300 t/d 新闻纸废纸浆生产线的初步设计文献综述

 2022-07-08 03:07

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文献综述

我国造纸工业原材料进出口情况(2017年)[[1]]

1.1 纸及纸板、纸浆、废纸及纸制品进口情况

2017年纸及纸板进口466万吨,较上年增长56.90%;纸浆进口2372万吨,较上年增长12.63%;废纸进口2572万吨,较上年增长-9.75%;纸制品进口19万吨,较上年增长58.33%。2017年进口纸及纸板、纸浆、废纸、纸制品合计5429万吨,较上年增长3.11%,用汇261.20亿美元,较上年增长23.36%。进口纸及纸板平均价格为901.28美元/吨,较上年平均价格增长-17.88%;进口纸浆平均价格为646.65美元/吨,较上年平均价格增长11.28%;进口废纸平均价格为228.43美元/吨,较上年平均价格增长30.49%

1.2 纸及纸板、纸浆、废纸及纸制品出口情况

2017年纸及纸板出口699万吨,较上年增长-4.64%;纸浆出口9.87万吨,较上年增长3.13%;废纸出口0.15万吨,较上年增长-34.78%;纸制品出口307万吨,较上年增长5.50%。2017年出口纸及纸板、纸浆、废纸、纸制品合计1016.02万吨,较上年增长-1.72%,创汇179.74亿美元,较上年增长1.27%。出口纸及纸板平均价格为1240.28美元/吨,较上年平均价格增长0.36%;出口纸浆平均价格为1364.74美元/吨,较上年平均价格增长19.73%

现如今我国造纸原料仍然较依赖于外国,但随着社会发展和新政策的出台,我国的这一现状将得到改变。

全球造纸行业概况(2016年)[[2]]

2.1 全球纸和纸板、纸浆的生产量及消费量

2.1.1 纸和纸板生产量

2016年全球纸和纸板总生产量为4.1088亿t,比2015年的4.0671亿t增加1.0%。

2016年全球纸和纸板生产量仍以亚洲最高,欧洲其次,北美洲位居第三位。生产量分别为1.0855亿t、1.0736t和08224t。分别占全球纸和纸板总产量的45.6%、26.1%和20,0%。与2015年相比,亚洲生产量增加2.0%,欧洲增加0.7%。北美洲下降0.8%。

表1为2016年纸和纸板生产量排名前10位的国家

表1 2016年纸和纸板生产量排名前十的国家

排序

国家

生产量/万t

2016年比2015年增长/%

1

中国

10855

1.4

2

美国

7212

-0.7

3

日本

2628

0.2

4

德国

2263

0.1

5

韩国

1165

0.4

6

印度

1126

0.2

7

印度尼西亚

1093

0.5

8

巴西

1046

0.1

9

芬兰

1014

1.7

10

加拿大

1012

-2

2016年中国纸和纸板生产量名列首位,美国居第2位,日本居第3位,生产量分别为1.0855亿t、7212万t和2628万t,分别比2015年增加1.4%、下降0.7%和增加0.2%。这3个国家纸和纸板生产量分别占全球纸和纸板总生产量的26.4%、17.6%和6.4%,这3个国家纸和纸板总生产量占全球纸和纸板总生产量的50.4%,已超过一半。中国纸和纸板总生产量在全球纸和纸板总生产量所占比重由2005年的15.3%增加至2016年的26.4%,超过全球纸和纸板总生产量的1/4。

2.1.2 纸和纸板消费量

2016年全球纸和纸板表观消费量为4.1358亿t,比2015年的4.0968增长1.0%。全球人均表观消费量为56.5kg。世界各地区中以北美洲人均表观消费量最高,为212.7kg,其次是欧洲和大洋洲,分别为116.6kg和114.1kg。拉丁美洲地区人均表观消费量为45.5kg,亚洲为46.9kg,非洲只有7.7kg。2016年世界各国中,中国纸和纸板表观消费量最高,为1.0419亿t;其次是美国,为7082万t;再次是日本,为2644万t。这3个国家的人均表观消费量分别是75.0kg、218.6kg和208.7kg。

表2和表3分别列出了2016年纸和纸板表观消费量和人均表观消费量排名前10位的国家

表2 2016年纸和纸板消费量排名前10为的国家

排序

国家

表观消费量/万t

2016年比2015年增长/%

1

中国

10419

0.65

2

美国

7082

0

3

日本

2644

-1.2

4

德国

2022

-0.7

5

印度

1356

3.5

6

意大利

1017

0.2

7

韩国

987

1.8

8

巴西

943

-1.7

9

法国

878

0..1

10

英国

864

-4.6

表3 2016年纸和纸板人均表观消费量排名前10位的国家

排序

国家

人均表观消费量/万t

1

比利时

310.9

2

斯洛文尼亚

285.3

3

德国

250.4

4

奥地利

235.6

5

美国

218.6

6

日本

208.7

7

芬兰

202.8

8

阿联酋

202.8

9

新西兰

200.4

10

韩国

193.8

2.1.3 纸浆生产量和消费量

2016年全球纸浆总生产量为1.8055亿t,比2015年1.7877亿t增加1.0%。

2016年美国、巴西和加拿大是纸浆生产量最多的3个国家,其纸浆总生产量分别是4781万t、1877万t和1650万t。

表4列出了2016年纸浆生产量排名前10位的国家。2015年排名前10位的国家全部入围2016年的前10位。10个国家中有6个国家是负增长,其中中国下降幅度最大为-3.0%。相反,巴西和俄罗斯增幅分别为7.7%和6.6%。

表4 2016年纸浆生产量排名前10位的国家

排序

国家

生产量/万t

2016年比2015年增长/%

1

美国

4781

-0.1

2

巴西

1877

7.7

3

加拿大

1650

-0.3

4

中国

1596

-3

5

瑞典

1114

-0.5

6

芬兰

1078

4.7

7

日本

863

-0.4

8

俄罗斯

820

6.6

9

印度尼西亚

728

5.5

10

智利

514

-0.3

2016年全球纸浆表观消费量为1.8061亿t,比2015年的1.7957亿t增加0.6%。

中国仍然是全世界最大的纸和纸板的生产和消费国家,但由于人口众多并且存在于贫富差距,所以人均消费量不高。

3. 全球纸业贸易概况

3.1 纸浆

表5和表6分别是纸浆净进口量和净出口量较多的国家。

纸浆净进口量较多的国家有中国、德国、意大利、韩国、法国5个国家,他们的净进口总量为3139.5万t。与2015年相比,其中中国、德国纸浆净进口量分别增长6.2%、4.1%;意大利、韩国、法国分别下降2.0%、8.7%和2.9%。除上述5个国家外,纸浆净进口量较多的国家还有日本(130万t)和土耳其(115万t)。纸浆净出口量较多的国家是巴西、加拿大、智利,净出口量分别为1253.7万t、890.0万t和463.4万t,增幅分别为12.8%、-0.7%和7.8%,它们的净出口总量为2607万t。纸浆净出口量较多的国家还有芬兰(283.6万t)、印度尼西亚(257.9万t)、瑞典(248.5万t)、乌拉圭(233.1万t)、俄罗斯(204.0万t)、美国(132.0万t)、葡萄牙(98.8万t)。

表5 2016年主要纸浆净进口国

排序

国家

净进口量/万t

1

中国

2096.4

2

德国

369

3

意大利

317.1

4

韩国

220.8

5

法国

136.2

表6 2016年主要纸浆净出口国

排序

国家

净出口量/万t

1

巴西

1253.7

2

加拿大

890

3

智利

463.4

4

芬兰

283.6

5

印度尼西亚

257.9

由于中国是最大的发展中国家,因此对国外的好的浆料的需求很大,所以更不用说要拿去出口了。

3.2 废纸

2016年全球废纸回收量为2.4219亿t,回收率为58.6%。欧洲废纸回收量为6665万t,回收率为67.6%;北美洲回收量为5197万t,回收率为68.0%;亚洲回收量为9973万t,回收率为52.8%。北美洲是最主要的废纸净出口地区,2016年净出口量为2076万t;欧洲净出口量890万t;大洋洲净出口量166万t。上述3个地区净出口总量为3132万t。这些数据表明全球可供应的废纸量在3000万t左右。亚洲2016年废纸净进口量为3161万t。

2016年废纸进口量最多的国家是中国,高达2850万t,比上年2928万t下降2.7%。同年北美洲和欧洲废纸净出口总量为2966万t。2016年中国的废纸进口量占亚洲废纸净进口总量3161万t的90.2%。表7为2016年部分国家的废纸回收量及进出口量

表7 2016年部分国家的废纸回收量及进出口量

国家

回收量/万t

回收率/%

利用率/%

出口量/万t

进口量/万t

废纸用量/万t

美国

4737

47.6

38.8

1975

81

2797

日本

2113

63.7

64.8

414

4

1703

德国

1536

82.4

74.7

278

431

1690

英国

781

90.4

82.1

486

7

302

法国

724

82.4

67.1

286

98

536

意大利

648

63.7

54.3

194

35

489

中国

4964

47.6

72

0

2850

7813

还是因为中国是发展中国家,而且国外的废纸质量较好,所以需求量很大。但我国人民也在积极的去回收利用国内的废纸资源,不落后于其他发达国家。

4. 废纸中的杂质

通常,废纸中的杂质主要有热熔物(石蜡、沥青、聚合物、油墨等)、纤维类(不符合使用要求的其它杂废纸、捆包用草绳、麻绳、棉织品等)、塑料类(塑料薄膜、塑料袋、塑料带、纸塑复合层)、胶黏物(胶带、标签、纸箱黏合剂等)、化学助剂、高分子涂布层、聚乙烯泡沫、金属物(铁钉、铁丝、订书钉、纸箱接口装订钉等)、砖、石、泥土、玻璃、木质物等。

对生产过程以及产品质量产生直接影响的就是废纸质量。低档废纸、杂废纸及其它纤维物质混入好的废纸内,杂质量增多,强度受到影响,尤其是挂面纸板外观质量受到影响。热熔物、胶黏物、塑料类、聚乙烯泡沫及化学品类物质,不仅对产品的内在以及外观质量有决定性影响,并会给生产过程造成无穷后患。金属物、砖、石等其它杂质,使得处理难度增加,导致设备磨损以及损坏。废纸质量决定着产品质量、设备的正常运转、台时质量以及产品成本。[[3]]

此处选取两个主要杂质:印刷油墨和胶黏物进行说明。

4.1印刷油墨

4.1.1 油墨的构成

废纸要回收利用制成达到符合要求的产品,首要的任务是将废纸上的油墨除去。不同的油墨印刷技术需要不同的废纸脱墨方法来应对。

油墨的成分通常以以下三种部分组成:①载色体;②颜料;③调色剂。

油墨的载色体是油墨的主要组成部分,它是决定脱墨难易的主要因素。载色体通常可分为:矿物油和植物油、合成树脂、水等。颜料是不溶于油墨载色体中的有色物质,它们以很小的固体颗粒形态分散在载色体中,由于燃料易渗入纸张之中而很少被使用。最常用的是炭黑,大约80%以上的印刷油墨里含有炭黑。调节剂是为了赋予油墨一些特殊的化学或物理特性而加入的。调节剂包括干燥机、蜡、溶剂、分散剂等。调节剂一般用量很少,不太影响脱墨效率。

4.1.2 脱墨方法[[4]]

脱墨有两种重要方法,浮选法脱墨和洗涤法脱墨

  1. 浮选法。是利用油墨和造纸纤维表面化学性质的不同,使旗袍选择性吸附油墨粒子,并携带着油墨粒子上浮到浆液表面而除掉的方法。浮选法不仅可以脱出憎水性的油墨粒子,还可以脱出具有憎水性的胶黏物以及部分填料、徒步颜料等。

浮选脱墨可有效脱除10~250mu;m油墨粒子,有的系统在合理的效率下甚至可以除掉大到500mu;m,小到5mu;m的油墨粒子。但低于10mu;m的细小油墨已经不适合用浮选法脱除。

浮选法脱墨的选择性可以获得较高的纤维及填料的得率,耗水量较低。由于顺应节省资源、节水、减排的潮流,因此是当前主要的脱墨方法。[[5]]

  1. 洗涤法。和洗浆机的原理类似,也是过滤脱水的过程,主要析出30mu;m以下的细小油墨等杂质粒子,包括填料和涂布颜料、微细组分以及微胶黏物。

洗涤脱墨可以获得较高的纸浆洁净度,浆的白度高,工艺流程和设备也比较简单,但耗水量大,流失也大,得率较低。所以这种方法逐渐被淘汰,现在只有北美用的较多,我国一些小型的生产线仍采用这种方法。[[6]]

由于浮选法和洗涤法各有特点,一些高质量的脱墨浆往往将二者组合起来应用,发挥各自的优点,补偿对方的缺点。

由于促使油墨粒子与纤维分离的具体的机械或化学作用方式的不同,又可以细分出一些脱墨方式:

①碱性脱墨和中性脱墨

②酶法脱墨

③超声波脱墨

④膨化法脱墨

⑤溶剂法脱墨

⑥蒸煮法

这些是采用不同的油墨与纤维的剥离方式,但最后使剥离的油墨由纸浆中脱除的还是浮选和洗涤两种基本方法。

由于油墨的成分千变万化,所以根据油墨干燥的方法和印刷方法来进行分类是最常采用的一种方法:

①吸收式油墨

②蒸发式油墨

③氧化式油墨

4.2胶黏物

胶黏物是指那些在浆和白水中含有的可在造纸过程中沉积与造纸织物、辊筒表面上的黏性物质以及在成纸中被称为黏性污染物的颗粒。

4.2.1 胶黏物的来源及危害[[7]]

在制浆造纸过程中所使用的化学药品、在纸加工过程所使用的胶黏剂、涂料和塑料物质及在纸产品的使用过程中接触到的油墨、沥青等,是废纸中胶黏物的主要来源。胶黏物残留在机器上会造成产品质量的下降甚至成为不合格的“废品”。

4.2.2 胶黏物的分类[[8]]

胶黏物的分类大致有如下几种方法:

  1. 按胶黏物的尺寸大小:大胶黏物和微细胶黏物
  2. 按胶黏物的行为特性:原生胶黏物和二次胶黏物
  3. 根据胶黏物的结合状况:附着和非附着胶黏物,或称结合和游离的胶黏物

4.2.3 废纸回收中胶黏物的处理方法

1. 机械筛选法

包括原料中杂物的剔除,废纸浆中的非纤维干扰物的筛选,废纸浆的分级处理。

机械筛选是利用胶黏物颗粒与纤维之间的物性差别进行筛选。

2. 热分散法

废纸回收中使用的分散系统由热分散和冷分散两种,其中热分散系统应用较为广泛。

热分散机是许多废纸制浆工艺流程中的主要设备,通常由浓缩、加热和分散三部分组成。废纸浆料被浓缩到30%左右的干度后由螺旋输送器输送到立式撕碎机进行破碎,再经预热器加热到一定温度(一般为90~120℃)后进入热分散器,在热分散器里利用盘磨的高速旋转而产生的挤压、揉搓、摩擦作用使浆料中的胶黏物分散成微细颗粒

3. 化学控制法

4. 生物处理法

4.2.4 废纸回收中胶黏物控制技术的发展[[9]]

1. 改进机械方法

2. 改进抄纸工艺

3. 改进胶黏物的量化方法

4. 改进化学方法

5. 改进黏合剂

6. 继续深化生物处理技术

5. 废纸制浆的设备选型[[10]]

水力碎浆机(卧式和立式)

最主要的碎解机器。一般筛板的孔直径在10~16mm之间,碎解的浓度在2.5~3.5%之间。当碎解书刊、报纸时,适合选用较小口径,如果碎解废纸板时,适合选择较大口径。

纤维分离机

纤维分离机是目前较为成熟的废纸制浆净化设备。主要利用废纸浆和杂质之间的相对密度差异,去除浆料中的轻、重杂志,同时利用设备中筛缝大小和水力的作用使纤维疏解。

高浓除渣器

高浓除渣器能够有效的出去废纸浆中比重大的杂质,以保护纤维分离机,减少磨损。进浆浓度在3%~3.5%之间。

锥形除渣器

是一种常见的纸浆净化设备。净化筛选粗浆时选用大型号,净化细浆时选用小型号。进浆浓度在0.5~1.0%之间。

洗涤设备

一般采用侧压浓缩机洗涤,筛后采用圆网浓缩机进行洗涤。

打浆设备

废纸浆一般采用锥形高频疏解机,打浆可采用直径为450mm的双磨盘。

6. 常用的废水处理技术[[11]]

众所周知,造纸行业一直是废水排放大户,而使用废纸造纸则更加的具有污染性。所以,处理废水就显得尤为重要。

1. 混凝沉淀处理

主要除去废水的色度和细小纤维等悬浮物

2. 生化处理

此种方法是处理废水的核心工艺,包括厌氧处理、好氧处理以及两种方法结合的处理形式。厌氧处理可有效降解大部分有机物、降低有机物浓度,改变废水中有机物的组成情况,进一步提高废水的可生化性[[12]]。好氧生化工艺的实质是通过微生物的代谢分解废水中的有机物,同时改变显色有机物的化学特性使其脱色。

3. 物化处理

虽然经过生化处理过的废水其中大部分的有机污染物都得到了去除,但人有少量的有机物和小分子颗粒残留,对于此类物质可利用物理吸附、化学氧化和膜过滤等方法去除。[[13]]

参考文献

  1. [1] 中国造纸工业2017年度报告[J]. 中华纸业, 2018, 39(11) :28-37. uarr;

  2. [2] 郭彩云,邝仕均. 2016年世界造纸工业概况[J]. 造纸信息, 2018(01): 64-68. uarr;

  3. [3] 夏. 废纸中含有那些杂质. 中国纸业网, (2019, 03, 06), [2019, 03, 14] https://wenwen.sogou.com/z/q850856788.htm . uarr;

  4. [4] ROSENCRANCE S W, NGOMEM. Deinking blends for use in reduced alkali systems:US,20070107859[P]. 2007-05-17: 41-45. uarr;

  5. [5] 胥成龙, 郑德库. 浮选法废纸脱墨机理及脱墨剂的选择[J]. 黑龙江造纸, 2004 (01):32-33. uarr;

  6. [6] 惠恭让, 方恒昌, 肖彩英,等. 洗涤法脱墨生产再生新闻纸[J]. 纸和造纸, 1991(01) :57-58. uarr;

  7. [7] 夏星. 废纸的纤维质量分析、胶黏物的成分分析及控制[D]. 天津科技大学, 2016. uarr;

  8. [8] 冯文英编译. 废纸胶黏物的各种分类方法 [D]. 国际造纸, 2001, (4). uarr;

  9. [9] 陆赵情, 刘俊华, 张美云,等. 废纸回用过程胶黏剂控制技术的研究进展[J]. 黑龙江造纸, 2013, 41(02) :14-17. uarr;

  10. [10] 赵长生. 废纸纸浆的生产流程及设备选型. 湖北造纸, 2003, 1, 10-11. uarr;

  11. [11] 杨滔. 梅州市纸浆造纸行业生产废水排放现状及常用治理技术介绍. [J]环境与发展,2018,30(06) :51-52. uarr;

  12. [12] 肖靓, 孙大琦, 石燕,等. 废纸造纸废水处理技术的研究进展[J]. 水处理技术, 2016, 42(01) :20-25. uarr;

  13. [13] Lee C K, I bra him D, Omar I C. Enzymatic deinking of various types of waste paper: Efficiency and characteristics[J]. PROCESS BIOCHEMISTRY, 2013, 48(2): 299-305. uarr;

资料编号:[87273]

文献综述

我国造纸工业原材料进出口情况(2017年)[[1]]

1.1 纸及纸板、纸浆、废纸及纸制品进口情况

2017年纸及纸板进口466万吨,较上年增长56.90%;纸浆进口2372万吨,较上年增长12.63%;废纸进口2572万吨,较上年增长-9.75%;纸制品进口19万吨,较上年增长58.33%。2017年进口纸及纸板、纸浆、废纸、纸制品合计5429万吨,较上年增长3.11%,用汇261.20亿美元,较上年增长23.36%。进口纸及纸板平均价格为901.28美元/吨,较上年平均价格增长-17.88%;进口纸浆平均价格为646.65美元/吨,较上年平均价格增长11.28%;进口废纸平均价格为228.43美元/吨,较上年平均价格增长30.49%

1.2 纸及纸板、纸浆、废纸及纸制品出口情况

2017年纸及纸板出口699万吨,较上年增长-4.64%;纸浆出口9.87万吨,较上年增长3.13%;废纸出口0.15万吨,较上年增长-34.78%;纸制品出口307万吨,较上年增长5.50%。2017年出口纸及纸板、纸浆、废纸、纸制品合计1016.02万吨,较上年增长-1.72%,创汇179.74亿美元,较上年增长1.27%。出口纸及纸板平均价格为1240.28美元/吨,较上年平均价格增长0.36%;出口纸浆平均价格为1364.74美元/吨,较上年平均价格增长19.73%

现如今我国造纸原料仍然较依赖于外国,但随着社会发展和新政策的出台,我国的这一现状将得到改变。

全球造纸行业概况(2016年)[[2]]

2.1 全球纸和纸板、纸浆的生产量及消费量

2.1.1 纸和纸板生产量

2016年全球纸和纸板总生产量为4.1088亿t,比2015年的4.0671亿t增加1.0%。

2016年全球纸和纸板生产量仍以亚洲最高,欧洲其次,北美洲位居第三位。生产量分别为1.0855亿t、1.0736t和08224t。分别占全球纸和纸板总产量的45.6%、26.1%和20,0%。与2015年相比,亚洲生产量增加2.0%,欧洲增加0.7%。北美洲下降0.8%。

表1为2016年纸和纸板生产量排名前10位的国家

表1 2016年纸和纸板生产量排名前十的国家

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