已经证实木片厚度筛选(CTS )对制浆厂来说是一件非常有益的事情,可降低成本、提高产量、提高制浆得率及总的操作效率。 通常送入蒸煮锅中的是所有木片的混合物,其中包括大木片、合格木片以及小木片和碎屑。药液加人后开始蒸煮,在化学药品、温度以及压力的作用下,木片中纤维最终解离而制成木浆。 在蒸煮过程中,药液从各个方向以相同的速度向木片中渗透(木片两端和侧面的渗透速度一样),因此小木片成浆较快;当这种动态渗透过程占主导时,木片最小的尺寸决定其成浆速度,对木片而言,最小尺寸就是其厚度方向的尺寸,当木片尺寸较大,蒸煮结束时药液还末能渗透到木片的中央,从而不能使纤维完全解离成浆。 在给定材种、用碱量、温度、压力及蒸煮时间的条件下,存在一个最大的渗透距离,木片厚度大于该值时,纤维不能完全解离;这就意味着在蒸煮结束后,木片中间一小部分仍达不到蒸煮的效果,这部分纤维仍然结合在一起,当其尺寸很小时称为“纤维束”,可以在后续的筛浆过程中被筛出,当其尺寸较大时称为“浆节”,需要特殊的除节器才能将其除去, 导致制浆系统效率下降。 木片厚度筛选就是在装锅前对引起上述问题的木片进行处理。通过对超过系统处理能力的木片进行分离处理,可以增加蒸煮器的装锅量和产能、提高制浆得率(和所用木片有关)、节省时间、节能、省钱,极具经济效益。 绝大多数蒸煮系统都是配套的,浆节及纤维束维持在一定水平,需在后续筛选及其他工段进一步处理。当大木片经木片厚度筛选处理后,浆中的纤维束和浆节数量下降,从而可以降低蒸煮的参数(可采用更低的温度和压力、更短的时间),最终会使得木片的整体得率提高,节能效果显著。 1木片厚度筛选的历史 最早采用粗筛改装的盘式厚度筛从木片中分离过大木片和木节。粗筛是由盘轴组成的高产能设备,沿着轴的长度方向有很多隔环将每一个盘隔开。这样做的目的就是使大多数的木片快速地通过各个盘,在盘之间滑行并越过隔环的圆形表面,盘为过厚木片和木节的去除提供动力。根据筛选物的不同可以选择叶状盘或星形盘,叶状盘通常用于树皮和燃料的筛选,而星形盘则用于蒸煮木片的筛选。 1.1盘式粗筛 典型的盘式粗筛面间开度(IFO)为12. 7-152. 4mm尺寸超过盘面间开度6. 35-25. 4 mm的木片被选出,这也与实际应用中所选面间开度相关,例如要筛选出尺寸大于63. 5 mm的物质就应该选用面间开度为50. 8 mm的粗筛。分析的其他因素包括:相邻盘轴间筛缝的长度和开度、盘本身的设计(叶形还是星形,叶片或末端长度)、所需的分离精度、外来杂物和污染物造成损坏的可能性、盘的厚度(通常为9. 52 - 19. 05 mm)、盘轴的旋转速度、筛角度等。20世纪70年代末,在俄勒冈州第一次用盘式筛筛除厚度大于8 mm的木片。 1. 2 V型筛 把盘式筛轴进行重组使其与过大木片的运动方向平行而形成深槽,盘轴从槽底部向上转,这就是所谓的V型筛设计。20世纪90年代初,最早在北美安装,后来大部分这种筛被其他新设计产品所替代。 1.3平盘厚度筛 对筛体结构进行组合,筛框内盘筛轴平行布置,从进料到卸料都向同一方向转动。使木片在流动中每隔一个盘轴提升一点高度,这样会形成有利于合格木片和尺寸过大木片通过的波状通道,提高生产能力;同时还可以将筛的末端部分抬高使部分木片返回,增加木片的滞留时间。这2种技术都可以增加生产能力,稳定木片流量。 由于这种设计中木片流在整个盘轴全幅宽分布,从而可以避免许多集中磨损问题。前一、两根盘轴可能会磨损,但是筛的绝大部分盘轴不会磨损,所有的盘轴均由轴承支撑,从而能使盘片尽量保持在其中心位置,提高筛的盘面间开度的精度。这种设计目前仍在许多工厂中应用。 盘筛轴技术多年来一直在不断的改进,目前,筛轴价格便宜而且使用寿命较长,焊接的盘型筛因其强度好、价格适中而颇受欢迎。装有盘和隔环的轴,盘材料可以采用进口金属以增加其使用寿命。现在金属短缺、价格高昂,使用寿命显得尤为重要。 盘筛的缺点就是面间开度控制精度不高,当面间开度平均为6.5-8.0 mm时,面间开度的最小标准偏差约为0.4 mm。这就意味着用专用工具直接测量面间开度将得出一个数据组,其平均值为7.2 mm,标准偏差为0.4 mm;个别处的值会高于或低于该值,这也是常见的现象。 纸厂已长期坚持收集、监控盘筛的这个重要特性数据。如不认真观察筛盘轴的定位和盘磨损,长期下来可能会使盘筛面间开度的精度下降,其标准偏差由刚装时的0.4 mm,变为12个月后的0.8 mm,18个月后的1.2 mm及24个月后的1.5 mm。 过厚木片的筛出效率遵循同样的模式,整个系统木片厚度筛选值决定于筛的精度和过厚木片的去除效率,因此磨损问题在长期运行中非常重要。 1.4旋转筛 也可以通过其他的方法大致的对木片厚度进行筛选和控制,例如,木片的长度和木片的厚度有一个基本关系,对木片进行长度筛选的过程也是对木片厚度的一个筛选,特别是尺寸分布在边缘部分的木片。用标准旋转筛对混合针叶木木片进行筛选,带有小孔径面板的旋转筛可以提高过厚木片的去除率,但是筛出的过厚木片需要进一步的处理来减少合格木片的带出。用于木片厚度筛选专利技术的“Weyerhaeuser”工艺就是采用旋转筛作为厚度控制的预处理,通常木片经旋转筛预处理后,再经盘筛或辊筛分离出合格木片中的过厚木片。 当孔径减小到可以将95%的过厚木片筛出时,约有50%或更多的进料合格木片被筛 出,这么高的木片流量只能用在一些过厚木片含量较高的筛选工艺中(如木片破碎机上)。 1.5条筛 减少盘筛的组件,开发出一种具有可通过合格小木片的连续筛缝的筛,这种筛称为条筛,条筛是由安装在两个旋转框架中的平行棒构成的,两个框架以180度反向运动,在筛框内产生一种平衡状态。木片被棒的运动所搅动,以一个角度向下倾斜,将过厚的木片筛选出来。条筛象盘筛一样通常呈矩形,在整个宽度方向上需均匀分布以确保其运行性能。 条筛开度的精度要比盘筛差,筛棒由下面连结在旋转框架上的金属臂支撑,金属臂可以弯曲,而棒在其长度的1.83-2.44m处也有成为弓形的趋势,棒从一端到另一端振动而产生有一定开度的矩阵使大木片通过进入合格木片中,棒的厚度为6-12 mm,以防弯曲和损坏。 1. 6钻石辊筛 开发出一种与前面所述方法完全不同的除去过厚木片的方法,称为钻石辊厚度筛。筛辊是表面切削成菱形钻石花纹的镀铬实心轴,可推动木片从进料口向卸料口运行,使木片多次经过辊之间的间隙。最关键的是辊的尺寸,可以保证木片在其上由一个辊转移到另一个辊,从辊的一侧带上从另一侧滑下,最终木片边缘或厚度方向指向辊间间隙,如果木片很薄则穿过,如果太厚下一个辊会将其捡起继续向前运行,往往锯末或小木片会很快通过筛板,而尺寸与孔径接近的木片经过几个筛辊后最终也会通过,过厚的木片则在筛表面累积最后被送到出口排出。 钻石辊筛最大的优点就是筛体框架上的实心钢辊,其开度匀度极一高,内辊开度(IRO)标准偏差小于0.15mm,可以把木片厚度控制在7. 5-8. 0 mm范围内。由于辊轴不振动,因此不易发生挠变或损坏,内辊开度在筛的整个使用寿命期内保持一致,当辊上镀铬层磨损后,重新加镀就可恢复原来状态。 还有一个优点就是辊轴支撑和驱动系统可使辊的位置很容易移动或调整,很容易就可以调节内辊开度。木片质量、原料木材的种类或蒸煮条件的变化往往要求木片厚度控制点也需变化,这种设计可以轻松实现各种变化。 2工厂木片厚度筛选的操作经验 这种技术刚开始应用时,就有大量的文献详细叙述了其在制浆造纸厂中的重要作用。其价值被认可后,在以前对木片及木片质量没有重视的制浆造纸厂中掀起一次大规模安装木片厚度筛选系统的行动,安装系统后均取得了很好的效果。木片厚度筛选已经有25年的历史,许多早期的系统进行了多次的升级改造,易磨损或运行性能较差的设备被淘汰。使制浆造 纸厂对木片质量的注重转移到贮木场,通常关注木材的整个处理过程,从整体上重视木材和木片的质量,供应商迫于压力不得不改善木片的质量,对锯木厂的原料、木片厂现场削片、木片处理系统每一步加以重视。 木片厚度控制从硫酸盐制浆系统发展到亚硫酸盐制浆系统甚至机械制浆系统,这是由于木片质量控制有诸多好处,提高木片匀度可以改善其他工段的运行,对多家装有木片质量控制系统的制浆造纸厂的收益分析,证实了筛选和木片质量控制的作用。总体上,木片厚度筛选呈波浪式向前发展进步。 3未来木片厚度控制 未来的发展方向是什么?在厚度控制方面,北美大多数制浆造纸厂装了不同形式的木片控制系统,使其在厚度筛选中受益。有时现有的新技术可以改善筛选效率及操作灵活性,许多制浆造纸厂原来的筛选车间全部损坏需彻底更新,一些制浆造纸厂维护不积极或缺少维护。木片厚度筛选收益理论已经发展到可以计算出每一个独立设备的投资回报时间,必要时,有助于对每一个设备的更新或升级作出评判,维持或加强厚度控制为制浆造纸厂带来的收益清晰可见. (责任编辑:admin) |