制浆原理与工程课件5.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/8/9 Sunday,#,2026/10/10,制浆原理与工程课件5,第一节 纸浆的洗涤与废液的提取,一、概述,1.目的与要求,黑液 KP,蒸煮废液,红液 SP,1000Kg溶出有机物,碱法制浆，制1吨浆废液中有 400Kg NaOH及生成物,8-10m,3,H,2,O,从洗涤角度 把浆尽量洗干净，减少纤维流失,从碱回收角度 尽量提高黑液提取率，尽量减少用洗涤水，保持高的黑液浓度与温度,碱法纸浆洗涤目的：,尽量把浆洗干净,尽可能为回收系统提供浓度大、温度高的黑液,2.洗涤术语,固形物（Solids）,洗净度 纸浆洗净后的干净程度,KP法 残碱 0.05g/L（Na2O计）木浆,0.25g/L（Na2O计）苇浆,洗涤后每吨风干浆带走残碱量,SP法 以洗后纸浆滤液消耗KMnO4的量表示,（废液中含有木素）100mgKMnO4/L,置换比（Displacement Ratio）,在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与最大可能减少量之比,在理想状况下，洗后液体的溶质质量分数与洗涤,液一样，即W,M,=W,W,，则 D.R.=1,实际上W,M,WW，D.R.1,D.R.的大小受 洗涤液的数量、温度、分布,浆层的均匀性,浆料的特性等影响,一般来说，木浆多段洗 一段D.R.=0.80.92,中间段D.R.=0.50.7,（热水洗）末段D.R.=0.550.7,稀释因子（Dilution Factor）,表示提取的黑液的稀释程度，有时称稀释度,定义 洗涤每Kg风干浆引入黑液系统之洗涤用,水量Kg H,2,O/Kg 风干浆或 t H,2,O/t风干浆,洗涤因子的计算：,设洗后吨风干浆带走固形物38Kg,洗后浆浓15%,洗涤用水量 8m,3,/t风干浆,稀释因子大，洗涤用水量多，黑液浓度就稀,稀释因子越大，浆洗得越干净，黑液提越取,率越高。,洗涤损失（Washing Loss）Kg/t 风干浆,洗涤效率和黑液提取率（Washing Efficiency）,G-洗涤后提取的废液固形物含量,G,0,-洗涤前浆中废液固形物含量,黑液提取率=吨风干浆提取的送蒸发黑液的溶质,量对蒸煮后吨风干浆黑液总溶质量的百分比,一般提取率竹浆荻苇浆蔗渣浆麦草浆,木浆提取黑液：8Be 80 8m,3,草浆提取黑液：6Be 60 12m,3,压力洗浆机,原理：兼有过滤、扩散、置换作用,构造：转鼓、鼓槽、气罩、密封辊等组成,压力由风机产生的风压 911KPa,过滤面积 845m,2,工艺：进浆浓度 0.81.2,出浆浓度 12-14,优点：洗涤效果好，生产能力大，安装标高低（2楼,即可），不易产生泡沫,缺点：结构复杂，密封要求高，电耗大,适用：洗木浆、竹浆、荻苇浆，洗蔗渣浆产量低，洗,麦草浆不宜,3.鼓式置换洗浆机（DD洗浆机）,（Drum Displacement WasherDD Washer）,DD洗浆机,结构转鼓沿圆周被分隔成7个区：上浆成形区、4个,置换区、真空区（用真空泵将干度提高,到1416）、脱落区（用压缩空气将,浆片吹落）,可在一台洗浆机上实现四段逆流洗涤，,最后一段用热水洗,洗木浆生产能力：7.5t,/d.m,2,（二）带式洗浆机（Belt Washer）,原理：扩散与置换相结合（洗涤多段，但无段间稀释）,结构：滤网（滤带）、真空吸滤箱、流浆箱、机架、传,动、喷洗装置等组成。,优点：结构简单、操作方便、投资省,缺点：密封性差、热损失较大、胶带易磨损,工艺：进浆浓度 3-4,出浆浓度 15-19,洗涤水温 70-80,稀释因子 2-3,适用：国产的多用于纸浆的洗涤，用于黑液提取的少,（三）扩散洗涤器（Diffusion Washer）,原理：置换、过滤,结构：象漏斗型装置,外壳、过滤杯（筛杯）、,水压缸、刮料臂、喷,根据需要有一段式、两段式和三段式,纸浆从下锥部进入，分布于多筛环之间，与,筛环等速上升，洗涤水在多筛环间转动的喷,水管均匀加到浆中，利用筛环瞬时下降的振,动和剪切作用以废液反冲洗滤网。,工艺：进出浆浓度 10-12,进浆温度 80-95（100）,浆料上升速度 15cm/min,筛（网）环上升15cm后，用0.3s时间恢复原,有的位置，每段洗涤周期 6-8min,优点：设备紧凑、操作简单、生产能力大、洗涤效,率高、不产生泡沫、没有臭味、电耗低,连续蒸煮热扩散洗涤器,缺点：滤网升降机构复杂,适用：通常用于连续蒸煮器高热洗涤后的最终选择,器内高热洗涤（Internal washing zone in a typical,Kamyr Chip Digester),洗涤液（70-80）从蒸煮器底部进入，向,上流动，与高温浆接触，被加然至120-130,，此温度最适于洗涤，扩散速度增大，洗涤,效率提高，高热洗涤相当于2-3台真空洗浆机，,浆被将温至100 以下，通压缩空气“冷喷发”,（四）挤压洗涤设备,1.螺旋挤浆机（已淘汰）,2.双辊挤浆机（已淘汰）,3.置换压榨洗浆机,瑞典 Sunds、VPC、VPD、MPC,加拿大 Vani-NIP,原理：,挤压、置换,构造：两个多空辊、压力浆槽、输料器、刮刀等组,组成，每个压区分为脱水区、置换区、压榨,区,工艺：进浆浓度 2-5,出浆浓度 30-40,黑液提取率可达99,4.双网挤浆机（压滤机，Double Wire Press Washer）,浆料 自动脱水区 楔形脱水区 低压脱水区 高压,脱水区,工艺：出浆浓度 25-30,SD型压滤机,五、衡量洗涤设备的主要经济技术指标,1.黑液的提取率与提取黑液浓度（最主要）,提取率要高，黑液浓度也要高,2.洗涤损失与浆的洗净度,提高洁净度，减少损失（Carry over）,3.纤维损失,减少纤维损失,六、泡沫形成与消泡,1.泡沫的形成,表面活性物质（树脂、脂肪酸、蜡及其皂化物）与空气接触加之激烈的搅拌,2.消泡,静置消泡 温度上升，消泡时间下降,pH上升，消泡时间增加,蒸汽消泡 温度上升，液膜破裂,785-981KPa（8-10Kg/cm,2,),蒸汽喷射,机械消泡 利用超翼回转和离心作用使泡,沫与器壁碰破,消泡剂消泡 煤油、松节油、有机硅等表面,活性大、表面强度低、粘度小,液体,第二节 纸浆的筛选与净化,一、概述,（一）目的：除去杂质，以满足质量和正常生,产需要,纤维性杂质：木片、生片、草节,粗纤维束和非纤维细胞等,非纤维性杂质：泥砂、铁屑、碎,石、煤渣等,要求：筛选净化效率高，尾渣损失少，,设备流程简单，操作维修方便，,操作维修方便，动力消耗低,措施：合适的设备，合理的工艺流程，正确,的工艺条件,（二）术语,1.,2.,3.浆渣中的好纤维率 浆渣中能通过40目网的好纤维率,二、筛选净化原理,1.筛选 是利用几何形状的不同进行分离,（1）筛选动力 利用静压差通过式筛,利用动压差离心筛,不少筛是两者兼有之,（2）浆料要充分稀释，使其处于游离状态,（3）纤维层形成和破坏（振动或脉冲）,（4）细浆和粗渣只能相对分离,2.净化 利用相对密度的不同进行分离,（1）重力沉降 沉砂沟，浆浓0.5%，流速,10-15m/min,（2）离心分离,原理：泥砂等杂志比重大、G增大、F增大，被抛向,器壁，然后向下运动，轴向中心形成“低压,带”,由于器壁摩擦阻力及洁净浆料向低压带,集中，V下降，故做成锥形，即使r减小，以,保证离心力F,二、筛选设备及其影响因素,（一）筛选设备,1.振框式平筛（Johnson Screen）,结构：筛框、筛板、偏心轮、喷射管等,推动力位差,破坏纤维层振动,喷水防止粗渣中带出合格纤维,高频振框式平筛,工艺：进浆浓度 11.5%,出浆浓度 0.81.2%,筛孔 212mm,振次 14101440次/min,振幅 1.52mm,特点：适应浆种广、除节能力高、生产能力大、动,力消耗低，操作维修方便，但操作环境差,要求：合适的振动、浆浓和浆位,调节好喷水压力和角度,另一种振动筛：高频振动园筛,2.离心筛（Centrifugal Screen）,利用转子产生的离心力和筛板内外的浆位差,A型筛 B型筛 C型筛 CX筛 ZSL1-4型筛,原理,：（,1）浆料以一定的压头进入后，随着叶片的,旋转产生离心力，合格纤维通过筛空,（2）叶片轴向推力，使浆料呈螺旋线向排渣,端移动,（3）空心主轴两端可分别送入一定压力的稀,释水，且经叶片与隔板组成的夹缝直接,送到靠近筛板浆环的内周，稀释纸浆，,冲洗筛板,工艺：进浆浓度 0.83.0%,出浆浓度 0.61.5%,稀释用水量 占进浆量20100%（进浆浓度,越大，稀释水越多）,筛选效率 85%左右,特点：适应性强、生产能力大、筛选效率高,体积小，重量轻，电耗低，操作维护方便,要求：进浆有一定压力,进浆箱浆位与主轴距1.22.4mm,3.压力筛（Pressure Screen）,原理：浆料以一定的压力沿切线进入，筛板内外压,压力差使纤维通过筛孔,压力脉冲代替机械振动进行分离,结构：筛鼓（框）,转子（旋翼）,外壳,筛板（孔筛、,缝筛）,工艺：进浆浓度 0.53.0%,进浆压力 0.0350.21MPa,良浆浓度 0.352.8%,旋翼筛工作原理图,特点：全封闭，无泡沫产生，生产能力大，体积小,没振动筛选效率高,要求：筛框椭圆度要小（0.30.5mm）,控制好旋翼与筛板的距离（0.751.0mm）,（二）筛选影响因素,1.筛孔（缝）的大小和形状,形状：圆孔更有效地去除纤维束和细薄碎片,长缝更有效地去除圆形和立体状杂质,2.排渣率,排渣率上升，筛选效率上升，无粗渣就无筛,选效果，在相同排渣率下，筛孔孔径减小，,筛选效率提高,第一段排渣率宜在20-25%,3.转速,速度上升，离心力增加 太大 筛选效率低，电耗大,太小 产量小，易堵塞,4.进浆浓度,在保证质量的前提下，尽量提高浓度,每种筛处理不同的浆种均有一适宜浓度,浓度过大，良浆与粗渣不能有效分离，尾渣量,增大,浓度过低，产量下降，粗渣也易通过，筛选效,下降,泵送、浓缩负荷上升，水电耗上升,5.稀释水量和水压,稀释水太少，好纤维损失增加,稀释水太多，筛选效率下降,6.筛选效率,温度上升，浆可塑柔软，粗渣易通过，筛选,降低,三、净化设备及其影响因素,1.沉砂沟 Sund Trap,长 25-30m 宽500mm,压差仅 2.0-2.5M,主要除去较大颗粒的砂和金属屑等杂质，代替,代替沉砂沟,进浆浓度 0.5-1.0%,进浆压力 0.05-0.10MPa,3.锥形除砂器（Centrifugal Cleaner）,原理：,泥砂比重大，G ，F,材质：玻璃、铸铁、陶瓷、,不锈钢等,工艺：进浆压力 0.280.35MPa,出浆压力 0.020.05MPa,主要影响因素：,压力差 是产生涡旋运动，使,杂质分离的动力压差增大，,离心力增加，净化效率提高，,动力消耗上升,锥形除砂器工作原理,压差太小，净化效率下降,进浆浓度,压差一定时，进浆浓度上升，净化效率下降，排渣浓度上升，纤维损失增加，进浆浓度太低，生产能力下降，动力消耗增加,通过量 过多，净化效率下降,排渣口 过大，排渣量大，纤维损失大,过小，排渣效率降低，易堵塞,4.废纸净化设备,高浓除渣器,特点：除渣器内（上方）有高速旋转叶轮，使,使在器内高速旋转,进浆浓度：36%（34.5%）,作用：除相对密度较大的杂质，如石块、金属,操作要点：,进浆压力 泵扬程20m,稀释水压 0.2MPa，稀释水管前装截,止阀，以防浆进入清水管,定期排渣,正向除渣器 重杂质除渣器,逆向除渣器 轻杂质除渣器,良浆从锥形的底部排出，轻杂质（塑料片、蜡,等）从上部排出,进浆浓度：0.91.2%,进浆压力：0.20.27MPa,良浆出口压：0,轻质出口压：0.05MPa,四、筛选、净化流程,组合原则：视浆种、产品质量要求、设备特点与投资；浆质好，投资少，占地面积少，纤维损失少，动力消耗少，操作管理方便。,筛选、净化流程的级和段：,级指原浆和良浆通过筛（净）设备的,次数,两级一段,级数增加，筛（净）效率上升，良浆质量上升,但投资增加，电耗增加，细浆得率下降,进浆,浆渣,浆渣,细浆,段指原浆和尾浆通过筛（净）设备的,次数,良浆合流的一级三段,段数增加，排渣量下降，细浆得率增加，但,筛（净）效率下降,进浆,浆渣,细浆,良浆回流的一级三段,细浆质量较好，纤维损失少,进浆,良浆,浆渣,第三节 纸浆的浓缩与贮存,一、纸浆的浓缩,1.园网浓缩机 利用网内外液位差进行脱水,有刮刀,工艺：进浆浓度 0.30.8%,出浆浓度 3-4%（有刮刀）,5-6%（无刮刀）,白水浓度 0.060.08g/L,2.侧压浓缩机 利用网内外液位差,网笼偏向浆槽的进浆一侧，形成高浆位，内外液位差上升,工艺：进浆浓度 2-4%,出浆浓度 7-12%,白水浓度 0.0250.04%,3.落差式浓缩机 低真空度真空洗浆机,侧压浓缩机,结构：转鼓分为若干互不相同的小格，分别与各自,的一根或两根水腿短管相连（不需高位安装,、不需真空泵）,工艺：0.7-1.0%,8-12%,二、纸浆的贮存,作用：均衡生产，中间缓冲，稳定调节,要求：混合均匀，无死角，动力消耗低,1.卧式浆池,钢筋混凝土结构，生产白纸时内衬瓷砖，贮,存浆浓3.54%以下，浆循环较好，但占地面,大，工艺清洗、抽空困难,2.立式浆池,钢筋混凝土结构，内衬瓷砖或涂树脂,贮浆浓度 12-14%,在上部浆料没有混合作用，重力下降，至下,部用水稀释搅拌均匀,圆锥边浆池,直边浆池,