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1、废纸制浆,废纸是重要的可再生资源，废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。近十多年来，世界各国高度重视废纸资源的利用，废纸的回收利用率逐年增长，处理废纸的技术不断改进和完善，用废纸浆制成的纸和纸板的产量和品种也逐年增多。过去30多年中世界废纸销量急剧增长，从1970年的约3000万吨增加到2006年的1.95亿吨。预计到2012年，世界废纸消费量大约到2.5亿顿。我国自20世纪90年代以来，废纸消费量逐年增加，废纸浆占造纸用浆的比例年提高。废纸浆量,第一节 概 述,由1990年的392万吨增加到2006年的3380万吨，废纸浆占造纸用浆的比例由199
2、0年的28.1%提高到2006年的56.0%。我国以废纸为原料生产包装纸和新闻纸的产能增长在世界上最为引人注目。,一、废纸回用的意义,1、节约原料，增加生成 全世界木材年需求量20亿M3以上，年增长率不低于25；生产1T再生新闻纸浆比生产1T磨木浆节约木材2M3，生产1T高白度废纸脱墨浆比生产1T漂白化学浆节约木材5M3 。2、减少污染，保护环境 废水的污染负荷轻，耗水量少，无废气污染，减少木材砍伐率，有利于生态平衡和保护环境。,3、节省能源，降低能耗 生产1T再生新闻纸浆比生产1T磨木浆节约能耗75左右，生产1T高白度脱墨浆较生产1T化学浆节约能耗50以上。4、节约投资，降低成本 投资只需原
3、浆浆厂的2530，废水处理设施的投资低于原浆浆厂，废纸浆的原材料成本、能耗、投资低，其生产成本比原浆低。,二、造纸工业纤维原料结构的变化 中国,2001年美国等17个国家和地区废纸回收利用情况,1995年以来我国废纸回收利用情况,2005年前我国计划投产的在建或拟建大型废纸回收项目,20012002年我国废纸来源及价格情况,20002002年不同废纸进口量与用汇数,2、我国废纸利用快速增长的原因国家政策支持造纸原料结构调整纤维原料短缺废水处理投资少、成本低废纸处理设备较成熟可靠、投资少、见效快提高产量、降低成本减少森林砍伐、保护环境和生态平衡,我国废纸处理技术装备水平50多套具有国际先进水平的
4、进口设备，大部分为国产设备 我国废纸回收利用存在的主要问题废纸回收利用率低，大量废纸资源被浪费未建立废纸回收的市场体系没有统一标准和检测方法评价废纸的品质废纸制浆的共性技术难题 脱墨、脱胶、白度、得率、回用次数,我国废纸回收利用存在问题的对策分类收集，制定标准创办交易市场，扩大产业规模制定相应的废纸回收政策法规，鼓励发展废纸回收，对废纸回收企业与利用企业给予一定的优惠政策和税收减免，对造纸工业使用废纸比例作出明确规定。,努力做好国内废纸回收工作，充分利用国外废纸资源加快研制开发大型、高效成套废纸处理设备加强宣传教育,三、废纸的分类及收集,（一）废纸的分类一般按废纸的来源和废纸纤维的种类来划分，
5、但世界各国废纸分类的方法和标准均有较大差异。国外废纸的分类联合国粮农组织按用途将废纸分为4大类：新闻纸和书籍废纸、纸板箱废纸、高质量废纸及其他废纸。,美国废纸的分类 美国将废纸分为3大类：纸浆代用品、可净化的废纸和普通废纸。 纸浆代用品：白纸与白纸的切边，这类废纸经打散后不作进一步处理即可作为成浆使用。 可净化的废纸：经脱除印刷油墨后可成浆使用。 普通废纸：包括旧报纸、旧瓦楞纸箱和混合废纸等。 另一更细的分类法是将废纸分为47种，另列特殊等级7种。每个类别的废纸均有明确的质量标准。,欧洲废纸的分类 欧洲标准委员会（CEN）在布鲁塞尔的管理中心采用新版欧洲标准EN643欧洲废纸和废纸板标准目录，
6、于2001年12月12日批准。欧洲纸张工业协会和欧洲废纸协会完全支持该项用于废纸的新标准，并将促使其在会员中推行。,英国将废纸分为11类：不含机械浆的白色未印刷废纸不含机械浆的白色已印刷废纸含机械浆的白色和轻度印刷废纸不含机械浆的有色废纸含机械浆的重度印刷废纸有色牛皮纸和马尼拉纸新的牛皮挂面纸板容器废纸、混合废纸、有色卡纸和含杂质废纸。,德国将废纸分为低级、中级、高级和保强废纸4大类。后者包括用过的防水或不防水的牛皮纸袋，用过或未用过的纯硫酸盐浆纸、旧瓦楞箱纸等。,其他国家废纸分类情况日本将废纸分为9类：上等白纸卡纸、特白中白马尼拉纸、有色道林纸、证券纸、牛皮纸、报纸、杂志纸、瓦楞箱板和硬纸板
7、。,我国废纸的分类近期，国家科技部批准了废纸回收分类标准及相关标准的研究社会公益研究专项资金项目，并由中国制浆造纸研究院承担，该项目计划在两年时间内具体完成以下3个标准：废纸回收分类标准；废纸中胶豁物含量的测定标准；废纸中油墨残留量测定标准。,我国废纸分类各地情况不同。目前全国尚无废纸分类的统一标准，但根据我国废纸的来源和特点，通常可分为以下6类：(1)白色废纸 这类废纸也可以看成是纸浆的代用品，其中包括未经印刷、具有比较一致的白度和无有害物的白纸。(2)书籍、杂志废纸 这类废纸主要包括印刷厂或书店未发行的和发行后回收的书籍、印刷着色、不含或仅含少量机械浆的废刊物、书籍等。,(3)旧新闻纸 由
8、成捆的、选择过的旧报纸组成。不包括旧杂志。(4)纸箱与纸板废纸 此类废纸包括牛皮纸板、瓦楞纸板切边，旧瓦楞纸箱，各色废纸盒、纸箱、黄、白、灰色纸板等。(5）纸袋纸废纸和牛皮纸废纸 这类废纸是指包装水泥后回收的破水泥袋、废牛皮纸袋及其他纸袋和牛皮纸废纸。,(6）混合废纸 这类废纸属低级废纸，包括部分“垃圾废纸”（从垃圾堆拣来的废纸）。 随着办公设备的现代化，办公废纸（如使用过的计算机打印纸、静电复印纸、传真纸等）的数量将会逐年增长，因此，混合办公废纸将成为新的一类废纸。,（二）废纸的收集我国废纸的主要来源：印刷厂切下的白纸边和报废的印刷品；出版单位处理的书籍和刊物；机关、企事业单位的废旧公文资料
9、、废旧书刊报纸及各种包装纸箱、纸盒；学校的旧书报和学生练习本；居民的家庭自有的各种旧报纸、废旧图书杂志、包装纸箱等。,我国目前的废纸收集渠道：个体收集；废旧物资回收公司收集；造纸厂和纸品加工厂；国外进口废纸；,四、废纸中杂质物 油墨 油墨的组成： 载色体：油墨的载色体是油墨的主要组成部分，它是决定脱墨难、易的主要因素； 颜料：是不溶于油墨载体中的有色物质，他们以很小的固体颗粒形态分散在载色体中，由于染料易于渗入纸张之中而很少被使用。 调节：调节剂的加入赋予油墨一些特殊的化学或物理特性。,胶黏物来源胶带（压敏性）标签纸箱粘合剂自粘合信封各种涂布纸入场券纸日记本粘合剂油墨和涂料中也含有胶黏物。,胶
10、黏物性质密度与水接近具有疏水性对温度敏感具有附聚性 表面积可变性外形可变性易变形性具有粘合性具有弹性,废纸中胶黏物的危害当胶黏物的含量超出可接收程度时，将导致纸机操作问题：沉积于铜网、毛毯毛布、压榨辊和烘缸上；阻止纤维与纤维的结合；增加断头；严重影响纸产品的外观质量：形成孔、洞及其它纸病；印刷过程和其它加工过程中引发一些问题。, 蜡 石油蜡和蜡基热熔涂料被广泛应用于纸包装产品 增加纤维的湿强度，同时用来防潮。废纸中蜡含量的数量到了一定程度，就会产生一些列的问题，例如纤维中蜡的存在会降低摩擦因数，减少可湿性和纤维间结合力，削弱可印刷性以及产品的能力。纸板上的油点不但影响外观，还妨碍涂料的黏合。,
11、五、废纸再生过程性质的变化 不同浆种的废纸在循环使用过程中纸浆性质的变化也有明显的差别。 （一）化学浆废纸再生过程中性质的变化 对于经过打浆的化学浆，循环回用引起裂断长、耐破度和耐折度的显著下降，紧度和伸长率少量下降，而撕裂度、挺度、光散射系数、不透明度和透气度增加。,引起这些变化的原因是：废纸在重复碎浆脱水干燥等处理过程中，纤维素结构发生一系列变化：纤维素部分游离羟基形成氢键结合；非结晶结构转变为结晶结构，结晶度增加；产生不可逆的角质化，纤维变得挺硬，可塑性降低；吸水后的润胀减少，保水值下降。,随着回用次数的增加，纸浆的保水值下降，纸页的厚度增加，紧度、裂断长下降，白度和不透明度有所增加。针
12、叶木浆与阔叶木浆主要不同是：随循环回用次数的增加，针叶木浆的撕裂因子提高，而阔叶木浆的撕裂因子下降。,（二）机械浆废纸再生过程中性质的变化 随着回用次数的增加，紧度、裂断长和耐破度提高，撕裂强度也略有增加，而光散射系数下降。如下图所示。,（三）影响废纸浆性质的因素 1.打浆工艺 化学浆打浆越强烈，打浆度越高，循环回用后纸浆质量变化越大，抗张强度的下降就越多。总的来说，经打浆的化学浆经循环回用后，润胀显著减少，纤维长度降低，细小纤维含量增大。而未经打浆的化学浆，在其后回用过程中，纸页的抗张强度会有所上升。,2.抄造环境 纸页抄造时的化学环境会影响干燥和回用后纸浆纤维的润胀。在酸性条件下抄造的未漂
13、化学浆回用后其润胀和强度均比碱性条件下抄造低。废纸中的松香胶和硫酸铝会引起循环潜力（纸浆强度等）的进一步损失，这可能是由于施了胶的纤维维持其疏水表面，在一定程度上阻碍了纤维间结合。,3.压榨工艺 对于中度打浆的化学浆，重的湿压榨会引起纤维润胀的损失。对经湿压、未干燥和湿压和干燥的纤维的润胀度均随湿纸页干度的提高而降低，但大多数影响是在干度35%时产生。对机械浆，对回用纤维的润胀性影响甚为。,5.压光工艺 无论是化学奖还是机械浆，随着对纸页压光强度的增加，压光对回用纤维品质的负面影响也增大。6.印刷加工 印刷主要影响废纸浆的光学性。7.消费和收集 纸张（品）和废纸收集者将不同类型的废纸混合在一起
14、，会降低的,废纸中的杂质（污染物）影响其回用性能。h8.回用过程 废纸回用包括机械、化学和热处理过程，对纤维会造成形态、尺寸、表面性能、长短纤维比例的变化。,废纸的来源不同，其纤维种类、成分以及性能差异甚大。对废纸进行分类纸，可以达到分级使用，物尽其用的目的。1.废纸的拣选分类 联合国粮农组织按废纸用途将废纸分为四大类：旧新闻纸（ONP）、旧纸板箱废纸（OCC）、旧杂志（OMG）混合办公废纸（MOW）。,第二节 备料,2.废纸的输送 由于每日耗用废纸量都很大，为了水力碎浆机的装料需要，装设有运输机。,链板输送机,皮带输送机,3.散包机,由于进口废纸用大型液压打包机打包，密实度很高，故一些大型碎
15、浆系统的带上往往安装有散包机以拆散压缩 打包的废纸捆。 散包机的作用：节约碎浆机的疏解时间、动力消耗和除尘。,第三节 废纸的离解与废纸浆 的净化与浓缩,一、废纸的离解 废纸的离解包括碎解和疏解两个阶段。 （一）废纸的碎解 1.碎解的目的 使废纸离解，使原先交织成纸页的纤维最大限度地离解成单根纤维而又最大限度地保持纤维的原有形态和强度。,2.碎解设备废纸碎解的设备主要有水力碎浆机和圆筒式碎浆机。水力碎浆机是国内外常用的碎解设备：从结构形式上分为立式和卧式；从操作方法上可分为连续式和间歇式；从碎浆浓度上可分为低浓和高浓。圆筒式碎浆机是近年出现的高浓连续碎浆设备。,目前废纸碎解大多采用高浓碎浆机，与
16、低浓碎浆相比，高浓碎浆的优点：可减少对杂质的碎解，以利其后杂质更好的去除；可降低能耗；节省化学品；油墨的去除也更完全。,表52 高浓碎解与低浓碎解系统的比较,化学药品,排空,几种常用的碎浆设备介绍,（1）立式间歇水力碎浆机这种设备主要适用于碎解浆板、车间内部回抄损纸和外构杂质少的废纸。主要是靠转子转动产生的机械作用和水力作用来达到碎解废纸的目的，其中水力作用是主要作用。,这种水力碎浆机的操作浓度一般为6%8%，筛板的筛孔范围较大，多 数在522mm之间。,优点：a）浆料碎解程度比较稳定，便于掌握投料量、加水量、脱墨时间及反应温度。b）如流程中没有疏解机、多段筛等设备时，采用间歇式可减少设备投资
17、费用。,缺点：a）单位能耗较大。b）投料、放料等非碎解时间较长，降低了设备的生产能力。c）不适合安装斗式提渣机和绞索装置。d）不适合处理杂质较多的废纸。,（2）立式连续水力碎浆机,除期操作连续性，还装绞索装置和斗式提升机，其工作原理和立式间歇水力碎浆机一样。结构示意图如下,优点：a）可连续排除难以碎解的非纤维杂质。b）可除去打包用铁丝和绳索等束状物质。c）电耗较间歇式低，设备利用率高。d）生产能力大，且浆池、浆泵等辅助设备投资费用较低e)适用于处理各种废纸。,缺点：a）纸片分散成纤维的程度较小，仅能达到90%。b）由于连续使用，限制了化学药品的作用时间，使废纸脱墨不能很好的进行。,立式水力碎浆
18、机,这种水力碎浆机也伏特式卧式水力碎浆机，可用于处理未经分拣的废纸，其结构与立式水力碎浆机不同之处，主要在于有一个撤置的转子和圆槽下端连接一个重渣物收集器，如下图,（3）卧式连续水力碎浆机,其结构与立式水力碎浆机不同之处，主要在于有一个侧置的转子和圆槽下端连接一个重渣物收集器。 优点：a）可以连续排除难以碎解的非纤维杂质、绳索、铁丝等束状的物质。b）电耗比间歇式低，设备利用率高。,c）生产能力大，浆池、浆泵等辅助设备投资费用较少。d）适合于处理各种废纸。e）转子的刀片磨损小，重杂质排除方便。f）结构简单，维护方便，设备高度低，占地面积小。,卧式水力碎浆机,这种水力碎浆机具有很碎解能力，其转子是
19、螺旋钻头形叶轮。当螺旋式叶轮旋转时，高浓度的浆料借螺旋作用由上而下，由外朝里，最后从中央推向上回流。废纸浆在运动中，纤维之间产生强烈摩擦和搓揉，与带齿螺旋翼也产生摩擦，使废纸离解。,（4）立式高浓水力碎浆机,高浓碎浆机的带锥体转子,优点：a）转子与浆料接触面积大，能在12%18%高浓度下运行。与地弄碎浆机比，用于脱墨可节约加热蒸汽60%。b）作用较缓和，避免了废纸中的杂质被粉碎，便于其后的净化处理。,c）在高浓度下，纤维之间相互产生强力摩擦，可缩短碎浆时间，节约化学药品和动力。d）与相同能力的传统水力碎浆机相比，这种碎浆机的占地面积小。e）高浓碎解时纤维对纤维的剪切作用使油墨更易从纤维中分离出
20、来。对废纸中热溶物的除去效果也优于普通低浓碎浆机。,（5）圆筒式连续碎浆机,这种碎浆机分为前后两个区，前区为高浓碎解区，后区筛选区。转鼓的轻度倾斜使原料缓慢地向前移动。废纸、热水、化学药品同时连续地从投料口投入，进入高浓碎解区，在15%20%浓度下碎解。圆筒的内壁上装有轴向隔板。圆筒转动时，内壁上的隔板重复地把废纸带起再跌落在圆筒底部硬表面，产生温和的剪切力和摩擦力，使废纸纤维化而不会切断纤维和破坏杂质。当圆筒的滚动运动作用于浆团之间时，摩擦作用增加，使废纸中的油墨、胶料及热熔性黏剂等物质从纤维上有效的分离。,转鼓式碎浆机,碎浆段工作原理,优点：a）有良好的除杂能力，废纸原料可不经分选就直接使
21、用，可节省大量分选费用。b）动力消耗比水力碎浆机节省50%左右。c）化学药品可减少10%以上，蒸汽可节省60%。d）整个废纸处理系统的设备费用减少，且设备易维修保养，筛孔不易堵塞，可长时间连续运转。,3.碎解工艺（1）碎解温度提高温度可加速废纸的软化，利于碎解和脱墨，增加浆料流动性，加快回流速度，减少动力消耗。（2）碎解浓度提高浆浓可相应提高化学品的浓度，强化化学反应。（3）碎解时间碎解时间视设备型式、废纸种类和纸浆质量要求而定。,（4）废纸种类影响碎解得主要因素是废纸的吸水润胀能力和纤维的结合力。（5）转子结构性能转子的规格（直径大小、刀片的数目、长度、宽度、形状等）对碎解效果有重要影响。如
22、转子直径以相当于槽体直径的1/21/3为宜。（6）转子线速度提高转子线速度可以提高碎解能力，加快碎解速度，缩短碎浆时间，提高设备利用率。,（二）废纸的疏解 1.疏解的意义疏解是碎解的继续，其目的是即将纤维全部理解而不切断损伤纤维，降低纤维强度。2.疏解机及其应用我国常用的疏解机为高频疏解机。高频疏解机又可分为齿盘式、阶梯式、锥形、孔板式等类型。,（1）齿盘式高频疏解机,我国造纸厂使用的高频疏解机大多为齿盘式。齿盘式疏解机的外形与水泵相似，它是由旋转齿盘（转子）和固定齿盘（定子）组成。转子和定子各有共同心圆的3排齿环，转子齿环与定子齿环相互啮合，组成了疏解区，齿槽是从中心向外缩小，而齿数却逐渐增
23、多。运行时，浆料送到齿盘中心，首先与内环（转子）接触，做圆周运动，并经齿槽做径向移动，最后经齿环（定子）排出。处理纸浆的浓度在3%左右时，定子和转子的齿环间隙一般为0.81.0mm。,（2）阶梯式高频疏解机 由于浆料通过“间隙”的时间，疏解性能良好,锥形高频疏解机是阶梯和锥形相结合的一种新型的疏解机，其主要特点是用截锥代替阶梯，旋转刀片和固定刀片均为截锥。,（3）锥形高频疏解机,（4）孔板式高频疏解机,这种疏解机与传统的齿盘式高频疏解机相比具有如下特点：a）纤维几乎不被切断；b）废纸浆料经一次疏解处理后，完全可以疏解成浆；c）最高转速可达3000r/min，产浆量高，质量好，电耗低。,3.纤维分离机纤维分离机也称疏解分离机，对纤维有理想的疏解作用，而对纤维的损伤极小，是继续离解来自水力碎浆机浆料的新型设备。是废纸浆筛选的优良设备，能同时分离出废纸浆中的重杂质和轻杂质，分离性能良好。,ZDF型纤维分离机,特点：a）具有浆料二次疏解，轻杂质分离，重粗废料去除等3种基本功能。b）可以处理低级的废纸，可减少原料的预处理，降低成本。c）可提高原有水力碎浆机的生产能力，降低10%20%的单位能耗。,使用盘磨机疏解废纸安装在水力碎浆机之后，有泵送和疏解双重作用，可作为废纸二次碎解设备，以补充水力碎浆机的不足。这种盘磨机设备投资少，动力消耗低，适合用于小型废纸制浆企业。,盘磨机,
