再生纤维与废纸脱墨技术知识汇编

1再生纤维与废纸脱墨技术在废纸制浆过程中，制浆的目的是①在最大限度的保持废纸中纤维原有强度的情况下将废纸分散成纤维悬浮液，②并将废纸中的固体污染物如砂、石、金属等重杂质及绳索、破布条、玻璃纸、金属箔、塑料薄膜等体积大的杂质有效分离。在处理过程中，需要脱墨的废纸中，还需要加入一定量的脱墨剂及化学药品、通汽加热，等，以期达到降纤维与印刷油墨，胶黏物等分离的目的水力碎浆机的碎浆原理：碎浆作用主要是由于转子的机械作用和转子回转时所引起的水力剪切作用，使废纸浆料间相互摩擦，最终达到碎浆目的。碎浆的另一个任务就是在高浓范围内如何有效地分离油墨，所需的动力取决于油膜的强度和与纤维间的结合强度高浓可达19%间接中浓可达12%间接低浓6%连续高浓碎浆优点：（1）较低的制浆能耗（2）较好的纤维特性（3）较好的纸板性质（4）较高的得率，因为纤维碎片性浆渣较少（5）操作更简便（6）水力碎浆机槽中无浆渣堆积（7）杂质破碎较少，从而可在早期大量除去（8）浆渣处理更简单D形连续式水力碎浆机是圆形槽体的改进优点：（1）有较高的纸浆抽提浓度（4%——6%）（2）浆流湍动大，废纸捆浸入速度快，减少了加工时间，与常规圆形浆槽水力碎浆机相比，生产能力可提高30%以上（3）动力、投资费用均比圆形水力碎浆机省（4）占地面积小圆筒疏解机的碎浆原理：圆筒疏解机也称圆筒连续碎浆机，圆筒疏解机分为高浓疏解区和筛选区两个区，两者以相反的方向转动，高浓区要求占有2/3,而筛选区为1/3。松散的或去掉包装绳的废纸捆连同水及脱墨剂等化学药品一同被送入碎解区。圆筒上装有轴向隔板，圆筒转动时，内壁上的隔板重复地把废纸带起再跌落在圆筒的表面上，产生温和的剪切力和摩擦力，使纤维软化而不破坏杂质。当圆筒的滚动运动作用于浆团之间时，摩擦作用增加，时废纸中的印刷油墨、胶料及胶黏物等物质从纤维上松散开来，由于纤维分离过程中无切断作用，因而减少了杂质被切碎后带来操作上的麻烦。在碎浆机的末端，设有一挡环，可以保证浆料在碎解区的停留时间。废纸在碎浆区疏散后，浸入圆筒表面加工有孔的筛选区，浆料被稀释，稀释水从安装在筛选区上面的喷水管加入，将堵塞在筛孔内的纤维反冲回圆筒内，废渣被送往圆筒的尾端，作为低纤维物排放。良浆从筛孔流入贮浆池，之后送去进一步的碎解和筛选。圆筒疏解机的优点1,有良好的除杂能力，废纸原料可不经分选就直接使用，可节省大量分选费用；2，因其动力只消耗于圆筒的旋转上，无需搅拌、切断纤维及杂质等动力消耗，因而比水力碎浆机节省动力50%左右；3，化学药品可减少10%以上，蒸汽可节省60%；4，纸浆通过筛孔的速度很慢，从而减少了废杂物冲洗通过筛孔进入良浆的可能性；5，废杂物从圆筒另一端排出，不再需要做进一步的纤维回收；6，整个废纸处理系统的设备费用减少，且设备易维修保养，筛孔不易堵塞，可长时间连续运转。影响水力碎浆机效能的因素1、转子结构2、浆槽结构23、温度影响4、pH值的影响5、浓度的影响6、碎解时间的影响疏解：废纸的离解包括碎解和疏解两个阶段，碎解是废纸制浆的第一步，疏解时碎解的继续，时废纸最终完成离解成为纤维。疏解是将尚未解离的小纸片碎解成单根纤维的过程。疏解时碎解的继续，其目的是将纤维全部离解而不切断损伤纤维，降低纤维强度。疏解机的效率在很大程度上取决于废纸浆料中的污染物。高频疏解机的原理：通常由一个高速回转的转盘和一个固定的定盘组成，转盘高速旋转时，时废纸浆在转盘与定盘之间受到强烈的冲击和足够的水力剪切作用从而使废纸纤维分散，同时浆料通过疏解机设置的阻挡可以提高疏解效率。高频疏解机的优缺点优点：这种设备说提供的高速的机械水力撕裂作用，使浆料中的碎纸片几乎全部分散成纸浆，无论废纸片含量、尺寸如何，碎解率至少可达到95%以上，即残留的废纸片含量低于5%缺点：当金属碎片或塑料等杂物随浆料进入齿环是，易造成齿的断裂。因此仅适用于处理筛选、除渣后的废纸浆及车间内含杂质少的损纸。产量低纤维分离机的工作原理：浆料从槽体上方沿切线方向进入，由于叶轮旋转作用，使浆料在机壳内作旋转运动，同时由于叶轮旋转地泵送原理，使浆料沿轴向作循环运动。重杂质在离心力作用下，因其相对密度大而逐渐趋向圆周，又因机壳成圆锥形，重杂质在运动中自动向锥形大端集中，最后甩入沉渣口定期排出。塑料等轻杂质则在离心力作用下逐渐向机壳中心，沿轴向分离出去。良浆在旋转叶轮的强烈冲击或叶轮与底刀的撕碎、碎解作用下，充分分离纤维，经过筛孔筛选后，从良浆口排出。由于筛板和叶轮靠的很近，加上高速旋转地叶轮与底刀间形成的流体运动，在筛板附近产生强烈的浆流，起到自动清扫筛孔的作用。纤维分离机的特点（1）具有浆料二次疏解、轻杂质分离、重粗废料去除等3种基本功能（2）装置纤维分离机的碎浆流程可以处理低级的废纸，可减少原料的预处理，降低成本（3）使用纤维分离机，可提高原有水力碎浆机的生产能力，降低10%——20%的单位能耗筛选和筛分筛选是指从废纸再生浆中尽可能去除杂质碎片和固体污染物，并尽量减少处理过程中纤维的流失。筛分是根据纤维长度和柔韧性来分离纤维。筛选的主要目的是除去固体污染物，尽可能少地带出纤维筛分的主要目的是改变纸浆悬浮液的组成，更看重纤维的长度和柔软性。离心净化是将废纸浆中影响浆料质量和造成设备磨损的杂质去除，这些杂质包括砂石、金属块、玻璃片等重杂质和塑料以及其他塑性材料等轻杂质。主要依靠它们与水密度不同，与纤维尺寸不同和形状的不同特性来达到分离的作用。净化原理（1）液体动力原理涡旋除渣器中的浆流分三个方向：圆周运动的浆流产生离心力，轴向运动的浆流运送固体颗粒使其分离，半径方向的浆流逐渐从外围向中心运动（2）水力涡旋理论浆料从入口进入后会产生一个离心区。进口几何形状应该适合将泵的能量转换成浆流的旋转流动力涡旋除渣器的重杂质、轻杂质的排放提高净化效率的因素：1.浆料入口和良浆口之间的高压差，2.较小的涡旋直径3.低浓度（高浓时纤维摩擦大，运动受阻）4.低碎片含量（高的碎片含量会组织纤维的流动，造成较多的纤维流失）5.较高的温度（可以减少水的黏度从而减少流动阻力）6.适宜的装载量和适宜的分离率（高的排放率可提高分离效率，但纤维的流失也会增加）7.适宜的渣浆处理（渣浆尽可能连续处理，以减少纤维流失）净化设备及影响因素：3高浓除渣器，用于预净化处理，目的是除去密度较大的粗重杂质，避免意外的损伤和过量的磨损，保证疏解和筛选设备及泵的正常运行；中浓除渣器，单段净化处理使用，有保护设备的作用；低浓除渣器，可以用于轻重杂质的处理，有较高的分离效率，但低浓处理动力消耗较高浮选是利用气泡将杂质颗粒吸附并上浮到悬浮液表面，从而使杂质与纸浆悬浮液分离，起到分离净化作用。目的是除去悬浮液中的污染物。分离的标准是具有不同可润湿性的粒子表面被除去而纤维被保留下来。洗涤脱墨能将浆中小于30微米的填料和细小纤维除去。浮选脱墨可以有效地除去直径10~250微米范围内的杂质颗粒，并能保证填料和细小纤维的较高得率。浮选的先决条件时杂质粒子必须脱离与纤维吸附，从而能够在悬浮液中自由移动，同时也必须保证在一定的尺寸范围内。任何大的颗粒要变小，小的颗粒要聚集成较大的尺寸机理：（1）概率机理必须有气泡才能碰撞——碰撞概率；强力的吸附——吸附概率；粒子-气泡集合体平稳地上升到泡沫层——平稳概率；经历泡沫层的去除——泡沫层粒子传送概率。○1.气泡的数量和大小○2.气泡和油墨粒子的碰撞○3.吸附○4.稳定的传送（2）气泡的形成和运动○1.气泡的产生○2.相对速度洗涤去除小于30μm碎片的过滤过程，其目的是除去影响抄造过程和成纸质量的果汁，可以通过水洗除去的物质包括：填料、涂布颜料、细小组分、小的胶黏物和洗涤脱墨过程中的油墨粒子；溶解的胶状污染物包括：引起COD和阴离子垃圾的无机物和有机物。洗涤效果：浆料质量较好，产品白度较高，灰分除去率可高达95%，并且脱墨操作容易，工艺稳定，设备费用少，电耗较低，同时浆料的得率低，纤维流失较大，用水量大，处理废水的费用高。洗涤原理；1.过滤，利用多毛细孔道的浆层做过滤介质，在浆层两侧压差的推动下，使洗涤液与悬浮的纤维分离2.挤压采用机械加压对高浓浆料进行过滤过程，一般使用连续挤压设备。如螺旋挤浆机、斜螺旋浓缩机，大的挤压推动力可以挤压除少部分在过滤时很难除去的存在于纤维细胞腔中的废液。当挤压压强大于毛细管压强时，则能将毛细管中的废液挤压出来，3.扩散，扩散过程为物质的传递过程，，浆料的扩散洗涤即是利用浆中残留废液的浓度大于洗涤液的浓度差别，使纤维细胞壁内废液中的溶质分子自动移向水中，水分子也向纤维细胞壁内运动，进行置换，这就是水分子的扩散作用。，温度高分子动能大，D（扩散系数）值也大。黏度小，分子运动阻力小，扩散快，浓度大，D值减少浓缩脱水目的是从浆料中脱出水以提高浆料的浓度。1，满足纸浆某一特定的处理过程需要；2，满足经济性要求；3，适当的浓缩使浆料运输和储存的费用降低；4，最高的浆浓促进能量的有效循环和能量回收；5，分离水循环可使残余化学药品和污染物负荷、温度都满足产品的要求。原理：浓缩脱水是一个机械压榨的过滤过程，在过滤过程中，滤层在过滤基质上聚集，过滤层由悬4浮液中部分残留的固体组成如纤维或渣滓。而另外的固体则在过滤过程中通过了滤层进入滤液中，这主要是由于最初没形成滤层前，一些固体通过滤网而造成的流失。脱墨机理：在适当的温度和机械作用下，破坏油墨粒子对纤维黏附力，将油墨连接剂皂化、溶解，使油墨色料粒子从纤维上分离开来，整个过程可以分为三个步骤：○1.疏散分离纤维○2.使油墨从纤维上脱离○3.把脱离出来的油墨粒子从浆料中除去。洗涤法脱墨的基本原理：通过筛板或筛网对纸浆悬浮液进行筛选，在纸浆重复地稀释和浓缩过程中，由油墨化学品作用的油墨、填料及一些细小纤维及洗涤水被过滤除去。粒径小于10μm，而粒径小于5μm的为最佳。洗涤法脱墨纸浆损失较大，耗水、耗能对，废水处理复杂，不适于水资源缺乏的地区，但由于洗涤设备简单，投资少，适用于小型工厂生产。浮选脱墨机理：根据纤维、填料和油墨等组成的可润湿性不同，运用不同颗粒具有不同的表面性能的机理来达到分离的目的。因为只有憎水性表面的油墨颗粒才可以浮选，而具有亲水性表表面的纤维则会留在水中。具体是将空气鼓入稀释的纤维-水悬浮液中，油墨由于受到水的排斥力附聚到空气泡的表面，然后再一起上浮至液体表面，含有油墨的泡沫由机械逆流或真空抽吸被除去。空气泡直径小于0.01mm时，它们将吸附到纤维上，从而造成纤维的大量流失，，只有当空气泡的直径大于0.5mm时，空气泡才有足够的浮力推开纸浆悬浮液中由纤维组成的“弹性网”并上浮至浮选槽的表面。由浮选机理可知：○1在浮选憎水性油墨时，含有一定硬度的水对阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的应用时合适的，而阳离子型表面活性剂浮选憎水性油墨时则需要酸性的浮选条件，因为酸的负电荷离子起着正电荷离子对阴离子型表面活性剂相同的作用○2.在浮选亲水性油墨时，为了使油墨颗粒表面呈现憎水性，表面活性剂电荷对表面活性剂吸附到油墨颗粒表面上去病使其便面憎水性变化起着十分重要的作用，而空气泡与油墨颗粒的吸附，表面活性剂的电荷作用弱。○3.尽管在理论上式成立的，但实际上憎水性油墨与亲水性油墨浮选后，后者脱墨浆白度要比前者低15%，这主要是由于水性苯胺油墨颗粒大小难以为浮选所除去的缘故。洗涤法与浮选法的比较洗涤法脱墨流程:回收废纸→碎解→加脱墨剂→疏解→洗涤→再生纤维洗涤法脱墨浆比较干净,所得纸浆白度高,灰分含量低,操作方便,工艺稳定,电耗低,设备投资少.其缺点是用水量大,纤维流失大,得率低(一般为75%左右)浮选法脱墨流程:回收废纸→预筛选→碎解→高浓压力筛→浮选设备→锥形除砂器→圆网浓缩机→高浓漂白机→再生纸浆浮选法脱墨优点是纤维损失少,纸浆得率可高达85%~95%,所用的脱墨剂的数量少.缺点是纸浆白度低,灰分含量高,所用设备比洗涤法复杂\昂贵,动力消耗较大表面活性剂表面活性剂是脱墨剂中的关键成分，它具有润湿、渗透、乳化、分散、洗净及气泡等多种功能。无论哪种表面活性剂其分子都由非极性的疏水基和极性的亲水