Section5造纸机湿部白水的处理与循环

本节课主要内容†第二篇纸和纸板的抄造†概述：纸和纸板的生产方法、生产过程、设备、基本概念†第四章供浆系统和白水系统†第一节供浆系统†供浆系统的作用和组成†纸料的调量和稀释†纸料的净化和筛选第二篇纸和纸板的抄造†概述†一、纸和纸板抄造的方法„干法：以空气为介质使纤维成为悬浮体进行抄纸.（无纺布纸）。只适合于生产少数纸种（如绝缘纸等）。„湿法：是将纤维分散在水中制成悬浮液，通过网上脱水，生产出组织均匀的纸页。二、纸和纸板抄造过程†上网前纸料的处理†纸料的流送和纸页成形†压榨脱水†纸页的干燥†纸页的压光卷取三、设备分类、特点†长网造纸机†圆网造纸机†夹网造纸机†多层造纸机四、基本概念和生产能力†车速：卷纸机上纸的实际速度，以m/min表示†工作速度：造纸机使用时比较合适的车速†结构车速：造纸机的极限车速†爬行车速：为了检修和清洗毛毯以及纸机运转中部分情况所使用的慢车速，10～25m/min宽度†毛纸宽度（抄宽）：卷纸机上纸幅的宽度。以mm表示。†公称净纸宽度：卷纸机上纸幅宽度截去必需宽度纸边后的纸幅宽度。†毛纸宽度＝公称净纸宽度＋切边宽造纸车间的“三率”†抄造率：指在卷纸机处成纸的完成率。†抄造率＝„抄造量：指卷在卷纸机上纸的实际重量。„抄造损纸量：指断纸和更换卷纸辊时造成的损纸量。%100×+抄造损失量抄造量抄造量†成品率：指成品纸的百分率（扣除了切选损失）。†成品率=†合格率：指成品（包括合格品和副品）中合格成品的百分率。†合格率=%100×抄造量成品量%100×成品量合格成品量纸机生产能力†Q=（t/d）†式中Q——造纸机的生产能力（t/d）；†v——造纸机的车速（m/min），造纸机的车速是指卷纸机上卷纸的线速度；†Bm——纸的抄宽（m），纸的抄宽通常是指卷纸机的毛纸幅宽度；†q——纸的定量（g/m2）；†K1——抄造率，即扣除断头空运转时数后的比率，一般为0.95～0.98；†K2——成品率，即所生产合格成品的比率，对一般纸张要求达到93%～98%，对薄页纸张取88%～90%；†K3——设备利用率100006.0321KKvBmqK第四章供浆系统和白水系统†第一节供浆系统†一、概述†作用与组成„作用：通过供浆系统的处理向纸机提供符合需要的纸料„组成：调浆、稀释、除气、净化、筛选、消除压力脉冲和纸浆输送等。二、纸料的调量和稀释†调浆的目的：按纸机车速和纸张定量要求调节供浆量。†稀释的目的：将纸料稀释到合适的浓度，以便在抄纸过程中形成均匀的纸页。浆量调节和稀释的方法†冲浆箱†冲浆池†冲浆泵冲浆冲浆泵稀释流程三、纸料的净化和筛选†目的作用：除去纸料中的杂质，制成均匀分散的纤维悬浮液†纸料的净化„锥形除渣器：分重质除渣器、轻质除渣器、从芯部抽出除渣器锥形除渣器的选型和使用：†锥形除渣器的型号，按直径大小有620、606和600三个系列。†型号大，生产能力大，纤维损失少，动力消耗低，但净化效率低，纸机前的净化一般都使用606型。“分级”和“分段”†“分级”：把良浆依次串联实行多次除砂称为分级，其目的是提高良浆的质量；†“分段”：把浆渣依次串联实行多次除砂称为分段，其目的是减少尾渣中好纤维的损失，但动力消耗成倍增加；†在纸机供浆系统中多采用一级三段。锥形除渣器控制工艺条件†纸料浓度：浓度越大，除渣效率越小，浓度过小，动力消耗增加，对木浆最适宜的浓度为0.5%，对草浆浓度0.3%。†纸料进出口压力差：压差大，生产能力大，净化的效率高。一般进浆压力控制在280～350kPa，出口压力为10～30kPa。†排渣率：影响排渣率的主要因素是排渣口直径的大小。直径大，排渣率大，净化效率高，但纤维损失增加；直径小，易堵塞。在多段净化中，应逐段增加其排渣口径，排渣率一般为10%～30%，而且也应逐段增大。筛选†主要采用各种类型的压力筛†多用单筛筐外流式压力筛，在技术上的主要进展是研究开发波形筛缝筛板和低脉冲旋翼。影响压力筛筛选效果的因素†纸料浓度：适当提高浓度，筛选效率高。†进出口压力差：影响不大，筛鼓内外压差以10～20kPa为宜。†排渣率：增大排渣率，筛选效率提高，但纤维损失增加。†旋翼与筛板的间隙：旋翼与筛板的间隙越小，脉冲越强烈，筛选效果越高。过小易损坏筛板。一般为0.6～0.8mm。†旋翼转速：加快可提高生产能力和筛选效率，但电耗大，纸料易产生脉动作用。一般为250～550转/分。†筛孔的选择：对于长纤维生产高级纸或者纸料中含有较多轻质颗粒状杂质如油墨球时，采用缝筛较为有效。而圆孔筛对片状杂质、细长杂质较为有效。孔径通常为1.0～3.2mm。†筛内空气：筛内空气增加会减少有效工作面积，应及时排除。四、纸料的脱气†除气的作用：†避免在纸机流浆箱产生泡沫，影响生产和纸张质量，如在纸上出现圆形小点、填料斑点等，生产多层纸板时，则容易分层。†避免纤维漂浮在流浆箱中的表层,影响纸的匀度。†降低流送系统脉动的幅度，使纸的定量更稳定。†加快成形部的脱水，增加成形部的脱水能力。†化学除气法和机械除气法†化学法：将化学品（除气消泡剂）加入纸料中†机械除气法：基于真空和物理力结合起来，把纸料中的空气脱除。†目前使用的典型的方法是特克雷特除气法，其特点是在高真空下纸料受到喷射、冲击、沸腾三重作用而把纸料中的空气和其他气体除去。除气的方法比翼真空脱气罐1—泵2—泵3—泵4—泵5—压力筛6—白水池7—段锥形除渣器组8—空气脱气罐9—二段锥形除渣器组装有多段锥形除渣器的比翼型布置的净化—除气系统。除渣器一特克雷特管型内部断面示意图l-除渣器2-良浆管3-加大直径的排渣孔4-气芯真空度90.16kPa5-进口压力61.74kPa6-自由喷溅7-真空度90.16kPa8-恒定的液位9-排渣收集总管10-自由排出11-真空度90.16kPa上节课的主要内容†基本概念：车速、抄宽†供浆系统的作用和组成†纸料的调量和稀释：作用、方法†纸料的净化和筛选：作用、影响因素本节课的主要内容†纸页的纵向定量波动及其与供浆系统压力脉动的关系†第二节白水系统和造纸用水封闭循环„意义、循环情况、流程、设备†第五章纸的抄造„第一节纸料上网†纸料上网的作用、任务†流浆箱五、纸页的纵向定量波动及其与供浆系统压力脉动的关系†（一）纸页纵向定量波动†概念：纸页纵向定量分布的均一性†影响：„影响干燥均匀性、起皱；„影响涂布质量等非周期性定量波动：可在线检测控制周期性定量波动：对供浆系统压力脉动和设备振动测定（二）供浆系统压力脉动对纸页纵向定量波动的影响†压力脉动产生的原因„周期性压力脉动：冲浆泵和压力筛造成„非周期性压力脉动：纸料输送和白水循环系统的管路等造成（白水中有空气）†解决方法„采用低脉冲的冲浆泵和压力筛（双吸式离心泵和多叶片压力筛）„改进供浆系统纸料的输送和白水循环的设计和操作，减少压力波动和避免空气混入。„应用消除压力脉冲装置脉冲衰减器†组成：管道和底座、隔膜、圆形气室†原理：当浆流压力升高时，膜片上顶，压向粘有小塑料泡沫的垫块，起到吸收脉冲的作用。通过调整气室内空气容积和压力起到衰减管道中浆流脉动的作用。†稳压罐：带阶梯扩散器板脉冲衰减器1一管道和底座2一圆形气室3一隔膜4一放气系统5一空气进口6一空气出口用于气垫流浆箱的稳压罐1一液一气贮存罐2一产生能够吸收压力脉冲的湍流3一阶梯扩散器板4一纸料进口5一纸料出口第二节白水系统和造纸用水封闭循环1.造纸过程中物料和水的循环状况†循环的目的意义„节约用水（抄造吨纸有150～500吨水在系统循环，有30～70吨剩余水，先进的新闻纸耗水10～15吨）„节约纤维和填料„减轻环境污染†白水的分类„浓白水：网案前段脱水：案辊、案板„稀白水：真空箱脱水、洗网水†白水循环（1）第一循环系统浓白水—稀释纸浆；稀白水—除砂器（2）第二循环系统多余的浓白水和稀白水－白水回收－送往打浆工段浓度调节器稀释纸浆、供伏辊坑喷水或清洗用水（3）第三循环系统从第二循环系统出来的白水和造纸机压榨部等处来的废水合流后，送水处理设备进行处理排放。2.造纸白水系统的性质和特点†白水系统组成纤维、细小纤维、填料、表面活性剂、溶解的聚合物、无机物等白水组成的描述：总有机物含量（TOC）、总溶解固体含量（TDS）、总悬浮固体含量（TSS）、总固体含量（TS）零排放的概念：没有废物排放，不是没有水排放†造纸用水封闭循环对生产的影响„影响成形部的脱水„化学助剂失效，留着率下降（俗称阴离子垃圾）„设备和管道的腐蚀增加„影响纸机抄造：胶粘物粘网粘毛布。†减少封闭循环对生产影响的方法„降低白水中溶解和胶体物质的量方法：微滤和反渗透膜技术、微浮选等„采用高效的湿部化学品：PEO（聚环氧乙烯）/辅助剂、膨润土微粒助留体系。„使用化学药剂消除沉积物：表面活性剂、膨润土等„白水中腐浆的控制：防腐剂，新的防腐技术：控制生物膜的形成3.白水回收的方法和设备方法：过滤法、气浮法、沉淀法3.1过滤法：有垫层纤维代表设备：多圆盘真空过滤机工作原理†利用滤液水腿管产生真空作为过滤推动力，水腿高5～7m。†工作的四个区域：大气过滤区：排除浊液真空过滤区：扇片挂浆进入真空区，得到清的滤液转出液面吸干区：真空下滤饼进一步脱水，10～15％剥浆区：压力水剥离浆层。3.2气浮法†原理固体悬浮物吸附空气，表观密度下降而浮于液面得到分离。†流程调PH浆池白水反应池气浮池澄清池去使用絮凝剂溶气罐射流泵1—白水池2—白水泵3—反应池4—气浮池5—行车刮板6—回收浆池7—浆泵8—补充清水9—澄清水溢流管10—澄清水池11—清水加压泵12—清水泵13—溶气罐14—射流器15—进气管16—溶气水17—碱液桶18—矾土液桶气浮法白水回收流程示例†影响气浮法白水回收的因素„供气量：1g绝干固体物需10～15mL空气，溶气罐压力0.25~0.3MPa„白水浓度：500mg/L„絮凝剂的种类和用量„PH值：6.5~7.2„停留时间:15～30min†气浮池新类型（P180）†圆形气浮池（KroftaSandfloat）：停留时间短，浅层†Posidon加压气浮池可分离浮力大的固形物，又可分离微小颗粒絮凝物（波形倾斜板微小颗粒絮凝装置），还可采用沉降分离法分离细砂。3.3沉淀法†用沉降的方法分离细小纤维和填料，时间长，效率低，占地大，小型纸机用。†为加速沉淀加絮凝剂白水塔1—白水2—澄清水3—回收纸料1—白水入口2—白水分布区3—斜板区4—清水积层5—沉积斗6—清水出口斜板沉淀池结构图白水封闭循环后的现代造纸车间新鲜水用量生产纸种用量m3/吨浆新闻纸6-12薄页纸5-10超级压光纸10-15低定量涂布纸10-20卫生纸10-15瓦楞原纸2-10多层纸板8-15第四章思考题†解释概念：车速、抄宽、抄纸车间三率†如何计算纸机生产能力？†调浆的目的是什么？†纸机前压力筛在技术上主要有何进展？†纸料除气的目的和方法是什么？†如何减少纸页纵向定量波动？†纸机白水封闭循环有何意义？对生产有何影响？