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1、,1,第四章 废纸制浆及废纸脱墨设备,The equipment for pulping and de-inking of wa,stepaper,2,净化和筛选直接影响到成纸的质量，是处理好废纸的关键。 净化筛选的目的就是要尽可能地除去杂质，并尽量减少处 理过程中纤维的流失。,废纸浆的净化筛选包括除渣、筛选两个工序。,通常孔筛位于废纸制浆流程的前端，又称为粗筛（coarse screen），而缝筛位于流程的中段或末段，又称为精筛 （fine screen）。,第四节 筛选净化设备,3,筛选方面最大的技术进步是有着楔形棒筛筐的细缝筛的开 发。缝筛的进步还表现在增加了筛缝开口面积，镀铬以延,长使
2、用寿命。即使缝宽只有0.10.15，也能在34,的浆浓下正常运行。,在不锈钢筛板进浆面加工的波形开口，使纸浆紧靠筛缝进 口处实现流体化，从而提高了通过量和进浆浓度，并大大 减少了分级现象。,细缝筛的重要作用还在于它能在废纸处理过程中有效地去 除胶粘物。,4,5,一、孔类压力筛,（一）外流式压力筛,压力筛的进浆与浆泵连接，浆流的压头是浆料穿过筛孔的 主要动力。转子的旋翼也提供了一定的筛选动力。,在筛选过程中，特别是在浆料打浆度很低，浆料疏水性很 强的情况下，留在筛框内侧的浆料和粗渣浓度会很快提高。 为了维持筛选过程的正常进行，帮助粗渣顺利排出，需要 从稀释水入口补充足够的水。,筛框是压力筛最重要
3、的部件。,筛孔和筛缝的几何尺寸既要保证良浆顺利通过，又要能有 效地截留住粗大杂质。用于废纸浆生产的筛框筛孔一般为,1.22.0mm，筛缝的缝宽为0.10.3mm。,6,选择筛孔几何尺寸的最重要因素是筛子所处理的物料的性 质，包括纤维的种类，纤维平均长度和宽度，滤水性能， 需要筛分的代表性杂质的情况。为了有效地截留最大量的 杂质，往往要让一部分好纤维留在粗渣中。即筛子的排渣,率。通常压力筛的排渣率为1525。,其次是筛框的开孔面积，这是筛框上所有开孔的面积的总,和。一般浆料通过筛孔的速度选0.10.5m/s，开孔面积便,决定该筛的生产能力。,开孔率，即开孔面积占整个筛框表面积的比例。开孔率 大，
4、也就是孔或缝更密集。在保持足够的机械强度和耐磨 蚀量的前提下，开孔率直接关系到该筛的工作效率。,7,（二）内流式压力筛 内流式压力筛的工作 原理和基本结构都与 外流式压力筛相似， 在废纸制浆过程中应 用较少。,图430所示奥斯龙,公司产品，其结构与 原理与通用的内流式 压力筛一样。,8,（三）卧式压力筛,水平放置的筛框和转子 有拆装方便的优点，而 且配套的电动机是基本 型的电机，设备投资明 显节约。,9,卧式高浓压力筛,10,（四）CR系列压力筛,11,CR压力筛属内流式压力筛。没有转子，转轴带动筛框转动。 在筛框内侧排列若干等距离布置的脉冲板。利用转动筛框 对脉冲板相对运动，浆料在脉冲板的前
5、缘对筛孔产生反冲 洗脉冲，连续清洗筛孔。 优点是粗渣留在筛框外，容易收集并排出筛体外面。脉冲 板位于良浆区，不存在被粗渣磨损的问题。 CR筛可在35%的浓度范围内工作，筛框的孔径一般为 2.0mm。,表44,CR筛规格（Ahlstrom公司）,12,二、缝类压力筛,（一）普通缝筛,生产商都倾向于将产品系列化、标准化。把缝筛与孔筛合 并成同一系列的设计，而两者之间的差异仅仅是孔型筛框 换成缝型筛框。因此，缝筛的结构和分类实际上与孔筛是 相同的。但是，缝筛少有内流式。,对于缝筛要考虑纤维分级（fractionation）问题，特别是,在处理游离度较高的浆料尤其要注意。由于筛缝的几何尺 寸越来越小，
6、在缝筛的筛选过程中部分长纤维往往来不及 穿过筛缝而滞留在筛框内，与粗渣混在一起。结果一方面 会影响筛选效率，增加粗渣比例。另方面会令粗渣区的浓 度迅速上升，由于堵塞而影响生产正常运转。处理这类浆 料的时候，一个办法是加大稀释水加入量，另一个办法是 选择有较大脉冲压力的转子。,13,Kadant公司Screen系列压力筛的核心技术是由ID2和ID3转子和筛筐配套 起来的细缝筛。包括有ScreenTek、ScreenONE、SereenTWO、 FiberNET等。 圆筒形的ID2转子中部有一个突出的圆环，将筛选区分为一、二筛选 区，转子表面，按照一、二筛选区的筛选长度安装有断面呈弓形的叶片。 当
7、纸浆从压力筛底部进入并经过第一筛选区后，在突出圆环处弯曲进入 一防絮凝装置，使纸浆悬浮液中的纤维分散更均匀从而提高了在第二筛 选区的筛选效率。 这种新型转子可以使整个筛板都起到筛选作用， 可在更小的筛缝情况 下，提高生产能力，提高浆浓和长纤维的通过量。采用锥形的机体也改 善了筛选时的浆流模型。 ID3在ID2的基础上增加了防絮凝装置处的稀释水设施，使第二筛选区的 筛选状况得到进一步的改善。,ID2转子和筛筐的示意图,ID3转子和筛筐的示意图,ID2转子和筛框,ScreenTek压力筛,ScreenTek压力筛是一台单段压力筛，其结构上的主要特点是：(1)配置 有ID2筛框和转子；(2)效率高，
8、生产能力高，得率高；(3)运行状态良好 ；(4)升流式设计；(5)锥形良浆室；(6)设置有重杂质捕集装置；(7)运 行费用、维修费用和动力消耗较低。 升流式设计，重杂质不会进入筛浆区而是在底部除去，轻杂质和空气随 浆流上升并由顶部中央的排渣口排出。良浆室锥形设计提供了一个平稳 的浆流转变，使整个筛板长度上浆流平稳。 14,15,为了简化筛选流程，节省占地面 积、动力、设备数量以及制造费,用，Kadant公司开发了,ScreenONE压力筛，是内部装设,有三个筛选段的紧凑型细缝筛。,ScreenONE是中浓筛，在4.5%至 5%的浓度下运行，前面两段筛 缝为0.15mm，第三段为,0.10mm，
9、筛后粗渣量很少，只 是总进浆量的0.5%。生产能力为 275一375t/d，能耗很低，只有 6.5kwh/t。,SereenONE压力筛,16,（二）多级筛,把23级筛的转子和筛,框都装在一个筛体里， 粗浆进入筛体里的第一 段筛选段后，良浆从良 浆口引出，而粗渣则在 筛体内直接导向第二段 筛选段。,把几段筛造成一体，对 部件的材质，装拆设 计，轴的支承，段间流 量控制等都有更高的要 求。但是节约了大量的 能耗。,17,（三）复合筛,图434所示是Voith公 司的Combisorter复合,筛，粗浆导入筛体后， 首先在底部转动的筛板 上进行筛选。良浆穿过 筛板从良浆出口排出， 留下来的粗渣拐弯
10、向上 进行第二次筛选。,降低能耗和减少设备空 间。,18,三、高浓除渣器,高浓除渣器通常位于废纸碎浆后的第一工序，重点除去夹 带在废纸原料中4mm左右粒径以下的重质杂质。典型种类 有碎石、砂石、砂子、碎玻璃、书钉、小铁片等。 由于这些杂质的比重为1.58.0，在浆料浓度甚高（至 3.54）的环境中仍能由于离心力很大的缘故穿越浆层 而得以有效分离。比重越大的杂质，分离的效率越高。,图435表示TBC公司的高浓除渣器。,这种高浓除渣器把分离锥体做成两段，杂质分离效果更好。 由铸铁制成锥体外壳，下锥体由于要与密集的杂质连续磨 擦，因此衬有硬度很高耐磨性能很强的陶瓷套管。为了平 衡浆料的冲击、减少设备
11、的振动，这种高浓除渣器还在锥 体的外壳灌注混凝土。,19,20,图436是安德里茨公司的高浓除渣器。主要的工作部分 与TBC公司的高浓除渣器很相似，下锥体也衬陶瓷套管。,而上锥体和进浆头则在不锈钢的壳体内衬耐磨的镍铬合金 钢。,）,几种高浓除渣器举例,21,1-双锥体； 2-视镜；,3-集渣器； 4-照明灯,双锥型除渣器图,22,带叶轮的高浓除渣器 High consistency cleaner with,rotor,管状旋转高浓除渣器，下部为叶轮，上部为低压头泵 叶，浆料从顶部切线方向进入，粗渣落入下部集渣器 间歇排出，可以手动或自动排渣。在集渣器上部通入 一定量压力略高于进浆压力(499
12、8kPa)的清水，使好 纤维被淘洗回收而不致过多地落人集渣器中，而良浆 则从顶部良浆出口排走。这种高浓除渣器的除渣效率 较高，其处理浆料的浓度范围在2 6。,23,1-泵叶,2-叶片 带叶轮,的高浓,除渣器,示意图,国产ZSC21,型高浓除渣,器,24,表 ZSC21型高浓除渣器主要技术特征,第六节,热分散与搓揉设备,Equipment for hot dispersing and kneading 废纸中除含有各类轻、重杂质外，还含有沥青、石蜡、油 脂和各种热熔性或压敏性的胶粘剂等杂质。这些热熔性的 杂质若留在浆料中不除去，则在抄纸时易粘在网子、毛布、 辊子或烘缸表面上，造成纸页断头或出现孔
13、洞、掉毛等纸 病。因此必须对这些热熔性杂质进行处理。 处理热熔性杂质的方法主要是“热分散法”。热分散就是采 用机械与热作用相结合的方法，将经过离解和净化的废纸 浆送入热分散系统，在100的温度下使热熔物杂质融解 分散成肉眼看不见的微粒，并均匀地混于纤维之间，而在 最后的成品中不容易察觉出来。 25,26,除了热熔物和塑料类杂质外，热分散过程还可以有效分散 残余油墨粒子。,热分散过程同时可以使浆料获得轻度精磨的处理效果从而 改善浆料的均整程度和物理强度。,27,热分散通常是在高浓（3035），高温（80120）,的条件下，用热分散机对浆料进行强烈的搓揉。,高浓是为了消除水载体的润滑作用，保证浆料
14、以及油墨粒 子类固体可以获得强烈的摩擦剪切。高温是为了使热熔胶、 塑料片、油墨粒子等残存杂质软化，更容易经受分散作用。,28,热分散过程同时是一个能量传输的过程。通常热分散的功 率输入量为6080 kwh/t。,热分散机可有三种运行控制模式：定功率输入，比功率输 入和人工手动控制。,定功率输入模式：将设备的功率消耗作为一个固定的给定值。不管 运行中送进热分散机浆料的浓度、流量的变化，系统根据电动机的 瞬时电流讯号对磨片的进刀量或者搓揉机出口截面大小进行调整， 保持过程的功率消耗为恒定值。,比功率输入模式：将单位物料（吨）的功率消耗作为给定值，系统 根据检测进入热分散机浆料所得到的流量、浓度和电
15、流讯号来控制 磨片的进刀量或者搓揉机出口截面大小。此时，系统的总功率输入 是随浆料的绝干通过量变化而变化的，而单位物料的功率消耗维持 恒定。,人工手动的模式则是放弃自动控制，人为地改变和设定进刀量或者 出口截面。,29,有漂白工序跟随在后的热分散机会在热分散机的进浆口加 入漂白用的化学药品，利用热分散机的充分搅拌功能同时 起混合器的作用。,热分散机分成盘式和辊式两种类型。,盘式热分散机的结构与盘磨机相似。但是工作浓度高得多，传输的 功率很大，主要的工作部件定盘和转盘以及磨盘的齿要比普通磨浆 机的磨盘强度要大得多。,辊式热分散机又分双辊和单辊两种。辊式热分散机又叫做搓揉机。,盘式热分散机操作温度
16、在90130间，搓揉机操作温度低于100。 盘式热分散机的功率输入较高，为5080（最高120）kWh/t，而 搓揉机为3060（最高80）kWh/t。定盘和转盘之间的速差，盘式 热分散机是搓揉机的4倍。两者的工作浓度都是2535。,30,31,32,33,Cellwood公司Krima热分散漂白系统,Krima紧凑热分散系统,紧凑热分散系统加热管分布 Krima高度集成热分散系统 34,35,热分散系统,图448,盘式热分散机,1进浆口 2喂料螺旋 3壳体 4定盘 5转盘 6稀释水 7出浆口 8转盘进退机构 9主轴和轴承副 36,一、盘式热分散机Disc hot-disperser,37,盘
17、式热分散机的结构与盘磨机相似。,工作原理：经净化与精选后的浆料浓缩至25 30的浓,度，再经加热螺旋，温度达到85100，由喂料螺旋送,入机内，浆料从定盘的中心孔进入分散区，通过分散齿的 强烈剪切和搓揉而完成热分散作用。使软化的热熔物如蜡、 树脂、胶粘剂或者油墨从纤维上分离和碎解，分散成肉眼 看不见的微小颗粒，而纤维本身进一步被均匀纤维化，并 提高了结合强度和叩解度。分散后的浆料在环形磨浆室中 被稀释到5 6的浓度沿切线方向排出。,38,39,为了调节热分散的功率输入，大中型热分散机的转盘和主 轴可在调节电机驱动下前后移动。调节系统根据主电机的 功率输出（或工作电流）的信号，通过DCS系统与给
18、定值 对比后，控制调节电机的正转或反转，驱动转盘向定盘靠 近或退出。,有些浆料的热分散温度达110。这时热分散机的壳体就 要按照压力容器的要求进行设计。,40,（一）转盘和定盘Rotor and stator,分散机转盘的转速通常为1500r/min，转盘和定盘的直径 为500-1000mm，用球墨铸铁、镍铬合金钢等耐磨材料制成。 齿盘的齿型与疏解机的齿型相似，靠近中心的齿尺寸、间 距大一些，而靠近外缘的齿尺寸、间距小一些。,定盘和喂料螺旋装在有铰链的端盖上。转盘装在底盘上。 为了使转盘能承受大的冲击和振动，底盘造得比较厚。 传动轴实际直径比按功率计算所需要的直径大得多，使整 个转盘具有足够大
19、的惯量。,41,42,43,（二）机壳和机座Shell and base,传统的热分散机机壳使用铸钢材料。使用铸钢的好处是 部件质量大，吸收振动能力强，内表面更耐磨。,现在有的热分散机机壳采用合金钢板焊接而成。这种机 壳质量轻，机加工量较少，但是隔音减振作用不如铸钢。 功率大的热分散机可在机壳上安装振动测量装置作为设 备正常运转的保护装置。有些热分散机的机座上还安装 间隙指示装置，帮助判断设备运行情况。,44,（三）转盘进退系统,转盘和定盘间隙越小，浆料在齿盘之间的空间越小，浆料 受到齿盘的机械磨浆作用以及浆料内部的摩擦搓揉作用迅 速上升，主电机的功率消耗也随之上升。,根据热分散工艺的需要，可
20、以通过定功率输入，比功率输 入和人工手动控制三种模式来控制电机功率与转盘的位置。,在主轴做水平移动时，主轴联轴器要做出相应的补偿。一 般热分散机采用齿式联轴器进行补偿。,45,转盘手动进退系统,1、6-轴承 2-调节手轮 3-蜗杆 4-蜗轮 5-螺旋推力筒 7-导向平键 8-机盖 9-底座 10-主轴,46,（四）喂料和稀释系统,1喂料螺旋 Feeding screw,有些喂料螺旋采用普通的输送螺旋。,有些喂料螺旋采用带式喂料螺旋。带式喂料螺旋的叶片无论 是强度、刚度和耐磨性能方面，制作要求更高，但是输送浆 料的效率更高。,喂料螺旋的工作直径一般为250-400mm，螺旋转速350-500r
21、min。,47,图4-50 中空喂料螺旋,48,2稀释系统,热分散机的工作浓度一般在3035之间。热分散机的 稀释有在分散区前和分散区后两种情况。,在分散区前的稀释水管接在定盘中空的进料口前面。这种 稀释是工艺和运行的控制手段之一。,在分散区后的稀释是为了适应下工段浆料浓度的需要，稀 释水管接在机壳的顶部或者背部。但是，如果热分散后要 求稀释水量较大时，在热分散机上也只能做初步的稀释。 否则，大量的稀释水加入会造成机壳温差的波动，水力冲 击也会造成额外的机壳振动。,如果热分散机的后工序仍然需要高浓度的，就不配置稀释 系统。,49,Voith公司热分散机部分规格,50,二、搓揉设备 Kneade
22、r,辊式热分散机又叫搓揉机，其工作原理与盘式热分散机相同。但是其 工作部件转速比盘式热分散机的转盘要慢得多。,为了保证油墨和其他杂质的去除，使油墨、杂质与纤维有效分离，并 在随后的筛选、除渣、浮选、洗涤等工序中被除去，而不是单纯将油 墨和其他杂质破碎、分散到纸浆中去，以搓揉替代分散是一个较好的 选择。,51,高浓搓揉系统的特点：,1.通常不需蒸汽加热管，节省蒸汽需要； 2.能耗低，节约费用；,3.不切断纤维，游离度变化很少，减少纤维受损； 4.细小纤维形成少，可提高得率；,5.对H202漂白来说是良好的混合器，可节约一台混合器；,6.能有效分离纤维束从而改善纤维的结合和润胀能力，改善,纸机上的
23、纸页形成；,7.能最大限度地去除油墨，允许使用一般混合办公废纸。,52,53,图4-51 双辊式搓揉机Double-roll kneader,1-进料口,2-主轴,3-啮合的螺旋齿,4-机壳,5-挡浆耐磨环,6-销轴,7- 加压和泄压气,囊 54,55,56,主要工作部件是一对互相啮合的反向螺旋。当这两条螺旋 由减速箱带动以相同的速度，相反方向旋转时，高温高浓 的浆料受到强烈的搓揉而完成对残余油墨和杂质的分散作 用。两条螺旋在把动力传输给浆料的同时，还使浆料从进 料口向出料口方向推进。,57,（一）啮齿的双辊 Double-roll,两条螺旋辊子传递的功率很大，单根螺旋的轴功率为 200100
24、0kW，转速为750900rmin，因此主轴本身很 粗。大直径大质量的主轴惯性大，可以吸收振动和冲击。 双辊的前段对着浆料入口是喂料螺旋。分散区，相啮合的 螺旋沿径向切割成等分的缺口，这些缺口提供了浆料翻动 搓揉、摩擦和剪切以及向出料口移动的空间。,螺旋齿在传递功率的过程中要经受巨大的摩擦。因此，螺 旋齿造成轴套型式，用键或者压入的办法装在主轴上，在 大幅度磨损的情况下可以更换。齿面进行渗碳处理，以延 长工作寿命。,58,59,（二）调压系统,搓揉机的外壳装在两侧的滑动杆上，可以沿着两条螺旋齿的 轴向滑动。在出料端安装了加压气囊和退压气囊。,根据DCS控制系统的设定，当搓揉过程需要加压(或加大
25、功率 输入)时，加压气囊充气，推动机壳向进料口移动，使出料 口的截面变小，浆料排出受阻，机体内的浆料密度加大，搓 揉过程强化。当搓揉过程需要卸压时，加压气囊逐渐泄压， 气囊对机壳的压力下降，机壳便自动向反方向移动，出料口 截面变大。出料速度上升，浆料在机体内的约束包括密度下 降，功率消耗降低。,退压气囊是用于将机壳推向出料口截面最大的位置，这也是 设备的空车位置。,60,（三）机身 1.底座,由于搓揉机的功率很大，处理高浓浆料的过程中，振动的频 率和振幅都很大，设备的底座要做得很牢固，并且用地脚螺 栓固定在质量相当于设备质量数倍的混凝土基础板上。在基 础板与基础之间还要放进橡胶隔震块。,2.机
26、壳,搓揉机的机壳造得很厚实。在保证足够强度的同时，还具有 耐磨损、吸收震动的功能。,在浆料出口处，机壳镶衬着可拆换的耐磨块。浆料的入口套 管和出口套管分别用耐温橡胶管与物料管连接。一方面是阻 隔设备的震动，又允许机身沿轴向轻微移动。,3.轴承,轴承应选用重级系列，而且在机外配套强制润滑系统。,61,Ultra twin-flyte 双辊搓揉机的规格尺寸和动力配置,62,搓揉机的能耗为4550kWht，纸浆间的强力摩擦作用可 使纸浆温度提高约160C，从而在H202漂白时往往不再用蒸汽,来加热纸浆。,通过搓揉机的处理，废纸浆的撕裂、耐破、抗张强度、耐 折力以及层间结合强度均有所提高。,63,（四
27、）单辊式搓揉机single-roll kneader,主要部件结构与双辊搓揉机很相似，但主轴转速更慢，,仅为300400r/min。,高浓浆料由主轴前段的喂料螺旋送往分散段，经过巨型 齿形对浆料进行强烈的搓揉而达到热分散的效果。 工作过程的功率传输也是由改变出料口大小进行调节。,64,1-喂料螺旋 2-壳体 3-固定刀环 4-转动刀环,低速单辊式搓揉机,65,66,结构,它有一根转动轴(即转子)，转动轴上装有喂料螺旋和特 殊设计的转动刀环，而在圆筒形外壳内装有固定刀环， 两刀环有螺旋形刀翼，并呈错开状排列。,转动轴以较低转速转动，浆料在转动刀环和固定刀环之 间运动，形成有力的搓揉作用，纤维相互摩擦，但不会 切断和损伤纤维，游离度下降很少。,设备壳体下方装有4-5个进气管口，可以视情况导入蒸 汽加热浆料，使浆料中的热熔物等在蒸汽加热下熔化， 并被搓揉分散成细微颗粒。,67,国产单辊式搓揉机（热分散机）的主要技术参数,