用新型设备配置的废纸OCC制浆工艺

张永龙(福建省轻工机械设备有限公司, 福建 福州 350101）

用新型设备配置的废纸OCC制浆工艺

张永龙
(福建省轻工机械设备有限公司, 福建 福州 350101）

废纸制浆是集合纤维与纤维、纤维与杂质之间的剥离，纤维质量的净化及提升，浆料的洗涤浓缩，纤维的分级、纤维的热分散、磨浆处理为一体的制浆过程。各操作单元中选择最适用的操作方法和设备，来达到最好的处理效果。所以整条浆料制备生产线的技术及设计方案必须应有较高的产品档次及成本效率和符合低碳经济要求。

废纸制浆 工艺流程 热分散

低碳经济已成为历史的新趋势，人类的新要求。对于污染严重的造纸业，无疑要对产业模式进行变革升级，提高资源、能源的利用率，只有这样才能保持与低碳经济同步，从而在提升企业的产能和效益的同时，增强企业的竞争力。为有效地控制污染、最大程度地降低造纸对环境的不利影响，国内的一些重点造纸企业，不断加大技改力度，淘汰落后产能，采用世界先进处理工艺，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少和避免生产过程中污染物的产生和排放，开创了一套低碳经济发展模式。造成我国造纸行业能耗高的主要原因，一是能量使用的优化程度较低，二是工艺和装备较落后。因此发展低碳经济，科技创新是根本。造纸业作为我国的传统产业，只有科技创新，才能保持与低碳经济同步，并从中获得巨大收益。

0 前 言

废纸广泛地用作造纸原料，为造纸工业提供了重要的再生资源，不但可以缓解造纸原料的匮乏和能源消耗的矛盾，符合可持续发展理念，而且可以减轻日益严重的环境污染问题。

利用废纸原料制浆与直接使用商品浆板制浆相比，因为商品浆板的价格普遍较高，根据生产所得出来的吨纸成本而言，合理的利用废纸为原料进行产品档次的提升其经济效益会更加可观。

1 工艺流程及配置

废纸生产高中档挂面箱板纸处理系统见图1。

图1 高中档挂面箱板纸处理系统

如生产双层纸时，可将中纤维作为面浆用，长、短纤维合并作为底浆用。生产不同纸种时，可以合理地对流程进行变化使用。此工艺流程可以使废纸原料通过分级处理，利用到纸机面衬芯底各层中，可以合理地替代使用其他浆类，生产高等或优等产品。

2 OCC处理系统

2.1 碎浆系统

碎浆是废纸循环利用过程的重要一步，是否得当对后续工序有很大的影响。合理的碎解时间是碎浆的关键参数，可有效地使OCC纤维疏解成单根纤维，同时避免产生过度的切断和细纤维化；可使纸页抗张指数和撕裂指数分别提高[1-2]。碎浆的主要目的及要求有四个：

（1）充分疏解废纸纤维，最大限度地使杂质和纤维分离，使原先交织成纸页的纤维最大限度地离解成单根纤维而又最大限度地保持纤维的原有形态和强度；

（2）尽量不要使轻、重杂质被碎解成细小颗粒，从而增加后续工序去除这些杂质的困难和负担；

（3）将较大的轻、重杂质尽量在制浆系统中除去；

（4）分散废纸到单根纤维，必须不含纤维束（残留碎片1% ～ 2%），即碎浆机的疏解率要高。

应用较多的D型水力碎浆机如图2所示。

相对于目前多数厂家的废纸原料都含有一定比例的美废，其湿强性大，不建议使用鼓式碎浆机。鼓式碎浆机的碎解率低，纤维得率低。

D型水力碎浆机

高浓除渣器：利用杂质与纸浆相对密度不同的原理将废纸中的石块、砂、铁钉、玻璃及书钉等颗粒较大、密度大于水的重杂质除去，并保护其后的设备。

2.2 筛选系统

目的将纸浆中的杂质(包括粗渣及其他杂质)从纸浆中尽可能地选择性地分离出来。浆料以较高的压力由切线方向进入筛浆机，合格纤维依靠筛鼓内外的压力差及筛孔尺寸的限制通过筛孔。筛内充满浆料，进出管路均密封，筛内压力差较大。压力筛安装简单、易于操作、生产维护费用低、不产生泡沫，生产能力大、筛板净化效率高、便于自动控制。

压力粗筛主要除去由高浓除渣器流入的纸浆悬浮液中的塑料颗粒、泡沫、绳结、碎纸片、塑料片、胶粘物及纤维束等杂物。孔筛担当着去除残留在废纸浆中的较重、较大的废杂质以及保护细缝筛避免遭损伤的作用，缝筛则是用来去除原生胶粘物等细小废杂质。

2.3 纤维分级筛

目的是将纸浆中的长纤维和短纤维分开，以便有效地使用不同纤维长度的纸浆。基本原则是根据所需纸浆的纤维长度分布或碎片含量情况来进行分级。

在废纸处理生产线中设置分级处理主要是因为：节约能耗；提高废纸浆的质量；能合理使用分级处理后的各纤维组分。

推荐采用缝筛纤维分级筛，如图3所示，优点是大部分细小废杂质将集中到长纤维组分中来，随后可集中进行废杂质的去除工作。短纤维因分离比较洁净，故无需设置废杂质的去除工序。

图3 纤维分级筛图

多圆盘过滤机能有效地降低浆的水耗，不但可以回收白水中纤维、填料，而且还可以实现白水循环利用，多余的白水可以送至前段，达到降低浆清水消耗的目的[3-4]。

多圆盘过滤机主要由进料槽、槽体、上罩、滤盘、过滤阀、圆盘轴、分配阀、剥浆喷淋装置、洗网喷淋装置、传动装置、出浆装置等部分组成，见图4。多圆盘过滤机正常运转时经自然过滤区、真空过滤区、剥浆区、洗网区四个主要区域对介质进行过滤，自身并无真空泵对其抽真空，而是利用各滤液水腿产生的真空作为过滤推动力。

多圆盘过滤机运转过程中产生的浊滤液、清滤液和超清滤液的量可以根据生产要求而定，可以通过阀门调节几种滤液的分配比例来调整滤液量，使各种滤液能够更好地回用于整个制浆生产线上。

图4 多圆盘过滤机

图5 盘式热分散系统

2.4 盘式热分散系统

盘式热分散系统如图5所示。

热分散是废纸制浆造纸过程中一个极重要的过程。在浆料流动过程中，由于液相对固相的阻力以及固相在流动中的加速度力的作用，使粘附在纤维上的胶粘物从纤维上剥离，并分散成细小颗粒。

在废纸制浆过程中，经过筛选、净化等工序处理后，仍然存在少量的胶黏物，粘附在纤维上的黏状物和微小油墨点是造成纸面"油斑"的根源。因此在废纸制浆生产线上，以废纸为原料生产中、高档纸时，都会采用盘式热分散机把粘附在纤维上的油墨粒子、黏状物和热熔物从纤维上剥离出来，并把它们分散为肉眼看不到的微小颗粒，这些分散的尘埃、黏状物和热熔物在纸机上不再会以尘埃点或斑点出现，一个良好的分散系统可使胶粘物的去除率达99.5%[5]。

热分散是在磨区内产生足够大的切变力以克服胶黏物内在的结合力或胶黏物与纤维表面的结合力。浆料浓度的提高，有利于降低热分散过程磨齿对纤维的直接作用力，从而减少对浆料纤维形态的改变。

它采用蒸汽加热的方式分散纸浆中的热熔性物质。工艺过程要求进入热分散机的纸浆纤维应有一定的温度,以便脱除热熔性物质[6]。为此,在预热器通入蒸汽对浆料加热。蒸汽压力过高,将对前面设备的操作造成危险,并使蒸汽消耗量增大。因此,在系统的控制上采用了选择性控制系统。磨盘的间隙是浆料分散效果的重要控制参数（间隙过大,分散效果不好,间隙过小,磨盘的寿命缩短）,所以,对磨盘的间隙需要进行控制。热分散机的盘隙控制是热分散机正常运行所必需的。盘隙的检测采用电感式检测方式,检测的精度达0.1 mm。

预热器温度是影响浆料热分散的重要参数,由于预热器内浆料浓度高、磨损大,因此,温度的检测采用检测预热器的器壁温度来间接反映预热器器内温度的方法。采用调节通入的蒸汽量来控制预热器器壁温度。考虑到蒸汽压力过高时,蒸汽会反相流动,造成前面设备运行的事故,同时增加蒸汽消耗量,所以设置了预热器温度和蒸汽压力的选择性控制系统。正常时,预热器温度通过调节蒸汽量来控制。当蒸汽压力大于蒸汽压力控制器的设定值时,系统自动切入压力控制系统,即根据蒸汽压力调节蒸汽量。

为使整个系统能正常运行,设置了开停车的顺序控制系统。开车的控制要求是先开后续设备,再开前面的设备;先开辅助设备,后开主设备。而停车的过程与此相反。为了保证在设备内的浆料能在停车时全部排出,在停车顺序中需设置一定的时间延时。为保证设备的正常运行,对关键设备需设置一定的联锁开停条件。

生产实践表明,只要蒸汽量保证,在预热器壁温度保持在100到105℃时,内部被加热浆料可达到油蜡点熔化温度,同时,分散机磨片间隙控制得当,就能达到良好的分散效果。在长期稳定运行时,经热分散系统处理后的浆料,除用肉眼在亮度较高时能见到少许细小的油蜡点外,整个纸面的质量完全符合生产要求。这说明该系统的热分散效果较好,油蜡基本能熔化分散。

3 创新点

该OCC系统的几种创新单元工序主要特点总结如下：

①高疏解率的D型碎浆系统；

②胶黏物去除率高的洗涤浓缩和良好运转性能的高效筛选净化；

③大量降低热熔物和提高强度性能的盘式热分散系统；

④纤维分级利用的纤维分级筛；

⑤低水耗、低汽耗、低能耗、高品质。

客户可以根据废纸原料特点和需要生产的产品要求，对此工艺流程进行合理的变化。此工艺流程重点在充分利用纤维分级筛的特点，对废纸纤维原料进行合理的选用。

4 结束语

最近几年来，工艺和设备的开发正在全方位地集中在节能降耗和回收纤维上。一些创新的工序，如纤维分级利用技术、双网洗涤技术、机电液一控热分散技术，已被应用到纸行业中，进一步完善了普通的工艺技术。不但满足了OCC浆料的洁净度和高物理性能，而且整条浆料制备生产线也具有较高的成本效率和符合低碳经济要求，满足生产商的要求。

[1] 陈庆蔚．当代废纸处理技术、方法的最佳化[J] ． 中华纸业 ,2009(3)．

[2] 郭文杰等．碎浆过程对OCC纤维及其成纸性能的影响[J] ． 中华纸业,2010(22)．

[3] 杨海,陆宗平．多圆盘过滤机在浆料浓缩上的应用[J]．上海造纸,2004,35．

[4] 赵黎,陈安江．圆盘过滤机回收白水的效果、工艺特点及注意事项[J] ． 纸和造纸,2010,29．

[5] 克瓦纳纸浆公司．采用紧凑热分散改进回收纤维[J] ．国际造纸,2000(2):44．

[6] 赵黎．盘式热分散机的结构原理与应用[J]．中国造纸,2008,27(10):55．

Keyboard：waste paper; pulping; pulping process; hot disperser

Application of New Equipments in Pulping Process of Occ Waste Paper

waste paper-pulping is a collection of stripped between the fiber and fiber, fiber and impurities, the purification and upgrading of the fiber quality, the washing of pulp, the classification of fiber, hot dispersion and refining processing as one of the pulping process.the most suitable operation method and equipment were chosen in operation units to reach the best processing effect. And then, the entire stock preparation technology of the production line and design must be due a higher product quality and cost-efficient and low-carbon economy requires.