一套设备多种功能——西尔伍德热分散系统（II）

长期以来，以废纸为主要原料的纸厂，在废纸制浆过程中都会遇到各式各样的问题，其中最突出的问题是废纸中的污染物问题。最近的研究显示，随着纤维的反复回用，纤维性能开始下降并且波动性也更大：由于分选较少且不同的原料掺杂在一起，纸厂在寻找正确的纤维配比时困难重重。

各大纸企需要花费大量额外的时间、精力和金钱进行实验和摸索，以确保纤维配比的准确性，这样做的目的不仅是为了保证最终的产品质量，也可将生产过程的困扰降至最低。

如果以废纸原料制备的浆料中含有一定数量的胶黏物，当浆料抵达纸机进行抄纸时，就会经常出现由胶黏物造成的抄造障碍，经常需要停机对抄纸网、毛布及刮刀进行清洁或者更换。胶黏物也会导致最终成品的废品率或缺陷率增加，降低产品价值。

由于纤维性能下降，且没有足够的打浆能力来改善纤维结合，纸厂有时不得不通过提高成纸定量来满足纸张的物理性能指标要求，

西尔伍德Krima 高温热分散系统是解决上述问题的有效手段，通过一套系统设备，可完成浆料的制备和流送系统的升级。

3 热分散系统处理对抄纸过程及成纸的影响

3.1 对成纸物理性能的影响

改善制浆过程中纤维的状态，对提高成纸强度有显著影响。当纸浆通过高浓度和高温处理的热分散系统后，即可实现这一目的。高温热分散系统的这些处理条件可以使纤维充分分丝帚化，同时又不产生过多的细小纤维，从而得到高强度的纸张。

图4 热分散系统

无论是从中试设备的试验结果还是实际生产情况来看，热分散系统处理均可使成纸抗张强度提高40%，耐破度提高60%，撕裂度提高20%。

然而，实现如此大幅度的强度提升所需的能耗却非常小，热分散系统的吨浆能（电）耗仅为35～40 kWh。由于纸浆通过该系统后，纤维已经获得了一定程度的分丝帚化，后续的打浆工段就可以缩短打浆时间或降低打浆强度，因此在后面的低浓打浆阶段，可以很容易地将热分散系统的能耗节省出来。

西尔伍德的热分散系统，可以解决废纸原料质量不理想带来的问题，并助力纸企控制原材料成本。多数情况下，纸厂会选择提高纸张定量来维持纸张，尤其是包装纸板的强度性能指标，但如果采用了西尔伍德热分散系统，不仅可以生产出整洁的纸张，纸张强度也能同时得到改善，同时纸张定量也可降至正常水平。

3.2 对纸页成形与成纸匀度的影响

在传统备浆系统中，浆料中小的纤维束没有经过分离就直接进入纸机抄纸，这是十分常见的，会导致纸页成形不均匀，影响纸张强度和匀度——尤其是对于低定量纸张。西尔伍德热分散系统在分散成束、成簇的纤维方面效果非常明显，给客户创造了更好的机会去生产质量更好、强度更高、更具均匀一致性的产品。

3.3 对损纸处理的影响

西尔伍德热分散系统的疏解能力在处理湿强纸和涂布纸的损纸时也有着良好的表现。采用传统方法处理湿强纸损纸时，通常需要使用蒸汽和化学品，由此造成的能耗增加和对环境的影响，如今已无法被追求节能减排目标的多数纸厂所接受。

如果在备浆系统的最后工序安装一套Krima 高温热分散系统，损纸碎解后直接送到热分散系统进行处理，不仅可以减少碎浆时的化学品和蒸汽消耗，同时也可将碎浆时间缩短至原来的1/4～1/8，只需碎解至可泵送的高片状纸浆的程度即可输送到热分散系统。高片状纸浆在没有任何化学品添加的情况下，在热分散系统内依然可以被完全疏解，实现高得率和低成本的损纸处理。

4 设备能耗

人们普遍有一种误解，认为热分散工艺会消耗大量能源。从某些领域来看，无论是新技术还是传统技术这种误解可能都是对的。但涉及到西尔伍德热分散工艺及设备时，没有什么比用事实说话更具说服力了：总体上热分散系统有两大能量输入——电力和蒸汽。像之前提到的那样，热分散设备使用的电能大部分都可以在后续的低浓盘磨和疏解机上节省出来。

而谈到蒸汽时需要特别指出的是，热分散设备的位置至关重要。作为浆料制备非常靠后的位置，并且在进入纸机前最短的存储时间内，均匀加热纸浆将有助于网布滤水和压榨脱水，从而在干燥阶段显著节约能耗。热分散系统同样扮演水循环分离器的角色，将备料水与纸机白水分开，使得后者能达到更高的质量和更稳定的温度。

值得注意的一点是，热分散系统在高干度、完全密闭和隔热条件下对纸浆进行加热，这种加热方式比在其他开放空间加热更加高效。

5 收益与成本改善

购置热分散设备时，设备成本通常是许多纸企考虑的重要因素之一。然而购置安装西尔伍德热分散系统，纸企将获得更多收益，同时其他工序的生产成本可随着热分散系统的运行而有较大幅度的降低。

• 可以实现高效的程序漂白（氧化+还原），显著减少漂白化学品消耗；

• 由于热分散系统基本不排渣，因此纸浆得率不受影响；

• 纸机清洗需要的化学清洁剂减少 ；

• 热分散系统的高温加热可使浆料中的绝大部分细菌及微生物失去活性，从而减少杀菌剂用量；

• 热分散系统的高浓磨浆可使纸浆强度增加，因此可以减少或停用低浓打浆，从而降低能耗；

• 热分散系统的“把关”功能，可提升产品成品率；

• 提高成纸产品品质和白度。

6 应用实例

6.1 应用案例1：热分散系统用于箱纸板生产

北美某纸板厂的纸板生产遇到了困扰，即胶黏物障碍，特别是那些有穿透性的脏点在纸机干部和完成部显现出来。该厂在西尔伍德的试验工厂进行了考察和试生产，试验完成后他们决定安装一套Krima热分散系统。热分散系统安装后，这些问题都迎刃而解。

该厂的Krima 热分散系统正常运行后，另一个意想不到的收获是成纸强度的提升。当原料配比为80%OCC+20%混合废纸时，成纸抗张强度提高了40%以上，撕裂强度至少提高17%（见图5）。强度提高可以降低纸张定量，从而节省纤维用量；同时，因为有了强度性能的大幅提高，该厂正在考虑撤掉后续的低浓打浆设备。

图5 北美某纸板厂使用Krima 热分散系统后的纸板强度提升曲线

图6 湿强纸巾经过超级紧凑热分散系统前后对比

总而言之，这套系统的使用，使该厂的纸板产品质量达到了更高的标准，同时系统兼具可靠性高、非常低的维护需求及成本的特点。

6.2 应用案例2：热分散系统用于处理生活用纸的湿强损纸

北美某生活用纸厂主要生产各种湿强纸巾，遇到了能耗高及化学品（主要是次氯酸盐）消耗量大的棘手问题。

生产中产生的湿强损纸在处理时需要大量蒸汽，导致能耗过高；同时，由于排放问题，环保部门要求该厂大幅减少单位产品次氯酸盐用量。在西尔伍德试验车间进行生产试验后，该纸厂根据现场情况，选择安装了一套Krima 超级紧凑型热分散系统。

如今，碎浆机处理湿强损纸的处理时间大幅缩短——是因为可集中将含有碎片的纸浆泵送至热分散系统。超级紧凑型热分散系统将其含有的纸片完全疏解成浆，再分别送到每台纸机上。这使得纸厂在损纸处理过程有了较大弹性，损纸处理不再占用其常规的制浆系统，吨浆能耗降低了，且无需再添加任何化学品。图6 是该厂湿强损纸经过热分散系统前后的对比，由图可知，经热分散系统处理后，不仅能耗大幅降低，湿强损纸浆的碎浆效果非常好。

6.3 应用案例3：热分散用于文化纸机改产低定量箱纸板

某纸厂主要生产新闻纸及文化用纸，由于市场原因，计划将新闻纸部分转为以OCC 为原料生产低定量挂面箱纸板。制浆系统原有的设计主要以充分清洗和筛选为主，很少打浆，这对生产箱纸板是一个新的挑战。为此，该厂曾考虑要移除部分清洗及筛选设备，增加低浓打浆设备。

图7 经高温热分散系统处理前后纸样的脏点漏出率对比

经考察和分析后，该厂认为只需安装一套完整的Krima 高温热分散系统，即可解决所有问题，即无需增加低浓打浆设备，仅增加热分散系统后，就得到了高强度成纸，正如该纸厂经理形容的那样：“这是我们在市面上见过的最干净的纸页”。通过对浆料经过高温热分散系统处理前后的样品进行对比可知，纸页中的脏点漏出率显著降低（见图7）。

当越来越多的纸厂计划改变生产品种时，西尔伍德热分散系统总会给出满意的答复：一套系统，一个项目，解决所有疑难杂症。