式和连续式两大类。间歇式目前使用的主要是打浆机，连续式则有锥形精浆机，圆柱精浆机和盘磨机。打浆机盘磨机近年来，国内处理纸料都广泛地采用盘磨机。主要原因是：盘磨机结构简单、占地面积少，效率高，电耗低。盘磨机是一种连续打浆设备，有利于保证质量的均一和稳定，提高劳动生产率，为自动化提供了技术基础；尤其是适用于高浓度连续磨浆，能有效的提高磨浆的质量。锥形精浆机圆柱精浆机第七件造纸机一、概述按造纸机的成形部分结构形式的不同，造纸机的主要类型有：长网类型，夹网类型，圆网类型，复合造纸机。长网类型长网造纸机的用途广泛，可以生产绝大多数品种的纸张和纸板。夹网类型叠网造纸机圆网类型二、造纸机的浆料流送设备浆料流送设备通常称为流浆箱或网前箱。它的作用是将已配制和稀释好的纸料，均匀而稳定地沿造纸机全宽流送和喷布到成形网上。目前生产实践中使用的流浆箱种类极其繁多，机构上也有很大差别。下面仅展示几种常用的流浆箱，说明流浆箱的一些结构特点和工作原理。压力流流浆箱长网流浆箱敞开式流浆箱双匀浆辊流浆箱其它三、造纸机的网部网部是造纸机上影响纸幅质量最重要的部分。湿纸幅一旦在造纸机的网部成形以后，纸张中纤维交织状态便基本上定形了，纸张的基本物理性能也就确定了。网部的主要作用是纸幅的成形，因此网部也称为造纸机的纸副成形装置或简称为成形器。现在常用的纸幅成形装置有长网、圆网、夹网三种类型。长网圆网夹网四、造纸机的压榨部从网部来的湿纸幅，从湿纸幅的强度能承受机械挤压之时起，都需要在压榨部利用机械挤压进一步脱水，在提高干度的同时，增加纸的紧度、强度，改善纸的表面性质，然后才能送到红干部干燥。按压榨辊组的配置所构成的压区数可将压榨分为两类:只有一个压区的双辊压榨和有多个压区的复式压榨。普通压榨五、造纸机的烘干部烘干部的作用是进一步干燥，使纸幅达到成品所需要的干度。烘毯缸烘缸六、压光机压光机的主要作用，一是整饰，提高纸幅的平滑度，光泽度和紧度;二是，校正纸幅的厚度，通过局部的加热和冷却压光辊，以减少纸幅厚度沿横向向上的波动。七、卷纸机卷纸机位于造纸机的末端，用来把纸幅卷成纸卷，它运行性能的好坏直接影响造纸机的生产效率。卷纸机按照卷取原理可分为两种：轴式卷纸机和圆筒式卷纸机。轴式卷纸机圆筒式卷纸机八、造纸机的传动装置造纸机的传动装置应按造纸机的型式、生产品种、产量和质量等来选择。造纸机的传动点有：真空伏辊、驱网辊，传动导网辊，真空吸移辊等等。真空伏辊驱网辊造纸设备展示