制漿原理與工程備料.ppt

1、制漿原理與工程,2 備 料 (Preparation),2.1 概 述,本節(jié)重點(diǎn)：掌握備料的目的、意義及基本過(guò)程。 備料：貯存的原料經(jīng)過(guò)一定要求的處理以滿足蒸煮和磨漿的要求的過(guò)程。 備料的范圍： 原料的貯存與運(yùn)輸 制備合格料片 木片、草片的貯存、運(yùn)輸。 所需的設(shè)備主要取決于原料及生產(chǎn)的漿料。如 麥草：除塵、干燥 蔗渣：除水 木材：原木切成塊，浸泡，除皮等,2.1.1 備料的過(guò)程 貯存 原料處理（去除雜質(zhì)，選別分類） 破碎（切割） 篩選除塵 料片倉(cāng)貯存 2.1.2 備料的分類 針葉材：松樹(shù)、杉木等 木材 闊葉材：楊木、樺木等 原料 禾草類：竹、荻、葦、稻麥草 非木材 韌皮纖維：桑皮、麻 葉部纖維

2、： 龍須草、劍麻 種毛纖維： 棉,2.1.3 備料的目的 貯存、凈化、制備合格的料片 2.1.3.1 貯存的意義 連續(xù)生產(chǎn)的需要。 2.1.3.2 貯存量的確定 根據(jù)生產(chǎn)的需要； 原料種類的影響：木材原料通常貯存36個(gè)月的需要量；草類原料69個(gè)月的貯存量；蔗渣69個(gè)月。,根據(jù)原料的性質(zhì)：樹(shù)脂含量高的樹(shù)種貯存期稍長(zhǎng)（云南松） 根據(jù)運(yùn)輸?shù)木嚯x和方式。 除去一些與造紙無(wú)用的雜質(zhì)。 均衡原料水分 2.1.3.3 凈化原料：除去雜質(zhì)（樹(shù)皮、樹(shù)節(jié)、腐朽材），防止損壞刀片。 2.1.3.4 制備合格料片：料片長(zhǎng)、短、厚、薄均要滿足蒸煮（或磨漿）要求。,2.2 原料的存放與原料場(chǎng)的設(shè)計(jì),2.2.1 原料場(chǎng)的要

3、求 1）防火（防雷電）：有防火設(shè)施，因原料經(jīng)發(fā)酵后溫度升高或遭雷擊易失火；設(shè)置在廠址的下風(fēng)向，并靠近進(jìn)料處。與廠房、生活區(qū)應(yīng)有防火帶。 2）便于運(yùn)輸：2.53T/T漿。57m3/T漿； 3）排水暢通； 4）通風(fēng)良好：堆放時(shí)要有一定的間距，原料堆垛方向與常年風(fēng)向成450角，垛之間有通風(fēng)道； 5）照明良好：采用埋設(shè)電纜。,2.3 木材原料的備料,本節(jié)重點(diǎn)：木材原料備料流程；原木削片及影響料片合格率的因素。 本節(jié)難點(diǎn)：木材的削片。 2.3.1 木材備料流程： 需削片：木材 貯存 拉木機(jī) 輥式輸送機(jī) 圓鋸鋸斷 皮帶輸送機(jī) 削片機(jī) 旋風(fēng)分離器 篩選 皮帶輸送機(jī)進(jìn)入料片倉(cāng),原木備料（生產(chǎn)原木磨木漿） 原料

4、場(chǎng) 浸泡水池 拉木機(jī) 輥式輸送機(jī) 圓鋸斷 皮帶輸送機(jī) 剝皮機(jī)除節(jié)、劈木 皮帶輸送機(jī) 生產(chǎn) SP法制漿對(duì)原料要求較高，最好選云杉、冷杉；對(duì)于樹(shù)脂含量高的木材不宜，去皮要求高。 KP法制漿對(duì)原料適應(yīng)性較廣。 MP對(duì)材種無(wú)嚴(yán)格要求，但不同原料MP法生產(chǎn)后漿料質(zhì)量差別較大。,2.3.2 去皮 2.3.2.1 意義 妨礙原料中水分的均勻 妨礙其它揮發(fā)物的去除 皮中抽提物雜質(zhì)含量高，增加漿料的雜質(zhì) 增加堿耗（因抽提物的存在） 原料品種一般情況和平均值（重量%） 云杉 615% 10% 冷杉1013% 11% 松樹(shù)1017% 14% 楊樹(shù)1215% 13%,2.3.2.2去皮方式 （1）人工法：去皮率高，損

5、失（木材）較少，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。 （2）機(jī)械去皮： 刀式去皮：我國(guó)北方使用較多。優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)外同時(shí)去皮，適用于材料70cm，對(duì)材種適應(yīng)廣；木材損失率較高（3.23.8%），機(jī)械化程度不高。 摩擦去皮：我國(guó)使用較多。 水力去皮 木片擠壓去皮：近20年發(fā)展起來(lái)的新方法 。 （3）化學(xué)法,摩擦去皮原理：利用機(jī)械與木材或木材之間的摩擦力。 轉(zhuǎn)鼓式圓筒剝皮機(jī)（連續(xù)式、間歇式）：要求控制水分50%，水分30%則難去皮；裝料量至3/4直徑；剝皮時(shí)控制水高為3/7直徑處。 北方使用此設(shè)備應(yīng)向筒內(nèi)通12kg/cm2蒸汽以潤(rùn)漲，保證出料溫度為+1； 與刀式剝皮相比，木材損失率較少，約11.5%；要求木材不能過(guò)彎

6、，以防凸部起毛，帶入灰塵、砂石，損傷磨石。要求C=h/L7%，去皮率可達(dá)80%（較高）；不適用于枝椏材、彎曲材。,水力去皮原理：用高壓水沖擊原木，水壓約40kg/cm2，適用于任何原料、任何形狀。生產(chǎn)效率高，能力大。缺點(diǎn)是木材損失率高，達(dá)15%。 木片擠壓去皮原理：根據(jù)木材與樹(shù)皮間的彈性系數(shù)（粘性系數(shù)）不同進(jìn)行擠壓，分去樹(shù)皮，彈性系數(shù)大，則粘性系數(shù)小。 木片預(yù)處理階段：23kg/cm2蒸汽處理5分鐘以軟化樹(shù)皮。 木片篩分與凈化：?jiǎn)味稳テ?060%，通常串23段。 木材損失率約7%（3段）（木片粘至輥上，混入皮中），此法備料可提高生產(chǎn)量，皮可用于生產(chǎn)單寧。,2.3.3 原木的除節(jié)與劈木（鋸木）

7、1）節(jié)的危害 機(jī)械漿生產(chǎn)中，難磨。漿料中的塵埃增加，電耗增加，設(shè)備磨損增加。 化學(xué)漿生產(chǎn)中，蒸煮藥液滲透困難，難成漿，蒸煮后生料增加。 節(jié)中樹(shù)脂含量高，漿料顏色深，難漂白，抄紙時(shí)會(huì)產(chǎn)生“樹(shù)脂障礙”。 除節(jié)方法：人工法、機(jī)械法。 上述兩種方法使用設(shè)備均為鉆：2025mm鉆頭。 2）劈木 喂料時(shí)直徑過(guò)大或有腐朽材時(shí)，需劈木。 設(shè)備：帶鋸（長(zhǎng)木材）、立式/臥式劈木機(jī)（短木材）,2.3.4 原木的切片（wood chipping） 2.3.4 .1 削片機(jī)：生產(chǎn)化學(xué)漿、化學(xué)機(jī)械漿、半化學(xué)漿時(shí)需削片。合格木片：1520mm35mm，寬不限，小于20mm。 （1） 削片機(jī)分類 按刀數(shù)分：普通削片機(jī)：46把

8、刀；多刀削片機(jī)：816把刀 按進(jìn)料方式分：傾斜式進(jìn)料；水平式進(jìn)料 按刀盤(pán)面分：平面削片機(jī)；曲面削片機(jī)（螺旋形） 其發(fā)展為：普通 多刀，平面 曲面,削片刀 刀距h：飛刀刀刃上的一點(diǎn)到刀盤(pán)平面的垂直距離。 刀高H：飛刀刀刃上的一點(diǎn)到刀牙的距離。木片厚度 T=kH （k =0.20.3） 刀刃角：切削面與安刀面的夾角。刀刃角越大，切削阻力也越大；刀刃角過(guò)小，則難削。 安刀角：安刀面與刀盤(pán)面間的夾角，反映安刀的傾斜程度，影響h和H，即影響L和T。 底刀與旁刀：起到破碎大片的作用。,普通削片機(jī)為間歇式削片，始終只有一把刀與木材接觸，兩次接觸間隙，木材在喂料槽內(nèi)跳動(dòng)，再接觸時(shí)有沖力，易損壞飛刀。 而多刀削

9、片機(jī)則能保證至少有一把刀與木材接觸。 刀多，連續(xù)切削。 保證連續(xù)切削的條件： 兩把刀之間的距離小于原木的最小直徑。 第一把刀離開(kāi)原木之前必須有牽引力，以供第二把刀切削。此牽引力的大小與安刀角有關(guān)。,螺旋削片機(jī)（曲面削片機(jī)） 基本原理：從刀盤(pán)中心到邊緣形成一個(gè)變化的安刀角。 特點(diǎn)：刀盤(pán)面是一個(gè)曲面。 刀盤(pán)中心到邊緣的變化即安刀角是變化的。 優(yōu)點(diǎn)： 木片合格率高，可達(dá)9295% 切削過(guò)程中原木不發(fā)生跳動(dòng)。 可適合各種原木的切削（包括枝椏材、小徑材）,2.3.4 .2 影響木片合格率的因素 刀距、刀高和安刀角：可以改變木片的大小，從而影響合格率。 刀刃角：影響木片的厚度； 飛刀與底刀間的間距：不能過(guò)

10、大，容易使原木外部切不斷，造成長(zhǎng)片； 原木的質(zhì)量和水分：大小優(yōu)劣原木要搭配使用，原木水分高有利于提高木片的合格率。,3）木片質(zhì)量對(duì)制漿的影響 影響藥液的滲透：長(zhǎng)度與厚度方向 影響木片在料倉(cāng)中的流動(dòng)性。木片過(guò)大會(huì)“架橋”。 影響裝鍋量 碎細(xì)片及粉末增多，抽液時(shí)變實(shí)，藥液循環(huán)困難，因此部分會(huì)過(guò)煮。 4）提高木片合格率的途徑 要有一個(gè)合適的安刀角，安刀角過(guò)大，牽引力增加，碎片增多；安刀角過(guò)小，牽引力下降，不能連續(xù)切削。 要有一個(gè)合適的刀距h。h會(huì)影響木片長(zhǎng)度L。 （通常1和2不變）,1和2會(huì)影響到原料中導(dǎo)管的形狀（呈圓形或橢圓形），即1和2根據(jù)切削時(shí)傾斜度要求確定。 要有一個(gè)合適的刀高 T T=kH

11、， k=0.20.3，H=1820cm，即T=35mm 要有一個(gè)合適的刀刃角 通常=3240。越高T越低，但越大切削越困難，切削阻力增加；越小切出的木片增厚，刀片易損壞。 水分大，可稍小，反之則大。 飛刀與底刀的距離：通常0.30.5mm 原木的質(zhì)量與水分：水分大，木片合格率高。北方冬季2535%，過(guò)大則冬季結(jié)冰。,2.3.5 木片的篩選與再碎 1）篩選 篩子： 圓篩占地面積大，篩孔易堵，能耗較大。 平篩國(guó)內(nèi)用 2）. 再碎： 飛錘式削片機(jī)，效果較差；專用重新削片機(jī)，效果較好；送會(huì)原削片機(jī)，存在較多的質(zhì)量問(wèn)題。,2.4 非木材原料的備料,本節(jié)重點(diǎn)：結(jié)合草類原料的組成及形態(tài)特點(diǎn)講解草類原料備料特

12、點(diǎn)。 2.4.1 草類原料的特點(diǎn) 2.4.1.1 化學(xué)組成 灰分含量高，（Si含量高）：Si含量高，蒸煮中耗堿大，且溶于黑液，粘度增加，難洗漿，蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)器易結(jié)垢。 水溶物（提取物）較多。,1%NaOH抽出物含量高（堿易溶物：果膠、淀粉） 半纖維素含量高，其穩(wěn)定性差（易溶于堿，易發(fā)生剝皮反應(yīng)，堿性水解）。黑液粘度增加，難洗漿。 木素含量較低，且堿易溶，即LCC量大。 綜纖維素含量高（半纖維素含量高，纖維素含量低） 不同部位莖、葉、穗、節(jié)，化學(xué)組成不同。,2.4.1.2 化學(xué)組成給生產(chǎn)帶來(lái)的影響 （1）灰分帶來(lái)的危害 稻草1516%，麥草67%，木材1%,有機(jī)硅50%(灰分總量) si SiO3

13、2-,洗滌難，濾水性差，粘度高，影響洗滌。 濾水性差，紙機(jī)網(wǎng)部脫水困難，車(chē)速慢 有機(jī)硅的存在，強(qiáng)度差，脆性大 堿回收難，黑液粘度高，堿回收時(shí)產(chǎn)生灰干擾，且蒸發(fā)時(shí)易結(jié)垢。,（2）抽出物的影響 低分子糖類 淀粉 果膠 蛋白質(zhì) 易溶的纖維素、半纖維素、木素 （3）木質(zhì)素的影響： 新草：1214%， 陳草：1012%，新草用堿量高12%,2.4.1.3 草類原料的形態(tài)結(jié)構(gòu) 組織結(jié)構(gòu)疏松，藥液滲透容易，容積重大，與藥液混合難。 草類原料形態(tài)結(jié)構(gòu)特性：纖維細(xì)、短 紙張撕裂度低；長(zhǎng)寬比大 纖維柔軟性好。 雜細(xì)胞含量高：易掉粉掉毛，表面強(qiáng)度低，濾水性差。 麥草38%，稻草54%，主要存在于葉、節(jié)、穗。其存在使

14、漿料濾水性差；成紙表面強(qiáng)度差；印刷時(shí)掉毛掉粉，造成糊印刷板。,2.4.2 草類原料貯存中注意的問(wèn)題 1）.一定的貯存期，69個(gè)月 2）.按質(zhì)量品種分別貯存 3）.在貯存中，水分小于15%，否則會(huì)自燃 4）.打捆后堆垛,2.4.3 草類原料備料方法 2.4.3.1 干法備料：污染大（尤其空氣污染），凈化效率低6% 稻麥草 原料車(chē) 喂料膠帶 喂料輥 切草機(jī) 篩選設(shè)備（羊角除塵器） 膠帶 預(yù)浸器蒸煮 谷?；厥赵O(shè)備 吸塵風(fēng)機(jī) 旋風(fēng)分離器 水膜除塵器 喂料與切料 隨切隨用。,提高草片合格率要求： A.開(kāi)機(jī)前對(duì)刀。飛刀與底刀的距離0.30.5mm B.飛刀與底刀要鋒利（一球草換一次刀） C.V與R的要求對(duì)

15、應(yīng) D.喂料過(guò)程中保持草料的整齊 E.刀床距離不能太大（飛刀刀刃與喂料輥的距離） F.水分合格率,草類原料的篩選與除塵（分離雜質(zhì)） A.輥式除塵機(jī)（羊角除塵器） B.雙錐草片除塵機(jī) C.錐形圓篩：生產(chǎn)能力較低 集塵室和水膜除塵 集塵室：灰塵的自然沉降室。 水膜除塵：噴霧使水的比表面積增大，與灰塵充分接觸，從而增加灰塵的重量，使其沉降。,草片質(zhì)量要求： 切出的草要求有85%以上為1440mm，水分不大于15% a、合格率如何測(cè)量（20g樣品） b、影響草片長(zhǎng)度的因素 R一定，V和L增加；V一定，R增加，L下降。即V、R整齊程度，水分、刀鈍，則L增加。 （R轉(zhuǎn)速，V線速，L長(zhǎng)度。） c、除塵與篩選,2.4.3.2濕法備料