脫墨浮選槽的開發及其應用

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的快速發展，廢紙處理生產規模越來越大，生產能力逐漸提高，對紙漿質量的要求也越來越高。國內外現有脫墨設備——伏特浮選機、期韋馬克浮選機、階梯擴散式浮選機等，不能滿足生產高質量、高產量、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設備，在廢紙脫墨系統中，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。單元脫墨槽體個數和充氣元件個數、型式因生產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，配有可更換的節氣門，以調節吸入空氣量，標準節氣門的孔徑為10 mm，而另一個節氣門孔徑為12 mm，最佳的空氣量取決于漿料和所加的脫墨化學品，要在開機時調整。

二段脫墨槽個數少，一般只有1～2個，經二段脫墨后，良漿送回一段脫墨槽再脫墨，泡沫送污泥處理系統。

1.3 設備的特性及應用

由于浮選脫墨是一個連續的物理化學過程，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產生不同大小的空氣泡以除去不同尺寸的雜質，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，避免雜質被纖維網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)溢流堰板的預調整:①用調節機構將溢流堰板調到同一液面高度;②脫墨槽注水至堰板的上緣;測量并調整溢流堰板的邊緣，使之與水面平行。

(2)調節泡沫出口閥:打開閥門約1/3。

(3)將變送器的初始設定值調整到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，重新調整溢流堰板使得各個脫墨槽的溢流量呈現出沿流動方向下降的趨勢，調整清洗裝置的噴嘴。

脫墨浮選槽沖洗與消泡系統，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，以至不出現泡沫堵塞及堆集現象而影響脫墨效果:

(1)泡沫沖洗系統采用間歇沖洗，可節省大量清水的使用。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)泡沫消泡系統采用連續噴水，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可采用自動與手動兩種配置:

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

表1 脫墨浮選槽的主要技術參數

(2)手動控制系統是采用調節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。供漿泵和循環泵要按要求采用低壓頭、大流量、流量穩定的漿泵，根據進口壓力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

脫墨浮選槽的主要技術參數見表1。

3 應用效果

筆者所在公司為江蘇雙燈紙業提供的150 t/d中檔衛生紙生產線前浮選脫墨浮選槽，調試成功后運行平穩，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，循環泵45 kW。同廠家另一條生產線為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，循環泵55 kW。相比之下，脫墨浮選槽在操作及電耗上有一定優勢，運行效果相近。該產品在使用過程中得到客戶的好評與肯定，現已接到許多國內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，給企業帶來了一定的經濟效益。

［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．最新廢紙處理設備手冊［M］．北京:人民交通出版社，2002．

［5］ 陳慶蔚．當代廢紙處理技術［M］．北京:中國輕工業出版社，2001．

Development and Application of a New Flotation Tank

ZHENG Hong-qin
(Fujian Light Industrial Machine Equipment Co．，Ltd．，Fuzhou，Fujian 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工作。

(E-mail:zhghlr99@yahoo．cn)

2012-05-15

(責任編輯:郭彩云)