CN110983842A - 一种利用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆及其生产方法和应用 - Google Patents

一种利用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆及其生产方法和应用 Download PDF

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王勇
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Abstract

本发明提供了利用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆及其生产方法和应用，其中生产方法包括步骤：使用切纸刀将废纸浆球切开，得到废纸浆板；通过链板机将废纸浆板输送至碎浆机中，对废纸浆板进行碎解以得到良浆；良浆通过高浓除砂器除去粗纤维和杂质后，再通过卸料泵泵送至卸料塔，提升机对粗纤维和杂质进行收集；卸料塔中的良浆由粗筛进浆泵泵送至粗筛，其中，粗筛产生的尾浆泵送回碎浆机中进行二次碎解；将粗筛后的良浆泵送至分级筛，分级筛分为长纤分级筛和短纤分级筛，分别将良浆筛分为长纤维和短纤维，所述长纤维和所述短纤维再分别通过管道流入长纤浆池和短纤浆池，作进一步的分丝后，分别泵送至长纤浆塔和短纤浆塔进行储存。

Description

一种利用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆及其生产方法和应用
技术领域
本发明涉及回收利用领域，具体的涉及一种利用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆及其生产方法和应用。
背景技术
废纸作为造纸原料，也可称为二次纤维，指用过的纸类经处理再用作造纸原料的旧纸。由造纸行业来大量回收利用废纸，既减少了废物产生量和对环境可能造成的危害，又可回收废纸资源而获得经济效益，从源头上实现对生态环境的保护以及资源的节约利用。
瓦楞纸箱是由瓦楞纸板制作而成，因其为多层结构，且强度好，在包装运输，尤其是重量大的货物的运输中应用广泛，由其产生的废纸量也较大。随着国内市场上美废需求量的急剧增长，美废市场将出现供不应求和涨价的局面，纸张价格也将水涨船高；此外，国家对于外废进口的管控标准进一步升级，外废直接进口逐步减少。然而，使用国废的造纸企业，由于原料多次回收使用，质量下降，以此为原料生产的高强瓦楞原纸只能算作是中低瓦楞原纸，不能算做高强瓦楞原纸，所以缺乏竞争力；此外，我国的废纸回收体系尚不健全，回收率不高，不足以支撑目前的废纸需求。近年来，国内投放的箱板瓦楞纸新产能，在进口废纸受限的大环境下，或将面临更大的挑战：纤维原料供应紧缺，造纸原材料不足。
为了解决上述供需紧张的矛盾，需要寻找新的原材料，作为废纸的替代品。废纸浆板是将废纸经过简单加工，去除废纸中的打包塑料、铁钉、沙粒等非纤维物质或轻、重杂质，再经高温干燥压制而成。使用废纸浆板对环境污染较少，又可以达到国家进口的管控标准，在造纸生产中被广泛应用。
现有技术中，废纸制浆工艺流程中的各项工艺参数不够优化，使得废纸制浆的生产设备的能耗较大，从而造成生产成本较高。而且，现有技术中，在对废纸原料的处理过程中，产生的浆渣和尾渣没有得到较好的回收利用，造成环境污染以及资源的浪费，且浆料流失偏大，使得废纸制浆的收率不够高。因此，需要加大探究废纸利用的新途径，积极改变我国废纸回收利用现状，为我国实现低碳经济打下基础。
发明内容
为此，需要提供一种低耗能、低污染、高得率的瓦楞纸制浆的生产方法。
为实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种瓦楞纸制浆的生产方法，包括以下步骤：
(1)切纸：使用切纸刀将废纸浆球切开，得到废纸浆板，作为原料；
(2)碎解：通过链板机将所述废纸浆板输送至碎浆机中，对所述废纸浆板进行碎解得到良浆；
(3)去除粗纤维和杂质：所述良浆通过高浓除砂器除去粗纤维和杂质后，再通过卸料泵泵送至卸料塔，所述粗纤维和杂质进入提升机进行收集；
(4)粗筛：卸料塔中的良浆由粗筛进浆泵泵送至粗筛，其中，所述粗筛产生的尾浆泵送回所述碎浆机中进行二次碎解；
(5)分级筛：将粗筛后得到的良浆泵送至分级筛，所述分级筛分为长纤分级筛和短纤分级筛，分别将良浆筛分为长纤维和短纤维，所述长纤维和所述短纤维再分别通过管道流入长纤浆池和短纤浆池，作进一步的分丝后，分别泵送至长纤浆塔和短纤浆塔进行储存。
采用切纸刀对废纸浆球进行切割，使废纸浆板得以在外力作用下由圆柱状变成能由链板机输送的纸板。采用废纸浆板代替废纸作为瓦楞纸制浆的原料，经过碎解再进一步去除没有充分被分丝的粗纤维和其它杂质，该部分粗纤维和杂质通过提升机进行收集，以集中送往其他机台继续使用。粗筛产生的尾浆泵送回所述碎浆机中进行进一步的分丝，达到减少排放的目的。长纤浆池和短纤浆池的设置，不仅能够实现输送储存，还可以使良浆延长约20分钟的分丝时间从而更好地满足造纸机的抄造条件。
优选的，在一次切纸程序过程中，所述切纸刀的运行时间为≤5min，切纸量为≥1.5吨。切纸刀运行时间直接影响产量和出浆浓度，切纸刀运行时间＞5min或每个纸球的重量较小时，导致每小时所切重量不足，不能满足纸机抄造产能。
优选的，所述链板机的输送速度为3.5-4.0m/min，优选的为4.0m/min，使浆料的碎解浓度得以控制在≥3.5％，以达到需要的浆料浓度。使用废纸作为原料时，链板机的输送速度一般控制为2.0-2.5m/min，切纸球时，纸页散开较长，链板机如果速度慢时，容易卡在两侧挡板上，造成链板机空运转。将链板机调整为3.5-4.0m/min时，纸机的上浆浓度可以达到3wt％左右。此外，控制碎解浓度在3.5wt％以上，是为了减少后续的浓缩工序，降低动力消耗，且浆料能够满足操造工艺要求。
优选的，所述碎浆机的容积为70m3，转子与筛板的间隙为0.6-1.5mm，使得未被碎解的纸片、纤维束则在转子与筛板间隙中得到进一步疏解。
优选的，所述粗筛的筛鼓为缝筛，所述缝筛的缝隙为0.6mm。通过将传统工艺中使用的孔筛替换为缝筛，并相应调整缝筛的缝隙，使得浆料能快速通过筛鼓又能使粗浆、浆渣、塑料分离。
优选的，所述生产方法在35-45℃下进行。
优选的，所述瓦楞纸制浆的生产过程中，制浆白水在生产系统中循环使用，避免了制浆工段所产生的废水外排，减少了清水的使用量，减少了对于环境的污染。
本发明的第二方面，提供了一种用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆，所述瓦楞纸制浆由上述生产方法得到。
本发明的第三方面，提供了一种上述瓦楞纸制浆的用途，所述瓦楞纸制浆用于制造瓦楞纸。
区别于现有技术，上述技术方案采用废纸浆板代替废纸作为瓦楞纸制浆的原料，既可以达到国家进口管控标准又可以缓解废纸供不应求的现状，满足生产需求；经粗筛处理后得到的尾浆被输送回碎浆机中进行二次处理再利用，以充分利用废纸浆板中的有效资源，减少浆料的流失，降低对环境的污染；制浆白水在生产系统中的循环使用，避免了制浆工段所产生的废水外排，减少了清水的使用量，减少了对于环境的污染；精简了精筛、净化等流程，减少了重质排渣等工序，从而有效降低动力消耗；瓦楞纸制浆的得率更高，成浆和成纸质量良好。
附图说明
图1为背景技术所述利用废纸生产瓦楞纸制浆的工艺流程图；
图2为具体实施方式所述利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的工艺流程图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明实施例中所用的材料、试剂和仪器设备等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。例如但不限于，本发明实施例中所用的废纸浆球是从美国进口得到的废纸浆球；切纸刀为博蕴造纸装备科技有限公司购得的全自动龙门式切纸机。
本发明实施例中的碎浆机有两大作用，一是在碎解阶段使纤维较好的离解，二是尽量避免和减少污染物质的分解。本发明实施例中所用的碎浆机为容积为70m3的D型碎浆机，例如但不限于，购自济宁华一轻工机械有限公司。
请参阅图2，本发明实施例中的利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法通过以下方式实现，具体为：使用切纸刀将废纸浆球切开，得到废纸浆板，作为原料；通过链板机将废纸浆板输送至碎浆机中，对废纸浆板进行碎解以得到良浆；良浆通过高浓除砂器除去粗纤维和杂质后，再通过卸料泵泵送至卸料塔，粗纤维和杂质进入提升机进行收集；卸料塔中的良浆由粗筛进浆泵泵送至粗筛，其中，粗筛产生的尾浆泵送回碎浆机中进行二次碎解；将粗筛后得到的良浆泵送至分级筛，所述分级筛分为长纤分级筛和短纤分级筛，分别将良浆筛分为长纤维和短纤维，再分别通过管道流入长纤浆池和短纤浆池，作进一步的分丝后，分别泵送至长纤浆塔和短纤浆塔进行储存。
相比于图1所示的废纸制浆工艺流程，本发明的技术方案采用废纸浆板代替废纸作为瓦楞纸制浆的原料，既可以达到国家进口管控标准又可以缓解废纸供不应求的现状，满足生产需求；经粗筛处理后得到的尾浆被输送回碎浆机中进行二次处理再利用，以充分利用废纸浆板中的有效资源，减少浆料的流失，降低对环境的污染；精简了精筛、净化等流程，减少了重质排渣等工序，从而有效降低动力消耗。
实施例1切纸刀的运行时间和切纸量的调整及测试
为考察切纸刀的运行时间和切纸量对瓦楞纸制浆质量及得率的影响，在上述利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法的基础上，本实施例对切纸刀的运行时间和切纸量的大小进行了调整及测试。测试结果发现，在一次切纸程序过程中，切纸刀的运行时间控制为≤5min、切纸量控制为≥1.5吨时，通过与链板机的配合，使得浆料的浓度得以控制在≥3.5％，切纸时间短，且切纸板的切纸量大既能满足生产，又留有一定时间对设备进行保养。当切纸刀的运行时间控制为大于5min、切纸量小于1.5吨时，完成一次纸浆工序所得到的制浆浓度达不到所需的浓度，造成对纸机供料紧张，严重时会造成纸机降速甚至停机。
实施例2链板机输送速度的调整及测试
为考察链板机的转速对瓦楞纸制浆质量及得率的影响，在上述利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法的基础上，本实施例对链板机的转速进行了调整及测试。测试结果发现，链板机的输送速度3.5-4.0m/min时，浆料的浓度得以控制在≥3.5wt％，可以达到需要的浆料浓度，优选4.0m/min。控制浆料浓度在3.5％以上，可以减少后续的浓缩工序，降低动力消耗，且浆料能够满足操造工艺要求。
实施例3碎浆机中转子与筛板间隙的调整及测试
为考察碎浆机中转子与筛板间隙对瓦楞纸制浆质量及得率的影响，在上述利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法的基础上，本实施例对该间隙的大小进行了调整及测试。测试结果发现，转子与筛板间隙为0.6-1.5mm之间时，未被碎解的纸片、纤维束得以在转子与筛板间隙中得到充分的摩擦疏解，且设备运行平稳，不会出现跳停现象，也不会因间隙大造成浆板漂浮在碎浆机中。当间隙大于1.5mm时，未被碎解的纸片、纤维束无法得到有效的摩擦疏解，容易造成缝筛的堵塞，且碎浆机负载会降低，浆板漂浮在液面不下沉，导致碎浆效果差，碎浆浓度下降，不能满足浓度3.5wt％的工艺要求。当间隙小于0.6mm时，摩擦疏解所需的空间太小，转子与筛板间隙过小，未被碎解的纸片、纤维束同样无法得到有效的摩擦疏解，且碎浆机负载增大，运行时容易出现卡渣跳停现象。
实施例4粗筛筛鼓的调整及测试
为考察粗筛筛鼓的类型对瓦楞纸制浆质量及得率的影响，在上述利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法的基础上，本实施例对该间隙的大小进行了调整及测试。测试结果发现，筛鼓采用孔筛(孔径为：1.8-2.0mm)时，粒径较小的粗纤维、浆渣等尾浆会随着良浆一同通过筛鼓，无法被有效的分离；粒径较大的粗纤维、浆渣等尾浆会裹挟着大量的良浆，作为废渣进行排除，严重影响瓦楞纸制浆的得率和质量；并且运行负载较缝筛高10％左右。筛鼓采用缝筛时，则可以有效的改善孔筛带来的不良效果。当筛缝小于0.5mm时，因碎解浓度高，尾渣量大，处理相同浆料耗费时间长，能耗高；筛缝大时，粗纤维也可以通过筛缝，造成浆料质量差，影响纸页成型。当缝筛的缝隙为0.5-0.7mm时，浆料能快速通过筛鼓而被筛选出来，从而顺利送入下一道工序，又能使粗纤维、浆渣等尾浆分离，优选的，缝筛的缝隙为0.6mm。
实施例5
在下述工艺参数条件下，利用上述用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法生产瓦楞纸制浆。工艺参数条件：切纸刀的运行时间为4min，切纸量为1.5吨；链板机的输送速度为3.5m/min；碎浆机的转子与筛板的间隙为1.5mm，粗筛的筛鼓选用缝筛，缝筛的缝隙为0.5mm；制浆系统运行温度为35℃。浆料的碎解浓度为3.5wt％；制得的瓦楞制浆得率为98.9wt％。
实施例6
在下述工艺参数条件下，利用上述用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法生产瓦楞纸制浆。工艺参数条件：切纸刀的运行时间为5min，切纸量为1.6吨；链板机的输送速度为4.0m/min；碎浆机的转子与筛板的间隙为0.8mm，粗筛的筛鼓选用缝筛，缝筛的缝隙为0.7mm；制浆系统运行温度为45℃。浆料的碎解浓度为3.6wt％；制得的瓦楞制浆得率为99.1wt％。
实施例7
在下述工艺参数条件下，利用上述用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法生产瓦楞纸制浆。工艺参数条件：切纸刀的运行时间为4min，切纸板的切纸量为1.5吨；链板机的转速为3.8m/min，转子与筛板的间隙为0.6mm；粗筛的筛鼓选用缝筛，缝筛的缝隙为0.6mm；制浆系统运行温度为38℃。浆料的碎解浓度为3.45wt％；制得的瓦楞制浆得率为99.3wt％。
实施例8
在下述工艺参数条件下，利用上述用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法生产瓦楞纸制浆。工艺参数条件：切纸刀的运行时间为5min，切纸板的切纸量为1.6吨；链板机的转速为4.0m/min，转子与筛板的间隙为1.0mm；粗筛的筛鼓选用缝筛，缝筛的缝隙为0.6mm；制浆系统运行温度为40℃。浆料的碎解浓度为3.7wt％；制得的瓦楞制浆得率为99.5wt％。
对比例
请参阅图1，本实施例以废纸作为原料，采用传统的废纸制浆工艺生产瓦楞纸制浆。工艺参数条件：碎浆机的转子与筛板的间隙为2.0mm，粗筛的筛鼓为孔筛，孔筛的缝隙为1.8mm；制浆系统运行温度为45℃。制得的瓦楞制浆得率为92.3wt％。
实施例9瓦楞纸制浆的纤维及纸浆特性和物理特性测试
本实施例对实施例5-8以及对比例1-2的瓦楞纸制浆的物理特性进行测试。测试结果如表1所示。
表1瓦楞纸制浆的物理特性测试结果(以抄造定量140g/m2为例)
Figure BDA0002283821360000081
抄造浆料要求无轻、重杂质，叩解度在28-30，浓度稳定、且≥3.0wt％。如表1所示，实施例5-8的瓦楞纸制浆的物理指标测试结果可以达到抄造标准；相比于对比例，实施例5-8的瓦楞纸制浆的得率提高了6.6-7.2wt％，生产每吨浆动力消耗降低了40.4-46.2kwh，按每度0.36元计算，可降低成本14.54-16.63元。本发明制浆工序中制浆白水循环使用，且无废气产生，大大降低了“三废”处理成本。
实施例10瓦楞纸制浆生产瓦楞纸
本实施例利用实施例5-8以及对比例的瓦楞纸制浆生产瓦楞纸，分别得到瓦楞纸1-5。具体生产方法为：长纤浆塔(短纤浆塔)→混合池→配浆池→抄前池→网部→压榨部→前烘干→施胶机→后烘干→卷取→复卷机→过磅→打包→入库。成浆池浆料浓度≥3％。
对瓦楞纸1-5进行性能测试，测试结果如表2所示。具体测试项目包括：(1)取样及样品的前处理：按GB450-79《纸与纸板平均试样的采取及检验前试样的处理方法》进行取样和前处理。(2)水分含量的测定：按GB462-79《纸与纸板水分的测定法》测定水分含量；但是，取样数量不少于50g，试样规格150×100mm，称重准确至0.1g。(3)耐破指数的测定：按GB1539-79《纸板耐破度的测定法》测定瓦楞纸板的耐破指数；但是，应控制试样夹的压力：单瓦楞纸板为4kg，双瓦楞纸板为8kg。
表2瓦楞纸的物理特性测试结果(以成纸定量140g/m2为例)
Figure BDA0002283821360000091
Figure BDA0002283821360000101
如表2所示，瓦楞纸1-4的各物理指标测试结果均优于瓦楞纸5，尤其是耐破强度和边压强度均达到了标准值；淀粉消耗降低了2.8-4.1kg/T纸，表胶剂降低了0.18-0.25kg/T纸，成纸水分提高了0.26-0.34wt％，说明了根据本发明生产方法生产得到的瓦楞纸制浆的成纸质量良好。需要说明的是，本领域技术人员能够理解，上述检测结果仅代表本发明具体实施例中制得的瓦楞纸制浆的特性检测结果，并不用以限制本发明。
实施例9和10的测试结果表明，相比于图1所示的废纸制浆工艺流程，本发明的技术方案采用废纸浆板代替废纸作为瓦楞纸制浆的原料，既可以达到国家进口管控标准又可以缓解废纸供不应求的现状，满足生产需求；经粗筛处理后得到的尾浆被输送回碎浆机中进行二次处理再利用，以充分利用废纸浆板中的有效资源，减少浆料的流失，降低对环境的污染；通过工艺参数条件的优化，精简精筛、净化等流程，减少重质排渣等工序，从而有效降低动力消耗，显著提高瓦楞纸制浆的得率，成浆和成纸质量良好。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用废纸浆板生产瓦楞纸制浆的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)切纸：使用切纸刀将废纸浆球切开，得到废纸浆板，作为原料；
(2)碎解：通过链板机将所述废纸浆板输送至碎浆机中，对所述废纸浆板进行碎解得到良浆；
(3)去除粗纤维和杂质：所述良浆通过高浓除砂器除去粗纤维和杂质后，再通过卸料泵泵送至卸料塔，所述粗纤维和杂质进入提升机进行收集；
(4)粗筛：卸料塔中的良浆由粗筛进浆泵泵送至粗筛，其中，所述粗筛产生的尾浆泵送回所述碎浆机中进行二次碎解；
(5)分级筛：将粗筛后得到的良浆泵送至分级筛，所述分级筛分为长纤分级筛和短纤分级筛，分别将良浆筛分为长纤维和短纤维，所述长纤维和所述短纤维再分别通过管道流入长纤浆池和短纤浆池，作进一步的分丝后，分别泵送至长纤浆塔和短纤浆塔进行储存。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在一次切纸程序过程中，所述切纸刀的运行时间为≤5min，切纸量为≥1.5吨。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述链板机的输送速度为3.5-4.0m/min。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述链板机的输送速度为4.0m/min。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述碎浆机的容积为70m3，转子与筛板的间隙为0.6-1.5mm。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述粗筛的筛鼓为缝筛，所述缝筛的缝隙为0.6mm。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述生产方法在35-45℃下进行。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述瓦楞纸制浆的生产过程中，制浆白水在生产系统中循环使用。
9.一种用废纸浆板生产的瓦楞纸制浆，其特征在于，所述瓦楞纸制浆由权利要求1-8中任一项所述生产方法得到。
10.一种如权利要求9所述瓦楞纸制浆的应用，其特征在于，所述瓦楞纸制浆用于制造瓦楞纸。
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