第13章新技术新工艺

第十三章新技术新工艺2纤维充填制浆–高温（60℃）碎浆，并加入表面活性剂。–低温（50℃）碎浆，以防止蜡的分散以便在下续工序中将蜡除去。•最常用的方法是保持低碎浆温度，并用逆向除渣器除蜡。•少量的分散蜡对生产和纸的质量影响不会很大，但白水中的蜡一定要除去，以防止蜡在白水中的积聚从而堵塞纸机网和毛毯。•筛选–低于50℃的碎浆会减少蜡的分散，从而改进筛浆机对蜡的去除。如果蜡的颗粒足够大（300um），缝筛对蜡和热熔物的去除是有效的。–蜡比较柔软易弯，受温度和筛浆压力的综合效应会使它们变形而通过筛框的开口，如果蜡伏在纤维上，会造成纤维的流失。蒸汽爆破法制浆•将废纸以50%的浓度投入蒸汽爆破器，通过往复式活塞将其压缩成塞状物料,连续送入高压釜，经过蒸汽处理使其温度达到230℃，压力达到1176.84～2796.45kPa，处理数分钟，然后通过一个小型喷放阀放浆爆破，使废纸解离成纤维，同时将油墨分散。•该项技术能解决一些废纸回收中的难题,如塑料热熔物、蜡、松香以及传真纸和复印纸等,它对难分散的材料(如激光、静电印刷油墨)十分有效。3简化生产包装用纸的废纸处理工艺流程•纸箱：强度指标、足够平整。•挂面纸板：耐破度、横向压缩强度、光滑度。•瓦楞纸芯：压缩强度。•杂质：胶、蜡、塑料膜、泡沫聚苯乙烯、黏胶带、订书钉、砂、石头、玻璃以及印刷油墨。4常规的OCC废纸生产线5除蜡简化的OCC生产线6FiberFlowModuScreenCRFoduScreenF常规流程和简化流程的比较•1、鼓式碎浆机：（相对高浓水力碎浆机）–由疏解区和筛选区组成。–疏解作用比较温和，纤维切断少，大片的塑料能保持原有尺寸。胶粘物可保持原状并在后续的筛选中去除。•疏解效果不如高浓水力碎浆机，必要时需要疏解机的帮助。–高浓连续运行。–动力消耗比间歇式高浓碎浆机低50%。–转鼓本身兼有除杂质机的功能。–碎浆浓度可达20%~26%。（高浓水力碎浆机：19%)–占地面积大。–初期投资大。78纸浆的纤维长度与干净程度两种不同设备碎浆后含胶黏物的比较9两种不同流程的胶黏物去除效率10对去除胶粘物特别有效流程起始，杂质去除很重要对去除胶粘物特别有效热分散投资费用高；除渣器动耗约35~45kW`h/t与去除胶粘物相比非常高；浓度的大幅变化（进除渣器0.5%，进热分散30%增加了浓缩机等设备以及加大浆泵的容量）也增加了额外费用。11操作和投资费用比较提高低档废纸质量以供高强度纸之用•低档废纸浆–纸浆“太慢”----用精浆提高强度时，游离度下降，滤水太慢。–纸浆“太弱”----强度不够12死细•“死细”—死的细小物质–干细小纤维、很短的机浆纤维和无机填料。–通过200目的细小物质。–危害：堵塞滤水通道；妨碍纤维间的结合、白水环路和纸机湿部受到污染；会形成浮渣、堆积物和团块。•“死细”的额外损失：–影响纸机“湿部”的正常运转；–降低了压榨部前、后纸页的湿强度；–因压榨部出来的湿纸页的湿度增加而增加了蒸汽干燥费用；压榨毛毯易于堵塞和损坏；–由于过高的“死细”产生了条纹。13活细•“活细”–纸浆经过纸机前的精浆时从纤维脱离出来的细小纤维。–具有新暴露出来的纤维表面，能在纤维间或其他“活细”之间产生键结合---对物理强度有益。•“死细”不能变成“活细”：–不能比作有价值并应留在纸浆中的短纤维。–“死细”太细小，精浆时，齿条根本无法将他们拖进精磨区，不可能生成新鲜的纤维键而变成“活细”，最好除去。14•“死细”的分离方法：（考虑去除效率和纤维损失率）–分级筛–筛过滤器–高速洗浆机–逆向除渣器–重力圆网洗浆机151617废纸的干洗技术•衣服干洗行业：–全氯乙烯：致癌–超临界二氧化碳：•在临界温度（31℃）和压力（7.3MPa）以上形成的超临界二氧化碳液体；•对环境没有危害；•温度在35℃，压力在10.3~13.8MPa时显现出极佳的溶剂特性。可渗透到有孔或裂隙的物体中，把石油、咖啡碱和脂肪溶出。•对亲水性的极性化合物无效，即不会侵袭纤维素纤维和淀粉分子。18超临界二氧化碳在含蜡OCC制浆中的应用：1960℃，20MPa10MPa5℃应用的主要限制：高压容器的准确设计、运作和维护会增加成本和运作费用。作为溶剂对蜡和胶粘物的效果不够理想。解决办法：开发新的表面活性剂，一端亲CO2，另端亲蜡、粘合剂和胶粘物。用于浮选脱墨的表面活性剂的喷洒法•表面活性剂的作用：–分散剂：帮助油墨的脱离，并防止重新沉淀。–收集剂：细小颗粒变为较大颗粒，并将亲水性的油墨颗粒变为憎水性。–起泡剂：液面形成泡沫。•表面活性剂的负面影响：–憎水性油墨的去除效率会因分散剂和起泡剂的吸收而降低–表面活性剂的残留会降低纤维与纤维间的结合力；且造纸时泡沫增多会影响印刷质量。可人为控制分散剂、收集剂和起泡剂的使用20油墨与气泡的相互作用21表面活性剂使得气泡在泡沫层中稳定化22气泡被稳定，类似浮选过程中的泡沫层在浮选槽顶端形成表面活性剂喷洒法的优点–空气泡和油墨颗粒尚未到达液面之前，因没有吸附表面活性剂油墨颗粒的憎水性不会被减弱。–纤维不会被表面活性剂污染。–表面活性剂耗用量大大减少。–可以控制起泡的能力和泡沫的稳定性。23旧瓦楞纸箱制造生产印刷书写纸用的漂白浆•回收旧瓦楞纸箱–（或作为配浆）主要产品：再生的挂面纸板和瓦楞纸芯。–强度显著低于由原浆如高得率针叶木硫酸盐浆或高得率阔叶木半化学浆制成的新产品。–改进措施：碱浸渍、纤维分级、氧脱木素、氧漂和低浓/强度精浆。–因含高比例的针叶木硫酸盐浆，低油墨含量，少的灰分，使其成为生产不含机浆的理想原料以生产高质量的纸产品。24OCC制造漂白浆的工艺流程•OCC浆的碎浆和大污染物的去除。•残留木素和微量污染物的去除•纸浆漂白–若要白度达到89%ISO，用ECF（少氯漂白，如CIO2)–若白度要求不高，可使用TCF•制浆废液化学品和能量的回收–利用工厂已有的蒸汽和白液。25RBC法的优点环境效益：少量的废物污泥：•仅来自筛选、除渣段，数量仅为来料量的3%-6%，而常规脱墨系统的废固形物可多达30%（填料和油墨之类）。经济效益：纤维费用、运行费用、投资费用均较低。纤维和纸浆特性：•全漂RBC浆的外观与全漂针叶木、阔叶木混合浆的外观完全相同，制成的书写纸和印刷纸与原生浆制成的纸也无法区别。•全漂RBC浆的抗张强度比商品脱墨浆高出50%。26含蜡OCC与阔叶树木片混合蒸煮除蜡制浆•将木片与WOCC混合进行硫酸盐蒸煮•蒸煮液的高温、pH值以及天然的表面活性剂性质能使与纤维分离的蜡皂化。蜡存在于黑液中与塔罗油脂肪酸一同被回收或在回收炉内燃烧以获得能量。•来自WOCC的纤维则与木片一同喷放并成为与原浆混合在一起的有用纤维来源。27常规蒸煮步骤28蜡重新凝固混合蒸煮时蜡的去除效率2980℃热理解，使得蜡更容易分散到黑液中。随后热水洗涤除去。酯酶控制废纸回收厂的胶黏物30胶黏物的去除方法机械法筛选、除渣、洗涤以及DAF气浮化学法分散剂、聚合物和吸收剂酶法酯酶控制废纸回收厂的胶黏物31大尺寸的胶黏物已被完全降解超声波脱墨32使用一种液体哨声超声波发生器，产生频率为20～60kHz的超声波，结果表明,它在脱墨和提高纸张性能(抗张强度、耐破度、伸长率)方面都取得了令人满意的效果。其机理是基于物质分子将会在声波传播方向上发生纵向震动。如果发生在液体中，那么周期性的压力变化将导致液体发生空穴作用，或形成直径约为0.1～0.2mm的细小气泡。当气泡破裂时，能将能量传递给它附近的介质，比如二次纤维，这个能量产生以下两种作用：使油墨粒子松弛，并从纤维表面移开；还可使油墨粒子自行碎解。酶-超声波协同脱墨33虽然酶处理可以减少废纸回收过程中的化学药品消耗,而且还能加速油墨粒子的脱除。但酶处理往往需要比较长的时间。超声波能在液体中引起周期性的压缩和膨胀，使纤维产生剧烈振动和相互摩擦，并能提高纤维素酶的活性，从而加速油墨粒子的脱除。研究表明，酶与超声波协同作用对彩色胶印新闻纸的脱墨效率有一定的提高，处理后浆的白度比空白试样高5%ISO。超声波的主要作用是提高了酶对纤维表面碳水化合物的水解速度，因而有利于油墨的脱除。酶法脱墨34目前，用于脱墨研究的酶有脂肪酶、酯酶、果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶。与传统的化学法脱墨相比，酶脱墨具有明显的优势，它能降低能耗，减轻环境污染，脱墨效率亦高于化学法脱墨。