Tiểu Luận Môn Học - Công Nghệ Giấy - Chủ Đề - Công Đoạn Ép Trên Máy Xeo

Quy trình xử lý bột giấy sau nấu Các giai đoạn xử lý bột giấy sau nấu rất đa dạng phụ thuộc vào phương pháp sản xuất bột và ứng dụng sau cùng Khái quat với một loại bột hóa với những xử lý thông thườn[.]

Quy trình xử lý bột giấy sau nấu

Các giai đoạn xử lý bột giấy sau nấu rất đa dạng phụ thuộc vào phương pháp sản xuất bột và ứng dụng sau cùng Khái quat với một loại bột hóa với những xử lý thông thường như sau:

1 Phân tán tạo huyền phù bằng quá trình nghiền thủy lực

2 Sàng loại mắt gỗ, phần bột còn sống sau nấu(deknotting)

3 Rửa bột(washing)

4 Sàng bột(screenisng)

5 Tinh chế bột hay còn gọi là làm sạch bột trong các cyclon thủy lực

6 Làm đặc

7 Bơm vận chuyển huyền phù bộ và xử lý cho bột

8 Tồn trữ, phối trộn

9 Sấy và chuẩn bị suất xưởng

Trong đó:

• Rửa, sàng,làm đặc và tồn trữ là những xử lý cần

thiết cho tất cả các loại bột

• Tinh chế bột ở các cyclon thủy lực thì thường được yêu cầu khi có đòi hỏi cao về bề mặt

• Quá trình phân tán sợi bằng thủy lực thường cần cho các loại bột bán hóa, hay nói chung là loại bột có hiệu suất cao

• Sàng thô loại phần bột sống sau nấu cần thiết cho quy trình sản xuất những loại bột hóa tẩy trắng

• Quá trình phôi trộn hầu như luôn cần thiết để đạt được tính đồng đều cho sán phẩm bột giấy , nhưng các nhà máy hay bỏ qua vì lý do làm tăng chi phí

• Sấy khô bột sẽ cần khi muốn tốn trữ bột trong thời gian dài hay cần vận chuyển đi xa

1 Phân tán bột bằng quá trình nghiền thủy lực

Sau khi nấu một số loại bột hóa có hiệu suất cao, cần tiến hành tách sợi bằng một tác động cơ học Khi hiệu suất cao (80-90%), quá trình này xem như là quá trình nghiền dăm gỗ ,cần một năng lượng khá lớn tách sợi ra khỏi cấu trúc gỗ Khi hiệu suất thấp (50-60%), năng lượng tiêu tốn sẽ giám đáng kể Cần lưu ý rằng quá trình nghiền thủy lực loại bột hóa (pulping) đề cập ớ dây khác với quá trình nghiền với mục đích thủy hóa và chổi hóa sợi (refining), vì nghiền thủy lực được thực hiện trong các nhà máy sản xuất bột còn thủy hóa và chổi hóa sợi thì thực hiện trong nhà máy sản xuất giấy Tuy nhiên, mức độ và phương cách tách sợi trong giai đoạn nghiền thủy lực cũng có một ảnh hưởng nào đó đối với quá trình nghiền sau này (refining)

Kết quá khảo sát cho thấy rằng năng lượng quá trình nghiền thủy lực có thể được giảm nếu được thực hiệndưới sự hiện diện của dịch nóng từ công đoạn nấu bột Phổ biến quá trình tách sợi được thực hiện trực tiếp từ bể phóng bột Trong 1 vài hệ thống còn thực hiện quá trình nghiền thứ 2 là quá trình rửa bột Thiết

bị phân tán sợi thường là thiết bị nghiền đĩa Nguyên lý tách sơi cũng như máy nghiền dăm gỗ để loại bột cơ

2 Loại bỏ phần gỗ sống sau nấu (sàng thô)

Với những loại bột hóa hiệu suât thấp, “mắt gỗ" được định nghĩa là phần bột được giữ lại trên mặt rây có đường kính lỗ 3/8 inch (còn gọi là phần bột sống) Phần này thường là phần gỗ biến dạng, hay từ những đám quá dày, hình dạng không đồng đều Tuy nhiên, cũng có trường hợp dăm gỗ vì lý do bất thường

nào đó mà không được nấu chín Phần bột sống này cần được loại bỏ trước giai đoạn rửa bột, nó có thể là chất thải sử dụng làm chất đốt hoặc cũng có thế được cho quay lại nồi nấu

Để loại phần gỗ sống,dùng 2 thiết bị - sàng chấn động và sàng áp lực Loại cũ là mặt sàng chấn động có hiệu quả tách rất tốt nhưng kiểu thiết kế hở này sinh bọt và làm bắn nước ra ngoài nhiều , không tiện lợi cho vận hành và có thể ảnh hưởng đối với quá trình rửa Do đó sau này người ta hay dùng loại sàng áp lực hơn (H 5 2 4 ) Thiết bị sàng áp lực, là một ống hình trụ kín hoàn toàn trong đó có một mặt sàng đục lỗ Mắt

gỗ sống được giữ lại trên mặt ngoài và liên tục được tháo ra .Hạn chế của loại thiết bị này là cần có giai đoạn sàng thứ 2 cho phần mắt gỗ vừa tách ra để thu hồi lại phần sợi tốt

3 Rửa bột

Mục đích :

- Lấy đi phần dịch còn nằm trong khối bột

- Thu hồi tối đa lượng các chất còn lại sau nấu với sự pha loãng tối thiểu

Trong nhiều thập niên, phương pháp rửa bột cơ bản là sử dụng liên tiếp những thiết bị rửa chân không vận hành theo kiểu ngược dòng Ngày nay được thay thế bằng phưng pháp mới với

1 số ưu điểm:

- Thiết bị rửa khuếch tán loại áp lực và loại bỏ áp suất khí quyển

- Thiết bị rửa á p lực có quay

- Thiết bị rửa băng tải nằm ngang

- Thiết bị rửa kiểu pha loãng

❖ Thiết bị rửa chân không có quay

Cơ cấu: thùng hình trụ, phủ lớp vải lọc,quay trong bể chứa huyền phù bột,hệ thống van và ống hút tạo chân không, hệ sẽ

có tác động khi mà thùng quay vào huyền phù bột Lớp bột dày hình thành và bám vào vải lọc Nước rửa sẽ sử dụng thay thế dịch đen trong lớp bột khi thùng lọc quay liên tục Cuối cùng ngừng tác động chân không và lớp bột sạch được lấy ra khỏi bề mặt lọc(hình 5.25) sơ đồ sắ p xếp kiểu ngược dòng được thể hiện ở hình 5.26 và hình 5.27

Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thay thế

✓ Đặc tính của sợi

✓ Đặc tính vòi rửa

✓ Sự hình thành lớp đệm sợi

✓ Điều kiện vận hành

✓ Các yếu tố quan trọng: tải trọng, hệ số pha loãng, lượng khí hòa tan trong bột

❖ Rửa khuếch tán

Được ứng dụng đầu tiên với khối dăm gỗ ở đáy của tháp nấu liên tục Kamyr Sau đó nguyên tắc này đã được áp dụng

để bởi Kamyr để rửa bột

Đặc điểm: chu kỳ tiếp xúc bột với nước rửa tương đối dài điều này cho phép những chất hòa tan trong dung dịch có thời gian khuếch tán ra khỏi bê mặt sợi Môi trường: bột ngập đầy nước tránh khả năng không khí kéo vào bột tạo bọt

Trường hợp lý tưởng cho rửa khuếch tán được tồn tại ở đáy tháp(H.29) thời gian lưu tăng đến 4h, nhiệt độ vùng rửa 130-140C, có chế dộ chảy ngược dòng Hiệu quả đạt được là hàm số của hệ số pha loãng và thời gian lưu(H.5.30) một trường hợp khác đối với đáy tháp Kamyr nấu mạt cưa(H5.31),không thể sử dụng kỹ thuật chảy ngược dòng vì khối bột quá chặt, trở lực lớn

Thiết bị rửa khuếch tán không áp lực hình 5.32, có thể bao gồm một hay nhiều giai đoạn Hình 5.33 là 1 thiết bị rửa liên hợp ba giai đoạn gồm cả phần làm đặc bột Trong các thiết bị loại này có các mặt sàng hướng trục nối tiếp nhau và các vòi phun được bố trí giữa các mặt sàng Dịch rửa được qua các vòi phun và dịch rửa cần thay thế được hút qua các mặt sàng trong

hệ thống rửa nhiều giai đoạn, bột chuyển động đi lên, dịch sau rửa tách ra từ giai đoạn trên sẽ được sử dụng như nước rửa cho giai đoạn phía dưới thời gian lưu trong mỗi gian đoạn từ 8-10 phút Thiết bị rửa khuếc tán có áp lực Kamyr (H.5.34 ) vận hành tương tự như nồi Kamyr nấu mạt cưa

❖ Thiết bị rửa áp lực

Thiết bị rửa áp lực (H.5.35 và H.5.36) tương như nhuwnthungf quay chân không nhưng có 1 số ưu điểm Lớp bột hình thành trên bề mặt lọc và nước được tách ra nhờ áp lực

sử dụng bên trong thiết bị trái với sự tạo chân không bên trong trục Vì động lực để tạo lớp đệm sợi, sự thoát nước và sự thay thế dịch rửa là ở phía ngoài trục, nên phía bên trong thùng có

thể đực sử dụng như một bộ phân thu nhận nước hiệu quả hơn-

do vậy một thiết bị rửa có thể vận hành với 2 hay 3 giai đoạn thay thế Áp suất cao hơn cho phép nhiết dộ rửa sẽ cao hơn và cũng nhờ vậy cũng giảm được hiệ tượng tạo bọt Hệ thống tuần hoàn hơi kín làm cho việc thu gom và xử lý hơi có mùi dễ dàng hơn

❖ Thiết bị rửa dạng băng chuyền nằm ngang

Thiết bị rửa này gần giống như phần lưới của máy xeo dài Huyền phù được phân phối từ một thùng đi vào băng chuyền là một mặt lưới chuyển động, tại đây được hút ra Lớp bột hình thành trên mặt lưới và nước rửa được tác động của hộp hút chân không Thiết bị rửa được vận hành theo kiểu ngược dòng, dịch

đi ra từ 1 phần trên lưới sẽ được cho quay trở lại sử dụng như nước rửa cho phần trước Cũng tương tự như thiết bị chân không, sự thay thế là cơ chế chủ yếu

❖ Thiết bị rửa pha loãng-trích lý

4 Sàng bột

✓ Sàng chấn động có lúc là loại sàng duy nhất được sử dụng trong các nhà máy giấy và bột và giấy Tính ưu việt của loại sàng này có liên quan đến hiệu quả tách và nồng độ của phần loại bỏi mặc dù cũng có nhiều nhược điểm như kết cấu hở,tạo bọt chi phí bảo trì đắt, vận hành nặng nề, chiếm nhiều mặt bằng Vì những vấn đề này làm hạn chế sử dụng của nó Tuy nhiên đây vẫn là loại sàng cho phần cặn trên ray tốt nhất

✓ Sàng ly tâm nhờ trọng lực:loại sàng này giải quyết được những vấn đề vừa nêu ở trên Cấu tạo có hình trụ nằm ngang, có các lỗ rây hình tròn đừng kính > 3mm, bố trí 1 guồng quay để giữ mặt sàn được sạch Hệ thống không dao động, nên yêu cầu vê giá đỡ và lắp đặt cũng đơn giản hơn, quá trình tạo bọt có giảm

✓ Sàng áp lực:nguyên lý tương tự như ly tâm trọng lực Điểm khác là chúng vận hành ở áp suất và dòng bán kính trong thiết bị có thể là ly tâm, hoặc hướng tâm hoặc kết hợp cả 2 Ưu điểm là năng suất cao,linh hoạt, gọn nhẹ,tiết kiệm năng lượng, giảm lượng bùn thải Chúng được áp dụng trong hệ thống máy xeo Ví dụ ở hình 5.40

5 Tinh chế bột bằng cyclôn thủy lực

Mục đích: loại tạp chất có tỷ trọng cao như cát bụi (H 5.44) Cyclôn thủy lực là 1 ống chịu áp lực hình nón với dòng ống nạp liệu theo phương tiếp tuyến tại chỗ có đường kính lớn nhất của hình nón Cyclôn thủy lực tách khỏi huyền phù bột giấy những hạt tạp chất bằng tác động kết hợp của lực ly tâm và lực chuyển dịch của dòng Do vậy nó sẽ thực hiện quá trình tách tap chất vừa dựa trên sự khác nhau vê tỷ trọng và đồng thời dựa vào hình dáng của chúng Tất cả các cyclôn thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý của 1 phễu xoáy hình thành do có sự giảm

áp và phát triển tác động ly tâm Năng lượng chính của hệ thống

là bơm Huyền phù bột đi vào cyclon theo phương tiếp tuyến,

sự xoắn ốc ở cửa vào sẽ hướng vòng theo 1 chuyển động quay tròn Khi dòng bột đi vào phía tròn, vận tốc gia tăng, sinh ra lực ly tâm Lực này sẽ mang những hạt nặng về phía ngoài, xa phần bộ sạch.Các sợi tôt nhẹ hơn, được mang về phía trong và

đi lên tới cửa tháo bột sạch Phần tạp chất nặng đi vê phía đáy

6 Làm đặc bột

Các quá trình xử lý bột thường được thực hiện ở nồng độ thấp,như sàng và tinh chế cyclon thủy lưc Sau các giai đoạn này là giai đoạn vắt bột,(có thể có hay không rửa) trước khi đi vào những xử lý tiếp thiết bị làm đặc và 1 số kỹ thuật được thể hiện ở bảng 5.1

trong một vài trường hợp cần tăng nồng độ bột lên khoảng 4-8% lúc này có thể sử dụng thiết bị làm bột bằng trọng lực như hình 5.49 Dòng nước chảy qua mặt hình trụ nhờ sự khác biệt

về áp xuất Lớp bột được giữ lại trên bề mặt trụ sẽ được bóc ra nhờ một trục ép cao su

Ít phổ biến hơn là việc tăng nồng độ bột với 3,5-4% ,lúc này có thẻ dùng mọt thiết bị lọc tương tự như Decker không có trục ép bằng cao su Bột được di chuyển từ phía cửa vào của bể

sẽ qua vùng tách nước rồi đén mặt kia bể bột Tại đây nồng độ huyền phù đã tăng và bột được bóc ra khỏi trục nhờ một vòi rửa liên tục

7 Bơm bột

Bơm là hệ thống không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất bột giáy,giấy và các bơm li tâm có thể vận hành với nồng

độ bột đến 6-7%.Với bột có nồng độ cao ,phải sử dụng bơm Vis hai rorto

Các loại bơm này được sử dụng đặc biệt khi bột từ bể tháo của thiết bị rửa khếch tán hay rửa thùng quay cần bơm sang một giai đoạn kế tiếp Tuy nhiên những loại bơm này lại không thể bơm trực tiếp bột đặc từ những tháp tẩy trắng

Kỹ thuật bơm nồng độ trung bình (MC)

Cách truyền thống,việc vận chuyển và tháo xả từ một bể chứa huyền phù bột có nồng độ khá cao hay từ các tháp tẩy trắng có liên quan đén sự pha loãng bọt ở phía đáy ,đến quá trình phối trộn và kế đến là quá trình bơm một thể tích lớn huyền phù bột có nồng độ thấp Thường thì bột lại phải được làm đặc trước khi vào giai đoạn xử lí kế tiếp

8 Phối trộn bột và tồn trữ

A, Tồn trữ

Trong một nhà máy sản xuất bột giấy và giấy ,việc tồn trữ bột là rất cần thiết để có thể đối phó với những gián đoạn có thể xảy ra đối với nhà cung cấp và người sử dụng Đối với nhà sản xuất bột cơ ,có thể chỉ cần tồn trữ cuối quy trình Nhưng đối với nhà máy sản xuất bột hóa tẩy trắng tại đó có thể có nhiều điểm có khả năng bị gián đoạn ,cho nên việc tồn trữ bột là rất cần thiết ,ít nhất là cần thực hiện sau quá trình tẩy trắng

B, Trộn bột

Vì nguyên liệu gỗ không có tính chất đồng nhất và cũng

có thể dao ddoogj trong quá trình nấu bột ,nên luôn luôn có những dao động đối với một số chỉ tiêu của bột cơ và bột hóa trong quá trình sản xuất Do vậy cần có giai đoạn phối trộn bột ( từ nhiều mẻ nấu ) trước khi cho vào máy xeo

9 Chuẩn bị bột xuất xưởng

Trong những nhà máy liên hợp, bột thường được tồn trữ ở nồng độ 10-14% trước khi đem sử dụng cho phần xeo Đối với những nhà máy không liên hợp thì huyền phù bột cần được làm đặc thêm để làm giảm bớt chi phí vận chuyển Nếu khoảng cách cần di chuyển không lớn bột có thể được chuẩn bị ở dạng huyền phù nồng độ cao (40-45%) nhờ một hệ thống ép lưới đôi ,rồi sau đó cắt thành miếng

Khi phải vận chuyển xa ,bột cần được sấy khô ở dạng tấm để đạt nồng độ 81-86% (khô tuyệt đối ) Thường người ta tạo tấm trên máy xeo dài hoặc tròn ,hệ thống trục ép ,buồng sấy máy cuộn ,cắt và cuộn lại ,xếp giấy,…