制浆造纸工艺

发布日期:2021-11-25 16:36:20 浏览次数:85

(一)制浆造纸工艺。

制浆造纸按工艺流程主要分为制浆造纸两个工序。制浆是将植物纤维原料或回收废纸制成纸浆的过程。造纸是利用适当的工艺将纸浆复制成不同性能的纸或纸板的过程。

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制浆造纸工艺复杂,不同原料、不同制浆方法形成的纸浆特性不同,产生的纸制品也不同。

根据制浆方法的不同,最重要的制浆方法是硫酸盐法制浆、化学机械法制浆和废纸制浆。

其中,硫酸盐法制浆是目前最重要的制浆方法,化学机械法制浆和废纸制浆是具有良好发展前景的制浆方法。

用原料区分制浆方法,主要包括木材、非木材和废纸制浆。

一、木材制浆工艺。

根据制浆方法的不同,木制制浆通常分为化学法制浆和化学机械法制浆,其中化学法制浆主要为硫酸盐法制浆,化学机械法制浆主要包括漂白化学热磨机械制浆(BCTMP)、碱性过氧化氢制浆(APMP)和盘磨化学预处理碱性过氧化氢制浆(P-RCAPMP)。

(1)硫酸盐法制浆。

以氢氧化钠和硫化钠为蒸煮化学物质处理木片的制浆方法。

硫酸盐浆根据漂白程度的不同,分为未漂浆、半漂浆和漂白浆。

(2)化学机械法制浆。

木质素和半纤维含量高于化学浆,制浆率可达80%~90%,而硫酸盐化学浆的制浆率不超过50%。

化学机械法制浆是利用化学作用对木片进行预处理,然后利用机械作用将木纤维分离成纤维束、单根纤维和纤维碎片的过程。

二、非木材制浆工艺。

以麦草、芦苇、蔗渣等非木材为主要原料的制浆工艺主要采用化学法,主要包括烧碱法制浆、硫酸盐法制浆和亚硫酸盐法制浆。

非木材化学法制浆工艺流程基本相同,通常为:非木材原料备料后,进入烹饪设备进行烹饪,非木材原料在高温烹饪液的作用下分离溶解木素。所得纸浆经洗涤筛分段净化后,获得质量更好的天然色浆。如果需要高白度的纸浆,还需要漂白。

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三、废纸制浆工艺。

废纸制浆是指以废纸为原料,经过碎浆处理,必要时进行脱墨、漂白等工序制成纸浆的生产工艺。

废纸浆生产主要由碎浆、筛选净化、洗涤浓缩、漂白四部分组成。

废纸制浆生产工艺根据原料、生产工艺和产品特点的不同,主要分为非脱墨废纸制浆和脱墨废纸制浆。

典型的脱墨制浆采用机械化学单元处理工艺,从纤维上去除油墨。生产工艺主要包括废纸离解、废纸浆筛选净化、脱墨、浆料浓缩储存、热分散等。

脱墨浆可用于新闻纸、薄棉纸、印刷复印纸、杂志纸(超级压光纸/轻涂纸)、某些等级的纸箱等产品。

非脱墨制浆工艺比脱墨制浆简单得多,生产工艺采用机械清洗工艺,脱墨、漂白等工艺较少。

非脱墨浆主要用于生产箱纸板、瓦楞纸和低级纸板。大多数废纸制浆线与造纸相结合。

四、造纸工艺。

造纸是用纸浆制成各种纸制品的过程。造纸企业的纸张产品和工艺布局不同,通常包括浆料制备、上浆系统、纸机和纸板机。

纸张和纸板的生产采用一般技术,但由于纤维和非纤维原料的不同物理化学特性,以及制造工艺的可变性,产品的性能和质量变化范围非常广。

制浆车间的纸浆或浆板应经过一系列加工程序,如打浆、加填料、施胶、调色、净化、筛选等。,然后通过纸页在造纸机或纸板机上成型、脱水、压榨、干燥、压光和卷取,复制成纸卷。纸卷切割成一定规格的平板纸;或者通过复卷,分成一定规格的卷纸,最后包装。

在某些情况下,超压光处理需要在切割或复卷前进行。

纸机上完成了现代造纸工艺的纸页成形。纸机的分类通常以网的形式进行,一般可分为长网纸机、圆网纸机和夹网纸机。

长网纸机的网部由长网案组成,有一个供纸脱水的水平或近似水平网面,网下装有各种脱水元件,以满足不同的要求。

长网纸机是一种广泛使用的纸机类型,一般速度在600~800m/min范围内,可复制绝大多数纸品种。

长网纸机的缺点是网向下单面脱水,不可避免地会产生纸张两面的差异,从而影响纸张的卷曲、纸张平滑度、印刷性能等诸多特性。

五、圆网纸机的网部由圆网笼组成,纸悬浮液在圆网笼内外水位差的作用下过滤成湿纸幅。

圆网纸机是一种适应性广的传统机型,可复制从薄页到纸板等产品,结构简单,占地面积小,功耗低,投资成本低。

但由于其结构限制,存在车速低、生产规模小、产品质量有限等问题,一般仅用于车速低、生产量小的生产抄袭。

夹网纸机的网部由两个成型网夹紧而成。纸悬浮液通过流浆箱喷入两个网夹区域,两侧强制脱水,迅速形成湿纸幅。它具有运行效率高、成型质量好、结构紧凑、占地面积小等优点,广泛应用于现代造纸行业。

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(二)制浆造纸行业用能特点。

现代制浆造纸生产实现了机械自动化,设备运行和系统控制需要电力。

电力驱动泵、风机、带式或螺旋输送机、真空泵和压缩机的运行也带动机械浆的研磨、废纸纤维水利破碎机、灌浆、静电除尘器、红外干燥等。制浆、黑液浓缩、纸业干燥、化学添加剂制备所需热能,热能以蒸汽为主,燃气为辅。

许多造纸企业通过自己的电厂进行热电联产,将原煤和生物质燃料转化为蒸汽和电力。

因此,制浆造纸生产过程中的能源效率取决于能源品种结构、原材料结构、企业规模、技术设备、自产能源和剩余能源利用等诸多因素。

各企业供能方式差异较大,主要有三种类型:

(1)购买电能和热能;

(2)电能外购,热能自产;

(3)有自己的热电站,购买部分电能,自产热能。

由于用能方式不同,各企业统计的产品综合能耗无法比拟。为使单位产品能耗具有可比性,《制浆造纸单位产品能耗限额》(GB31825)在计算单位产品能耗时,统计了主要生产系统的能耗,不包括辅助生产系统和辅助生产系统的能耗,电力和热量按当化为标煤。

制浆造纸企业的主要设备设施有两种:

一种是工艺功能型(专用设备),如切片机、蒸锅、连蒸器、磨浆机、碱回收系统、打浆机、纸机、涂布机、超压机、复卷机、分切机等。这些设备设施的能耗不仅与专业设备的性能和管理水平有关,还与相应的工艺操作和配套通用设备的运行状况有关。

由于纸浆和纸制品的高度多样化,甚至同一产品的应用过程也可能有很大的不同,因此必须考虑生产技术的许多因素。

另一类是各种浆泵、水泵、带式输送机、螺旋输送机、风带式输送机、螺旋输送机、风扇等。此外,还有少量辅助设备,如搅拌、计量等。

制浆生产过程中的主要能耗过程是烹饪和黑液蒸发,造纸生产过程中的主要能耗过程是纸页干燥。

六、制浆工艺能耗特点。

纤维离解是化学法制浆工艺的烹饪工艺,机械法制浆工艺是粗磨工艺,化学法制浆工艺是化学预处理工艺和磨浆工艺。烹饪过程需要大量的热量,粗磨过程消耗大量的电力。

制造漂白硫酸盐纸浆消耗约10~14GJ/Adt的热能,包括纸浆干燥,电能消耗为600~800kWh/Adt。

纸浆干燥的能耗约占热能的25%和电能的15%~20%。用于制浆的电能消耗超过50%。

能耗取决于过程配置、过程设备和过程控制效率。

根据生产是否连续,化学法制浆可分为连续蒸煮和间歇蒸煮;根据使用设备的不同,可分为蒸球(间歇蒸煮)、立锅(间歇蒸煮)、横管连续蒸煮器和立式蒸煮器。



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