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白水循环利用与处理方法

【摘要】:(一)短循环短循环就是将网下白水池收集的富含纤维的浓白水通过冲浆泵与调量系统送来的浓纸料混合稀释,然后经过净化,除气,筛选系统处理,再送到流浆箱和网部,在网部形成纸页并脱水,脱出的白水到网下白水池后又进入下一次循环。第一级循环系统中还包括锥形除渣器各段渣槽的稀释用水,这部分水也应采用第一级循环的白水,最好是用其中的稀白水。

造纸过程中浆料和水循环状况示意图见图3-32,从中可以清楚地看到白水的循环与使用情况。

(一)短循环

短循环就是将网下白水池收集的富含纤维的浓白水通过冲浆泵与调量系统送来的浓纸料混合稀释,然后经过净化,除气,筛选系统处理,再送到流浆箱和网部,在网部形成纸页并脱水,脱出的白水到网下白水池后又进入下一次循环。抄纸过程中脱出的白水在短循环过程中是不可能用完的,这些白水必须送到纸料制备系统、白水回收系统以至制浆车间使用,即白水的长循环。

短循环的流量、干固形物含量、细小纤维含量或温度,即使只有很微小的变化,也会干扰生产过程,使纸产品发生变化,甚至使纸机断纸。因此,必须始终保持短循环的稳定性。流浆箱出口不稳定,浓度或流动发生波动,将使定量或纸张其他性质发生波动。

图3-32 造纸过程中浆料和水循环状况示意图

(二)长循环

长循环就是将在网上脱除的不用于稀释流浆箱浆料的另一部分白水,经处理后,则引送去更前面的生产工序,如稀释纸浆、处理损纸,用作打浆用水、贮浆池用水、辅料制备用水,还可以进一步用来代替清水用作喷水管水、密封水等。这样可以显著减少清水用量,并且改善系统物料和热量的利用。

(三)白水的分级处理

除了按短循环和长循环来划分白水系统外,还可以根据白水浓度的高低划分为三级循环来回收利用。第一级循环是网部的白水,用于冲浆稀释系统;第二级循环是网部剩余的白水和喷水管的水经白水回收设备处理,回收其中物料,并将处理后的水分配到使用的系统;第三级循环是纸机废水和第二级循环多余的水,汇合起来经厂内废水处理系统处理,并将部分处理水分配到使用的系统。造纸车间白水循环分级示意图见图3-33。

图3-33 造纸车间白水循环分级示意图

1.第一级循环

浓白水水量及内含的物料量,占网部排水的60%~85%,这部分白水应全部用于纸料的稀释,不足的部分用真空箱白水补充。但是如果流浆箱中消泡水、网上定边板的拦浆水以及洗网的清水大量混入,浓白水将会用不完,造成二级循环浓度升高、白水回收设备负荷增高,因此,应尽量减少清水混入浓白水中。

第一级循环系统中还包括锥形除渣器各段渣槽的稀释用水,这部分水也应采用第一级循环的白水,最好是用其中的稀白水。

2.第二级循环

第二级循环的白水要经过白水回收装置回收其中的纤维,再回用处理后的水。网部剩余的白水将全部投入第二级循环。经过白水回收装置回收的纸料,细小组分和填料多,气浮法回收的还含有较多的气泡,质量降低,一般返回损纸系统使用。对于成纸质量要求较高的纸种,可送往成纸质量要求较低的纸机使用。对于处理效果较好的白水,可用作喷水管用水,一般的则可送往打浆调料部分作为稀释用水或送往纸浆车间使用。

3.第三级循环

一般不进入第二级循环系统的水,一律排入第三级循环系统。该系统的水,有许多是含有树脂、油污等被污染的废水,所以,其中含有的纤维、填料等不能再回收利用。这个系统的水处理,不属于造纸车间的水处理,二是工厂内处理系统,处理的目的是减轻污染,处理后的水排放而不是回用。但有的也将其经过沉淀、砂滤等处理,部分或全部返回生产系统,以节约用水

(四)白水循环工艺与装置

白水池是白水循环系统的重要装置,其作用是接收成形部脱出的浓白水和各股回流的纸料流(如流浆箱回流纸料、除气系统接收器溢流纸料、第二段除渣器良浆等)均匀的混合后送到冲击泵稀释由调量系统送来的纸料。白水池可分为网下白水池和机外白水池(塔)两大类,传统的造纸系统主要使用前者,新设计的大型纸机以及一些新设计的中小型长网纸机主要使用后者,分别见图3-34和图3-35。

图3-34 网下白水池(Beloit公司)

图3-35 机外白水池(塔)

1.网下白水池

从纸机成形部来的自由排水,落入集水盘中,再汇集到成形网下面或纸机后部的白水池中(图3-34)。设计和使用白水池要注意下列问题:

①在白水由白水池送到冲浆泵之前必须把进入白水池的各股浓度不同的纸料流和白水混合均匀,以保证上网纸料流浓度的稳定。

②白水池的容积必须满足浓白水在白水池中有适当的停留时间。一般情况下,浓白水在白水池的停留时间以30~60s为宜,与抄造的纸张品种与工艺技术条件有关。如抄造填料含量高的纸种,其停留时间以30s左右为宜,因为停留时间过长会导致填料在白水池中沉淀,从而影响输送的浓白水浓度的均匀和稳定;而对于抄造填料含量低的纸种,其停留时间可达60s左右,以利于浓白水中空气的排除。

2.机外白水池(塔)

将白水井设计成纸机传动侧底轨以外的白水池,通常由不锈钢材料加工而成,称为机外白水池(塔)。与传统网下混凝土制白水池相比,机外白水池(塔)具有结构简单、占地面积小、操作简单、使用效果好等优点。适用于夹网纸机或中小型长网纸机的机外白水池(塔)见图3-35。

机外白水池(塔)似一个圆柱体结构,大致可分为塔体、进浆管、出浆管、进白水管、溢流管等几个构件。纸机浓白水水平经过白水塔上部带有一定坡度的螺旋通道进入塔内,减少了白水直接进入塔内的冲击力,且使白水在进入塔前有一个气体释放的过程。当机外白水塔用于单次冲浆系统时,高位箱来浆料直接从进浆管进入塔内与浓白水混合,经#2冲浆泵冲浆至除渣、净化系统;当其用于二次冲浆系统时,高位箱来浆料与从#1冲浆管来浓白水混合,经过#1冲浆泵去锥形除渣器除砂,良浆进口直对#2冲浆泵的入口,使浆料与白水再次混合均匀,浓度一致。同时塔体设置溢流出口,以恒定塔内白水液位,避免在冲浆泵吸入口产生压力波动。

机外白水池(塔)的设计要点:

①机外白水塔引入白水主流道呈螺旋形状,应与纸机白水盘的白水流出斗以一定的坡度相连接,将此时白水流速控制在0.4m/s以内,以减少白水入塔的冲击力,减少气泡的产生。

②机外白水塔的容积应满足白水约有1min左右的停留时间,塔内白水流速(即液面下降速度)应不大于0.15m/s,以容许塔内白水中的空气有足够的时间上浮逸出。

③为取得好的上网效果,一般与白水塔配套使用的上网浆泵选用双吸离心泵,其调节上网浆料流量应选用葱头阀(又称炮弹阀),以避免使用闸板阀时流动阻力过大,产生滞浆、集气及较大脉冲现象,影响上网浆料均一性,有条件的企业最好选用调速泵或变量泵来改变流量及压头,达到最佳上网效果。