DIP概述及化学品培训课件.ppt

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1、废纸脱墨制浆,废纸脱墨制浆工艺技术培训 之,概述,废纸回用的意义,节约造纸纤维原料 节约投资 节约能源 减轻污染,日本纤维原料(2004年,中国纤维原料（2005年,废纸回收率 68.5%（2004)、71.1%(2005,废纸回收率 33.6%(2005) 40.5%(2010,介绍脱墨浆工艺流程,最新ANDRITZ流程介绍,废纸的来源、分类,国内废纸的来源与分类 国外废纸的分类,废纸中的杂质及其处理 1,废纸中的杂质主要有热熔物(石蜡、沥青、聚合物、油墨等)、纤维类(不符合使用要求的其它杂废纸、捆包用草绳、麻绳、棉织品等)、塑料类(塑料薄膜、塑料袋、塑料带、纸塑复合层)、胶黏物(胶带、标签

2、、纸箱黏合剂等)、化学助剂、高分子涂布层、聚乙烯泡沫、金属物(铁钉、铁丝、订书钉、纸箱接口装订钉等)、砖、石、泥土、玻璃、木质物等,废纸中杂质的处理一般有两种形式，一种是人工拣选，一种是采用机械设备处理。 废纸杂质处理的原则三个字： 早、前、大 杂质因不同于纤维、细小纤维以及填料的几个特性而去除 ： 不同的尺寸 /不同的比重 / 不同的表面特性,废纸中的杂质及其处理 2,机械处理杂质五个结合： 高浓除砂与轻杂质的去除相结合； 粗浆筛选与细浆筛选相结合； 孔筛筛选与缝筛筛选相结合； 洗涤(稀释、浓缩)与净化(除砂、筛选)相结舍； 疏解与成浆相结合。 强调的是，仅凭除砂、筛选、人工拣选等过程并不能

3、除去废纸中的热熔物、高分子化台物、胶黏物及残余油墨等化学物质，进口废纸特别是AOCC，一般应采用热分散系统,废纸中的杂质及其处理 3,脱墨目标,目标 选择分离并去除油墨 和其它杂质,常用废纸制浆工序分析,废纸碎解（大脑） 疏解 净化筛选 浮选（取决于表面活性）和或洗涤 分散 浓缩 漂白,筛选与除渣,浮选及洗涤,脱墨难点,白度低，灰浆 （油墨颗粒小/水基油墨） 浆料的污点 （油墨沉积于纤维上） 浆料的颜色问题 （可溶染料，漂白去除） 斑点/尘埃 胶粘物 环保型油墨和添加剂,最新进展及发展趋势 之设备,碎浆 （低浓中高浓） 筛选和除渣 （波形缝筛/轻质除渣/新型转子/筛内稀释） 浮选（Voith与

4、Andritz射流器/Mesto2008新型设计,最新进展及发展趋势 之化学品,捕集剂（碎浆表面活性剂，浮选前皂类） 中性脱墨 （减少COD） 生物技术 （生物酶技术,脱墨系列产品范围,脱墨剂系列 漂白稳定剂系列 消泡剂系列 Catalase 过氧化氢酶控制剂 水处理系列 微生物控制剂系列 阻垢剂系列 胶粘物控制剂系列,脱墨剂理念,没有完全相同的两个工厂 (有些可能类似) No two deink plants are alike 不同的原料 来源、配比、油墨组成成份 不同的工艺流程 工艺条件 不同脱墨设备发泡设备和油墨去除效率 不同的水质、水系统设计、水循环封闭程度的不同 不同的碎浆工艺及不

5、同的最终成纸要求（高白度/高得率） 不同的操作优先选择：白度、得率、成品率、成本,脱墨理论及策略,可以将脱墨过程看成是一系列的微小过程段的集合 series of microprocesses 每一个微小过程段均有独特的化学品需求和分界需求 unique chemical and interfacial demand 每一个微小过程段的脱墨化学品应该在些区间内达到最佳的功效的同时，要保证对下一段或其它段的影响最小 Need Tailored Products 只有这样，各类脱墨化学品才能给客户带来最大的效力的同时，产生最高的效率 Improved Performance,浮选阶段 Flotat

6、ion,油墨颗粒的大小及表面能量与油墨分离和去除效率紧密联系 浮选化学的主要特性 湿润表面 容易搅匀/溶解/乳化 抑制再沉淀 油墨选择性吸附 附着气泡能力 气泡上浮稳定性 约束发泡，保持油墨停留在泡沫中 游离油墨是带有表面能量的疏水性基团,2 分散,1 释放油墨颗粒,4 泡沫形态控制,3 气浮,浮选脱墨化学 Deinking Chemistries,三种典型的脱墨剂 合成表面活性剂类 Surfactant 脂肪酸类 Fatty Acid 以上两者的复合 Blend,Ethoxylated fatty alcohol,多段工艺 （处理不同类型油墨） 工艺用水的处理 （减少二次胶粘物，提高浆料白度

7、,最新进展及发展趋势 之生产工艺,废纸脱墨制浆工艺技术培训 之,脱墨化学品,前言,化学品在废纸制浆工艺中起着很重要的作用。 废纸脱墨浆车间不论是制浆、浮选、洗涤、漂白，还是水澄清、污泥处理等都离不开化学品，化学品的选用，加入点的选择，加入量是否合适等与脱墨浆的质量和消耗有很大的关系,第一节 化学品在废纸处理工艺中的应用范围,碎浆机化学品 浮选化学品 漂白化学品 水处理化学品 污泥脱水化学品 其他（硫酸，滑石粉和生物酶等,碎浆化学品,碎浆机化学品很大程度上取决于回收纸类型和工厂操作经验。有些工厂在碎浆机中不加任何化学品。 碎浆机使用的主要化学品有以下5种： 氢氧化钠：氢氧化钠作用是把pH提高到1

8、0.5-11.0。据称碱可使一些印刷油墨皂化，也可使纤维轻微润涨便于油墨剥离。 过氧化氢：用于抵抗氢氧化钠与木素反应导致的纤维返黄。发黄效应指的是碱性发黑。在碎浆机会产生一些漂白反应，但漂白效率不高。 螯合剂：用于防止金属离子引起的过氧化氢分解。螯合剂与重金属离子如：铜、铅、铁和镁生成络合物。 硅酸钠：主要用于防止过氧化氢分解。也有报道称它能帮助油墨从纤维上剥离并提供碱性环境。 表面活性剂或皂化物：有助于油墨从纤维上剥离并避免油墨再沉积到纤维上,浮选化学品,浮选槽使用的化学品分两大类：皂类或表面活性剂。 皂类以脂肪酸为基并以电荷机理作用。脂肪酸皂必须有钙离子才能有效。水硬度应在10dH。皂类工

9、作的一个机理是钙皂化合物在油墨粒子之间形成架桥，当架桥足够大被气泡抓住（类似渔网结构）带到浮选槽表面以便除去。 表面活性剂靠化学品亲合力作用而不是靠电荷。一个分子中有部分亲水，部分疏水。疏水部分与油墨粒子结合，亲水部分游离在水中。粒子更倾向于在水相中。表面活性剂配方中还含有提高气泡表面张力的组分和吸引油墨-表面活性剂化合物到气泡的组分，使去除效率更高。表面活性剂不需要钙离子也能作用。 慎重选择脱墨化学品对回收车间的运行好坏很重要。除在碎浆机使用之外，皂类或表面活性剂还可加到浮选槽进浆内,漂白化学品,漂白的目的既要使回收纸恢复到其原本白度，也要使浆料的白度达到指定标准。运行较高白度比必要白度不会

10、得到什么益处。 漂白方法有很多种，最常用的漂白化学品有：过氧化氢、FAS。 过氧化氢：防止发黄反应。纤维一旦返黄，很难或不可能把它漂白到其原来白度。过氧化氢需要碱性环境才会有效。过氧化氢对金属离子，尤其是高温和高pH下非常敏感易分解。为避免分解，经常在系统中加过氧化氢稳定剂如：硅酸钠和螯合剂。 FAS：还原性漂白剂，一般用于氧化漂白之后。FAS主要作为脱色剂和工艺末端的“抛光”段，把白度调节到目标水平。FAS通常在中性条件下运行。建议使用螯合剂。另外在中浓泵加FAS有助于浆料脱气,水处理化学品,水处理化学品选择取决于目标水质和设备类型。 DAF系统最常用的水处理化学品是双元系统，先用絮凝剂再用

11、絮聚剂。絮凝剂带阳离子电荷，有助于滤液中固形物形成小的絮聚体。然后加入絮聚剂使小的絮聚物结合成较大絮聚体，随着溶气系统的小气泡一起漂浮到澄清器顶部，形成垫层。絮聚剂带负电荷。若澄清后的滤液不用返回到系统中，则可加铝盐。化学品的选择范围很广，主要取决于设备和水质要求,污泥脱水化学品,污泥脱水系统中使用的另一类化学品是聚合物。最常用的是单体聚合物，主要是形成很大絮聚体并捕集固形物，使脱水浓缩后的滤液尽可能清洁,第二节脱墨工艺化学品,以下所述的是与本脱墨工艺有关的所需化学品。 了解化学品的产品描述，特别是有关存放、计量和加入的设备，以及处理和操作的规定。 操作人员必须接受充分的针对此项工作的指导后方

12、能进行操作,一、氢氧化钠,化学式：NaOH 外观：微黄 供货形式：液体，浓度3050（398.4762.7 g/l） 密度：在20下1.331.53 kg/dm3,NaOH的作用,作用： 帮助将印刷油墨从纤维上去除和防止再次吸附； 使纤维润胀，易脱落； 在纤维碎解时改进润湿性能，防止油墨破裂； 创造一个碱性环境来激化过氧化氢漂白； 负面作用： 从浆料中提取COD成分，使COD负荷升高 与机械浆中的木质素发生反应，使浆料变黄,二、硅酸钠（水玻璃,化学式：Na2SiO3H2O 外观：微黄绿色 供货形式：液体，浓度约3840Be 密度：在20下约1.38 kg/dm3,水玻璃的作用,作用： 稳定漂白

13、剂H2O2，缓冲漂白工艺，减少因氢氧化钠的加入而使纸浆变黄的现象； 钝化金属离子，特别是使过氧化氢降解的过渡金属离子，起着缓冲剂的作用 在浆料碎解时产生润湿作用，能降低液体的表面张力， 起分散剂的作用，防止油墨颗粒重新沉降在纤维上。 促进紧凑泡沫的形成，减少浮选填料流失 负面作用： 由于与碱土离子相互反应，碱土硅酸盐会沉淀，进而引起结垢。过量加入很容易引起直接湿润的部件产生水垢。 降低纸机助留剂的效果 降低水处理浮选化学品的效果,三、过氧化氢,化学式：H2O2 外观：无色 供货形式：液体，浓度30（333 g/l） 密度：在20下1.114 kg/dm3,过氧化氢的作用,漂白纤维浆料 防止机械

14、浆在碱中变黄 降低回路中的细菌负荷 COD负荷的增加可以忽略,四、螯合剂,最常用的鳌合剂有DTPA和EDTA。 DTPA-Na5（化学名称：二乙三胺五乙酸五钠） 分子式：C14H18N23O10Na5 外观：澄清、苍黄色液体 供货形式：液体，50%以上 EDTA-Na4（化学名称：乙二胺四乙酸钠） 分子式：C10H12N2O8Na4 外观：粉末 供货形式：液体，86%以上,螯合剂的作用,鳌合（隐蔽）重金属离子。因此离子对过氧化氢的催化分解作用得到了抑制。鳌合剂作为过氧化氢的稳定剂，使得过氧化氢的用量可以减少很多。 有助于印刷油墨的去除。 更加有效地将印刷油墨从纤维上去除；防止再次吸附,五、FA

15、S（甲脒亚磺酸）NH2C(NH)SO2H,物质名称：甲脒亚璜酸 化学式：CH4N2O2S 分子量：108.12 g/mol 形状：晶体粉状 颜色：白色浅黄色 气味：无味 纯度：99重量 表观容积密度：约850 kg/m3 在水中的溶解性：27 g/l（20） 100 g/l（20且pH12） pH值（水溶液）：4.0（20且约10 g/l,FAS的作用,对本体染色的纸和纸板上的染料进行还原漂白。 对纤维进行还原漂白，但白度增值较小，因为纤维已经之前得到了充分的漂白,六、滑石粉,滑石粉是一种硅酸镁矿物，分子式为Mg3Si4O10(OH)2。 滑石属单斜晶系。晶体呈假六方或菱形的片状。通常成致密的

16、块状、叶片状、放射状、纤维状集合体。 无色透明或白色，但因含少量的杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色；解理面上呈珍珠光泽。 硬度1，比重2.72.8 滑石具有润滑性、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性,滑石粉的作用,用作填料 控制胶黏物,七、肥皂（SOAP,供货形式：固体 固含物：92% 密度：800 kg/m3 肥皂是一种阴离子表面活性剂 肥皂即脂肪酸皂，通常为16至18碳原子长链的混合物,SOAP作用,油酸或脂肪酸（具有独特收集性能的物质） 传统产品被氢氧化钠转变为表面活性皂时所需的最低硬度约为10dH。使用脂肪酸时碎浆

17、机内所需的pH值通常约为910。 钠皂在适当的水硬度下会转化为钙皂,八、表面活性剂,与脂肪酸相比，它们的pH值敏感性要低一些；可以使用更少的氢氧化钠来用于溶解。由于在回路中的含量高，分散效果可能更好，但是这也会降低收集作用。 对非离子、阴离子、阳离子和两性表面活性剂进行了区别比较。离子性对于处理各种不同的印刷油墨很重要。尽管有充分的调查研究，但是工厂只有根据自身的情况才能作出最终选择。 很多产品都是混合产品，例如脂肪酸可能还含有润湿剂或分散剂，反之亦然。 化学品性能：通常以液体或粉状形式供货,九、絮聚剂 （聚丙烯酰胺,高分子量产品以固体形式（粉状或颗粒状）供货。这些产品需要一台用于溶解的补充装

18、置，它采用一种间歇式工艺来确保化学品的熟化时间以及将其稀释至加入浓度,十、膨润土,供货形式：固体 固含物：95% PH： 呈酸性 密度：400 kg/m3,膨润土的作用,主要用作需澄清污水中杂质的载体。 加入膨润土后处理的水水质更好,十一、PAC,供货形式： 黄色颗粒状 固含物： 100% PH： 呈酸性 密度： 900 kg/m3,PAC的作用,主要用作需澄清污水中杂质的载体。 加入PAC后处理的水水质更好,十二、浓硫酸,供货形式： 液体 浓度： 98% 密度： 1930 kg/m3 强酸: 强腐蚀性,浓硫酸的作用,作用： 降低pH值，使得浆料悬浮液趋于中性。 负面作用： 在浓硫酸的直接影响下，纤维会变黑