《制浆原理与工程课件6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制浆原理与工程课件6（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 制浆造纸原理与工程第五章 废纸制浆制浆造纸原理与工程第一节 概述l一次纤维（原生纤维） Virgin fiberl二次纤维 Secondany fiber, Recycled fiber制浆造纸原理与工程一、废纸回收意义l造纸工业面临三大问题： l原料短缺 l能源紧张 l污染严重 l我国造纸原料结构：l生产1t磨木浆 2m3木材 l生产1t高白度化学浆 45 m3木材200020012002 木浆% 19 23 21 废纸浆 % 41 44 47 非木浆% 40 33 32 制浆造纸原理与工程废纸回收意义l节约原料，增加生产l减少污染，保护环境l节省能源，降低能耗，比磨木浆省，比化学浆 省l
2、节省投资，降低成本，只需化学浆厂25%30%制浆造纸原理与工程二、废纸的分类l英 11类l美 3大类 47种+7种（特殊等级）l法 4大类制浆造纸原理与工程国内常用的美国废纸l6 旧报纸由打包好的旧报纸组成，其他纸张含量5% l7 特别旧报纸经分拣、打包、新鲜干燥的旧报纸，未经日晒 l8 脱墨用的特种旧报纸经分拣、打包、新鲜干燥的旧报纸，未经日晒，不含 杂志、白页、印刷厂过期报刊和其他废杂纸 l10 旧杂志干的旧涂布杂志、目录和同类的印刷品，打包制浆造纸原理与工程l11 旧瓦楞纸箱经打包旧瓦楞纸箱，其面层为仿箱纸板浆，麻浆或硫酸盐 浆 l37 经拣选的办公废纸打包、来自办公室未受潮的废纸，主要
3、为白色或彩色不含 机木浆的废纸，不含未漂纤维的计算机打印纸和传真纸。 l42 计算机打印纸用于数据处理机的漂白亚硫酸盐或硫酸盐浆制的表格纸， 打击式或非打击式（如激光）的计算机印刷纸。 l43 涂布书写纸由漂白亚硫酸盐浆或硫酸盐浆制成的涂布纸废纸，印或未 印过，允许含有一定量的 机木浆制浆造纸原理与工程国内废纸国内尚无废纸分类的统一标准，通常分为： l白色废纸纸浆代用品，为印刷厂的白纸边 l书籍、杂志废纸 OMG（Old Magazine）脱墨后可生产书写纸、卫生纸等，也可生产箱纸板，或在新闻纸中掺用 l旧新闻纸 ONP（Old News Paper）脱墨后主要用于配抄新闻纸或抄造生活用纸和一
4、般文化用纸 l纸箱与纸板废纸 OCC（Old Corrugated Container）抄瓦楞原纸、箱纸板等，竹、木浆废纸可用于生产挂面纸板 l纸袋纸废纸和牛皮纸废纸可回抄仿纸袋纸，再生条纹包装纸，也可掺入木浆作箱纸板挂面浆 l混合废纸混合办公废纸 Mixed Office WasteMOW一般混合废纸制浆造纸原理与工程三、废纸再生过程性质的变化l浆料制备湿部脱水干部干燥 压光卷取后加工（涂布、印刷等）l角质化 hornificationl胞腔塌陷 lumen collapsel不可逆变化 irreversible structuce changes制浆造纸原理与工程化学浆废纸再生过程中 性质
5、的变化l对经打浆的化学浆 循环回用引起裂断长、耐破 度 和耐折度 撕裂度、挺度、光散射系数 lKP浆和SP浆，打或 未打浆，针叶木浆或阔 叶 木浆，漂或未漂浆，回 用 过程性质变化有异制浆造纸原理与工程机械浆废纸再生过程性质的变 化l随着回用次数 度、裂断长和耐破度l撕裂强度略l光散射系数制浆造纸原理与工程回用纤维衰变的影响因素l制浆方法 机械法和化机法，对再生纤维品质保持有利 化学法，抗张强度、纸页紧度 l打浆工艺 一次纤维打浆越强烈，回用纤维抗张强度下降越多；未经打浆化学浆，回用后抗张强度l压榨工艺 对化学浆，压榨影响回用纤维的润胀性 对机械浆，压榨对回用纤维润胀性影响甚微 l干燥工艺 纤
6、维一经干燥后，其胞腔塌陷，润胀程度，随着干 燥温度的提高和干燥程度的强烈，润胀制浆造纸原理与工程l压光工艺 刚性压区，纸页强度损失 压光强度，对回用纤维品质负面影响 现代造纸技术采用软压光 l抄造环境 未漂化学浆，酸性造纸，回用纤维润胀和强度， 中性或碱性造纸，润胀和强度 l印刷加工 印刷油墨，使尘埃，白度 加工制纸箱胶粘剂，回用纤维表面自由能，阻碍了纤维的结合 l消费者和收集者 废纸分类 废纸老化旧报纸存放时间，废纸浆强度制浆造纸原理与工程四、纤维回用的强度损失分析lPage 抗张强度方程（Pages tensile strength equation）lT抗张强度lZ零距抗张强度 Zero
7、-span tensile strengthlB纤维间的结合强度制浆造纸原理与工程l纤维平均长度和零距裂断长 回用过程纤维平均长度降低不多，当灰分和细纤维在回用 过 程流失较多时，纤维平均长度增加，不论是化学浆、机械 浆、化机浆，纤维回用次数对其零距抗张强度几乎没有影 响，因此，纤维品质的下降，并不主要由纤维长度的减少 和 纤维本身强度的降低所致。 l光散射系数和纤维结合强度 在一定条件下，纸页的光散射系数，纤维间结合越松散， 结合强度越低。 化学浆，回用后松厚度，光散射系数，纤维结合强度 机械浆，回用后光散射系数，层间结合强度制浆造纸原理与工程纤维衰变原因的探索一、植物纤维的角质化 Horn
8、ification国际共识：纤维角质化是纤维结合强度衰退的主要原因 纸浆脱水干燥l纤维细胞内壁两侧靠拢贴紧造成“细胞腔塌陷”(Lumen Collapse) 不能完全恢复的l纤维素的部分游离羟基形成氢键结合，非结晶结构转变为结晶结构 ，产生不可逆的角质化，纤维变得挺硬，可塑性，吸水润胀，结 合强度l一旦角质化形成，纤维润胀程度降低的现象是不能恢复或不能完全 恢复。一般来说，打浆使纤维的润胀程度增加，保水值（WRV. Water Retention Value ），干燥使纤维的润胀程度l对废纸浆进行打浆，对角质化纤维的润胀程度进行有限的修复，是 必要的。制浆造纸原理与工程二、化学组分变化的影响l
9、回用纤维中聚戊糖和木质素的减少，是纤维化学衰变的主要特征。其中聚戊糖的减少，尤其是聚木糖的减少是纤 维衰变的重要原因之一。l纤维微纤间的聚木糖，可防止纤维微纤在干燥时相互靠近，有助于保留纤维弹性，从而延缓了回用纤维品质的衰变l聚戊糖等半纤维素物质的存在，可减少纤维表面的水滴接触角，增加纤维表面的亲水性，有助于回用纤维的重新 润湿（rewetting）制浆造纸原理与工程第二节 废纸的离解与废纸浆的净化与 浓缩一、 废纸的离解（一）废纸的碎解 1. 目的：离解纤维而又最大限度地保护纤维 和脱墨制浆造纸原理与工程2. 碎解设备制浆造纸原理与工程碎解设备立式间歇水力碎浆机低浓（6-8%），能耗大，无除
10、绳索装置， 不适合于处理杂质多的废纸立式连续水力碎浆机连续，有绞索及除渣装置，适合多种废纸制浆造纸原理与工程l卧式连续水力碎浆机（伏特式卧 式水力碎浆机）侧置的转子，圆槽下接一重渣物 收集器，有绞索装置，适合多种废纸 ，浆浓2.53.5%立式高浓水力碎浆机立式高浓水力碎浆机( (Vertical HC Vertical HC PulperPulper) ) 螺旋钻头形叶轮，高浓浆料借螺旋作用由螺旋钻头形叶轮，高浓浆料借螺旋作用由 上而下，由外朝里，高浓下纤维间强力磨上而下，由外朝里，高浓下纤维间强力磨 擦，特别适合于废纸脱墨（油墨易分离）擦，特别适合于废纸脱墨（油墨易分离）制浆造纸原理与工程圆
11、筒式连续碎浆机（Drum Pulper） 结构简单，高效实用，动力省50%，药品省10%，蒸 汽 省60% 前区高浓碎解区，浆浓15%20%，占2/3长 后区稀释筛选区，浆浓3%5%，占1/3长 圆筒内壁装有轴向隔板，把废纸带起、跌落，产生温 和 的剪切力和磨擦力； 对新闻纸、杂志纸离解效果好，现也可处理OCC、牛 皮箱纸板（低湿强）直径2.54m，最长30m制浆造纸原理与工程圆筒式连续碎浆机（圆筒式连续碎浆机（Drum Drum PulperPulper）制浆造纸原理与工程3.碎解工艺l碎解温度 温度，废纸软化，利于重施胶废纸碎解和脱墨，废纸浆粘度，动力 消耗温度一般由废纸种类和施胶轻重决定
12、旧新闻纸 55重施胶纸 75-80或90以上（加湿强剂）温度，化学反应，有利脱墨 l碎解浓度 浆浓，废纸间摩擦，单位电耗，相应提高化学品浓度， 强化化学反应 l碎解时间 视设备形式，废纸种类和纸浆质量而定 l废纸种类 影响碎解主要因素是废纸吸水润胀能力和纤维的结合力，对湿强大纸张，加热，化 学 处理 l转子结构性能 浆浓，效率，电耗 l转子线速 线速，碎解速度，电耗，一般9001100m/min制浆造纸原理与工程（二）废纸的疏解1、意义 是碎解的继续，水力碎浆机离解率，目的是将纤维全部离 解 而不损伤纤维 2、疏解机 齿盘式高频疏解机 阶梯式高频疏解机 锥形高频疏解机 孔板式高频疏解机 3、纤
13、维分离机（疏解分离机）基本功能：浆料二次疏解，轻杂质分离，重杂质分离 4、盘磨机疏解废纸 330 370单盘磨浆机制浆造纸原理与工程纤维分离机制浆造纸原理与工程二、废纸浆的净化l除渣l筛选制浆造纸原理与工程（一）废纸浆中的杂质l小而重的杂质：小石块、砂、铁屑、璃璃 屑、钢针等l粗大而轻的杂质：塑料片、树脂、橡胶块 、纤维束等制浆造纸原理与工程表1-5 废纸中各种废杂质及其特征废杂质类别主要特征 形状熔点厚度相对密度一、金属钉书钉C长：315mm7铁类 物P-G7-15um78铝（复合铝）F-G-P2.7二、矿物类沙、砾直径： 砾400um 沙200um 细沙200um 2.02.2玻璃、颜料G
14、-P2.5三、木 碎片P可变一般1四、重质合成聚合物已烯基树脂（PVC等）聚酰胺树脂（尼龙等）P-FtR=901.38聚苯乙烯（非泡沫）FtF=16050-100um1.13橡胶PtR=801.05五、热熔聚合物沥青P-GtR=85 tF=160一般1石蜡、蜡G-PtR=601100.90.98六、轻质合成聚合物多层涂布袋FtF=11010-20um0.92聚丙烯G-PtR=13015-30um0.90泡沫聚苯乙烯GtR=800.1七、胶粘物P-碎片，G-颗粒状，F-膜状，C-圆柱状，TR-软化点，TF-熔点制浆造纸原理与工程l胶粘物是废纸处理过程中最复杂、最困难 、最需要认真对待的问题，胶粘
15、物会沉降 并粘附于纸机的网、毛毯、压辊、吸水箱 、烘缸上面，造成网、毛毯孔眼堵塞，脱 水能力下降而被迫停机清洗，使纸张产生 透光点或透明点，造成纸机断头，严重干 扰生产的正常进行。制浆造纸原理与工程废纸中常见的胶粘物分类图有机胶粘物天然胶粘物连接胶粘剂丁苯橡胶 聚醋酸乙烯 聚异戊二烯 聚丁二烯 天然橡胶合成胶粘物油 墨胶粘剂涂布胶粘剂热溶胶粘剂吸收性油墨 挥发性油墨 氧化性油墨光固化油墨 紫外-红外静电印刷油墨乳 胶树 脂氯醋树脂 聚乙烯 石 蜡 粘性树脂矿物质 石蜡 HC树脂 松香脂 醇酸松脂 不饱和脂肪酸环氧丙烯酸脂 多元丙烯酸脂 氨基甲酸乙酯 聚酯丙烯酸酯 羟基聚酯丁苯橡胶 聚醋酸乙烯
16、聚丙烯酸脂 聚乙烯醇缩丁醛 苯乙烯树脂丁苯橡胶 聚醋酸乙烯 聚氯乙烯脂肪酸 松香酸 脂肪酯制浆造纸原理与工程l原生胶粘物（Primary Stickies）：指原来 就存在于废纸中的胶粘物。l再生胶粘物（二次胶粘物）（Secondary Stickies）：指在一定物理化学条件下 ，由熔融的颗粒重新凝聚而成的胶粘物l废纸浆的净化除渣 除渣器筛选 筛浆机制浆造纸原理与工程(二)废纸浆的除渣l利用杂质与纸浆相对密度不同的原理将废纸中 的重杂质（石块、砂、金属等）或轻杂质（泡 沫、树脂、塑料等）除去 1. 高浓除渣器 HC Cleanerl作用：除去相对密度较大的杂质（如石块、金属物），保护其后的设备 l结构：上部为低压头泵叶，其下方为叶轮，下 部有集渣器 l工艺：浆浓：3%6% l进浆压力
