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1第四章废纸制浆及废纸脱墨设备Theequipmentforpulpingandde-inkingofwastepaper2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（coarsescreen），而缝筛位于流程的中段或末段，又称为精筛（finescreen）。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，镀铬以延长使用寿命。即使缝宽只有0.1～0.15ｍｍ，也能在3％～4％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。45一、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φ1.2—2.0mm，筛缝的缝宽为0.1—0.3mm。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15—25％。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0.1—0.5m/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，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4—30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系列压力筛型号电机（kW/rpm）通过能力（l/s）产量（t/d）C2R30／15002060C4R45／100050150C6R90／1000100300C9R132／100017050011CR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3—5%的浓度范围内工作，筛框的孔径一般为2.0mm。表4—4CR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，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。13Kadant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，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。1415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，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2—3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4—34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1.5－8.0，在浆料浓度甚高（至3.5－4％）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4—35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、减少设备的振动，这种高浓除渣器还在锥体的外壳灌注混凝土。19供应商型号能力（l/min进口管径出浆口管径设备高度（mmTBCNo.207570—10700DN250DN2004362ANDRITZDR400/153100—4100DN150DN250334720图4—36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211-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Highconsistencycleanerwithrotor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(49－98kPa)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％。27热分散通常是在高浓（30－35％），高温（80－120℃）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60—80kwh/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在90—130℃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50—80（最高120）kWh/t，而搓揉机为30—60（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25—35％。30313233Cellwood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3435热分散系统图4－48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Dischot-disperser37盘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85—100℃，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。3839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Rotorandstator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的惯量。414243（二）机壳和机座Shellandbase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