脱墨浮选槽的开发及其应用

郑洪钦

(福建省轻工机械设备有限公司，福建福州，350101)

脱墨浮选槽的开发及其应用

郑洪钦

(福建省轻工机械设备有限公司，福建福州，350101)

介绍了自行开发和研制的新一代脱墨浮选设备。实际应用结果表明，脱墨浮选槽能够有效地去除油墨颗粒、提高白度约8～10个百分点，清水用量少，纸浆纤维流失比较少 (理论上仅为废纸总量的5%左右)，脱墨浆抄造的纸张物理强度较好。

脱墨;浮选槽;油墨;胶黏物

目前，随着我国制浆造纸工业的快速发展，废纸处理生产规模越来越大，生产能力逐渐提高，对纸浆质量的要求也越来越高。国内外现有脱墨设备——伏特浮选机、期韦马克浮选机、阶梯扩散式浮选机等，不能满足生产高质量、高产量、低流失脱墨浆及低成本设备的要求。为此，通过消化吸收国际先进设备技术，在总结原有脱墨设备的基础上，自行研制开发了新一代脱墨浮选槽设备。

1 设备简介

1.1 设备结构

浮选槽在废纸脱墨过程中是核心专业设备，在废纸脱墨系统中，一般配有两道脱墨，即预浮选和后浮选，每道脱墨又分一段和二段。每段脱墨槽是由多个单元脱墨槽体串联组成的，其中间隔板有开孔，使单元脱墨槽体之间和泡沫收集槽之间相通，单元脱墨槽体隔板开口上缘应低于浆料悬浮液液面。单元脱墨槽体个数和充气元件个数、型式因生产能力及所处的位置不同而不同。其单个槽体具体结构如图1所示。

图1 单个脱墨槽体结构示意图

1.2 设备工作原理

浆料泵入第一单元脱墨槽的进浆总管，经充气元件以文丘里原理吸入空气与浆料混合。气泡带着油墨颗粒从脱墨槽底部上升到液面，翻过堰板口进入泡沫收集槽。良浆从槽底管口泵送到第二单元脱墨槽进浆总管和充气元件，再进行气浮脱墨，其余依此类推。

各脱墨槽的泡沫收集槽是相通的，从一个排出口流入楼下的槽中，再泵送到二段脱墨槽，以相同的原理再进行气浮脱墨，所不同的只是充气元件不同，配有可更换的节气门，以调节吸入空气量，标准节气门的孔径为10 mm，而另一个节气门孔径为12 mm，最佳的空气量取决于浆料和所加的脱墨化学品，要在开机时调整。

二段脱墨槽个数少，一般只有1～2个，经二段脱墨后，良浆送回一段脱墨槽再脱墨，泡沫送污泥处理系统。

1.3 设备的特性及应用

由于浮选脱墨是一个连续的物理化学过程，浆料在完成一次浮选时间停留大约为30～40 s，浮起来的油墨渣子层不能太厚，如果浆料储存太高和油墨渣子层太厚则会造成脱墨失效。为解决此问题，该工艺的槽体采用扁形的椭圆形状，增加浮选槽相应的浆料表面面积并保证浆料在浮选槽中的停留时间，如图2所示。

图2 脱墨浮选槽

脱墨浮选槽必须产生足够大量的气泡，其废纸浆中的游离油墨与颜料粒子，先吸附在微纤维表面，遇到上升的气泡，微纤维被气泡推升至槽的表面，气泡本身亦捕捉油墨及颜料粒子，一起聚集于槽面成为浮渣泡沫。该浮选槽采用的充气元件是一个多段微湍流发生器，由孔板、阶梯扩散器、折流板混合器和分布扩散器组成，浆料加速产生的真空吸入60%的空气流。在阶梯扩散器中有不同的多段微湍流区产生不同大小的空气泡以除去不同尺寸的杂质，充气元件的能耗低，操作压力为90 kPa。由于充气元件浸入浆面较浅，对除去较大的油墨颗粒有利，避免杂质被纤维网阻挡而导致气泡破裂。充气元件如图3所示。

图3 充气元件

脱墨浮选槽溢流堰板将泡沫收集槽与浮选室隔开，使随气泡上浮的油墨粒子溢流到泡沫收集槽。采用可调的方式确保其工作效果更佳，具体操作事项如下:

(1)溢流堰板的预调整:①用调节机构将溢流堰板调到同一液面高度;②脱墨槽注水至堰板的上缘;测量并调整溢流堰板的边缘，使之与水面平行。

(2)调节泡沫出口阀:打开阀门约1/3。

(3)将变送器的初始设定值调整到30%，必要时可在运行期间修改变送器的设定值，方法是将泡沫收集槽注至50%～70%。一段脱墨槽溢流量为150～250 L/min(每米槽长)。二段脱墨槽溢流量为80～150 L/min(每米槽长)。

(4)在通过量额定的情况下，重新调整溢流堰板使得各个脱墨槽的溢流量呈现出沿流动方向下降的趋势，调整清洗装置的喷嘴。

脱墨浮选槽冲洗与消泡系统，确保油墨粒子迅速溢流到泡沫收集槽，并对其泡沫进行消泡处理，以至不出现泡沫堵塞及堆集现象而影响脱墨效果:

(1)泡沫冲洗系统采用间歇冲洗，可节省大量清水的使用。其冲洗口结构独特，清洗有效，覆盖均匀，耗水极少，喷孔进口精心设计以减少堵塞。

(2)泡沫消泡系统采用连续喷水，这样可避免泡沫堆集在泡沫收集槽处，进而影响脱墨效果。该消泡器口采用特殊结构，工作过程节约用水，消泡效果明显，覆盖面积大。

脱墨浮选槽的液位控制系统可采用自动与手动两种配置:

(1)自动控制系统是采用DDS反馈系统来控制其液面高度，其液位控制效果明显，适用于产能大、自动化程度高的生产厂。

表1 脱墨浮选槽的主要技术参数

(2)手动控制系统是采用调节桶来控制其液面高度，其操作方便，成本低廉，适用性广泛。

脱墨浮选槽的各个槽体的管口采用串联连接方式，确保浆料白度的提高与油墨的去除。供浆泵和循环泵要按要求采用低压头、大流量、流量稳定的浆泵，根据进口压力90 kPa及安装高度来确定浆泵压头。其安装方式有效保证工作效果，具体安装如图4所示。

图4 脱墨浮选槽的安装示意图

2 主要技术参数

脱墨浮选槽的主要技术参数见表1。

3 应用效果

笔者所在公司为江苏双灯纸业提供的150 t/d中档卫生纸生产线前浮选脱墨浮选槽，调试成功后运行平稳，一段浮选浆料白度可提高8个百分点，已达到厂家的预期效果。本机配置浆泵为，一级进浆泵55 kW，循环泵45 kW。同厂家另一条生产线为100 t/d，原料相同，前浮选用脱墨浮选槽，其配置浆泵为，进浆泵75 kW，循环泵55 kW。相比之下，脱墨浮选槽在操作及电耗上有一定优势，运行效果相近。该产品在使用过程中得到客户的好评与肯定，现已接到许多国内制浆造纸厂家的垂询与预订。

4 结语

脱墨浮选槽设备成功研制后，在废纸脱墨生产线运行半年多的实践证明，脱墨浮选槽对灰分的去除非常有效，产生的气泡量大且广谱，对油墨而言，粒径在50～100 μm左右最容易脱除。应用脱墨浮选槽大大提高了成纸的白度，给企业带来了一定的经济效益。

［1］ 陈克复．制浆造纸机械与设备(上)［M］．广州:华南理工大学，2005．

［2］ 谢来苏，詹怀宇．制浆原理与工程［M］．北京:中国轻工业出版社，2001．

［3］ 陈嘉翔．浮选槽结构特征对浮选脱墨流体动力学的影响［J］．中国造纸，2005，24(3):46．

［4］ 陈庆蔚．最新废纸处理设备手册［M］．北京:人民交通出版社，2002．

［5］ 陈庆蔚．当代废纸处理技术［M］．北京:中国轻工业出版社，2001．

Development and Application of a New Flotation Tank

ZHENG Hong-qin
(Fujian Light Industrial Machine Equipment Co．，Ltd．，Fuzhou，Fujian Province，350101)

A recently developed new generation of flotation equipment was introduced．It is efficient to remove the hydrophobic materials such as the ink particles，stickies in the de-inking pulp．The results of application of the flotation tank indicated that the ink particles were removed efficiently，brightness of the de-inked pulp increased about 8～10 ISO points with less fresh water consumption and less fiber lose which was about 5%of the pulp theoretically．

de-inking;flotation tank;ink particles;stickies

TS744;TS733+．8

B

0254-508X(2012)11-0044-03

郑洪钦先生，助理工程师;主要从事造纸机械设备的研究开发工作。

(E-mail:zhghlr99@yahoo．cn)

2012-05-15

(责任编辑:郭彩云)