CN105696393B - 一种湿强废纸再利用化学机械制浆方法 - Google Patents

一种湿强废纸再利用化学机械制浆方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿强废纸再利用化学机械制浆方法,该方法包括备料工段、汽蒸工段、第一挤压浸渍化学机械处理段、第二挤压浸渍化学机械处理段、消潜和再疏解段和净化筛选浓缩段。本发明依靠机械强力作用和化学处理作用在不降低原纸浆强度的同时,实现湿强废纸纤维解离再制浆;更进一步可在两段串联的挤压浸渍化学机械处理段,首先在酸性条件下氧化废纸中的湿强剂,然后在碱性条件下进一步促进水解,更有效的破坏湿强剂分子间以及湿强剂与纸浆纤维之间的化学结合,有效提高了纤维解离率和再制浆得率。解决了湿强废纸回收制浆离解率低、强度大幅下降的问题,且可实现连续、规模化、低水耗、低能耗的无污染环保制浆。

Description

一种湿强废纸再利用化学机械制浆方法
[0001]本申请是名称为:一种湿强废纸回收再利用化学机械制浆方法,申请号为: 2014103492050,申请日为2014年7月21日的发明专利的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种制浆系统和制浆方法,具体涉及一种废纸回收再利用化学机械制 浆系统和制浆方法。
背景技术
[0003] 废纸是重要的造纸纤维原料,各国都很重视废纸资源的回收利用,世界废纸回收 量由20〇5年的1.826亿吨提高到2010年的2.234亿吨;回收率由49.8%提高到56.6%,发达 国家普遍超过6〇%,韩国、德国超过8〇%。我国废纸制浆由2005年的2810万吨增至2010年的 53〇5万吨,占总用浆量比重由54.0%提升至似.7%,其中国内废纸浆的比重由27.8%提升 至38 • 0%。至“十二五”期间,废纸浆增量约为1400万吨。国内废纸回收率将提高至46.7 %, 同时,仍要充分利用境外废纸资源,使我国造纸工业废纸利用率提高至72.1 %。
[0004] 目前,受国内废纸质量较低和废纸回收率偏低等因素的影响,废纸资源供给对外 依存度较高,美废、欧废和日废的可出口资源基本都进入中国,且质量在逐年下降,价格却 在逐年提高,供需矛盾日益加剧。
[0005] 废纸的再生利用可以节约大量的原生纤维资源、节约能源的消耗、减轻环境的污 染,而且相比于商品纸浆,废纸的再制浆具有明显的成本优势。随着人们生活水平的提高, 对纸和纸板的要求也越来越高,很多纸种特别是包装类纸板为了能在潮湿或有水存在的情 况下仍具有一定的强度,在生产时经常使用湿强剂。这些具有湿强度的废纸的数量呈逐年 增加趋势。不含湿强剂的普通纸,纤维连接依靠氢键形成的范德华力,水可以打破氢键连 接,使纸张碎解。湿强剂树脂可与纤维素、半纤维素形成交联、不溶水和共价键的网络结构。 通常情况下,经湿强树脂处理的纸在用水完全润湿后仍将维持原干强度的30%以上,可保 持纸张完整度,而无湿强剂处理的普通纸仅能维持2〜7 %的原干强度。
[0006] 因此,湿强度高的废纸回收利用很困难,碎浆时存在高筛渣含量、低得率和高电耗 等技术问题难以解决,这主要是因为用常规的制浆疏解设备和工艺不能将其充分分散成纸 浆。进口的废纸中往往夹杂有一些很难疏解的湿强废纸,特别是使用了高含量湿强剂的永 固性湿强废纸,疏解极为困难,即使延长打浆时间或增加打浆强度也难以获得好的效果。很 多湿强度较高的废纸作为固体废弃物被填埋,或作为垃圾焚烧,这既造成了环境的污染,也 浪费了可用于造纸的废纸资源。
[0007] 许多湿强纸含有高质量漂白化学纤维或高质量长纤维浆料,有很高的利用价值, 当前造纸纤维原料的短缺促使造纸行业对湿强废纸的再生利用必须进行大的技术改进。
[0008] 目前湿强废纸再制浆方法和技术主要分为两类:机械法和化学法,且均处于研究 阶段试制阶段。
[0009] 【1】机械法湿强废纸再制浆方法。杜永等(杜永,王中原.废湿强纸的处理【J】.中国 也职,,功…:〜by;利用机械法处理湿强废纸,处理过程中不需蒸汽,仅需纯机械式 打浆、磨I黯纟ft疏解为合麵纤麟料。親祖高浓碎額麵,麟浓度i 2〜 1=,碎楽_25〜3Gmin,间歇式工作,每職料后,积雜较大纸片既觀过碎楽机底 ,筛板筛孔,被留^锅内,留作下次打浆;高浓碎浆机每打完一锅浆料,就由螺旋输送机输 送^中间缓冲浆罐,罐内浆料浓度稀释至8〜1〇%;缓冲浆罐内浆料利用高位差,自流至双 螺齐衆机浓缩至楽浓25〜3〇 %;浓缩后架料经斜螺旋输送机输送至高浓盘磨磨楽机磨 浆,尚浓磨磨浆浓度20〜30%,磨浆过程采用两台串联方式,磨浆后浆料打浆度可达到原成 浆时的打浆度。此技术的不足之处在于(D高浓碎浆生产不连续,时间较长;(2)电耗较高; (3)湿强剂未经化学处理,会造成后序制浆造纸过程中再絮凝,影响纸张抄造;⑷湿强剂的 存在会影响纸张抄造时其它驻留助剂等化学品的使用效果。
[0010]【2】碱法化学蒸煮湿强废纸再制浆方法。王建等(王建,齐亮,白铁军,华开开.PAE 增湿强本色废纸的再制浆工艺【J】•纸和造纸,2〇〇8,27 (5) :47-49)用化学蒸煮的方法处理 本色废纸,将废纸装入蒸球,液比1:6,添加1 %的烧碱和〇. 05 %的Aq进行蒸煮,蒸煮后再通 过水力碎浆机碎解。在最高蒸煮温度16(TC,保温30min的条件下,粗浆得率可达到82.7%, 再制浆损失率17• 3%。曹庆福等(曹庆福,张元彬,张桂兰.湿强废纸最佳处理方法选择【j】. 中华纸业,1998 (4) :45)用自制蒸煮器处理含湿强剂的纱管封面纸,在装入废纸的蒸煮器中 加入7.5 %的硫酸铝蒸煮2h,然后经水力碎浆机碎解,每吨废纸较原来利用水力碎浆机和打 浆机设备处理的机械法,吨浆电耗由原来的1232kw • h降至146kw. h,降低费用1148元,取得 了较好的效果。碱法化学蒸煮可以分解湿强剂或破坏湿强剂与纸浆纤维的化学结合,解离 湿强纸。存在问题:(1)废纸浆得率较低,大量的纤维原料降解后进入到制浆废水中,增加了 废水处理的难度和成本;(2)如果不对解离的废纸浆漂白,纸浆白度很低,只能用于一些对 白度要求不高的纸板中,纸浆用途受到限制;(3)化学蒸煮方法对废纸浆的化学作用比较强 烈,造成纤维素聚合度下降,而导致成浆的物理强度下降。
[0011]【3】氧化剂处理湿强废纸再制浆方法。聚酰胺多胺环氧氯丙烷(pae)树脂是目前造 纸工业中占主导的湿强剂,因而,很多关于湿强废纸再生利用的研究都是针对PAE类湿强废 纸的。氧化剂可以破坏PAE在纸页中产生的网络结构或者直接破坏它与纸浆纤维的化学键, 解离湿强纸。主要有:
[0012] (1)次氯酸盐处理法。在浓度为5%左右的湿强纸浆中,缓缓加入NaOH溶液调PH值 至11,再加入NaCIO漂液,,在反应温度下处理一定时间。待反应结束,将纸料混合液转移至 高速分散机中剪切几分钟,浆料经洗涤再进行抄纸。
[0013] 研宄表明:NaCIO用量对湿强纸的疏解影响最大,当用量达到0.5〜0.8g/L时,疏解 较容易,疏解率较高;PH值对NaCIO法影响较为特殊,PAE树脂在较宽的PH值(4〜10)范围内, 具有良好的稳定性,特别是PH值在6.5〜8.0之间时,其性质最为稳定,酰胺环氧化物间的交 联键最不易破坏,疏解最困难,所以应避开树脂的稳定范围,选择在PH<6.5或强碱〇>H> 11)的条件下进行疏解;温度也是影响再制浆的一个重要因素,用次氯酸钠或次氯酸钙处理 PAE湿强纸时,较高的处理温度不利于再制浆;机械剪切处理对再制浆的作用与打浆和精浆 的原理相似,能增加纤维润张,从而有利于提高纸页的强度。
[0014]存在问题:次氯酸盐处理法可以有效的处理漂白的PAE湿强纸,且成本较低,但是 它不能将非漂白湿强纸完全再制浆,而且,会增加排放污水中氯仿、四氯乙烷等可吸附有机 卤化物(AOX)的负荷,这也是限制次氯酸盐使用的不利因素。
[0015] ⑵过氧化二硫酸盐处理湿强废纸。王丽娟等(王丽娟,杨汝男,章海涛,等.湿强纸 再制浆的的研究【J】.中国造纸,2004,23 (4) :63-64)采用过硫酸钾处理废人民币纸,较适宜 的处理条件为过硫酸钾用量6%,酸处理PH值3,时间30min,制浆浓度13%。成浆率可控制在 J 1997,80(11) :141-147)用过硫酸钠处理含有PAE湿强剂的本色牛卡纸。当过硫酸钠的用 量为1%,预处理PH值11,疏解时间70min的条件下,本色牛卡纸(PAE用量0.6%)的再制浆得 率达到66%。当进一步增加过硫酸钠的用量到10%,预处理PH值和时间不变的情况下,处理 另一种本色牛卡纸(PAE用量0.4%),再制浆得率可以达到74%。结果表明,过硫酸盐在碱性 条件下对含有PAE的湿强废纸的处理效果较差。
[0016]过氧化二硫酸盐的模型化合物反应机理:氧化剂易进攻PAE树脂聚合物的叔胺或 酰胺-环氧化合物间的仲酰胺键,使PAE树脂发生分解反应,从而导致湿强纸失去湿增强功 能。
[0017] 过氧化二硫酸盐处理湿强废纸再制浆受处理温度、反应时间、氧化剂用量、PH值和 机械剪切等因素的影响较大。温度升高有利于再制浆,在中碱性条件下,处理后的纸浆强度 略高于NaCIO法,但需要稍高的温度,且反应速度稍慢,再制浆白度略低;过氧化二硫酸盐再 制浆废液中可吸附有机卤的含量极低;再制浆不经洗涤重新添加等量的湿强剂,残留的过 氧化二硫酸盐对再抄纸的纸张的湿强度影响远低于残留NaCIO产生的影响,可节省大量洗 涤水。
[0018] 存在问题:在中性或碱性再制浆过程中,由于过氧化二硫酸盐分解产生的自由基 能提取木质素上的氢形成无反应活性的自由基,而使大部分湿强树脂未被氧化,所以,过氧 化二硫酸盐对未漂硫酸盐浆、化学热磨机械浆及0CC湿强纸不太有效,难于再制浆。虽过量 的过氧化二硫酸盐可以克服这种副反应,但是价格太昂贵,效率不高,而且对纤维有损害。
发明内容
[0019] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种湿强废纸回收再利 用化学机械制浆系统,进而提供一种湿强废纸回收再利用化学机械制浆方法。
[0020] 技术方案:为解决上述技术问题,本发明提供的湿强废纸回收再利用化学机械制 浆系统,按物料工序运行方向,该系统包括第一输送设备、碎料机、第二输送设备、转鼓式洗 涤机、斜螺旋脱水机、汽蒸仓、第三螺旋输送机、第一双螺杆浸渍机、第一反应仓、第四螺旋 输送机、第二双螺杆浸渍机、第二反应仓、第五螺旋输送机、消潜浆池、浆泵、纤维分离机、净 化筛选浓缩装置、贮浆装置;
[0021] 所述第一输送设备的出料口正对碎料机的进料口,所述碎料机的出料口正对第二 输送设备的进料口,所述第二输送设备的出料口正对转鼓式洗涤机的进料口,所述转鼓式 洗涤机的出料口与斜螺旋脱水机的进料口连通,所述斜螺旋脱水机的出料口与汽蒸仓的进 料口连通,所述汽蒸仓的出料口与第三螺旋输送机进料口连通,所述第三螺旋输送机的出 料口与第一双螺杆浸渍机的进料口连通,所述第一双螺杆浸渍机的出料口与第一反应仓的 进料口连通,所述第一反应仓的出料口与第四螺旋输送机的进料口连通,所述第四螺旋输 送机的出料口与第二双螺杆浸渍机的进料口连通,所述第二双螺杆浸渍机的出料口与第二 反应仓的进料口连通,所述第二反应仓的出料口与第五螺旋输送机的进料口连通,所述第 五螺旋输送机的出料口连通至消潜浆池,所述浆泵设于消潜浆池与纤维分离机之间,浆栗 的输入端与消潜浆池的容积腔连通,浆栗的输出端与纤维分离机的进料口连通,所述纤维 分离机的出料口与净化筛选浓缩装置的进料口连通,所述净化筛选浓缩装置的出料口与贮 浆装置相连。
[0022]优选的,本系统还包括料片泵,所述转鼓式洗涤机的出料口与斜螺旋脱水机的进 料口的连通方式为:在转鼓式洗涤机的出料口下方设有容器,所述料片泵设于该容器与斜 螺旋脱水机之间,料片泵的输入端设置在该容器的容积腔内,料片栗的输出端与斜螺旋脱 水机的进料口连通。
[0023]优选的,所述碎料机为撕碎机或水力碎浆机;所述第一输送设备和第二输送设备 为链板输送机或皮带输送机;所述净化筛选浓缩装置包括顺序连接的压力筛、除渣器和浓 缩设备,所述纤维分离机的出料口与压力筛的进料口连通,所述压力筛的出料口与除渣器 的进料口连通,所述除渣器的出料口与浓缩设备的进料口连通,所述浓缩设备的出料口与 贮浆装置相连。
[0024]优选的,所述转鼓式洗涤机包括机体,转鼓、转鼓驱动装置;所述机体一侧上部设 有进料口,其另一侧设有出料口,机体内设有洗涤腔,所述转鼓设于洗涤腔内并受转鼓驱动 装置驱动旋转;所述转鼓位置下方的机体底部形状呈倒锥台形;所述机体邻近进料口的一 端设有上进水口,所述机体底部的倒锥台形的下锥台口的下方设有与下锥台口连通的管 体,管体侧壁设有下进水口;所述管体的下方设有沉渣管,所述沉渣管的上端设有上卸渣 阀,下端设有下卸渣阀。采用本结构的转鼓式洗涤机可通过下进水口进水形成上行水流,上 行水流的推力将有效减少比重较轻的物料向下沉淀,仅使得比重较重的重杂质如金属物、 石子等沉入沉渣管,可以有效的清除物料中的重杂质,且极大的减少了物料在洗涤分离杂 质的过程中易造成的损耗。
[0025]优选的,所述斜螺旋脱水机包括螺旋外壳,螺旋外壳内设有受螺旋驱动装置驱动 旋转的螺旋,所述螺旋外壳及其内部的螺旋沿物料输送方向由低到高倾斜设置,所述螺旋 外壳的较低的一端为外壳斜下端,较高的一端为外壳斜上端,所述外壳位于外壳斜下端的 上部设有进料口,位于外壳斜下端的下部设有排水口,位于外壳斜上端的下部设有出料口, 所述螺旋外壳内位于螺旋的下部平行设有滤网板。
[0026]本系统中的汽蒸仓可选用本领域常规汽蒸仓如振动式卸料汽蒸仓。作为本发明的 进一步改进,本系统中的汽蒸仓优选旋转拨料式汽蒸仓,所述旋转拨料式汽蒸仓,包括仓 体、旋转拨料装置、排料装置,仓体内设有蒸腔,仓体上部设有进料口;所述旋转拨料装置包 括设在仓体底部的拨料盘,所述拨料盘包括底盘和可在底盘上旋转的拨料片;所述排料装 置包括壳体和排料电机,壳体内设有排料螺旋,所述排料螺旋包括螺旋轴和设置在螺旋轴 上的螺旋叶片,该螺旋轴与设在壳体一侧的排料电机传动连接,壳体另一侧下部设有出料 口;排料装置位于拨料盘下方,拨料盘的底盘与排料装置的壳体对接的部位设有落料开口。 作为本发明的进一步改进,本旋转拨料式汽蒸仓中,旋转拨料装置还包括拨料电机和中心 轴,所述底盘中心设有通孔,所述中心轴穿过该通孔一端与拨料片固定连接,另一端通过联 轴器与拨料电机传动连接;所述底盘为圆形底盘,所述落料开口位于底盘的偏心位置上,且 位于拨料片旋转覆盖的底盘区域内,为由与圆形底盘同圆心的两段圆弧和两条弦构成四条 边的落料开口;所述蒸腔内壁位于拨料盘的上部周向均布防滑条;所述仓体为圆柱形或圆 台形;所述仓体底部设有蒸汽进管,所述仓体上部设有蒸汽回流口和蒸汽排放口;所述排料 装置的壳体上邻近出料口的部位设有蒸汽输出口;还包括回气管,所述回气管的一端管口 与所述排料装置的蒸汽输出口对接,另一端与所述仓体上部的蒸汽回流口对接;所述排料 电机为可调速齿轮减速电机,所述排料螺旋的螺旋轴由轴承和轴承座支撑,两端设有密封 涵,所述螺旋叶片为沿螺旋轴输送方向螺距逐渐由小变大的变螺距螺旋叶片。当仓体内物 料达到一定料位并满足充足停留汽蒸时间后,本旋转拨料式汽蒸仓通过旋转拨料装置,连 续将制浆原料分层并按先进先出原则通过落料开口拨入排料装置,然后由排料装置计量送 出。一方面可消除因物料受热、压实和体积膨胀导致仓内出现的架桥现象,提高仓容利用 率;另一方面物料得到充足的汽蒸软化,会有效提升后序工艺中的挤压化学预渍效果和水 溶性有色物质及树脂物质的脱除率,降低化学品消耗,从而提高漂白化学机械浆浆料的白 度和物理性能;当物料短暂中断时,还能作为一个缓冲容器,确保给系统提供均匀、可控的 物料。保证物料汽蒸效果的同时,很好的维持了正常连续生产的稳定性。更进一步,上述蒸 汽回路设计,可充分利用蒸汽能效,在进一步提高物料汽蒸软化效果的同时,节能环保。更 进一步,物料在仓体内呈塞式垂直下落,本旋转拨料式汽蒸仓通过防滑条有效防止了物料 随拨料装置打滑旋转的问题。更进一步,排料螺旋螺旋轴上的螺旋叶片采用变螺距设计,一 方面保证了落料开口下方的螺旋轴螺槽内物料呈充满状态,另一方面使得物料在输送过程 中沿螺旋轴输送方向由充满状态逐渐过渡到松散状态,提高效率,降低了螺旋运转负载和 磨损,实现连续计量出料的同时,提高了系统的稳定性。
[0027]其中的第一反应仓和第二反应仓可选用本领域常规反应仓,作为本发明的进一步 改进,优选均匀落料式反应仓。所述均匀落料式反应仓,包括仓体和均匀落料装置,仓体顶 部设有进料口,仓体底部设有落料口;所述均匀落料装置,包括壳体,壳体内设有排料螺旋, 壳体一侧下部设有反应仓的出料口,该均匀落料装置的进料口即为反应仓仓体底部的落料 口;所述排料螺旋包括螺旋轴和设置在螺旋轴上的螺旋叶片,所述螺旋轴位于出料口上方 的部位固定设有均匀落料环,所述均匀落料环与所述螺旋轴的中心轴线一致;所述均匀落 料环包括管体和多线螺纹叶片,所述多线螺纹叶片固定连接在管体的外壁上,所述管体固 定环绕套接在螺旋轴上,所述多线螺纹叶片的旋向与所述排料螺旋上的螺旋叶片旋向一 致。作为本发明的进一步改进,本均匀落料式反应仓的仓体为梯形方仓;所述均匀落料装置 包括两根以上的排料螺旋,每根排料螺旋均包括螺旋轴和螺旋叶片,所述螺旋叶片为沿输 送方向螺距逐渐由小变大的变螺距螺旋叶片;每根排料螺旋的螺旋轴位于出料口上方的部 位均固定设有均匀落料环,每个均匀落料环与其对应的螺旋轴中心轴线一致,每个均匀落 料环上的多线螺纹叶片与其对应的排料螺旋上的螺旋叶片旋向一致;所述两根以上的排料 螺旋分别独立驱动,相邻排料螺旋的螺旋轴反向旋转。本均匀落料式反应仓通过均匀落料 环可实现均匀下料,有利于下游制浆设备稳定生产,负载波动幅度由原来的一倍以上降低 至10〜15%之内,降低了设备故障率,提高了设备可靠性,稳定了浆料质量。在此基础上,进 一步可通过两根以上的排料螺旋反向旋转,使得物料在邻近排料螺旋上的两个反向旋转尤 其是反内向旋转的螺旋叶片的共同推动下,更加均衡的往前推移,然后经均匀落料环的搅 拌打散,连续均匀得从出料口下落至下游设备。排料螺旋上螺旋叶片的变螺距设计可以使 得物料在输送过程中沿螺旋轴输送方向由充满状态逐渐过渡到松散状态,提高效率,降低 螺旋运转负载和磨损。
[0028]优选的,本系统中的第一、第二双螺杆浸渍机,如在2012年9月11日提交的申请号 为201210332112.8、公开号为CN 102864669 A的名为“一种双螺杆浸渍机”的中国专利申请 中所描述的,其全部内容通过引用结合于此。也可以如2012年9月11日提交的授权号为ZL 201220458032.2的名为“一种双螺杆浸渍机”的中国专利申请中所描述的,其全部内容通过 引用结合于此。上述的双螺杆浸渍机包括机架以及设置在机架上的电机、齿轮变速箱、可移 式鼓形齿联轴器、机筒和两根螺杆,所述电机通过齿轮变速箱以及可移式鼓形齿联轴器与 两根螺杆传动连接,所述两根螺杆互相平行且可转动地设置在所述机筒内,所述机筒一端 设有进料口,另一端设有出料口;所述螺杆沿输送方向依次套设有第一输送螺旋套、第一挤 压螺旋套、第二输送螺旋套、第二挤压螺旋套、第三输送螺旋套以及第三挤压螺旋套,所述 第一、第二、第三输送螺旋套的螺旋方向与所述第一、第二、第三挤压螺旋套的螺旋方向相 反,所述第一输送螺旋套的螺距沿输送方向逐渐减小;所述机筒上部设有与第三输送螺旋 套对应的液体加入孔,所述机筒下部设有废液孔;所述第一、第二、第三挤压螺旋套的螺棱 上开有豁槽;所述机筒为上下剖分式机筒,包括对称连接的固定设置在机架上的上半机筒 和可启闭的连接在机架上的下半机筒。
[0029]其中的第一反应仓和第二反应仓也可以与上述汽蒸仓结构组成相同,因为经双螺 杆浸渍机挤压揉搓的物料,其摩擦热温度已满足反应仓反应所需,所以当反应仓使用与汽 蒸仓一样的结构时,可以不通过蒸汽管注入蒸汽加热,当然在需要的情况下,也可以选用蒸 汽加热的方式。
[0030] 为解决上述技术问题,本发明提供的一种强废纸回收再利用化学机械制浆方法, 其使用上述的湿强废纸回收再利用化学机械制浆系统,该方法中各药剂组分的百分量是占 绝千原料重量的百分量,该湿强废纸回收再利用化学机械制浆方法包括:
[0031] ①备料工段:
[0032]将原料输送至碎料机破解成料片后,输送至转鼓式洗涤机加水调整浓度为3〜5% 进行洗涤、沉渣去除混杂在物料中的杂质,洗涤后的物料和水由料片泵栗送至斜螺旋脱水 机进一步清除残余杂质并完成脱水;残余杂质和水通过斜螺旋脱水机的筛网网孔排出; [0033]②汽蒸工段:
[0034]将备料工段输出的脱水后的物料输送至汽蒸仓,在0.3〜0.6MPa的蒸汽压力范围 内汽蒸15〜30分钟使得物料汽蒸软化;
[0035]③第一挤压浸渍化学机械处理段:
[0036] 将汽蒸工段输出的蒸后物料由螺旋输送机输送至本段双螺杆浸渍机内被挤压揉 搓为丝团状并浓缩至35〜45%浓度,其后在本段双螺杆浸渍机内与计量加入的第一化学浸 渍药剂高浓混合,并加水调整浆浓至25〜35%,实现均质化化学浸渍处理后排出至反应仓, 在80〜95°C的温度范围内,停留35〜60分钟进行反应;
[0037]④第二挤压浸渍化学机械处理段:
[0038]将第一挤压浸渍化学机械处理段反应仓输出的浆料,由螺旋输送机输送至本段双 螺杆浸渍机中被进一步挤压揉搓为纤维束和单根纤维混合物状并浓缩至35〜45%浓度,其 后在本段双螺杆浸渍机内与计量加入的第二化学浸渍药剂高浓混合,并加水调整浆浓至25 〜35%,实现均质化化学浸渍处理后排出至反应仓,在80〜95°C的温度范围内,停留35〜60 分钟进行反应;
[0039]⑤消潜和再疏解段:
[0040]将第二挤压浸渍化学机械处理段反应仓输出的浆料,由螺旋输送机输送至消潜浆 池内使得球团状纤维分散伸展消除内应力,加水调整浆浓至3〜5 %,调整浆料温度范围为 60〜7〇°C,其后通过浆泵栗送至纤维分离机进行再疏解,分离出轻、重杂质和粗大废料和湿 强纸纤维;
[0041] ⑥净化、筛选和浓缩段:
[0042]将消潜和再疏解段分离得到的湿强纸纤维,经除渣器净化、压力筛筛选、浓缩设备 浓缩后存贮在贮浆装置中备抄。
[0043]优选的,所述①备料工段中转鼓式洗涤机洗涤后得到的沉渣杂质进入固废处理系 统,通过斜螺旋脱水机的滤网板网孔排出的残余杂质和水进入水处理系统,经沉淀净化后 循环回用于洗涤过程。
[0044]优选的,按照占绝干原料的重量百分比,所述②汽蒸工段中,脱水后的物料输送至 汽蒸仓汽蒸时加入〇 • 1 %〜0.15 %的再湿剂,所述再湿剂包含线性或直连乙氧基化物或丙 氧基化物的醇,以及消泡剂如硅氧烷基胶乳;所述③第一挤压浸渍化学机械处理段中第一 化学浸渍药剂为1〜2%的他(^或他2〇)3,通过碱处理的浆料?11值控制在11.5〜12.5范围内; 所述④第二挤压浸渍化学机械处理段中的第二化学浸渍药剂为氧化剂,通过氧化剂处理的 浆料PH值控制在II.5〜12.5范围内;所述氧化剂包含1〜3 %的NaOH、2〜6 %的H2O2、1〜2 % 的Na2Si03和0 • 2〜0 • 5 %的螯合剂;所述螯合剂为DTPA或EDTA的任意一种。作为进一步的优 选,所述②汽蒸工段中,脱水后的物料输送至汽蒸仓汽蒸时加入0.1 %的再湿剂;所述③第 一挤压浸渍化学机械处理段中第一化学浸渍药剂为1%的NaOH;所述④第二挤压浸渍化学 机械处理段中的第二化学浸渍药剂包含1%的NaOH、2%的H2〇2、l%的Na2Si〇3和0.2%的 DTPA。
[0045]作为另一种优选方案,按照占绝干原料的重量百分比,所述②汽蒸工段中,脱水后 的物料输送至汽蒸仓汽蒸时加入0.1 %〜0.15 %的再湿剂;所述③第一挤压浸溃化学机械 处理段中的第一化学浸溃药剂为1〜1.5 %的H2SO4或3〜6 %的明矾,通过酸处理的浆料PH值 控制在4.5〜6范围内;所述④第二挤压浸溃化学机械处理段中的第二化学浸渍药剂为氧化 剂,通过氧化剂处理的浆料PH值控制在11 • 5〜12.5范围内;所述氧化剂包含1〜3 %的NaOH、 2〜6%的H2O2、1〜2 %的Na2Si03和0.2〜0.5 %的螯合剂;所述螯合剂为DTPA或EDTA的任意 一种。作为另一种优选方案的更进一步优选,所述②汽蒸工段中,脱水后的物料输送至汽蒸 仓汽蒸时加入0 • 12 %的再湿剂;所述③第一挤压浸渍化学机械处理段中的第一化学浸渍药 剂为1 •2 %的出504;所述④第二挤压浸渍化学机械处理段中的第二化学浸渍药剂包含2 %的 NaOH、4%的H2〇2、1 • 5%的Na2Si03和0.35%的DTPA。作为另一种优选方案的另一种更进一步 优选,所述②汽蒸工段中,脱水后的物料输送至汽蒸仓汽蒸时加入0.15%的再湿剂;所述③ 第一挤压浸渍化学机械处理段中的第一化学浸渍药剂为1 • 5 %的H2S〇4;所述④第二挤压浸 渍化学机械处理段中的第二化学浸溃药剂包含3%的NaOH、6%的HS〇2、2%的NasSiO3和 〇.5%的£0丁八。
[0046]有益效果:本发明提供的化学机械制浆系统和制浆方法中,采用碎料机靠机械剪 将废纸剪切成纸片,然后利用双螺杆浸渍机作为纤维机械解离和化学预处理设备,靠双螺 什贝机螺杆的机械揉搓作用,在湿强废纸片外形尺寸逐步变小和分步逐渐解离纤维的同 时,进行化学处理,实现化学助剂与浆料的高浓混合和均质化浸溃,提高化学反应效率降 低化学品消耗20〜30%。 ’
[0047]更进二步的,本发明提供的化学机械制浆系统,可采用转鼓式洗涤机通过下进水 口进水形成上行水流,有效减少比重较轻的物料向下沉淀,仅使得比重较重的重杂质如金 属物、石子等沉入沉渣管,可以有效的清除物料中的重杂质,且极大的减少了物料g洗涤分 离杂质的过程中易造成的损耗。 ~
[0048]更进一步的,本发明提供的化学机械制浆系统,可采用均匀落料式反应仓以通过 均匀落料环实现均匀下料,有利于下游制浆设备稳定生产,负载波动幅度由原来的一倍以 上降低至10〜15%之内,降低了设备故障率,提高了设备可靠性,稳定了浆料质量;
[0049]更进一步的,本发明提供的化学机械制浆系统,可采用旋转拨料式汽蒸仓以通过 旋转拨料装置将物料连续分层地拨入排料装置,通过防滑条防止物料打滑旋转,消除了因 物料受热体积膨胀导致的架桥现象,提高了仓容利用率,物料得到了充足汽蒸软化,有效提 升了后序化学挤压浸渍效果和水溶性有色及树脂物质的脱除率,降低化学品消耗。
[0050]更进一步的,本发明提供的化学机械制浆方法中,可在两段串联的挤压浸渍化学 机械处理段,先对湿强废纸经过酸处理控制PH值范围为4 •5〜6,再对湿强废纸经过氧化剂 处理控制PH值范围为11.5〜12.5,避开湿强废纸中湿强剂性质最稳定的PH值范围,并通过 双PH值处理的方法,首先在酸性条件下氧化废纸中的湿强剂,然后在碱性条件下进一步促 进水解,更有效的破坏湿强剂分子间以及湿强剂与纸浆纤维之间的化学结合,获得湿强纸 纤维96%甚至98%以上的高解离率或完全解离,有效提高了纤维解离率和再制浆得率。 [0051]整体而言,本发明提供的化学机械制浆系统和制浆方法依靠机械强力作用和化学 处理作用在低(电)能耗下,不降低原纸浆强度甚至有所提高的同时,实现湿强废纸纤维解 离再制浆;采用环保型氧化剂在浆料浓度25〜35 %下再制浆,降低吨浆水耗,节约用水,实 现无污染环保制浆;并可针对不同的湿强废纸特性,采用不同的氧化剂、不同的工艺条件, 更有效的破坏湿强剂分子间以及湿强剂与纸浆纤维之间的化学结合,实现含漂白化学浆、 化学机械浆或未漂浆的各类湿强纸的再制浆回收利用。整体解决了湿强废纸回收制浆纤维 离解率低、纸浆强度大幅下降的问题,且可实现连续、规模化、低水耗、低能耗的无污染环保 制楽。
附图说明 _
[0052] 图1是湿强废纸回收再利用化学机械制浆系统的整体结构示意图;
[0053] 图2是转鼓式洗涤机的结构示意图;
[0054] 图3是图2的左视图;
[0055] 图4是斜螺旋脱水机的结构示意图;
[0056] 图5是旋转拨料式汽蒸仓的结构示意图;
[0057] 图6是图5的俯视图;
[0058] 图7是图5的左视图;
[0059] 图8是均匀落料式反应仓的结构示意图;
[0060] 图9是均匀落料式反应仓中均匀落料环的结构示意图;
[0061] 图10是均匀落料式反应仓中的均匀落料装置配置两根排料螺旋的结构示意图。
具体实施方式
[0062] 下面结合附图、系统的实施方式和方法的实施例对本发明作更进一步的说明。 [0063]如图1所示,本湿强废纸回收再利用化学机械制浆系统,按物料工序运行方向,包 括第一输送设备1、碎料机2、第二输送设备3、转鼓式洗涤机4、料片栗5、斜螺旋脱水机6、汽 蒸仓7、第三螺旋输送机8、第一双螺杆浸渍机9、第一反应仓10、第四螺旋输送机11、第二双 螺杆浸渍机12、第二反应仓13、第五螺旋输送机14、消潜浆池15、浆泵16、纤维分离机17、净 化筛选浓缩装置18、贮浆装置19;
[0064] 所述第一输送设备1的出料口正对碎料机2的进料口,所述碎料机2的出料口正对 第二输送设备3的进料口,所述第二输送设备3的出料口正对转鼓式洗涤机4的进料口,所述 转鼓式洗涤机4的出料口下方设有容器(图中未示出),所述料片栗5设于该容器与斜螺旋脱 水机6之间,料片泵5的输入端设置在该容器的容积腔内,料片栗5的输出端与斜螺旋脱水机 6的进料口连通,所述斜螺旋脱水机6的出料口与汽蒸仓7的进料口连通,所述汽蒸仓7的出 料口与第三螺旋输送机8进料口连通,所述第三螺旋输送机8的出料口与第一双螺杆浸溃机 9的进料口连通,所述第一双螺杆浸渍机9的出料口与第一反应仓10的进料口连通,所述第 一反应仓10的出料口与第四螺旋输送机11的进料口连通,所述第四螺旋输送机11的出料口 与第二双螺杆浸渍机12的进料口连通,所述第二双螺杆浸渍机12的出料口与第二反应仓13 的进料口连通,所述第二反应仓13的出料口与第五螺旋输送机14的进料口连通,所述第五 螺旋输送机14的出料口连通至消潜浆池15,所述浆栗16设于消潜浆池15与纤维分离机17之 间,浆泵16的输入端与消潜浆池15的容积腔连通,浆泵16的输出端与纤维分离机17的进料 口连通,所述纤维分离机17的出料口与净化筛选浓缩装置18的进料口连通,所述净化筛选 浓缩装置18的出料口与贮浆装置19相连。所述贮浆装置19中贮浆备抄。具体的,所述净化筛 选浓缩装置18可包括顺序连接的压力筛20、除渣器21和浓缩设备22,所述纤维分离机17的 出料口与压力筛20的进料口连通,所述压力筛20的出料口与除渣器21的进料口连通,所述 除渣器21的出料口与浓缩设备22的进料口连通,所述浓缩设备22的出料口与贮浆装置19相 连。
[0065]其中的碎料机2为撕碎机或水力碎浆机,第一输送设备丨和第二输送设备3为链板 输送机或皮带输送机。所述撕碎机的破碎机械结构由固定于机壳上的定刀和两根相对逆向 旋转的刀辊组成,物料进入撕碎机后,依靠两刀辊之间的若干刀盘以及刀盘与定刀之间组 成的剪切副,将物料剪切破碎成一定尺寸的料片,刀辊由中间为花键或六方形截面的轴和 串装于轴上的刀盘构成,可以通过调整刀盘厚度来调整剪切后物料的尺寸;撕碎机可以根 据需要配置单刀辊结构,也可以采用双刀辊或多刀辊结构。
[0066]其中的转鼓式洗涤机4可选用本领域常规转鼓式洗涤机,此处给出一种具体实现 形式,如图2和图3所示,该转鼓式洗涤机包括机体,转鼓4〇2、转鼓驱动装置404;所述机体一 侧上部设^进料口 401,其另一侧设有出料口 403,机体内设有洗涤腔,所述转鼓402设于洗 涤腔内并受转鼓驱动装置404驱动旋转;所述转鼓4〇2位置下方的机体底部形状呈倒锥台 形;所述机体邻近进料口 401的一端设有上进水口 4〇6,所述机体底部的倒锥台形的下锥台 口的下方设有与下锥台口连通的管体,管体侧壁设有下进水口 407;所述管体的下方设有沉 渣管405,所述沉渣管405的上端设有上卸渣阀408,下端设有下卸渣阀409。工作时,经碎料 机破解成料片的物料进入转鼓式洗涤机的进料口 401,洗涤水由上进水口 406和下进水口 407加入,转鼓4〇2由转鼓驱动装置404驱动并连续缓慢旋转,料片进入洗涤区后,通过转鼓 4〇2的旋转连续将洗后料片通过出料口403拨出,重杂质如金属物、石子等沉入沉渣管405; 正常工作时上卸渣阀4〇8打开、下卸渣阀409关闭,以利于渣料沉淀入沉渣管405,当需要排 渣时,上卸渣阀408关闭、下卸渣阀409打开,排出沉渣,然后上卸渣阀408再次打开,下卸渣 阀4〇9再次关闭,上、下卸渣阀交替关闭和打开实现沉渣,沉渣排出后进入固废处理系统。在 该结构中,因为下进水口 407进水会形成上行水流,上行水流的推力可以有效减少比重较轻 的物料向下沉淀,但比重较重的重杂质如金属物、石子等依然会沉入沉渣管,可以有效的清 除物料中的重杂质,且极大的减少了物料在洗涤分离杂质的过程中易造成的损耗。
[0067]其中的斜螺旋脱水机6可选用本领域常规斜螺旋脱水机,此处给出一种具体实现 形式,如图4所示,该斜螺旋脱水机包括螺旋外壳602,螺旋外壳602内设有受螺旋驱动装置 6〇4驱动旋转的螺旋㈤3,所述螺旋外壳6〇2及其内部的螺旋603沿物料输送方向由低到高倾 斜设置,所述螺旋外壳6〇2的两端分别为外壳斜下端和外壳斜上端,所述外壳位于外壳斜下 端的上部设有进料口 6〇1,位于外壳斜下端的下部设有排水口 607,位于外壳斜上端的下部 设有出料口 605,所述螺旋外壳602内位于螺旋603的下部平行设有滤网板606。工作时,经转 鼓式洗涤机洗涤后的物料和水由料片栗泵送至斜螺旋脱水机的进料口 601,螺旋603由驱动 装置604驱动旋转,物料被螺旋603提升输送至出料口 605排出。洗涤水和残余杂质通过滤网 板606的网孔排出并经排水口 607排入水处理系统,经沉淀净化后循环回用于洗涤过程。 [0068]其中的汽蒸仓7可选用本领域常规汽蒸仓如振动式卸料汽蒸仓,优选旋转拨料式 汽蒸仓。如图5、图6、图7所示,所述旋转拨料式汽蒸仓包括仓体702、旋转拨料装置、排料装 置,仓体702内设有蒸腔,仓体702上部设有进料口 701;该旋转拨料装置包括拨料电机712、 中心轴713和设在仓体底部的拨料盘,所述拨料盘包括底盘714和可在底盘上旋转的拨料片 715;底盘714中心设有通孔;中心轴713穿过该通孔一端与拨料片715固定连接,另一端通过 联轴器与拨料电机?12传动连接;该排料装置包括壳体703和排料电机704,该排料电机704 为可调速齿轮减速电机,壳体703内设有排料螺旋,排料螺旋包括螺旋轴705和设置在螺旋 轴上的螺旋叶片706;所述排料螺旋的螺旋轴705由设在两侧的第一轴承座707和第二轴承 座708以及轴承支撑,两端分别设有第一密封涵709和第二密封涵710,该螺旋轴705与设在 壳体一侧的排料电机704传动连接,壳体703另一侧下部设有出料口 711,所述螺旋轴上设有 的螺旋叶片706为沿输送方向螺距逐渐由小变大的变螺距螺旋叶片;该排料装置位于拨料 盘下方,拨料盘的底盘714与排料装置的壳体703对接的部位设有落料开口 716,该落料开口 716位于底盘714的偏心位置上,且位于拨料片715旋转覆盖的底盘714的区域内;上述拨料 盘的底盘714为圆形底盘,排料装置的壳体703为圆筒形,该落料开口 716的边为圆形底盘与 排料装置壳体的对接线,即为由与圆形底盘同圆心的两段圆弧和两条弦构成四条边的落料 开口;所述蒸腔内壁位于拨料盘的上部周向均布若干竖条形防滑条726;仓体702为圆台形, 当然也可以是圆柱形;在仓体中部设有观察口 718;在仓体702底部周向均布4个蒸汽进管, 分别为第一蒸汽进管H9、第二蒸汽进管720、第三蒸汽进管721、第四蒸汽进管722;所述仓 体702上部设有蒸汽回流口和蒸汽排放口 723;所述排料装置壳体703上邻近出料口 711的部 位设有蒸汽输出口 7¾;本汽蒸仓还包括回气管7¾,所述回气管725的一端管口与所述排料 装置的蒸汽输出口 724对接,另一端与所述仓体702上部的蒸汽回流口对接。工作时,将经斜 螺旋脱水机脱水后的物料自进料口 7〇 1落入仓体702蒸腔内。蒸汽通过外部蒸汽管道分别进 入蒸汽进管,进而进入蒸腔底部,一部分向上蒸发汽蒸软化物料,多余蒸汽从蒸汽排放口 723输出;另一部分向下经落料开口716进入排料装置,然后从排料装置的蒸汽输出口724输 出,通过回气管725经所述仓体上部的蒸汽回流口回流至仓体蒸腔内,受物料自然堆角影 响,仓体蒸腔上部呈无料状态,可使蒸汽顺利回流至蒸腔内汽蒸软化物料,多余蒸汽经蒸汽 排放口 723回收利用或排放;当汽蒸仓仓体702内物料达到一定料位并满足充足停留汽蒸时 间后,启动旋转拨料装置的拨料电机712和排料装置的排料电机704,拨料电机712通过中心 轴713驱动拨料片715旋转,排料电机704驱动螺旋轴705旋转;因排料螺旋采用可调速齿轮 减速电机驱动,此处可通过预先设置排料螺旋转速达到计量输送目的;拨料片715旋转过程 中,连续将物料分层并按先进先出原则通过落料开口 716拨入排料装置,物料在仓体702的 蒸腔内呈塞式垂直下落,防滑条726有效防止物料随拨料装置打滑旋转;此时位于落料开口 716下方的螺旋轴705的螺槽内物料呈充满状态,在输送过程中物料沿螺旋轴输送方向由充 满状态逐渐过渡到松散状态,并最终由排料装置的排料螺旋计量送出,进入下游设备。
[0069] 其中的双螺杆浸溃机,如在2012年9月11日提交的申请号为201210332112.8、公开 号为CN 102864669 A的名为“一种双螺杆浸渍机”的中国专利申请中所描述的,其全部内容 包含附图通过引用结合于此。也可以如2012年9月11日提交的授权号为ZL 201220458032.2 的名为“一种双螺杆浸渍机”的中国专利申请中所描述的,其全部内容包含附图通过引用结 合于此。该双螺杆浸渍机包括机架以及设置在机架上的电机、齿轮变速箱、可移式鼓形齿联 轴器、机筒和两根螺杆,所述电机通过齿轮变速箱以及可移式鼓形齿联轴器与两根螺杆传 动连接,所述两根螺杆互相平行且可转动地设置在所述机筒内,所述机筒一端设有进料口, 另一端设有出料口;所述螺杆沿输送方向依次套设有第一输送螺旋套、第一挤压螺旋套、第 二输送螺旋套、第二挤压螺旋套、第三输送螺旋套以及第三挤压螺旋套,所述第一、第二、第 三输送螺旋套的螺旋方向与所述第一、第二、第三挤压螺旋套的螺旋方向相反,所述第一输 送螺旋套的螺距沿输送方向逐渐减小;每个输送螺旋套与挤压螺旋套之间都设有均化环; 所述机筒上部设有与第三输送螺旋套对应的液体加入孔,所述机筒下部设有与第一、第二 输送螺旋套的输出端对应的废液孔,废液孔处设有过滤蓖,即排水滤网;所述第一、第二、第 三挤压螺旋套的螺棱上开有豁槽;所述机筒为上下剖分式机筒,包括对称连接的固定设置 在机架上的上半机筒和可启闭的连接在机架上的下半机筒。工作时,物料通过两根螺杆向 出料口方向推进,输送过程中由于第一输送螺旋套的螺距逐渐减小,物料被逐渐压缩并充 满螺槽;进入逆向挤压区挤压螺旋套前即第一均化环处,挤压力达到最大,物料被强烈压 缩;在正向挤压力的作用下,物料被强制通过第一挤压螺旋套螺棱上的豁槽,受挤压、搓揉 的物料几何尺寸变小并被压溃,同样自第二输送螺旋套以及第二挤压螺旋套再次挤压均化 后,物料依次通过了两段挤压揉搓段并被揉搓解离成丝团状、束状纤维状和单根纤维状;同 时,物料所含水分和水溶物被挤出并通过机筒滤蓖和滤液排出孔排出并收集进入水处理系 统;在第二挤压螺旋套的正向出料末端物料进入混合段前,通过机筒液体加入孔即加药孔 由计量加药装置计量加入化学浸渍药剂和稀释水,实现药剂与纤维的高浓混合,调整浆浓 至25〜邪%,再经第三挤压螺旋套高浓混合后排出。
[0070]其中的第一反应仓10和第二反应仓13可选用本领域常规反应仓,优选均匀落料式 反应仓。如图8所示,所述均匀落料式反应仓包括仓体1010和均匀落料装置,仓体1010为梯 形方仓,仓体顶部设有反应仓的进料口 1020,仓体1010底部设有落料口;该均匀落料装置包 括壳体,壳体内设有排料螺旋,所述排料螺旋包括螺旋轴1040和设置在螺旋轴上的螺旋叶 片1050;该排料螺旋的螺旋轴1040与设在壳体一侧的电机传动连接,壳体另一侧下部设有 反应仓的出料口 1 〇3〇,本均匀落料装置的进料口即仓体101 〇底部的落料口;所述螺旋轴 1040位于出料口 1030上方的部位固定设有均匀落料环1060;均匀落料环1060的结构示意图 如图9所示,包括管体1061,管体1061的外壁固定连接有多线螺纹叶片1062;所述均匀落料 环的管体1〇61通过焊接或螺栓紧固连接在所述螺旋轴1040上,均匀落料环1060与螺旋轴 1040的中心轴线一致;所述多线螺纹叶片1062的旋向与所述排料螺旋上的螺旋叶片1050旋 向一致1 当然该反应仓的均匀落料装置中也可以包括两根这样的独立驱动的排料螺旋,如 图10所示,每根排料螺旋均包括螺旋轴和螺旋叶片,所述螺旋叶片为沿输送方向螺距逐渐 由小变大的变螺距螺旋叶片;每根排料螺旋的螺旋轴位于出料口上方的部位均固定设有均 匀落料环,每个均匀落料环与其对应的螺旋轴中心轴线一致,每个均匀落料环上的多线螺 纹叶片与其对应的排料螺旋上的螺旋叶片旋向一致;这两根排料螺旋的螺旋轴反向旋转。 在这种配置下,物料在邻近排料螺旋上的两个反向旋转尤其是反内向旋转的螺旋叶片的共 同推动下,更加均衡的往前推移,然后经均匀落料环的搅拌打散,连续均匀得从出料口下落 至下游设备;排料螺旋上螺旋叶片的变螺距设计可以使得物料在输送过程中沿螺旋轴输送 方向由充满状态逐渐过渡到松散状态,提高效率,降低螺旋运转负载和磨损。工作时,浆料 由上游输送设备自反应仓顶部的反应仓入料口 1020连续送入反应仓仓体1010内,满足工艺 设计停留时间要求后,仓体内物料充满率为7〇〜80%,此时排料螺旋填充物料呈充满压实 状态,浆料在排料螺旋螺旋叶片1〇50之间的螺旋槽内呈充满块团状;当位于反应仓底部的 排料螺旋启动并旋转时,螺旋槽内呈充满块团状的物料被连续输向排料螺旋接近出料口 1〇3〇的一端;浆料接近排料螺旋尾端在下落前先经过均匀落料环1060,经均匀落料环1〇6〇 上的多线螺纹叶片1062搅拌和打散后,连续均匀下落至下游设备。
[0071]其中的第一反应仓10和第二反应仓13也可以与上述汽蒸仓7结构组成相同,因为 经双螺^浸渍机挤压揉搓的物料,其摩擦热温度已满足反应仓反应所需,所以当反应仓使 用与汽蒸仓一样的结构时,可以不通过蒸汽管注入蒸汽加热,当然在需要的情况下,也可以 选用蒸汽加热的方式。
[0072]使用上述湿强废纸回收再利用化学机械制浆系统的湿强废纸回收再利用化学机 械制浆方法,该方法中各药剂组分的百分量是占绝干原料重量的百分量,其具体实施方式 为:
[0073]实施例1:漂白含湿强剂的纸机抄造损纸和边角料再制浆回收 [0074]损纸和边角料由链板式输送机输送至水力碎浆机碎解成纸片后,输送至转鼓式洗 涤机4加水调整浓度为3 %进行洗涤除渣后,由料片栗5泵送至斜螺旋脱水机6脱水浓缩,然 后输送至汽蒸仓7汽蒸I5分钟,蒸汽压力〇_3MPa,按照占绝干原料的重量百分比,进入汽蒸 仓时在进料口以雾状喷入0 • 1 %的再湿剂;蒸后料片由第三螺旋输送机8送入第一双螺杆浸 ^机9挤压搓揉成丝团状并浓缩至35%浓度左右,其后按照占绝干原料的重量百分比,由计 量栗加入1 %的液体NaOH和适量清水,物料和化学浸渍药剂在第一双螺杆浸渍机9机内高浓 'ik:合后’调整楽浓至25 %左右、PH值控制在11.5左右送入第一反应仓1〇,反应温度控制在8〇 °c左右,停留时间35分钟;反应结束后由第四螺旋输送机11送至第二双螺杆浸渍机12挤压 搓揉解离成束状纤维和单根纤维混合物状并浓缩至35%浓度左右,其后按照占绝干原料的 重量百分比,由计量泵加入1 %的NaOH、2%的H2〇2、1 %的Na2Si03、0•2%的螯合剂DTPA和适 量清水,物料和化学浸渍药剂在第二双螺杆浸渍机I2机内高浓混合后,调整浆浓至25 %左 右、PH值控制在11 • 5左右送入第二高浓反应仓13,反应温度控制在80 °C左右,停留时间3 5分 钟;反应结束后由第五螺旋输送机14输送至消潜衆池I5。衆料在消潜衆池15内,加水稀释架 浓至3%,温度6(TC,消除纤维在挤压揉搓过程中产生的内应力,使球团状纤维分散并充分 伸展开,然后,通过衆栗16栗送至纤维分_机17进彳丁再疏解,并分离清除轻、重杂质和粗大 废料和湿强纸纤维,将分离得到的湿强纸纤维经压力筛20筛选,除渣器21净化,浓缩设备22 浓缩后存贮在贮浆装置19中备抄。
[0075]上述过程中,转鼓式洗涤机洗涤后得到的沉渣进入固废处理系统,通过斜螺旋脱 水机的滤网板网孔排出的残余杂质和水进入水处理系统,经沉淀净化后循环回用于洗潘过 程。本实施例中,根据损纸和边角料的洁净度,也可以省略洗涤步骤。
[0076]实施例2:未漂白含湿强剂的纸机抄造损纸和边角料再制浆回收 [0077]损纸和边角料由链板式输送机输送至水力碎衆机碎解成纸片,输送至转鼓式洗漆 机4加水调整浓度为4%进行洗涤除渣后,由料片栗5栗送至斜螺旋脱水机6脱水浓缩,然后 输送至汽蒸仓7汽蒸25分钟,蒸汽压力0 • 45MPa,按照占绝干原料的重量百分比,输送至汽蒸 仓时在进料口以雾状喷入0 • 12%的再湿剂;蒸后料片由第三螺旋输送机s送入第一双螺杆 机9挤压援揉成丝团状并浓缩至40%浓度左右,其后按照占绝干原料的重量百分比,由 计量栗加入1 • 2%的HAO4和适量清水,物料和化学浸溃药剂在第一双螺杆浸渍机9机内高浓 混合后,调整衆浓至30 %左右、PH值控制在6左右送入第一反应仓10,反应温度控制在9〇。〇 左右,停留时间45分钟;反应结束后由第四螺旋输送机11送至第二双螺杆浸渍机12挤压搓 揉解离成束状纤维和单根纤维混合物状并浓缩至40 %浓度左右,其后按照占绝千原料的重 量百分比,由计量泵加入2%的NaOH、4%的出〇2、1 • 5%的NaAiOs和0 • 35%的DTPA和适量清 水,物料和化学浸渍药剂在第二双螺杆浸溃机I2机内高浓混合后,调整浆浓至30 %左右、PH 值控制在12左右送入第二高浓反应仓13,反应温度控制在9〇。(:左右,停留时间45分钟;反应 结束后由第五螺旋输送机14输送至消潜浆池15。浆料在消潜浆池15内,加水稀释浆浓至 4%,温度65°C,消除纤维在挤压揉搓过程中产生的内应力,使球团状纤维分散并充分伸展 开,然后,通过浆栗16栗送至纤维分离机17进行再疏解,并分离清除轻、重杂质和粗大废料 和湿强纸纤维,将分离得到的湿强纸纤维经压力筛20筛选,除渣器21净化,浓缩设备22浓缩 后存贮在贮浆装置19中备抄。
[0078]上述过程中,转鼓式洗涤机洗涤后得到的沉渣进入固废处理系统,通过斜螺旋脱 水机的滤网板网孔排出的残余杂质和水进入水处理系统,经沉淀净化后循环回用于洗涤过 程。本实施例中,根据损纸和边角料的洁净度,也可以省略洗涤步骤。
[0079]实施例3:未漂白含湿强剂的废纸和废纸箱板再制浆回收
[00S0]废纸和废纸箱板由链板式输送机输送至撕碎机碎解成纸片,输送至转鼓式洗涤机 4加水调整浓度为5%进行洗涤除渣后,由料片泵5栗送至斜螺旋脱水机6脱水浓缩,然后输 送至汽蒸仓7汽蒸3〇分钟,蒸汽压力0 • 6MPa,按照占绝干原料的重量百分比,输送至汽蒸仓 时在进料口以雾状喷入0 • I5 %的再湿剂;蒸后料片由第三螺旋输送机8送入第一双螺杆浸 渍机9挤压搓揉成丝团状并浓缩至45%浓度左右,其后按照占绝干原料的重量百分比,由计 量泵加入1.5 %的HSS〇4和适量清水,物料和化学浸渍药剂在第一双螺杆浸渍机9机内高浓混 合后,调整衆浓至35 %左右、PH值控制在4.5左右送入第一反应仓10,反应温度控制在95 °C 左右,停留时间60分钟;反应结束后由第四螺旋输送机11送至第二双螺杆浸渍机丨2挤压搓 揉解离成束状纤维和单根纤维混合物状并浓缩至45%浓度左右,其后按照占绝干原料的重 量百分比,由计量泵加入3 %的NaOH、6 %的出〇2、2%的NaAiOs和0 • 5 %的EDTA和适量清水, 物料和化学浸渍药剂在第二双螺杆浸溃机I2机内高浓混合后,调整浆浓至35 %左右、PH值 控制在12 • 5左右送入第二高浓反应仓13,反应温度控制在95。(:左右,停留时间60分钟;反应 结束后由第五螺旋输送机14输送至消潜浆池IS。浆料在消潜浆池15内,加水稀释浆浓至 5%,温度70°C,消除纤维在挤压揉搓过程中产生的内应力,使球团状纤维分散并充分伸展 开,然后,通过浆泵16泵送至纤维分离机17进行再疏解,并分离清除轻、重杂质和粗大废料 和湿强纸纤维,将分离得到的湿强纸纤维经压力筛20筛选,除渣器21净化,浓缩设备22浓缩 后存贮在贮浆装置19中备抄。
[0081]上述过程中,转鼓式洗涤机洗涤后得到的沉渣进入固废处理系统,通过斜螺旋脱 水机的滤网板网孔排出的残余杂质和水进入水处理系统,经沉淀净化后循环回用于洗涤过 程D
[0082]实施例3为较优实施例,对同等的PAE占比1.0%的原料分别进行上述实施例工艺 条件和步骤下的实验,结果显示,在不降低原纸浆强度甚至有所提高的同时,均实现了湿强 废纸纤维解离再制浆;其中实施例1降低化学品消耗20%,负载波动幅度降低至15%以内, 获得的纤维解离率高达S5%。实施例2降低化学品消耗25%,负载波动幅度降低至12%以 内,获得的纤维解离率高达96%。实施例3降低化学品消耗30%,负载波动幅度降低至12% 以内,获得的纤维解离率高达98%。
[0083]以上实施例对本发明不构成限定,相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围 内,所进行的多样变化和修改,均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1. 一种湿强废纸再利用化学机械制浆方法,其特征在于该方法包括: ① 备料工段:将原料输送至碎料机破解成料片后,输送至转鼓式洗涤机加水调整浓度 为3〜5 %进行洗涤、沉渣、去杂质,洗涤后的物料和水输送至斜螺旋脱水机进行脱水; ② 汽蒸工段:将备料工段输出的脱水后的物料输送至汽蒸仓,在0.3〜0 • 6MPa的蒸汽压 力范围内汽蒸15〜30分钟使得物料汽蒸软化; ③ 第一挤压浸渍化学机械处理段:将汽蒸工段输出的蒸后物料由螺旋输送机输送至本 段双螺杆浸渍机内被挤压揉搓为丝团状并浓缩至35〜45 %浓度,其后在本段双螺杆浸渍机 内与计量加入的第一化学浸渍药剂高浓混合,并加水调整浆浓至25〜35%,实现均质化化 学浸渍处理后排出至反应仓,在80〜%°C的温度范围内,停留35〜60分钟进行反应; ④ 第二挤压浸溃化学机械处理段:将第一挤压浸渍化学机械处理段反应仓输出的浆 料,由螺旋输送机输送至本段双螺杆浸渍机中被进一步挤压揉搓为纤维束和单根纤维混合 物状并浓缩至35〜45 %浓度,其后在本段双螺杆浸渍机内与计量加入的第二化学浸渍药剂 高浓混合,并加水调整浆浓至25〜35%,实现均质化化学浸渍处理后排出至反应仓,在80〜 95°C的温度范围内,停留35〜60分钟进行反应; ⑤ 消潜和再疏解段:将第二挤压浸渍化学机械处理段反应仓输出的浆料,由螺旋输送 机输送至消潜浆池内使得球团状纤维分散伸展消除内应力,加水调整浆浓至3〜5%,调整 浆料温度范围为60〜70°C,其后通过浆泵泵送至纤维分离机进行再疏解,分离出轻、重杂质 和粗大废料和湿强纸纤维; ⑥ 净化、筛选和浓缩段:将消潜和再疏解段分离得到的湿强纸纤维,经除渣器净化、压 力筛筛选、浓缩设备浓缩后存贮在贮浆装置中备抄; 所述③第一挤压浸渍化学机械处理段通过第一化学浸溃药剂碱处理的浆料pH值控制 在11.5〜12.5范围内; 所述④第二挤压浸渍化学机械处理段中的第二化学浸渍药剂为氧化剂,通过氧化剂处 理的浆料pH值控制在11.5〜12.5范围内。
2. 根据权利要求1所述的湿强废纸再利用化学机械制浆方法,其特征在于:所述①备料 工段中转鼓式洗涤机洗涤后得到的沉渣杂质进入固废处理系统,通过斜螺旋脱水机的滤网 板网孔排出的残余杂质和水进入水处理系统,经沉淀净化后循环回用于洗涤过程。
3. 根据权利要求1所述的湿强废纸再利用化学机械制浆方法,其特征在于:按照占绝干 原料的重量百分比: 所述②汽蒸工段中,脱水后的物料输送至汽蒸仓汽蒸时加入〇. 1 %〜〇. 15%的再湿剂; 所述③第一挤压浸渍化学机械处理段中第一化学浸渍药剂为1〜2 %的NaOH或Na2C03; 所述④第二挤压浸渍化学机械处理段中的第二化学浸渍药剂为氧化剂;所述氧化剂包 含1〜3%的NaOH、2〜6%的H2O2、1〜2 %的Na2Si〇3和0.2〜0.5 %的螯合剂。
4. 根据权利要求3所述的湿强废纸再利用化学机械制浆方法,其特征在于:所述螯合剂 为DTPA或EDTA的任意一种。
5. 根据权利要求1所述的湿强废纸再利用化学机械制浆方法,其特征在于:按照占绝干 原料的重量百分比: 所述②汽蒸工段中,脱水后的物料输送至汽蒸仓汽蒸时加入〇• 的再湿剂; 所述③第一挤压浸渍化学机械处理段中第一化学浸渍药剂为1%的NaOH; 所述④第二挤压浸渍化学机械处理段中的第二化学浸渍药剂包含1 %的NaOH、2%的 H2O2、1 % 的Na2Si03和0.2% 的DTPA。
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