CN117127425A - 粗筛系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粗筛系统，用于废纸制浆工艺，该粗筛系统包括若干压力筛、设置在粗筛系统末段的尾筛以及设置在粗筛系统中尾筛(末段粗筛)之前的轻质除渣器，其中，轻质除渣器的排渣被送往尾筛。

Description

粗筛系统

技术领域

本发明涉及一种用于废纸制浆工艺的粗筛系统。

背景技术

废纸制浆是指以废纸为原料，经过碎浆处理以及后续的其它工序制成纸浆的生产过程，其中包括粗筛工序。一般地，粗筛工序采用多台粗筛设备(常见如压力筛)进行多段筛选，主要去除纸浆中尺寸较大的杂质，产出的良浆被送往下游的其它工序。粗筛工序还可以设置有一台或多台尾筛设备(常见如圆筒筛、振动筛和排渣分离机)，用于回收粗筛尾渣中的纤维浆料，并排出小塑料、泡沫等轻杂质。此外，在上述筛选设备之间还可以设置重杂质去除设备(常见如离心除砂器)，以减少废纸中砂子和书钉等重杂质对设备的磨损。

尽管浆料进入粗筛工序之前先经过了碎浆处理，其中仍可能含有约10％的直径10毫米以下的纸片，而粗筛采用的筛选设备(或称筛浆机)的筛鼓或筛板的孔径远比纸片直径小，如果纸片未被疏解成可被尾筛回收的纤维，则容易随排渣排到系统外，这降低了废纸回收利用率，因而造成浪费。

现有技术中，如图4所示，在粗筛工序的尾筛3前可以设置纤维分离机5(也被称为浮选清渣机)，这是一种平板筛，其利用废纸浆和杂质之间的比重差异，去除废纸原料中的轻重杂质，还具有一定的对纸片的疏解作用。然而，使用纤维分离机的投资成本较高、能耗较多，而且纸片仍有较大可能作为杂质排出。

发明内容

基于上述背景，期望改进废纸制浆的粗筛系统，使得在去除杂质的同时尽可能避免纸片随杂质排出而被浪费。

为此，本发明提供一种粗筛系统，用于废纸制浆工艺，包括若干压力筛以及设置在粗筛系统末段的尾筛，并且，还包括轻质除渣器，轻质除渣器设置在最下游的压力筛与尾筛之间，轻质除渣器的排渣被送往尾筛。

此处，粗筛工序的良浆可以被送往粗筛系统下游的其它系统或工序，而粗筛工序的排渣则要做进一步回收处理。可以理解，尾筛(即末段筛)设置在粗筛下游，粗筛工序的排渣向着尾筛输送，在进入尾筛之前可以先经由其它设备处理。

轻质除渣器是一种离心除砂器，或者说是一种液体涡流旋转分类器，在现有技术中被设置在粗筛工序后的其它工序中(如精筛工序，甚至精筛工序下游)，用以处理已经过粗筛甚至精筛的比较干净的良浆，除去其中的轻杂质(比重小于水的杂质，如塑料等)。轻质和重质除砂器的本体直径越小，旋离心作用越强，则除杂效率越高(即更容易除去小颗粒杂质)。由于近些年筛选技术的进步，废纸处理系统粗筛后的筛选普遍采用0.15-0.2mm筛缝，浆料经过通过精细的筛选处理后，能通过的杂质尺寸已经很小，而离心式除砂器对这样小直径颗粒的分离作用非常有限，轻质除渣器已经不是不可取消的设备，新的系统设计多数已经不再配重轻质除渣器。精细筛选后如果需要进一步改善浆料的外观质量，通常是再进一步以热分散来处理浆料，把细小杂质分散浆料中。

本发明的发明人发现：纸片(以及较大的纤维)比水的比重略高，因此，如果将含有纸片的浆料输入轻质除渣器，则纸片会保留在轻质除渣器的良浆中。基于这种考虑，将轻质除渣器设置在压力筛和尾筛之间，从而尽可能地避免了纸片作为排渣的一部分进入尾筛处理，进而避免了纸片作为尾筛的排渣被排出系统而造成浪费。

现有技术对于轻质除渣器的关注点在于提高其分离轻杂质的能力，因此往往将轻质除渣器设计为具有很小的直径，这种小直径适合处理已经过粗筛甚至精筛的较干净的良浆，但不适合处理粗筛工序中的浆料，因为未完成粗筛的浆料仍含有大量颗粒较大的杂质，这些大颗粒杂质易导致小口径的轻质除渣器堵塞。由本发明的发明人首次注意到的是，可以将轻质除渣器设计为具有较大的直径，大直径除渣器的进出口也相对较大，就能够有效地避免轻质除渣器堵塞，而同时仍能够有效去除较大尺寸的、应该在粗筛阶段去除的轻杂质，而细小的杂质通常由下游设备来进行分离。

可选地，轻质除渣器的良浆被送往位于粗筛系统上游的碎浆系统。如前所述，轻质除渣器将浆料中含有的纸片保留在了良浆中，因此可以将轻质除渣器的良浆送回碎浆系统，使得其中的纸片有再一次的机会被碎浆机碎解。

作为替代，轻质除渣器的良浆另外地依次经过浓缩设备与磨浆设备的处理，或依次经过浓缩设备与疏解设备的处理后再被送往粗筛工序上游。磨浆设备或疏解设备可以有效疏解浆料中的纸片，疏解或磨后的浆料无需再经过碎浆机碎解就可以直接作为粗筛系统的输入浆料。不过，经过磨浆设备或疏解设备的浆料被再提供给碎浆机进行碎解也是可选的实施形式。在送入磨浆设备或疏解设备之前，轻质除渣器的良浆需要经过浓缩处理以满足磨浆设备或疏解设备的工况要求。

可选地，最下游的压力筛的排渣经过稀释处理后作为轻质除渣器的输入。位于最下游的压力筛上游的至少一个压力筛的排渣也可选地经过稀释处理后作为轻质除渣器的输入。

作为进一步的改进，粗筛系统包括设置在压力筛与轻质除渣器之间的中浓除渣器，中浓除渣器的良浆作为轻质除渣器的输入。在此情况下，可以使最下游的压力筛的排渣经过稀释处理后作为中浓除渣器的输入。

压力筛的排渣中包含一些尺寸略大于筛板孔径的重杂质，所谓重杂质常见为砂子、金属等，这些重杂质容易对一些设备(如轻质除渣器、纤维分离机等)造成磨损，通常下游筛选段或尾筛的孔径较大，一些重杂质会随会通过这些打孔筛板返回到上游的碎解工段，因为高浓除砂器对它们去除作用较低，这容易在系统中造成循环累积。中浓除渣器是一种较高浓除砂器效率高的重杂质分离设备，其可以将上述重杂质从浆料中分离。应当注意，纸片以及纤维是作为中浓除渣器的良浆的成分输出。

碎浆系统和粗筛系统之间一般有设置高浓除砂器以去除重杂质。因此，如果未在粗筛系统中设置如中浓除渣器的重杂质分离设备，重杂质可以作为后续设备(如轻质除渣器)的良浆的成分返回粗筛系统上游，有再一次的机会经由高浓除砂器除去。但是这样的系统设计在对设备的保护作用方面相比于含有中浓除砂器的粗筛系统差，其筛选设备的筛板或转子的使用寿命明显较短。

作为另一种改进，粗筛系统包括设置在压力筛与轻质除渣器之间的纤维分离机，纤维分离机的良浆作为轻质除渣器的输入。在此情况下，可以使最下游的压力筛的排渣经过稀释处理后作为纤维分离机的输入。

现有技术中，纤维分离机构造为从三个端口分别出轻渣、良浆、重渣，对纸片有一定疏解作用。在本发明中，纤维分离机可以设计为更有利于使得纸片直接进入其良浆而弱化疏解作用。纤维分离机适于分离较大尺寸的轻杂质而几乎不能分离小颗粒杂质，因此，纤维分离机在此的主要作用是去除能够造成轻质除渣器堵塞的较大杂质颗粒。在此情况下，轻质除渣器就无需特别设计为较大口径，从而能够以更高的效率去除小颗粒轻杂质。可以理解，纤维分离机与轻质除渣器的搭配能够有效提高粗筛系统的轻杂质去除能力。

此外，在废纸制浆工艺中，还希望尽量降低送到造纸机的浆料中胶粘物含量，而废纸制浆系统最初的胶粘物通常结合在塑料胶带等轻杂质上，因此，采用上述改进还可以在粗筛系统中有效提高胶粘物的去除率，避免胶粘物大量积累到下游的其它系统，使得下游系统能够减少为去除胶粘物而投入的设备和能耗。

进一步可选地，粗筛系统包括设置在压力筛与纤维分离机之间的中浓除渣器，中浓除渣器的良浆作为纤维分离机的输入，纤维分离机的良浆作为轻质除渣器的输入。如前所述，中浓除渣器用于分离上游高浓除砂器未能有效去除的、直径或比重相对比较小的重杂质，例如砂子、金属等，以避免重杂质对设备的磨损。在此情况下，可以使最下游的压力筛的排渣经过稀释处理后作为中浓除渣器的输入。

根据本发明提供的粗筛系统，能够有效增加制浆工艺的废纸纤维回收率，提高轻杂质去除效率，并且节省成本、减少能耗。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一种实施例的粗筛系统的示意图。

图2是根据本发明另一种实施例的粗筛系统的示意图。

图3是根据本发明又一种实施例的粗筛系统的示意图。

图4是现有技术中的粗筛系统的示意图。

具体实施方式

下文中，将多次出现“良浆”与“排渣”的描述，应当注意的是，对于处于不同位置的不同类型的设备来说，“良浆”或“排渣”的标准可能有所不同，本领域技术人员能够根据常识理解具体设备的“良浆”或“排渣”如何产生以及如何定义。

附图和文字描述中，“上游”和“下游”是相对于具体设备或系统而言的，“上游”一般笼统地指示输入的来源方向，“下游”一般笼统地指示输出的去向，而“上游”和“下游”的具体的指向目标应当根据具体文字描述和本领域常识来理解。

下文中，各系统是根据本领域的生产实践经验所采用的基于功能的常用的划分，一个系统可能有一个或多个设备，同一系统内部的若干设备一般具有功能性的联系。应当注意，在具体生产实践中，也可能并不划分系统，也可能按照与本发明不同的依据划分系统，“系统”应当理解为若干设备的集合，“系统”的称谓并不构成对本发明具体的实施形式的限制。

图1示意性地示出了根据本发明实施例的用于废纸制浆工艺的粗筛系统。一般地，在废纸制浆的整体流程中，粗筛系统位于碎浆系统下游，并且位于精筛系统上游，这些系统之间也可以有其它的设备或系统。

粗筛系统包括若干段粗筛，在图1中示意性地示出了两个压力筛粗筛段，即第一压力筛11和第二压力筛12。在其它一些实施例中，也可以包括更多或更少的压力筛。粗筛上游筛选段一般用压力筛实现，也可以(尤其是在第二段以后)用其它可行的粗筛设备代替，如旋鼓式粗筛、纤维分离机等。粗筛系统的最后一段通常也叫做尾筛，如果粗筛系统由五段筛选组成，那么第五段就是尾筛。

一般地，前一压力筛的良浆可以离开粗筛系统而被送往下游的其它系统或设备，前一压力筛的排渣可以被送往下一压力筛；如果已经是最后一压力筛，则排渣可以被送往粗筛系统内后续的处理设备。如图1所示，第一段粗筛11的良浆和第二段粗筛12的良浆都前往粗筛系统外的下游，第一段粗筛11的排渣(可选地与稀释水混合后)进入第二段粗筛12，第二段粗筛12的排渣可选地进入浆池62收集起来，并且可选地在浆池62中加入稀释水进行稀释。

输入第一粗段级11的浆料来自于粗筛系统之前(或称为粗筛系统的上游)，这些输入的浆料可以先进入浆池61收集起来，然后由浆泵71泵入第一压力筛11。

粗筛系统还包括设置在压力筛下游(在图1中是第二段粗筛12下游)的尾筛3，尾筛3可以采用圆筒筛、振动筛、排渣分离机等实现。来自前段粗筛的排渣最终进入尾筛3，这些进入尾筛3的排渣一般主要包括轻杂质和一些可用浆料(纤维或纸片)，尾筛3尽可能地回收排渣中的可用浆料并且排出轻渣(即轻杂质)。

粗筛系统还包括轻质除渣器2(也可称为轻质除渣器)，轻质除渣器2设置在压力筛与尾筛3之间，在图1中即为第二压力筛12与尾筛3之间。轻质除渣器2在设计上有多种可用的变型，如直通式除砂器、逆向除砂器等。轻质除渣器2通过涡流离心净化的手段将比重或密度较小的物质与比重或密度较大的物质分离开，一般具体地是指将比重小于水的轻杂质(例如塑料类杂质、蜡和热熔胶等)与纤维或纸片分离开，这些轻杂质作为轻质除渣器的排渣排出(即轻渣)，纤维或纸片作为良浆的一部分输出。此处，轻质除渣器的排渣中还可能包括了一些游离纤维。优选地，轻质除渣器2的排渣被送往尾筛3，使得排渣中的游离纤维有机会得以回收。

与现有技术中依靠筛选设备(如纤维分离机、浮选筛筛等)去除轻杂质相比，本发明使用轻质除渣器能够尽可能避免纸片流失出系统，以实现更高的纤维收获率。

现有技术中，轻质除渣器主要只用在废纸制浆流程中经过粗筛筛选后的浆料或者经过0.25毫米以下的缝筛筛选的流程位置，多用作去除废纸浆里残余的轻杂质，进一步提高纸浆的质量。为了提升效率，通常是直径3英寸或更小口径除砂器。除砂器直径越小，能除去的杂质颗粒就越小，或者说效率就更高。现有技术中尚不存在将轻质除渣器设置在粗筛系统中的做法，这是因为：尚未经过粗筛的浆料所含的杂质颗粒尺寸较大，可能导致小直径的轻质除渣器堵塞。

本发明开拓性地将轻质除渣器应用于粗筛系统内。这是因为本申请的发明人发现，浆料在经过粗筛系统的前段粗筛之后，可以通过适当地设计轻质除渣器2的口径，即，采用相对于现有技术中常用的口径略大一些的尺寸，达到避免杂质造成堵塞的效果。

作为一种可选的实施方式，轻质除渣器2的良浆被送往位于粗筛系统上游的碎浆系统(碎浆系统未在图中示出)。此处，碎浆系统并不一定包括多个设备，也可能仅有碎浆机。良浆被送往碎浆系统的含义是指使得该良浆中的纸片或纤维有再一次的机会经过碎解处理。此处，碎浆系统位于粗筛系统上游，意味着该碎浆系统就是整个制浆流程中的碎解工序所用的碎浆系统，良浆被送往该碎浆系统是提高效率、节约成本的合理安排。在另一些实施例中，也可以另外设置碎浆机，专用于处理从粗筛系统回收的纸片或纤维。

作为另一种替代的实施方式，请参见图2，轻质除渣器2的良浆依次经过浓缩设备8与磨浆或疏解设备9的处理，然后被送往压力筛上游(即第一压力筛11之前)。浓缩设备8(例如弧形筛)用于浓缩轻质除渣器2的良浆，使得其符合磨浆或疏解设备9(例如高浓磨浆机)的工作浓度，磨浆或疏解设备9用于对回收的纸片进行纤维化处理。经过上述处理后，被疏解或磨解的浆料无须再被送去进行碎解处理，可以直接回到第一压力筛11上游，例如进入浆池61中，准备作为第一压力筛11的输入浆料。当然，也可以将被疏解或磨解的浆料送往碎浆系统进行碎解，以更充分地疏解纤维。

此处，浓缩设备8的滤液(或称为白水)可以回到粗筛系统或制浆工序的其它位置重复利用。

在一些实施例中，最下游的压力筛(如图1所示的第二压力筛12)的排渣经过稀释处理后作为轻质除渣器2的输入。此处，稀释处理可以通过在浆池62中添加稀释水来实现，稀释处理后的浆料通过浆泵72泵入轻质除渣器2。

作为一种改进的实施方式，请参见图2，粗筛系统包括设置在压力筛与轻质除渣器2之间，在图2中即为第二压力筛12与轻质除渣器2之间的中浓除渣器4，中浓除渣器4的良浆作为轻质除渣器2的输入。相应地，可以使得最下游的粗筛段压力筛，即图2所示的第二压力筛12的排渣带有压力，经过有压力稀释水稀释后作为中浓除渣器4的输入。

中浓除渣器4一般工作在2-2.5％的浓度，用于除去比重大于水的重杂质，使得重杂质作为重渣排出系统。此处，重杂质主要包括浆料中的砂子、书钉等，若器尺寸或比重不是足够大，上游的高浓除砂器对其去除的效率就不是很高，这些残余的重杂质由于循环累积容易造成一些后续设备的磨损。设置中浓除渣器4去除重杂质，有助于保护后续设备免于重杂质的磨损，因此中浓除渣器4也可称为保护除渣器。应当注意，纸片或纤维主要地进入中浓除渣器4的良浆而非排渣。

在一些实施例中，在粗筛系统上游、碎浆系统下游设置有高浓除渣器(未在图中示出)。在这种情况下，即便未在轻质除渣器2前设置中浓除渣器4，由于浆料含有的重杂质会进入轻质除渣器2的良浆，因而重杂质可以随良浆回到粗筛系统上游，有再一次的机会经过高浓除渣器处理而排出系统。

作为另一种改进的实施方式，请参见图3，粗筛系统包括设置在压力筛与轻质除渣器2之间，在图3中即为第二压力筛12与轻质除渣器2之间的纤维分离机5，纤维分离机5的良浆作为轻质除渣器2的输入。相应地，可以使得最下游的压力筛的排渣经过稀释处理后作为纤维分离机5的输入。

进一步，如前所述，重杂质容易对一些设备造成磨损，而此处尤其有可能对纤维分离机5造成磨损。因此，作为一种优选的实施方式，粗筛系统还包括设置在压力筛与纤维分离机5之间，在图3中即为第二压力筛12与纤维分离机5之间的中浓除渣器4，中浓除渣器4的良浆作为纤维分离机5的输入。相应地，可以使得最下游的压力筛的排渣经过稀释处理后作为中浓除渣器4的输入。

纤维分离机，也被称为浮选清渣机或浮选轻渣机，能够分离浆料中的轻重杂质，其中主要地是分离轻杂质，间歇性地排放少到可以忽略的重杂质。纤维分离机是一种平板筛选设备，也可以作为粗筛级中的一级。

如图3所示，纤维分离机5与轻质除渣器2配合使用。纤维分离机5的良浆进入轻质除渣器2，而排渣(此处指轻渣，重渣未在图中示出)进入尾筛3。

浆料在纤维分离机内由转子带动旋转，纤维分离机的直径很大(一般地，例如600-1500mm)，其对于小于某一直径(1mm-4mm)的轻杂质颗粒的分离作用是无效的，这是由于旋转直径大则离心力不够强，导致小颗粒分离需要的停留时间长，不能及时分离。但是，纤维分离机适合从浆料中分离颗粒较大的轻杂质。这意味着纤维分离机5的良浆所能含有的轻杂质颗粒较小，这些轻杂质进入轻质除渣器2中并不容易造成堵塞。因此，在这种情况下，轻质除渣器2适合采用较小的直径(例如50-200mm)，以更高效率地分离小颗粒轻杂质。

此外，纤维分离机5的筛板优选地采用较大孔径(例如4-12mm)，以使得纸片能够更多地进入良浆。特别地，纤维分离机5具有疏解纸片的作用，但此处并不需要利用其疏解作用，而更期望纸片能够进入纤维分离机5的良浆，从而能够进入轻质除渣器2。

轻质除渣器2的动力或浆料压力来自于纤维分离机5的良浆的压力，当纤维分离机5的筛板孔径较大而轻质除渣器2的浆料输入口径较小时，纤维分离机5能够为轻质除渣器2提供更多产量或相同产量下需要更少的动力，从而达到节能增效的效果。

此外，由于轻质除渣器2的口径远小于纤维分离机5的口径，轻质除渣器2分离轻杂质的效率明显高于纤维分离机5分离轻杂质的效率，这使得本发明提供的包含轻质除渣器2的粗筛系统具有较强的去除轻杂质的能力。特别地，在废纸制浆工艺中，希望提供给造纸机的浆料中的胶粘物含量尽量低，而胶粘物通常结合到轻杂质上。因此，采用上述改进还可以在粗筛系统中有效提高胶粘物的去除率，避免胶粘物大量积累到下游的其它系统，使得下游系统能够减少为去除胶粘物而投入的设备和能耗。

上文中未提到的其它可能的排渣可以直接排出系统。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但是本领域的普通技术人员可以理解：在不背离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种组合、变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

附图标记列表

11 第一段粗筛

12 第二段粗筛

2 轻质除渣器

3 尾筛(或末段筛)

4 中浓除渣器

5 纤维分离机

61 (第一)浆池

62 (第二)浆池

71 (第一)浆泵

72 (第二)浆泵

8 浓缩设备

9 疏解设备/磨浆设备

A 良浆

R 排渣

W 稀释水。

Claims (10)

1.一种粗筛系统，用于废纸制浆工艺，该粗筛系统包括若干压力筛，以及设置在所述粗筛系统末段的尾筛，其特征在于，该粗筛系统还包括设置在最下游的所述压力筛与所述尾筛之间的轻质除渣器，其中，所述轻质除渣器的排渣被送往所述尾筛。

2.根据权利要求1所述的粗筛系统，其特征在于，最下游的所述压力筛的排渣先经过稀释处理后再作为所述轻质除渣器的输入。

3.根据权利要求1或2所述的粗筛系统，其特征在于，所述粗筛系统还包括设置在最下游的所述压力筛与所述轻质除渣器之间的中浓除渣器，最下游的所述压力筛的排渣经过稀释处理后作为所述中浓除渣器的输入，所述中浓除渣器的良浆作为所述轻质除渣器的输入。

4.根据权利要求1或2所述的粗筛系统，其特征在于，所述粗筛系统还包括纤维分离机，最下游的所述压力筛的排渣经过稀释处理后作为所述纤维分离机的输入，所述纤维分离机的良浆作为所述轻质除渣器的输入。

5.根据权利要求1或2所述的粗筛系统，其特征在于，所述粗筛系统还包括中浓除渣器和纤维分离机，最下游的所述压力筛的排渣经过稀释处理后作为所述中浓除渣器的输入，所述中浓除渣器的良浆作为所述纤维分离机的输入，所述纤维分离机的良浆作为所述轻质除渣器的输入。

6.根据权利要求1或2所述的粗筛系统，其特征在于，所述轻质除渣器的良浆被送回所述粗筛系统的上游。

7.根据权利要求6所述的粗筛系统，其特征在于，所述轻质除渣器的良浆汇流入所述粗筛系统的输入之中或所述粗筛系统上游的碎浆机的输入之中。

8.根据权利要求1或2所述的粗筛系统，其特征在于，所述轻质除渣器的良浆供给至浓缩设备，所述浓缩设备的浓缩浆经磨浆设备或疏解设备的处理后得到的浆料被送回所述粗筛系统的上游。

9.根据权利要求8所述的粗筛系统，其特征在于，所述浓缩设备的浓缩浆经磨浆设备或疏解设备的处理后得到的浆料汇流入所述粗筛系统的输入之中或所述粗筛系统上游的碎浆机的输入之中。

10.根据权利要求1或2所述的粗筛系统，其特征在于，所述尾筛为圆筒筛、振动筛或排渣分离机。