漂白设备

1第七章漂白设备Chapter7Equipmentforbleaching第一节概述漂白的主要目的：提高纸浆的白度和白度稳定性，改善纸浆的物理化学性质，纯化纸浆，提高纸浆的洁净度。经化学蒸煮或其它方法制得的纸浆，具有一定的颜色（暗褐色、灰白色）。颜色主要是由纸浆中残留的木素、色素（少量）等造成的。漂白就是用一定量的漂白剂除去纤维中残留的木素或将木素及其它有色物质转变成无色状态。纸浆漂白的方法：1、溶出木素式漂白：通过漂白剂的作用，使纸浆中木素结构上的发色基团和其他有色物质受到破坏并溶出。氧化性的漂白剂：氯、次氯酸盐、二氧化氯、过氧化氢、氧、臭氧。多用于化学浆的漂白。2、保留木素式漂白：通过漂白剂的作用，改变或破坏纸浆中发色基团的结构，使发色基团脱色而不溶出木素。氧化性漂白剂：过氧化氢。还原性漂白剂：二亚硫酸盐、硼氢化物。多用于机械浆和化学机械浆的漂白。漂白段的基本配备纸浆洗涤浓缩设备：洗鼓、侧压浓缩机、真空洗浆机等；输送设备：浆泵、螺旋输送机等；纸浆与漂白剂及助剂的混合设备：静态混合器、双辊混合机等；漂白反应设备：漂浆机、漂白反应塔等；漂白剂制备系统：次氯酸盐漂液、二氧化氯、过氧化氢、氧、臭氧等；6对漂白设备的一般要求：1）能使化学药品与浆料均匀混合；2）有足够的容积及其它条件，使浆料能在较短时间内完成充分的化学反应；3）能在反应后把浆料洗涤干净；4）能抵抗化学药品的腐蚀。漂白设备的分类:1)根据对漂白提出的要求不同和采用的漂剂及漂白过程不同，漂白设备可分为单段漂、两段漂和综合多段漂设备等。2)根据操作是否连续可分为间歇式和连续性漂白设备两大类。7现代漂白设备发展趋势间歇漂白设备被淘汰；连续漂白设备占优势。由传统含氯漂白低浓设备向现代少氯漂白（如ECF)和无氯漂白(TCF)等中高浓设备发展。漂白可以在低、中、高三种不同的纸浆浓度下进行：纸浆浓度为3.5%~6%——低浓漂白；纸浆浓度为7%~15%——中浓漂白；纸浆浓度为25%~30%——高浓漂白。8第二节传统CEH连续式漂白设备Traditionalcontinuousbleachingequipment传统三段漂：氯化（C）——碱处理（E）——次氯盐酸（H）漂白设备如下：氯化塔及其附属设备（浆泵、混合器、推进器、针形阀、洗涤浓缩设备等）漂白塔、碱处理塔及附属设备CEH三段漂白工艺流程漂白浆次氯酸盐漂液氢氧化钠碱液未漂桨清水氯气氯化塔碱处理塔漂白塔蒸汽蒸汽氯水分散器静态混合器洗浆机螺旋输送机双辊混合机10低浓升流氯化段流程1-氯水分散器2-三通管3-浆氯静态混合器4-低浓升流氯化塔5-搅拌器6-洗浆机11一、氯化塔Chloridetower（一）氯化塔结构氯化塔是浆料氯化反应的容器，一般采用升流式，其特点是：浆料浓度较低，无需配备高浓浆泵；氯气一进入塔内即受到静压作用，有利于氯化反应。塔体推进器锥柱体放空口进浆稀释水氯化后浆料12（二）工作原理和结构工作原理：纸浆经浆氯混合后进入塔底，借助进浆压力而上升，安装于塔底的循环推进器对纸浆流作进一步混合同时使纸浆回旋上升，当升到塔顶倒置圆锥体周围时即被稀释，送入洗浆机洗涤。85m3以下的是由钢板卷制而成，内衬橡胶；容积在100m3以上的是由钢筋混凝土制成，内壁衬耐酸瓷砖或涂以环氧树脂。升流塔是满塔操作，塔的容积是按纸浆在塔内停留1小时左右设计的，按生产能力来选择。塔径有Ф2200~Ф3500mm，塔高与直径之比为5~6：1。13（三）技术特征Technicalparameter我国某化工机械厂生产的氯化塔，其主要技术数据见表。14（四）维护与保养Maintain氯化塔每年应清洗检查一次，应将塔壁、顶部、溢流槽、稀释水管（或针形阀）、底部、环形槽、循环器以及出料口、进浆口等处，尤其是易积浆的死角，彻底清除冲洗干净。同时检查塔壁（尤其是弯道，死角）、溢流槽、导流板、进浆口等各处有否腐蚀、损伤，螺旋叶的锁紧帽有否松动，密封是否良好等，并及时进行维修。日常应常检查循环器的运转情况，要求密封处不发热，水封每分钟应有10~20滴水外漏，轴承声音正常，温升不超过200C。轴承润滑建议采用3#钙基脂，每周加脂一次，每6个月清洗、换脂一次。15二、浆氯混合设备Pulpandchlorinemixer氯化反应的速度很快，时间很短，因此在浆进塔之前必须使浆与氯均匀混合。对此设备要求：一是能使浆、氯迅速而均匀的混合；二是结构上要有较高的耐腐蚀性，以抵抗酸性液的腐蚀；三是进口处要有一定的吸力，以满足通氯的工艺要求。16第三节中浓纸浆氧漂白设备氧漂白的基本原理是利用分子氧的强氧化剂作用并在碱性介质中对纸浆中木素进行氧化降解而溶出木素，因此，在工程上常称为氧脱木素，设置在蒸煮工段之后。氧脱木素技术已经成为生产高白度漂白化学浆的必需工序。通常工艺条件：浆浓：10-14%；反应温度：90-120℃；氧压：≥0.4Mpa；氧用量：2-3%。17第三节中浓纸浆氧漂白设备纸浆在中浓条件下用氧作为漂白剂的优点：（1）氧漂白所产生的废液污染小，氧漂白也称为无（少）污染漂白；（2）漂白剂费用低；（3）漂白后纸浆返色少，强度也与传统多段漂白浆一样。18一、中浓纸浆氧漂白的流程及所需设备1-水封槽2-蒸汽混合器3-中浓浆泵4-中浓高剪切混合器5-氧漂白塔6-喷放塔19与第一种流程相比，这一漂白流程可大幅度提高氧脱木素率，可达到50－55%，但这种氧漂白技术，不管从工艺到设备，都具有更高的要求。双升流塔氧脱木素系统20二、氧漂白塔（一）氧漂白塔基本结构中浓氧漂白塔为带压的升流式漂白塔，除塔体以外，在塔底安装有纸浆分散器，在塔顶安装卸料器以及喷浆管。升流式氧漂白塔1－塔体2－进浆口3－纸浆分散器4－卸料器5－喷浆管21（二）塔顶带压卸料器（a）Kamyr公司的产品，是一个耙形回转件，在耙形回转件回转过程中，就把塔顶周围纸浆刮入塔中心区域，并从塔顶排浆口喷出；（b）为Sunds公司的产品，是一个具有伞形刮板的刮料器，在伞形刮板旋转过程中，把纸浆从塔周围刮入塔中心区域，并从塔顶轴心排浆口喷出。二种卸料器都会引起一定的压力降，增加了中浓浆泵的负载。具有伞形刮板的卸料器具有耙形回转体的卸料器22（三）纸浆分配器1.转盘式纸浆分配器纸浆进入塔底后，由于塔底转盘的回转，就把纸浆通过转盘与塔底所形成的锥形通道均匀分布于塔底四周，保证纸浆在塔横截面上具有一致的升流速度。232.旋转臂式纸浆分配器纸浆进入塔底后就被送入旋转臂，旋转臂在不断旋转同时就把纸浆输送到塔底四周，保证纸浆在塔内具有一致的升流速度。24第四节中浓浆泵和中浓混合器中浓度漂白与低浓度漂白经济指标的比较流程有关指标（500t/BDP,5段漂）中浓技术传统低浓技术占地面积（m2）3002000建筑物容积（m3）260040000热能消耗（MJ/BDT）5001100电耗（kwh/BDTP）40120废水量（m3/BDTP）153025不同浓度纸浆纤维悬浮液的形态中浓纸浆流体化技术26中浓浆泵的结构1-湍流发生器2-泵体3-气体分离器4-气体分离腔5-通真空泵气体排出口6-进浆口7-出浆口27中浓浆泵的结构湍流发生器与叶轮1-湍流发生器叶片2-叶轮叶片3-背面叶片4-排气孔中浓浆泵的结构中浓浆泵外型中浓浆泵中浓纸浆分配图中浓浆泵应用于氧脱木素中浓浆泵应用于中浓纸浆漂白32中浓浆泵33中浓高剪切混合器Highshearingmixerofmediumconsistencypulp低浓纸浆：绝大部分漂白化学品溶解于水中。中高浓：水主要存在于纤维腔内和附于细胞壁中，实现中高浓纸浆与漂白剂的高均匀度混合相当困难。中浓高剪切混合器：在中浓纸浆二氧化氯漂白段，氧脱木素段，过氧化氢漂白段等作为纸浆同二氧化氯、氧、过氧化氢等漂白剂的混合设备。34中浓高剪切混合器的混合原理Mechanism由于动盘(转子)和定盘(定子)的相对运动，形成高剪切区域，对纸浆产生了高剪切作用，使纸浆疏解分散，达到纤维级的高强脉动，表面积迅速增加，创造了纤维与漂白剂微细液滴(气泡)直接接触的条件，使其完成充分的混合。35卡米尔中浓混合器Kamyrmediumconsistencypulpmixer图7-28卡米尔中浓高剪切混合器1-进浆管2-壳体3-湍流发生器4-动盘5-静盘6-叶片7-凸筋8、9、10-筋板11、12、13-漂白剂其它助剂加入口14-排出口36结构组成Structure由进浆管、壳体、湍流发生器、动盘和静盘组成。湍流发生器上有4块叶片，进浆管内壁上也有4条凸筋，其作用是为了提高纸浆所受到的剪切力，提高进浆的“流体化”程度。为了进一步激发纸浆的高强脉动，动盘上设有4块筋板，静盘上也有相应的筋板。37工作原理：纸浆与漂白剂在进浆管内初步混合后，又在动盘与静盘之间进一步混合，由于动、静盘的相对运动及其盘面上筋板的作用，纸浆与漂白剂就实现了高剪切混合，最后从排出口排出。38适用范围Scopeofapplication卡米尔中浓混合器可用于纸浆同氯气、二氧化氯、氧气、过氧化氢及次氯酸盐等的混合，也可以在加入漂白剂的同时加入蒸汽进行加热，或直接作为蒸汽混合器。动盘与静盘之间距离为20mm，电耗为4～5kW·h／t浆，泵送压头0.07～0.2MPa，这和有压头损失的混合器有较大不同。卡米尔中浓混合器主要技术参数中浓混合器中浓混合器的结构（I）（Beloit公司）中浓混合器中浓混合器的结构（II）中浓混合器的结构（IV）（Sunds公司）中浓混合器中浓混合器中浓混合器的结构（V）（Sunds公司）中浓混合器中浓浆泵也可作为中浓混合器使用（Kamyr公司）44氧漂白塔45中浓泵及混合器46中浓泵及混合器47思考题1、对漂白设备有何要求？2、简述CEH三段漂的流程及设备。3、氯化塔的结构和特点。4、浆氯混合器的种类和原理。5、中浓氧漂白所需设备。6、中浓二氧化氯漂白设备有哪些？特点如何?7、中高浓过氧化氢漂白设备。