制浆造纸节水技术优秀课件.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,制浆造纸节水技术,1,我国的淡水资源缺乏，人均水资源占有量居世界第,88,位，仅为世界人均占有量的,1/4,，并且我国的水资源分布不均匀（南方占,81%,，北方占,14%,），降水多集中于,6,、,7,、,8,月份。,随社会的进步，工业用水、城市生活用水急剧增加，致使世界上许多地区出现缺水问题。,2,2008,年度造纸工业污染状况,用水量：,108.9,亿吨，新鲜水用量,48.84,亿吨，相当于工业用水总量的,8.89%,；,万元工业总产值用水量：,94,吨，全国平均大概为,20,吨；,造纸废水排放量：,40.77,亿吨，占全国总排放量的,18.76%,；,3,中浓技术,封闭筛选,白水循环,滤液逆流洗涤,废水回用及零排放,高效脱墨技术,作为辅助工艺技术的制浆漂白生物技术,制浆造纸节水技术,4,1中浓技术,随着中浓纸浆流态化技术向浆料输送、除节、精选、混合、漂白等工艺操作领域发展，已有可能在全部制浆系统中实现中浓化。实现中浓技术可大幅度节水、节能。,造纸专家把中浓技术作为制浆造纸节水节能的第一技术，并认为：,“,中浓技术的巨大节水、节能效益是值得造纸工业进一步发展的,”,。因此研究中浓技术与装备仍是目前的重大任务。,5,1中浓技术,a.,中浓输送,4%,15%,低浓纸浆与中浓纸浆的流动性能,6,（,1）中浓技术,低浓纸浆与中浓纸浆的比较,7,1中浓技术,b.,中浓混合,中浓技术必须解决中浓纸浆与漂白剂等的纤维级混合问题。,影响混合效果的关键因素是纸浆浓度和混合方式。下图表示了低浓（3%）、中浓（12%）、高浓（30%）三种浓度下纸浆湿纤维与其外围水的相对体积的比较。,8,1中浓技术,实现中浓输送及中浓混合后，就可实现中浓氧脱木素、中浓漂白、中浓洗涤、中浓打浆等工艺操作。,中浓操作的经济效益相当显著，特别是节水、节能。据报道，生产同一吨纸浆，采用中浓技术可比采用低浓制浆过程节约一半左右电能，降低30以上的热能消耗，用水量也降低为原来的一半，并使漂白段排出液的污染程度降低40以上。下表为中浓漂白与低浓漂白经济指标的比较。,9,（,1,）中浓纸浆氧脱木素技术,中浓纸浆氧脱木素单升流塔流程,洗涤浓缩机,蒸汽混合器,升流漂白管,降流漂白塔,洗涤浓缩机,10,（,2,）中浓纸浆无元素氯漂白技术（称,ECF,漂白）,以二氧化氯漂白为主的技术,11,（,3,）中浓纸浆无元素氯漂白技术（称,ECF,漂白）,芦苇浆的无元素氯漂白生产系统,12,（,4,）中高浓纸浆全无氯漂白技术（称,TCF,漂白）,以过氧化氢漂白为主的技术,13,2封闭筛选技术,封闭筛选技术优点：,纸浆的质量不受影响,节水节电（吨浆水耗30,40,m,3，,节水节电50%）,流程紧凑,减少纤维流失,废水量少（降低60%，废水回用率高）,14,2封闭筛选技术,15,2封闭筛选技术,鼓式机,-,封闭筛选流程,16,3造纸机白水循环回用技术,a.,优点：,节约用水（吨纸水排放量1030,m,3,）,减少纤维和化学品流失（吨纸纤维流失量515,kg),节约热能,减少污染,17,封闭循环和能源回收,排水引起能的损失。例如，通常每立方可损失大约104,MJ,。,封闭循环后，温度可以上升为35-55,0,C.,温度每升高10度，车速可提高4%，因为水的粘度降低、脱水速率增加,.,18,3造纸机白水循环回用技术,b.,应用回用白水的操作单元：,稀释纸浆,处理废纸或损纸,制浆过程单元操作用水,贮浆池用水,辅料用水,调浆喷水管用水等,19,3造纸机白水循环回用技术,清水,砂滤,贮水池,废水,纸浆制备,纸机,一级循环,二级循环,贮水池,分离器,贮水池,清水,砂滤,贮水池,废水,纸浆制备,纸机,一级循环,二级循环,贮水池,分离器,贮水池,三级循环,20,3造纸机白水循环回用技术,21,3造纸机白水循环回用技术,c.,三级循环回收利用：,一级循环主要用于稀释纸浆,二级循环直接用于稀释纸浆，部分经处理后成为低浓白水，送往打浆等单元操作用水,三级循环经处理后作为生产用水，代替部分清水利用,22,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,造纸白水封闭循环可能带来的问题,：,（,a,）微生物在循环水中大量生长：,足够的营养物、合适的温度、中性的或偏酸性,pH,条件,-,由此引起：,腐浆（纸断头、压花、纸质量问题、）,气味（产品和环境）,-,厌氧环境产生硫化氢、挥发酸,23,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,（,b,）盐的积累和腐蚀问题,碳酸 钙,-,来自废纸原料和造纸过程的填料；,硫酸铝,-,来自造纸的施胶过程。,盐积累引起：,-,泡沫。碳酸 钙和挥发酸反应产生,CO2,造纸过程匀度问题、断头、孔洞,-,设备结垢（网和毛布）。与松香酸、树脂及硫酸盐反应；,-H2S,产生；,-,腐蚀,24,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,（,c,）,二次胶粘物（,Secondary Stickies,）,影响造纸过程中的胶粘性物质，它们是分散在液体中的憎水性胶体，造纸中沉积。,来自于：,印刷油墨，,造纸中添加的胶料；,纸表面的涂料,25,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,二次胶粘物是废纸制浆造纸的典型问题，主要是系统中积累的具有胶粘性的疏水性物质，来源于印刷油墨、胶粘剂、涂布物质以及在纸张使用过程中引入的各类胶体性物质。在系统中有时会形成较稳定的分散状态，影响造纸操作。目前二次胶粘物问题已经引起广泛关注，是废纸再生过程中一个比较典型的问题。,26,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,胶粘物的危害：,树脂（胶粘物）沉积问题,：胶粘物中树脂类物质在过程水中以稳定的胶体或溶解的形式存在，但本身又表现出很强的凝聚和沉积趋势，常会因各种因素沉积并粘附于纸机的网、毛毯、压辊、吸水箱、烘缸表面，以及管道中，造成糊网、毛毯孔眼堵塞、粘烘缸等，形成胶粘物“障碍”。导致脱水能力下降，脱水不均匀，并引发多种纸病，严重时造成纸机断头，而被迫停机清洗。,27,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,胶粘物的危害：,对纸张物理及光学性能的影响,：胶粘物积累到一定程度，会部分被纸浆纤维带走，影响纸张物理性能和光学性能，胶体物质（树脂类）可降低纸张强度。溶解物质可以降低纸页表面性能和光学性能。因此对纸张性能也会有较大影响。,28,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,胶粘物的危害：,过程添加剂的影响,：胶粘物各具特性，但在纸浆中均呈阴电性，具有较高的阳离子需求量，消耗系统中阳性添加剂的电荷，过程水中积累的,DCS,还可以使阳离子助剂优先吸附在,DCS,上而不是纤维上，从而降低过程添加剂的使用效率。,29,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,胶粘物的危害：,30,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,(d),阴离子垃圾（,Anionic trash,）,亲水的溶解性的阴离子或阴离子胶体的积累,来自于：,-,造纸添加剂，例如,CMC(,羧甲基纤维素,),、淀粉等,-,油墨中的某些组分。,问题：,-,增加造纸过程中助剂用量的增加（例如施胶矾土、助滤剂等）,-,造纸过程滤水速率下降，车速降低,31,3造纸机白水循环回用技术,d.,回收处理方式：,过滤式,浓缩机、脱水机、多圆盘过滤机（目前先进的白水回收设备）,沉降式,沉淀池、沉淀塔、沉降器,气浮式,气浮白水回收机,磁化方法,根据白水的特征对白水进行磁化，机械振动产生涡流絮凝，然后进行脉冲震动产生二次絮凝，使白水分离成清水。,物化生化模式：气浮生物净化,32,3造纸机白水循环回用技术,天津科技大学材料科学与化学工程学院,早期的经验证明：物理的、化学的方法不能够实现真正的封闭循环。因为：前述的各种问题大多由溶解或悬浮状态的污染物造成。因此生物处理是实现封闭循环回用的关键：,厌氧和好氧是去除有机污染物的最为经济的方法。,厌氧和好氧生物软化除盐是当前唯一经济地软化废水的方法。,33,4滤液逆流洗涤技术,a.,漂白过程逆流洗涤,跳跃段逆流：酸性滤液用于酸性段，碱性滤液用于碱性段。,分流逆流：来自于前一段的滤液被分开，一部分用于这一段洗浆机的喷淋水，一部分用于这一段漂白塔底部稀释纸浆。,完全逆流：任何一段洗浆机的喷淋水均来自随后的洗涤段。,34,4滤液逆流洗涤技术,随着漂白车间滤液循环回用，漂白系统中水和热的消耗量降低，有资料报道，一个三级漂白系统利用完全逆流洗涤，其用水量能够减少60%,70%。,35,4滤液逆流洗涤技术,b.,黑液提取过程逆流洗涤,高浓黑液提取洗浆设备：螺旋挤浆机、双辊挤浆机、双鼓挤浆机、双锥盘挤浆机、双网挤浆机、长网夹网浓缩机,中浓黑液提取洗浆设备：鼓式真空洗浆机、鼓式压力洗浆机、水平带式洗浆机、连续置换洗浆塔、,DD,型置换洗浆机等组成的洗浆,36,4滤液逆流洗涤技术,37,5废水回用技术，,“,零排放,”,经严格处理后的废水,全部回收用于生产，就实现了生产废水的全封闭也就是,“,零排放,”,。,要做到真正,“,零排放,”,，实现废水的全部回用而不影响纸页的质量，应必须具备二个条件：,必须具有对废水进行严格处理的能力,必须具有严格的管理系统,38,5废水回用技术，,“,零排放,”,对实现“零排放”的认识,“零排放”不是一点水不用,分离出来的杂质、填料、纤维束等废弃物，水分含量在50%以上,生产条件的波动，使废水品质发生变动，将使生产系统的某些操行单元受影响，必须引进部分清水加以解决,所有“零排放”水耗在13,m,3,/t,纸的范围,39,5废水回用技术，,“,零排放,”,实现“零排放”的纸厂，常见一些问题出现，必须提前设想解决方法，如产品出现异味，设备和管道腐蚀加快，纸浆悬浮液温度升高等等,实现“零排放”的纸厂，目前都,是以废纸为原料，生产瓦楞纸、涂布纸板、未涂布纸板、箱板纸及牛皮纸等的企业。,40,5废水回用技术，,“,零排放,”,41,5废水回用技术，,“,零排放,”,pulping,paper,180,TPD,Fresh water,出水,气浮池,Recycled water,Fiber reused,0.18t,污泥,/d,260 TPD,vapor,Waste paper,210TPD,UASB,好氧反应器,42,5废水回用技术，,“,零排放,”,零排放的经济性,零排放带来的问题：,纸张盐度高、容易吸水等,43,6高效废纸脱墨技术,高效废纸脱墨技术，提高废纸制浆中脱墨效率及精化度，减少后续工艺技术装备，降低洗涤水用量，从而节水节能。,高效废纸脱墨技术整个系统清水耗用量为,1015m,3,/t,纸（连同抄纸生产在内）,44,（6）高效的废纸脱墨技术,用于废新闻纸的脱墨系统,废纸,碎浆,粗筛,预浮选,除渣,精筛,圆盘过滤器,压榨洗浆,热分散,过氧化氢漂白,储存塔,澄清,尾渣处理,淤泥处理,废水,废水,45,用于办公废纸脱墨系统,46,立式碎浆,天津科技大学材料科学与化学工程学院,47,天津科技大学材料科学与化学工程学院,48,天津科技大学材料科学与化学工程学院,转鼓式碎浆机（,vamelt,）,49,天津科技大学材料科学与化学工程学院,转鼓式碎浆机,50,天津科技大学材料科学与化学工程学院,转鼓式碎浆机,51,天津科技大学材料科学与化学工程学院,转鼓式碎浆机,52,天津科技大学材料科学与化学工程学院,转鼓式碎浆机应用,广州造纸集团引进的日产,250tONP,生产线,上海新伦纸业引进的日产,250tONP,生产线,福建南纸引进的日产,500tONP,生产线,山东华泰纸业引进的日产,600tONP,生产线,青岛海王引进的日产,350t,瓦楞纸生产线,山东华众纸业引进的日产,600t,纸板生产线,宁波亚洲浆纸业日产,2500,吨纸板生产线,53,浮选槽（,vamelt Mixing cell,）,天津科技大学材料科学与化学工程学院,54,浮选槽（,vamelt Mixing cell,）,天津科技大学材料科学与化学工程学院,55,浮选槽（,KBC,）,天津科技大学材料科学与化学工程学院,56,废纸制浆工艺,天津科技大学材料科学与化学工程学院,57,浮选槽（,mstso,）,天津科技大学材料科学与化学工程学院,58,废纸制浆工艺,天津科技大学材料科学与化学工程学院,59,浮选槽（,andritz,）,天津科技大学材料科学与化学工程学院,60,6高效废纸脱墨技术,高效脱墨助剂的使用,61,