脫墨浮選槽的開發(fā)及其應用

鄭洪欽

(福建省輕工機械設備有限公司，福建福州，350101)

脫墨浮選槽的開發(fā)及其應用

鄭洪欽

(福建省輕工機械設備有限公司，福建福州，350101)

介紹了自行開發(fā)和研制的新一代脫墨浮選設備。實際應用結果表明，脫墨浮選槽能夠有效地去除油墨顆粒、提高白度約8～10個百分點，清水用量少，紙漿纖維流失比較少 (理論上僅為廢紙總量的5%左右)，脫墨漿抄造的紙張物理強度較好。

脫墨;浮選槽;油墨;膠黏物

目前，隨著我國制漿造紙工業(yè)的快速發(fā)展，廢紙?zhí)幚砩a(chǎn)規(guī)模越來越大，生產(chǎn)能力逐漸提高，對紙漿質(zhì)量的要求也越來越高。國內(nèi)外現(xiàn)有脫墨設備——伏特浮選機、期韋馬克浮選機、階梯擴散式浮選機等，不能滿足生產(chǎn)高質(zhì)量、高產(chǎn)量、低流失脫墨漿及低成本設備的要求。為此，通過消化吸收國際先進設備技術，在總結原有脫墨設備的基礎上，自行研制開發(fā)了新一代脫墨浮選槽設備。

1 設備簡介

1.1 設備結構

浮選槽在廢紙脫墨過程中是核心專業(yè)設備，在廢紙脫墨系統(tǒng)中，一般配有兩道脫墨，即預浮選和后浮選，每道脫墨又分一段和二段。每段脫墨槽是由多個單元脫墨槽體串聯(lián)組成的，其中間隔板有開孔，使單元脫墨槽體之間和泡沫收集槽之間相通，單元脫墨槽體隔板開口上緣應低于漿料懸浮液液面。單元脫墨槽體個數(shù)和充氣元件個數(shù)、型式因生產(chǎn)能力及所處的位置不同而不同。其單個槽體具體結構如圖1所示。

圖1 單個脫墨槽體結構示意圖

1.2 設備工作原理

漿料泵入第一單元脫墨槽的進漿總管，經(jīng)充氣元件以文丘里原理吸入空氣與漿料混合。氣泡帶著油墨顆粒從脫墨槽底部上升到液面，翻過堰板口進入泡沫收集槽。良漿從槽底管口泵送到第二單元脫墨槽進漿總管和充氣元件，再進行氣浮脫墨，其余依此類推。

各脫墨槽的泡沫收集槽是相通的，從一個排出口流入樓下的槽中，再泵送到二段脫墨槽，以相同的原理再進行氣浮脫墨，所不同的只是充氣元件不同，配有可更換的節(jié)氣門，以調(diào)節(jié)吸入空氣量，標準節(jié)氣門的孔徑為10 mm，而另一個節(jié)氣門孔徑為12 mm，最佳的空氣量取決于漿料和所加的脫墨化學品，要在開機時調(diào)整。

二段脫墨槽個數(shù)少，一般只有1～2個，經(jīng)二段脫墨后，良漿送回一段脫墨槽再脫墨，泡沫送污泥處理系統(tǒng)。

1.3 設備的特性及應用

由于浮選脫墨是一個連續(xù)的物理化學過程，漿料在完成一次浮選時間停留大約為30～40 s，浮起來的油墨渣子層不能太厚，如果漿料儲存太高和油墨渣子層太厚則會造成脫墨失效。為解決此問題，該工藝的槽體采用扁形的橢圓形狀，增加浮選槽相應的漿料表面面積并保證漿料在浮選槽中的停留時間，如圖2所示。

圖2 脫墨浮選槽

脫墨浮選槽必須產(chǎn)生足夠大量的氣泡，其廢紙漿中的游離油墨與顏料粒子，先吸附在微纖維表面，遇到上升的氣泡，微纖維被氣泡推升至槽的表面，氣泡本身亦捕捉油墨及顏料粒子，一起聚集于槽面成為浮渣泡沫。該浮選槽采用的充氣元件是一個多段微湍流發(fā)生器，由孔板、階梯擴散器、折流板混合器和分布擴散器組成，漿料加速產(chǎn)生的真空吸入60%的空氣流。在階梯擴散器中有不同的多段微湍流區(qū)產(chǎn)生不同大小的空氣泡以除去不同尺寸的雜質(zhì)，充氣元件的能耗低，操作壓力為90 kPa。由于充氣元件浸入漿面較淺，對除去較大的油墨顆粒有利，避免雜質(zhì)被纖維網(wǎng)阻擋而導致氣泡破裂。充氣元件如圖3所示。

圖3 充氣元件

脫墨浮選槽溢流堰板將泡沫收集槽與浮選室隔開，使隨氣泡上浮的油墨粒子溢流到泡沫收集槽。采用可調(diào)的方式確保其工作效果更佳，具體操作事項如下:

(1)溢流堰板的預調(diào)整:①用調(diào)節(jié)機構將溢流堰板調(diào)到同一液面高度;②脫墨槽注水至堰板的上緣;測量并調(diào)整溢流堰板的邊緣，使之與水面平行。

(2)調(diào)節(jié)泡沫出口閥:打開閥門約1/3。

(3)將變送器的初始設定值調(diào)整到30%，必要時可在運行期間修改變送器的設定值，方法是將泡沫收集槽注至50%～70%。一段脫墨槽溢流量為150～250 L/min(每米槽長)。二段脫墨槽溢流量為80～150 L/min(每米槽長)。

(4)在通過量額定的情況下，重新調(diào)整溢流堰板使得各個脫墨槽的溢流量呈現(xiàn)出沿流動方向下降的趨勢，調(diào)整清洗裝置的噴嘴。

脫墨浮選槽沖洗與消泡系統(tǒng)，確保油墨粒子迅速溢流到泡沫收集槽，并對其泡沫進行消泡處理，以至不出現(xiàn)泡沫堵塞及堆集現(xiàn)象而影響脫墨效果:

(1)泡沫沖洗系統(tǒng)采用間歇沖洗，可節(jié)省大量清水的使用。其沖洗口結構獨特，清洗有效，覆蓋均勻，耗水極少，噴孔進口精心設計以減少堵塞。

(2)泡沫消泡系統(tǒng)采用連續(xù)噴水，這樣可避免泡沫堆集在泡沫收集槽處，進而影響脫墨效果。該消泡器口采用特殊結構，工作過程節(jié)約用水，消泡效果明顯，覆蓋面積大。

脫墨浮選槽的液位控制系統(tǒng)可采用自動與手動兩種配置:

(1)自動控制系統(tǒng)是采用DDS反饋系統(tǒng)來控制其液面高度，其液位控制效果明顯，適用于產(chǎn)能大、自動化程度高的生產(chǎn)廠。

表1 脫墨浮選槽的主要技術參數(shù)

(2)手動控制系統(tǒng)是采用調(diào)節(jié)桶來控制其液面高度，其操作方便，成本低廉，適用性廣泛。

脫墨浮選槽的各個槽體的管口采用串聯(lián)連接方式，確保漿料白度的提高與油墨的去除。供漿泵和循環(huán)泵要按要求采用低壓頭、大流量、流量穩(wěn)定的漿泵，根據(jù)進口壓力90 kPa及安裝高度來確定漿泵壓頭。其安裝方式有效保證工作效果，具體安裝如圖4所示。

圖4 脫墨浮選槽的安裝示意圖

2 主要技術參數(shù)

脫墨浮選槽的主要技術參數(shù)見表1。

3 應用效果

筆者所在公司為江蘇雙燈紙業(yè)提供的150 t/d中檔衛(wèi)生紙生產(chǎn)線前浮選脫墨浮選槽，調(diào)試成功后運行平穩(wěn)，一段浮選漿料白度可提高8個百分點，已達到廠家的預期效果。本機配置漿泵為，一級進漿泵55 kW，循環(huán)泵45 kW。同廠家另一條生產(chǎn)線為100 t/d，原料相同，前浮選用脫墨浮選槽，其配置漿泵為，進漿泵75 kW，循環(huán)泵55 kW。相比之下，脫墨浮選槽在操作及電耗上有一定優(yōu)勢，運行效果相近。該產(chǎn)品在使用過程中得到客戶的好評與肯定，現(xiàn)已接到許多國內(nèi)制漿造紙廠家的垂詢與預訂。

4 結語

脫墨浮選槽設備成功研制后，在廢紙脫墨生產(chǎn)線運行半年多的實踐證明，脫墨浮選槽對灰分的去除非常有效，產(chǎn)生的氣泡量大且廣譜，對油墨而言，粒徑在50～100 μm左右最容易脫除。應用脫墨浮選槽大大提高了成紙的白度，給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟效益。

［1］ 陳克復．制漿造紙機械與設備(上)［M］．廣州:華南理工大學，2005．

［2］ 謝來蘇，詹懷宇．制漿原理與工程［M］．北京:中國輕工業(yè)出版社，2001．

［3］ 陳嘉翔．浮選槽結構特征對浮選脫墨流體動力學的影響［J］．中國造紙，2005，24(3):46．

［4］ 陳慶蔚．最新廢紙?zhí)幚碓O備手冊［M］．北京:人民交通出版社，2002．

［5］ 陳慶蔚．當代廢紙?zhí)幚砑夹g［M］．北京:中國輕工業(yè)出版社，2001．

Development and Application of a New Flotation Tank

ZHENG Hong-qin
(Fujian Light Industrial Machine Equipment Co．，Ltd．，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian Province，350101)

A recently developed new generation of flotation equipment was introduced．It is efficient to remove the hydrophobic materials such as the ink particles，stickies in the de-inking pulp．The results of application of the flotation tank indicated that the ink particles were removed efficiently，brightness of the de-inked pulp increased about 8～10 ISO points with less fresh water consumption and less fiber lose which was about 5%of the pulp theoretically．

de-inking;flotation tank;ink particles;stickies

TS744;TS733+．8

B

0254-508X(2012)11-0044-03

鄭洪欽先生，助理工程師;主要從事造紙機械設備的研究開發(fā)工作。

(E-mail:zhghlr99@yahoo．cn)

2012-05-15

(責任編輯:郭彩云)