再造煙葉生產過程中白水的綜合回收利用

再造煙葉生產過程中白水的綜合回收利用

趙春雷1，寇霄騰1，蘇瑤2，丁嘉2，梁峰嶺2

（1.安徽中煙工業有限責任公司蚌埠卷煙廠，安徽蚌埠233000；2.安徽中煙再造煙葉科技有限責任公司技術中心，安徽蚌埠233000）

造紙法再造煙葉生產過程類似于造紙工藝過程，在生產過程中會產生大量白水，由于不同位點產生白水的質量分數有較大波動，生產上將白水進行綜合回收利用。白水的多級分類利用將有效降低白水系統的質量分數波動，生產1 t再造煙葉產品的水耗由64.86 m3降低至35.45 m3，同時保證了產品品質。

再造煙葉；白水；多級回收；綜合利用

0 引言

煙草行業從1998年開始研究與應用造紙法再造煙葉，至今已有10多年，目前已逐步成為中式卷煙重要而不可或缺的原料。但是，對比國外行業發展情況，當前國產工藝技術水平尚有明顯不足，為了提高造紙法再造煙葉的工藝技術水平，國內外進行了大量的工藝技術研究[1-4]。隨著煙草行業對再造煙葉領域的不斷重視，全國新建數條再造煙葉生產線，但大多并未對白水系統進行多級分類處理，而是采用混合后用于沖漿過程的方法。此法由于各位點白水質量分數有較大差異，在混合過程中勢必造成質量分數波動，從而引起沖漿后上網漿料質量分數的不穩定，且由于白水使用位點的單一，使大量白水無法充分利用而外排。

在造紙行業將白水封閉循環分為等級，以白水回用率或1 t紙耗用清水量表示系統的封閉程度。1 t紙耗用清水量超過2.85 m3的視為開放系統，低于2.85 m3的視為全封閉系統[5]，盡管方式不同但均以耗用清水量去定義白水系統的作用效果。在造紙企業中工藝設備對水質的要求各不相同，白水回用可以按照供水要求分類，因此人們摸索總結出一種“按質用水、清濁分流、分片循環、一水多用”的方法，即“分質-串級-循環”用水法[6-8]。因造紙行業的白水回用研究遠遠早于再造煙葉行業，因此在白水回用方面造紙行業有較多可以借鑒使用的成熟方式，但其中大部分均需要結合再造煙葉行業的特殊性質進行一系列改進。

在再造煙葉領域的白水應用研究主要集中在將白水視為一種生產產生的廢水并進行廢水處理方面，而在白水的實際運用方面較少涉及，再造煙葉生產過程中液相的質量分數穩定性作為一個備受關注的變量因素，往往對生產線乃至成品品質波動起到重要的作用。但在現有國內造紙法再造煙葉生產線中，鮮有對其重點關注的研究出現。因此，有必要對再造煙葉生產過程中白水的綜合利用加以分析研究。

1 再造煙葉生產工藝及白水系統簡介

再造煙葉原料經萃取、精制濃縮、制漿等工藝進入紙機段完成抄造成紙，最終經過涂布、切片、打包完成生產全過程。在生產中原料按照液相、固相2條不同的工藝路線分別完成加工，液相加工工藝主要為對萃取液進行多級凈化處理、濃縮等，固相工藝主要是將原料漿料切斷、分絲帚化為抄造成紙做準備。固相原料進入紙機段質量分數約為1%，經紙機各類脫水、干燥設備后質量分數變為75%左右，在此過程中將產生大量水資源，故將此類水稱為白水，圍繞白水的生產系統稱為白水系統。白水的用處為固相原料在加工過程中進行質量分數調節，萃取段、制漿段、紙機段質量分數依次約為5%，3%，1%，此質量分數梯度均使用白水調節加以實現。

2 再造煙葉生產線白水多級回收系統運行情況

整個白水系統并非簡單的并聯使用，各白水種類之間還有互相轉化補充的工序過程。根據各白水不同質量分數，由于濃白水與調濃白水質量分數接近，在調濃白水量較大存在溢流直排時可回流至沖漿白水桶，避免纖維及水源浪費。

白水系統工藝見圖1。

圖1 白水系統工藝

介于白水其產生位點的不同，研究人員對其賦予不同定義，多種白水各自具有不同的質量分數范圍、處理方式、使用方法。通過有針對性的分類處理并加以回收綜合利用，達到最大程度上減少白水排放、降低水耗。針對紙機段產生的白水位點大體進行分類命名為網下白水、濃白水、稀白水、調濃白水、壓榨白水、澄清水、超清濾液等。

2.1 濃白水

濃白水來源產量統計見表1。

表1 濃白水來源產量統計

2.2 稀白水

稀白水來源產量統計見表2，壓榨白水篩進出口液相質量分數變化見圖2。

表2 稀白水來源產量統計

圖2 壓榨白水篩進出口液相質量分數變化

壓榨白水篩過濾后液相作為稀白水來源之一，影響后續生產。由圖2可知，壓榨白水篩在運行中不僅產生少量的、不可利用的細小纖維外，還可以起到穩定出口液相質量分數的作用。

2.3 澄清水

澄清水來源產量統計見表3，白水過濾器進出口液體質量分數變化見圖3。

表3 澄清水來源產量統計

圖3 白水過濾器進出口液相質量分數變化

白水過濾器作為此處第2級過濾，對質量分數穩定、水質的保證有較大意義。由圖3可知，相同的物料在經過壓榨白水篩后，液相再經過白水過濾器進行處理，此刻液相的質量分數標準偏差由0.013 253%降低至0.004 822%，質量分數得到進一步穩定。2.4調濃白水儲存池經損紙濃縮篩后液相部分

將白水儲存池設置為約90 m3立方型無攪拌器容器，并為避免澄清水產生量大于實用量，將其設置于白水儲存池旁，且安裝單向溢流裝置，在保證澄清水不溢流產生浪費的基礎上防止白水儲存槽內高濃度液體回流至澄清水池。白水儲存槽出料泵進口管道接于白水儲存槽中部區域，借助槽體上部來料對槽內液體的沖擊維持上部液體的質量分數穩定，且為槽內細小纖維提供充足空間進行沉淀。

3 系統運行優點

3.1 質量分數穩定

將造紙法再造煙葉生產過程中產生的白水進行串并聯，在很大程度上穩定了白水質量分數，避免單一白水使用位點帶來的白水質量分數波動問題，減少了白水質量分數波動對生產穩定性的影響及對成品品質帶來的波動。

網下白水調整前后質量分數見圖4。

圖4 網下白水調整前后質量分數

由圖4可知，在相同樣本量情況下，調整前標準差為0.184%，調整后為0.068%，相比有較大改善。3.2合理的回用位點選擇及節水手段

結合各白水產生位點白水質量分數、產生量差異賦予其不同使用方式，各使用方式如下。

（1）濃白水質量分數0.5%，主要用于在沖漿白水桶處將質量分數為2.7%左右已混合好的漿料稀釋至1%左右，方便紙機流漿箱使用。

（2）稀白水中含纖維較少，質量分數約為0.3%，主要是經過多級分步處理后產生澄清水作為沖洗使用。

稀白水及噴淋位點需水量統計見表4。

表4 稀白水及噴淋位點需水量統計

由表4可知，稀白水經兩級處理后質量分數達0.04%左右，已滿足部分生產設備對噴淋水質的要求，可以加以使用，此處可降低水耗約15.56 m3/h。

（3）調濃白水質量分數0.8%，主要是用于萃取段、制漿段泵前調節和穩定泵出口質量分數使用。

在生產正常運行中，白水儲存槽底部排污閥以適當閥位開啟，穩定槽內液位，將無法利用的細小纖維以較大質量分數排出系統。外排白水質量分數平均值由0.463 4%上升至0.881 2%。

白水儲存槽調整前后排污質量分數見圖5。

圖5 白水儲存槽調整前后排污質量分數

3.3 降低水耗

再造煙葉白水系統由于白水中大量的細小纖維無法排出系統，因而必須采取白水直排的手段穩定白水系統中細小纖維比例，以避免對紙機生產造成影響；而伴隨白水的大量外排，在生產系統內部仍需加入大量清水以滿足生產需要，此系統將直排的白水纖維質量分數控制在較大數值，使無法利用在系統內部循環的細小纖維排出，減少白水外排總量，降低系統各位點清水的使用量。

質量分數數據統計見表5。

表5 質量分數數據統計

在相同生產條件下對使用前后進行分析得到，使用后纖維質量分數為原有的1.901 5倍，在外排細小纖維總量相同時，外排水量將減小為原有的52.59%。以該系統使用前白水外排的流量40 m3/h為例，該系統將節約清水18.96 m3/h，會在很大程度上減少全線系統的清水用量，在根本上降低生產水耗，從而降低生產成本。

清水用量統計見表6。

表6 清水用量統計

表6對生產線穩定生產時全線總清水加入點流量進行了2 h統計，結合生產線水耗統計分析，在系統穩定運行后，1 t產品水耗由原來的64.86 m3下降至35.45 m3左右。

4 結論

經過上述針對再造煙葉生產線白水多級回收系統的詳細描述及數據對比可以得出，該系統在穩定生產線白水質量分數、降低水耗、有效去除細小纖維、維持產品穩定性等方面具有較好的實踐意義。在白水外排單一位點，1 t產品水耗下降12.64 m3，稀白水回收利用上節水15.56 m3/h，網下白水質量分數波動值的標準偏差由0.184%降低至0.068%，最終整體將1 t產品水耗降低至35 m3左右，大大節省了清水使用量。

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[2]Zili Liu，Feng Peng，Xiaoguo Liu.Study on tobacco stem and tobacco dust making reconstituted tobacco paper-base[J]. Advancel Materials Research，2012（7）：550-553.

[3]鄭松明，鄭松輝.一種以煙梗和煙末為原料生產造紙法再造煙葉的工藝：中國，CN 1565286[P].2005-01-19.

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The Comprehensive Recovery Utilization of White Water in the Process of Reconstituted Tobacco Manufacture

ZHAO Chunlei1，KOU Xiaoteng1，SU Yao2，DING Jiasheng2，LIANG Fengling2
（1.Bengbu Cigarette Factory，China Tobacco Anhui Industrial Co.，Ltd.，Bengbu，Anhui 233000，China；2.Technical Center，China Tobacco Anhui Reconstituted Tobacco Technology Co.，Ltd.，Bengbu，Anhui 233000，China）

Paper-making reconstituted tobacco manufacture process is similar to paper technology.Therefore，a large quantity of white water produced in the manufacture process of reconstituted tobacco.In order to save the water consumption，the manufacture process adopted the comprehensive recycling utilization for different white water.The white water consumption of per ton reconstituted tobacco decreased from 64.86 m3to 35.45 m3.Meanwhile，the recycled white water quality is stable after treatment by different process.

reconstituted tobacco；white water；multilevel recycling；complex utilization

X703.1

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.03.029

1671-9646（2017）03b-0006-03

2017-03-29

趙春雷（1976—），男，本科，工程師，研究方向為卷煙加工工藝。