CN110644274A - 一种柱式气浮装置及其用于控制废纸制浆过程胶黏物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柱式气浮装置及其用于控制废纸制浆过程胶黏物的方法。属于制浆造纸领域。本发明采用一种柱式气浮装置结合微量表面活性剂，在一定的浓度下将废纸中的胶黏物分离处理，使废纸浆得到净化，克服胶黏物障碍问题。该工艺的优点是可以有效分离废纸浆中的大胶黏物，且纤维流失较小，为解决废纸回收过程的胶黏物问题提高废纸浆质量提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种柱式气浮装置及其用于控制废纸制浆过程胶黏物的方法。属于制浆造纸领域。
背景技术
废纸的再生利用是造纸工业节约植物纤维原料、节省能源和减少对环境污染的有效途径之一，具有良好的经济效益和社会效益，因此，近年来世界各国都非常重视废纸的再生利用问题。
近年来，我国废纸浆占纤维原料消耗总量的比例连年增长，废纸浆已成为占比最大的造纸原料，近年来废纸浆使用率一直维持在60％以上的水平，其中OCC占到废纸浆总量的80％以上，是我国造纸工业回收量最大二次纤维资源。随着二次纤维用量的增加，大量的杂质被带入了系统，胶黏物障碍问题日趋严重，而制浆造纸白水循环系统封闭程度的增加，更是加剧了胶黏物障碍问题，目前已成为以废纸为原料的纸厂的共性问题。胶黏物在纸浆中均呈阴电性，具有较高的阳离子需求量，能消耗系统中阳性添加剂的电荷，本身表现出很强的凝聚和沉积趋势。胶黏物的危害主要表现为：(1)沉积在成形网上，堵塞网孔，造成滤水困难，脱水不均匀，并引发多种纸病，严重时造成纸机断头，增加停机清洗时间；(2)沉积在压榨毛布和压辊上，缩短毛布使用寿命，影响纸页脱水；(3)粘附在烘缸表面上造成纸页断头；(4)残留在纸页中，形成污点，增加纸病；(5)聚集在白水中，形成“阴离子垃圾”，影响阳离子助剂的效果，对造纸用水的封闭循环产生影响。因此胶黏物问题成为废纸处理过程中最复杂、最困难和亟待解决的问题。
目前胶黏物的控制方法主要有以下几种：(1)筛选法：采用多级多段压力筛对纸浆进行筛选，去除大块的胶黏物及蜡等物质，但对小于筛缝尺寸的胶黏物无能为力；(2)生物酶法：利用酯酶对脂肪酸甘油酯等胶黏物成分进行分解，使胶黏物尺寸变小或黏性降低，达到有效控制胶黏物沉积的目的。但分解产物中的脂肪酸本身不具黏性，却会使抄造系统的阳离子需求量增加，同时与系统中的钙、镁、铝等离子结合仍然会产生黏性较大的物质而造成沉积，同时成本也较高。(3)添加无机物法：利用较大的比表面积和较低的表面能，及疏水及亲和有机物的性能，吸附纸浆中的胶黏物，在胶黏物外层形成包裹，而降低胶黏物表现的黏性，用于控制造纸过程中的树脂和胶黏物的沉积。但是添加无机物后会使纸张的抗张指数、撕裂指数等物理指标均有所下降，采用该法时，需要考虑合适的用量，既要取得控制胶黏物效果，又要使纸张强度性能所受的影响控制在可接受的范围；(4)热分散法：温度在90℃左右下浆料在剧烈的剪切和搓揉作用下，纤维上的热熔胶黏物及油墨杂质从纤维上剥离并分散成细小颗粒；该法能耗较高(因浆种的不同，吨浆电耗几十度到一百多度不等)，同时分散的细小胶黏物颗粒在后续处理中会部分发生再聚沉积。
上述胶黏物控制的方法，除筛选法外，其他方法均没有将胶黏物从制浆系统中分离出来，均存在细小胶黏物发生不同程度的再聚沉积的问题；而筛选法分离出来的是体积较大的胶黏物，对小粒径的胶黏物也无能为力。如何将废纸浆中的胶黏物有效去除，同时又尽可能的不流失纤维是本发明的出发点。
发明内容
本发明采用一种柱式气浮结合微量表面活性剂，在一定的浓度下将废纸中的胶黏物分离处理，使废纸浆得到净化，克服胶黏物障碍问题。该工艺的优点是可以有效分离废纸浆中的大胶黏物，且纤维流失较小，为解决废纸回收过程的胶黏物问题提高废纸浆质量提供保障。本发明提出的一种柱式气浮装置及其用于控制废纸制浆过程胶黏物的方法，具体解决方案如下：
(1)废纸浆浓度的调节
浆浓和温度是影响柱式气浮的关键因素，为充分发挥柱式气浮的处理效果，将柱式气浮置于废纸浆线的低浓除渣器后，低浓除渣系统的浓度通常在0.6％～1.2％范围内，属于整个生产线中浓度较低的节点，而最佳的气浮浓度为0.3％～0.6％，温度为30～45℃，为后续气浮分离纸浆中的胶黏物创造有利条件；调节浓度所用的水为过程白水，不会对生产线的浆水平衡造成影响。
(2)柱式气浮分离胶黏物
将经步骤(1)调节后的浆样，从柱式气浮的顶部注入，浆料在下降过程中与底部通入的微气泡相向而行，浆料从底部排出，浆料在下行的过程中纤维与微气泡不断接触，浆料中的胶黏物具有较强的亲油性会与微气泡吸附而上升，到表面后会溢流排出气浮柱；气浮柱的长径比为50:1，这种结构使得浆料在下行的过程中与微气泡有充分的接触时间，与纤维粘结的胶黏物在上升过程中相互摩擦使之与纤维分离，胶黏物上浮而纤维下行，在分离胶黏物的同时保持较低的纤维流失；柱式气浮的微气泡由其底部的陶瓷纳米级微孔曝气器产生，气泡尺寸可以通过气泵的压力及流量来控制在0.02～0.5μm，从而实现对不同性质胶黏物的控制。
本发明在废纸制浆过程中，在常温低浓条件下，采用特殊结构的柱式气浮装置及配套的微气泡发生器，在分离浆料中胶黏物的同时，使纤维的流失保持在较低水平。在去除胶黏物的同时对蜡等轻杂质也有较好的去除效果，浮选前采用系统中白水对浆料稀释，在净化纸浆的同时对白水的中微胶黏物及胶体胶黏物也有很好的去除作用，同时实现白水的净化，净化后的白水可以继续在系统中循环利用，促进了废纸浆生产过程的节水减排。
附图说明
图1为废纸制浆过程柱式气浮控制胶黏物的工艺流程图
具体实施方式
下面通过具体的实例进一步说明本发明的特点。
实施例
某废纸生产线以LOCC和AOCC为原料生产箱板纸。产能为800t/d，由于废纸原料比较紧张，来源不稳定，废纸原料的质量也不稳定，其中最大的问题就是胶黏物问题，尽管该生产线配备了系列的筛选和热分散等去除胶黏物的措施，但胶黏物的问题一直困扰着该生产线，经净化后的良浆中大胶黏物含量仍高达3965mm2/kg，其中大于0.4mm2的大胶黏物含量高达1552mm2/kg，面积小于0.4mm2的胶黏物含量为2413mm2/kg，经常在成形网上有沉积现象，堵塞网孔，影响滤水，并引发多种纸病，严重时造成纸机断头，增加停机清洗时间；粘附在烘缸表面上造成纸页断头；成品纸中也有污点问题；同时白水中也有胶黏物的积累现象，影响阳离子助剂的效果，不利于造纸用水的封闭循环。
(1)废纸浆浓度的调节
浆浓和温度是影响柱式气浮的关键因素，为充分发挥柱式气浮的处理效果，将柱式气浮置于废纸浆线的低浓除渣器后，低浓除渣系统的浓度通常在0.6％～1.2％范围内，属于整个生产线中浓度较低的节点，而最佳的气浮浓度为0.3％～0.6％，温度为30～45℃，为后续气浮分离纸浆中的胶黏物创造有利条件；调节浓度所用的水为过程白水，不会对生产线的浆水平衡造成影响。
(2)柱式气浮分离胶黏物
将经步骤(1)调节后的浆样，从柱式气浮的顶部注入，浆料在下降过程中与底部通入的微气泡相向而行，浆料从底部排出，浆料在下行的过程中纤维与微气泡不断接触，浆料中的胶黏物具有较强的亲油性会与微气泡吸附而上升，到表面后会溢流排出气浮柱；气浮柱的长径比为50:1，这种结构使得浆料在下行的过程中与微气泡有充分的接触时间，与纤维粘结的胶黏物在上升过程中相互摩擦使之与纤维分离，胶黏物上浮而纤维下行，在分离胶黏物的同时保持较低的纤维流失；柱式气浮的微气泡由其底部的陶瓷纳米级微孔曝气器产生，气泡尺寸可以通过气泵的压力及流量来控制在0.02～0.1μm之间，排渣率分别为0.5％和2.0％时，胶黏物的总去除率分别为80.0％和89.3％；其中面积大于0.4mm2的胶黏物的去除率均在95％以上，白水中的胶体胶黏物去除率为75％以上。
经柱式气浮后，成形网上胶黏物沉积现象显著减少，纸机断头次数和成品纸中也有污点问题得到了有效控制；白水循环回用节水效果显著，同等情况下，较之前的助留及助滤剂的用料节约20％。
Claims (2)
1.一种柱式气浮装置用于控制废纸制浆过程胶黏物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废纸浆浓度的调节
浆浓和温度是影响柱式气浮的关键因素，为充分发挥柱式气浮的处理效果，将柱式气浮置于废纸浆线的低浓除渣器后，低浓除渣系统的浓度通常在0.6％～1.2％范围内，属于整个生产线中浓度较低的节点，而最佳的气浮浓度为0.3％～0.6％，温度为30～45℃，为后续气浮分离纸浆中的胶黏物创造有利条件；调节浓度所用的水为过程白水，不会对生产线的浆水平衡造成影响。
(2)柱式气浮分离胶黏物
将经步骤(1)调节后的浆样，从柱式气浮的顶部注入，浆料在下降过程中与底部通入的微气泡相向而行，浆料从底部排出，浆料在下行的过程中纤维与微气泡不断接触，浆料中的胶黏物具有较强的亲油性会与微气泡吸附而上升，到表面后会溢流排出气浮柱。
2.权利要求1所述一种柱式气浮装置其特征是：
柱式气浮的长径比为50:1，这种结构使得浆料在下行的过程中与微气泡有充分的接触时间，与纤维粘结的胶黏物在上升过程中相互摩擦使之与纤维分离，胶黏物上浮而纤维下行，在分离胶黏物的同时保持较低的纤维流失；
柱式气浮的微气泡由其底部的陶瓷纳米级微孔曝气器产生，气泡尺寸可以通过气泵的压力及流量来控制在0.02～0.5μm，从而实现对不同性质胶黏物的控制。
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