張永龍(福建省輕工機械設備有限公司, 福建 福州 350101）

用新型設備配置的廢紙OCC制漿工藝

張永龍
(福建省輕工機械設備有限公司, 福建 福州 350101）

廢紙制漿是集合纖維與纖維、纖維與雜質之間的剝離，纖維質量的凈化及提升，漿料的洗滌濃縮，纖維的分級、纖維的熱分散、磨漿處理為一體的制漿過程。各操作單元中選擇最適用的操作方法和設備，來達到最好的處理效果。所以整條漿料制備生產線的技術及設計方案必須應有較高的產品檔次及成本效率和符合低碳經濟要求。

廢紙制漿 工藝流程 熱分散

低碳經濟已成為歷史的新趨勢，人類的新要求。對于污染嚴重的造紙業(yè)，無疑要對產業(yè)模式進行變革升級，提高資源、能源的利用率，只有這樣才能保持與低碳經濟同步，從而在提升企業(yè)的產能和效益的同時，增強企業(yè)的競爭力。為有效地控制污染、最大程度地降低造紙對環(huán)境的不利影響，國內的一些重點造紙企業(yè)，不斷加大技改力度，淘汰落后產能，采用世界先進處理工藝，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少和避免生產過程中污染物的產生和排放，開創(chuàng)了一套低碳經濟發(fā)展模式。造成我國造紙行業(yè)能耗高的主要原因，一是能量使用的優(yōu)化程度較低，二是工藝和裝備較落后。因此發(fā)展低碳經濟，科技創(chuàng)新是根本。造紙業(yè)作為我國的傳統產業(yè)，只有科技創(chuàng)新，才能保持與低碳經濟同步，并從中獲得巨大收益。

0 前 言

廢紙廣泛地用作造紙原料，為造紙工業(yè)提供了重要的再生資源，不但可以緩解造紙原料的匱乏和能源消耗的矛盾，符合可持續(xù)發(fā)展理念，而且可以減輕日益嚴重的環(huán)境污染問題。

利用廢紙原料制漿與直接使用商品漿板制漿相比，因為商品漿板的價格普遍較高，根據生產所得出來的噸紙成本而言，合理的利用廢紙為原料進行產品檔次的提升其經濟效益會更加可觀。

1 工藝流程及配置

廢紙生產高中檔掛面箱板紙?zhí)幚硐到y見圖1。

圖1 高中檔掛面箱板紙?zhí)幚硐到y

如生產雙層紙時，可將中纖維作為面漿用，長、短纖維合并作為底漿用。生產不同紙種時，可以合理地對流程進行變化使用。此工藝流程可以使廢紙原料通過分級處理，利用到紙機面襯芯底各層中，可以合理地替代使用其他漿類，生產高等或優(yōu)等產品。

2 OCC處理系統

2.1 碎漿系統

碎漿是廢紙循環(huán)利用過程的重要一步，是否得當對后續(xù)工序有很大的影響。合理的碎解時間是碎漿的關鍵參數，可有效地使OCC纖維疏解成單根纖維，同時避免產生過度的切斷和細纖維化；可使紙頁抗張指數和撕裂指數分別提高[1-2]。碎漿的主要目的及要求有四個：

（1）充分疏解廢紙纖維，最大限度地使雜質和纖維分離，使原先交織成紙頁的纖維最大限度地離解成單根纖維而又最大限度地保持纖維的原有形態(tài)和強度；

（2）盡量不要使輕、重雜質被碎解成細小顆粒，從而增加后續(xù)工序去除這些雜質的困難和負擔；

（3）將較大的輕、重雜質盡量在制漿系統中除去；

（4）分散廢紙到單根纖維，必須不含纖維束（殘留碎片1% ～ 2%），即碎漿機的疏解率要高。

應用較多的D型水力碎漿機如圖2所示。

相對于目前多數廠家的廢紙原料都含有一定比例的美廢，其濕強性大，不建議使用鼓式碎漿機。鼓式碎漿機的碎解率低，纖維得率低。

D型水力碎漿機

高濃除渣器：利用雜質與紙漿相對密度不同的原理將廢紙中的石塊、砂、鐵釘、玻璃及書釘等顆粒較大、密度大于水的重雜質除去，并保護其后的設備。

2.2 篩選系統

目的將紙漿中的雜質(包括粗渣及其他雜質)從紙漿中盡可能地選擇性地分離出來。漿料以較高的壓力由切線方向進入篩漿機，合格纖維依靠篩鼓內外的壓力差及篩孔尺寸的限制通過篩孔。篩內充滿漿料，進出管路均密封，篩內壓力差較大。壓力篩安裝簡單、易于操作、生產維護費用低、不產生泡沫，生產能力大、篩板凈化效率高、便于自動控制。

壓力粗篩主要除去由高濃除渣器流入的紙漿懸浮液中的塑料顆粒、泡沫、繩結、碎紙片、塑料片、膠粘物及纖維束等雜物。孔篩擔當著去除殘留在廢紙漿中的較重、較大的廢雜質以及保護細縫篩避免遭損傷的作用，縫篩則是用來去除原生膠粘物等細小廢雜質。

2.3 纖維分級篩

目的是將紙漿中的長纖維和短纖維分開，以便有效地使用不同纖維長度的紙漿?；驹瓌t是根據所需紙漿的纖維長度分布或碎片含量情況來進行分級。

在廢紙?zhí)幚砩a線中設置分級處理主要是因為：節(jié)約能耗；提高廢紙漿的質量；能合理使用分級處理后的各纖維組分。

推薦采用縫篩纖維分級篩，如圖3所示，優(yōu)點是大部分細小廢雜質將集中到長纖維組分中來，隨后可集中進行廢雜質的去除工作。短纖維因分離比較潔凈，故無需設置廢雜質的去除工序。

圖3 纖維分級篩圖

多圓盤過濾機能有效地降低漿的水耗，不但可以回收白水中纖維、填料，而且還可以實現白水循環(huán)利用，多余的白水可以送至前段，達到降低漿清水消耗的目的[3-4]。

多圓盤過濾機主要由進料槽、槽體、上罩、濾盤、過濾閥、圓盤軸、分配閥、剝漿噴淋裝置、洗網噴淋裝置、傳動裝置、出漿裝置等部分組成，見圖4。多圓盤過濾機正常運轉時經自然過濾區(qū)、真空過濾區(qū)、剝漿區(qū)、洗網區(qū)四個主要區(qū)域對介質進行過濾，自身并無真空泵對其抽真空，而是利用各濾液水腿產生的真空作為過濾推動力。

多圓盤過濾機運轉過程中產生的濁濾液、清濾液和超清濾液的量可以根據生產要求而定，可以通過閥門調節(jié)幾種濾液的分配比例來調整濾液量，使各種濾液能夠更好地回用于整個制漿生產線上。

圖4 多圓盤過濾機

圖5 盤式熱分散系統

2.4 盤式熱分散系統

盤式熱分散系統如圖5所示。

熱分散是廢紙制漿造紙過程中一個極重要的過程。在漿料流動過程中，由于液相對固相的阻力以及固相在流動中的加速度力的作用，使粘附在纖維上的膠粘物從纖維上剝離，并分散成細小顆粒。

在廢紙制漿過程中，經過篩選、凈化等工序處理后，仍然存在少量的膠黏物，粘附在纖維上的黏狀物和微小油墨點是造成紙面"油斑"的根源。因此在廢紙制漿生產線上，以廢紙為原料生產中、高檔紙時，都會采用盤式熱分散機把粘附在纖維上的油墨粒子、黏狀物和熱熔物從纖維上剝離出來，并把它們分散為肉眼看不到的微小顆粒，這些分散的塵埃、黏狀物和熱熔物在紙機上不再會以塵埃點或斑點出現，一個良好的分散系統可使膠粘物的去除率達99.5%[5]。

熱分散是在磨區(qū)內產生足夠大的切變力以克服膠黏物內在的結合力或膠黏物與纖維表面的結合力。漿料濃度的提高，有利于降低熱分散過程磨齒對纖維的直接作用力，從而減少對漿料纖維形態(tài)的改變。

它采用蒸汽加熱的方式分散紙漿中的熱熔性物質。工藝過程要求進入熱分散機的紙漿纖維應有一定的溫度,以便脫除熱熔性物質[6]。為此,在預熱器通入蒸汽對漿料加熱。蒸汽壓力過高,將對前面設備的操作造成危險,并使蒸汽消耗量增大。因此,在系統的控制上采用了選擇性控制系統。磨盤的間隙是漿料分散效果的重要控制參數（間隙過大,分散效果不好,間隙過小,磨盤的壽命縮短）,所以,對磨盤的間隙需要進行控制。熱分散機的盤隙控制是熱分散機正常運行所必需的。盤隙的檢測采用電感式檢測方式,檢測的精度達0.1 mm。

預熱器溫度是影響漿料熱分散的重要參數,由于預熱器內漿料濃度高、磨損大,因此,溫度的檢測采用檢測預熱器的器壁溫度來間接反映預熱器器內溫度的方法。采用調節(jié)通入的蒸汽量來控制預熱器器壁溫度。考慮到蒸汽壓力過高時,蒸汽會反相流動,造成前面設備運行的事故,同時增加蒸汽消耗量,所以設置了預熱器溫度和蒸汽壓力的選擇性控制系統。正常時,預熱器溫度通過調節(jié)蒸汽量來控制。當蒸汽壓力大于蒸汽壓力控制器的設定值時,系統自動切入壓力控制系統,即根據蒸汽壓力調節(jié)蒸汽量。

為使整個系統能正常運行,設置了開停車的順序控制系統。開車的控制要求是先開后續(xù)設備,再開前面的設備;先開輔助設備,后開主設備。而停車的過程與此相反。為了保證在設備內的漿料能在停車時全部排出,在停車順序中需設置一定的時間延時。為保證設備的正常運行,對關鍵設備需設置一定的聯鎖開停條件。

生產實踐表明,只要蒸汽量保證,在預熱器壁溫度保持在100到105℃時,內部被加熱漿料可達到油蠟點熔化溫度,同時,分散機磨片間隙控制得當,就能達到良好的分散效果。在長期穩(wěn)定運行時,經熱分散系統處理后的漿料,除用肉眼在亮度較高時能見到少許細小的油蠟點外,整個紙面的質量完全符合生產要求。這說明該系統的熱分散效果較好,油蠟基本能熔化分散。

3 創(chuàng)新點

該OCC系統的幾種創(chuàng)新單元工序主要特點總結如下：

①高疏解率的D型碎漿系統；

②膠黏物去除率高的洗滌濃縮和良好運轉性能的高效篩選凈化；

③大量降低熱熔物和提高強度性能的盤式熱分散系統；

④纖維分級利用的纖維分級篩；

⑤低水耗、低汽耗、低能耗、高品質。

客戶可以根據廢紙原料特點和需要生產的產品要求，對此工藝流程進行合理的變化。此工藝流程重點在充分利用纖維分級篩的特點，對廢紙纖維原料進行合理的選用。

4 結束語

最近幾年來，工藝和設備的開發(fā)正在全方位地集中在節(jié)能降耗和回收纖維上。一些創(chuàng)新的工序，如纖維分級利用技術、雙網洗滌技術、機電液一控熱分散技術，已被應用到紙行業(yè)中，進一步完善了普通的工藝技術。不但滿足了OCC漿料的潔凈度和高物理性能，而且整條漿料制備生產線也具有較高的成本效率和符合低碳經濟要求，滿足生產商的要求。

[1] 陳慶蔚．當代廢紙?zhí)幚砑夹g、方法的最佳化[J] ． 中華紙業(yè) ,2009(3)．

[2] 郭文杰等．碎漿過程對OCC纖維及其成紙性能的影響[J] ． 中華紙業(yè),2010(22)．

[3] 楊海,陸宗平．多圓盤過濾機在漿料濃縮上的應用[J]．上海造紙,2004,35．

[4] 趙黎,陳安江．圓盤過濾機回收白水的效果、工藝特點及注意事項[J] ． 紙和造紙,2010,29．

[5] 克瓦納紙漿公司．采用緊湊熱分散改進回收纖維[J] ．國際造紙,2000(2):44．

[6] 趙黎．盤式熱分散機的結構原理與應用[J]．中國造紙,2008,27(10):55．

Keyboard：waste paper; pulping; pulping process; hot disperser

Application of New Equipments in Pulping Process of Occ Waste Paper

waste paper-pulping is a collection of stripped between the fiber and fiber, fiber and impurities, the purification and upgrading of the fiber quality, the washing of pulp, the classification of fiber, hot dispersion and refining processing as one of the pulping process.the most suitable operation method and equipment were chosen in operation units to reach the best processing effect. And then, the entire stock preparation technology of the production line and design must be due a higher product quality and cost-efficient and low-carbon economy requires.