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| Stora Enso Hylte

污泥不要的和不喜欢的?

污泥的加工处理过程或许不吸引人,但绝对是非常必要的。欧洲纸张回收委员会(ERPC)公布欧洲的废纸回收创新高,达到63.4%,即5820万吨纸张和纸板。这些废纸和废纸板可转变成350万吨污泥。幸运的是,安德里茨有办法解决污泥的处理问题 – 瑞典的海尔特造纸厂便成功应用了安德里茨的技术。

海尔特造纸厂的脱墨技术员Tommy Johansson先生(左)、行销企划师Arne Sundkvist先生(中)和安德里茨脱水和漂白产品工程师Artur Salaw先生

斯道拉•恩索公司的海尔特造纸厂是世界级的标准新闻纸制造工厂。工厂位于瑞典森林覆盖率极高的斯莫兰省的尼桑河畔,拥有900名员工,是当地最大的私有工厂。海尔特造纸厂年产约80万吨新闻纸。

工厂四台造纸机的浆料配比来自于年产量39万吨的脱墨浆系统(DIP)、年产量25万吨的热磨机械浆系统以及年产量16万吨磨石磨木浆系统。

今年,海尔特造纸厂将庆祝其成立100周年。工厂的行销企划师Arne Sundkvist先生希望保证在未来很多年内工厂能得到很好的定位。保持与客户密切的交流使Sundkvist很好的洞察到发展趋势和变通的迫切性。“每天使用的报纸是容易腐烂的日用品,” Sundkvist先生说,“我们工厂生产品质如一的新闻纸产品,并且不断努力追求,以确保我们的生产稳定性得到持续的改善。我们不断升级和改造工厂以保持我们高质量产品的标准。”

工厂改造涵盖整个价值链,包括工厂的副产品和废弃产物。

top 脱墨浆系统(DIP),纤维的主要来源

“脱墨浆系统(DIP)的原材料主要是每天和每周从北欧各国家收集的废旧报纸,”脱墨技术员Tommy Johansson先生说。Johansson先生1977年加入工厂,并且自1984年开始从事脱墨制浆工作。

工厂实际上配置有两条脱墨线,共年产脱墨浆39万吨。“得率”这一专业术语是造纸行业对经过净化和脱墨过程去除渣质后剩余可用纤维量的解释,脱墨工艺技术员 Mauri Kurkimäki先生解释说,“海尔特造纸厂旧报纸脱墨制浆的得率大约是85%,和工业标准一致,这就意味着剩余15%的原料在经过某些设备后转变为了杂质或者污泥。”

来自两条脱墨浆生产线的污泥首先经过三台常规重力床脱水处理后,紧跟着由螺旋压榨机压榨处理。安德里茨 重力床一贯能使浓度非常稀的污泥悬浮液(以海尔特造纸厂3.5%的情况为例)有效的预脱水浓缩,从而增加了后段安德里茨螺旋压榨机的处理能力。海尔特造纸厂第一条污泥处理线安装于1994年,第二条污泥处理线安装于1995年,第三条污泥处理线安装于1997年。

top 产量越大,污泥越多

海尔特造纸厂计划增加其新闻纸的产量,这就意味着脱墨浆产量相应地也需要提高。工厂已经安装了一套新的浮选系统,下一步工作就是要改造现有的污泥处理线,使其增加10%的处理能力。

“为了让我们拥有一个真正多产和环境安全的工厂,在我们的员工负责根据增加效率和加强维护方面收集信息的同时,我们也需要采纳例如安德里茨等供应商的专业意见,” Sundkvist先生说,“很多时候,我们非常信赖供应商网络中的专家意见。”

“与 Artur Salawa先生的技术交流正是在这样的意识环境下开始的。”Kurkimäki 先生说。Salawa先生是安德里茨造纸工程服务团队的一名产品工程师,负责脱水和漂白方面的技术。“海尔特造纸厂想要增加泥渣产量,使每台重力床的污泥处理能力增加到每天82吨,并且维持现有的每台螺旋压榨机处理后的干度(65%),”Salawa先生说,“他们需要维持那样的污泥干度,因为他们焚烧污泥来回收能源并减少填埋量。”

Salawa先生注意到现有的重力床配备的网子长六米宽两米,不带成形辊。“我们建议将海尔特造纸厂每张重力床入口端的长度延长两米,并且在出口端增加一根成形辊。 这样可达到他们想要的产能和干燥效果。”

“在和Artur先生见面及讨论后,我知道他就是能提供给我们正确的专业意见的最佳人选,”Kurkimäki先生说,“我根本就不用去考虑哪个供应商能提供给我们最优化的改造这些问题。Artur先生就是整个改造项目的核心力量,安德里茨就是最好的选择。”

top 改造项目

Salawa先生简单地介绍了重力脱水工艺:“添加了絮凝剂(polymer)的污泥悬浮物先在重力床的流浆箱中直到絮状物形成,然后流入到一张快速移动的网中。在重力作用下,水从网格中间脱除,而浓缩的污泥被截留在网上。脱水过程还受到焊接成排的刮刀条的协助作用,这样形成的泥饼才被慢慢地移走。”

“为了进一步干燥,我们在重力床的末端安装了一根新的成形辊,可慢慢除去重力脱水后泥饼中残存的水。处理后的泥饼再由弹簧刮刀刮除,喂入螺旋压榨机。在压榨机内,螺旋轴的慢速旋转使污泥在螺旋叶片和壳体形成的腔体内受到挤压脱水。污泥在螺旋压榨机内的停留时间约为15分钟。”

工厂要求安德里茨必须在计划停机时间内完成改造,因此精确的计划非常重要。“跟专业人员一起工作,不但可在轻松的环境下完成任务,而且事半功倍。”Johansson说。

每张重力床在入口端延长了2米,在出口端新安装了成形辊,并且用一条新的更长的螺旋网替换下了原脱水网。

改造工作按计划分阶段进行。第一条污泥处理线率先完工,在经过检查后,改造完成的重力床在2007年2月2日投入使用。随后完成改造的第二条线和第三条线在2007年4月16日投入使用。

top 干燥效果非常好

2月份第一条线性能测试期间,海尔特造纸厂的技术人员对重力床和螺旋压榨机出口的污泥进行了取样,然后在工厂的实验室内对样本的干度进行了测试。4月份其余两条线起动后工厂进行了相同的取样与测试。

“安德里茨完全实现了我们的目标,”Kurkimäki先生说,“改造后的设备可以处理增加的污泥流量,而污泥干度和之前完全一样。”

“所有的重力床在改造后都能轻松地完成所保证的污泥处理量82风干吨/天,且出口干度高达20.0 -23.6%,”Salawa先生说,“性能测试期间,入口浓度3.5%且灰份含量是64%的情况下,我们测试到的最高处理量是90风干吨/天。经过螺旋压榨机处理之后,污泥干度增加到65%。”

脱水过程所使用的絮凝剂(polymer)比之前的更少,但是产能却更大。

“经过改造,我们现在每天的脱墨浆产能达到790吨,”Johansson先生说,“在圣诞节之前,我们将达到目标产能800吨/天。”

“改善生产并且最可能有效的利用能源是我们优先考虑的问题,” Sundkvist先生说。“我们有责任最优化地去利用投资基金。计划周全的项目,就如这次的改造计划,将减少成本并让我们得到高回报。”

污泥并不“脏”.

除去废纸上的油墨、瓷土、涂料以及杂质以回收可再用纤维的过程产生了脱墨 污泥,污泥的产生又引起了人们对污染物处理的关注。

带高含量填料的废纸如瓷土涂布杂志纸,相比于几乎只含纤维的废纸如计算机打印纸或者旧报纸,可用纤维得率更低。印刷少的纸张所产生的污泥比印刷多的纸张更少。消费后纸张通常产生更多的泥渣,因为它们受到更多的污染。

在过去,脱墨污泥中含量最多的有害物质是油墨和颜料。然而,近年油墨生产商已经在减少商业油墨中重金属含量方面取得了巨大进步。

除了油墨,脱墨过程还除去纤维中的其他非纤维物料,包括涂料、胶粘物、染料和碳酸钙瓷土等填料,还有金属和塑料等垃圾。这些除去的物质聚集在一起形成污泥。

top 污泥可用来做什么?

传统上,脱墨污泥会以三种方式处理:填埋、焚烧以及还田。

填埋是最广泛的用来处理脱墨污泥的方法。在泥渣被填埋之前,先使之脱水至40%的固含量。一些造纸厂还允许使用市政的填埋设施,但大部分都会使用自己的处理设施。

少量工厂用锅炉焚烧的方式处理污泥。污泥的水分含量会影响燃烧的效率,为了获得更多的热能,有时候会将污泥混合其它固体废料(例如碎木片)。硫化床燃烧技术是一项新兴技术,对脱墨工厂所产生的湿污泥的处理效果特别好。

还有一些造纸厂将污泥还田。把污泥散在农田上,并且给土壤增加一些有机物质,会增加土壤的微量营养元素含量,包括氮、磷和钾。碳酸钙的作用与石灰类似,可以帮助平衡土壤过度的酸性条件。瓷土能增强土壤对肥力的留着能力,尤其对沙质土壤效果明显。

意识到污泥处理问题越来越受到关注,造纸工业更加致力于研究开发污泥的其它可行处理方法。正在研究的其它应用包括有:堆置肥料、农业用途、水泥生产、砖生产、纤维板生产、湿式氧化、发酵、高温分解、水解以及制造吸收材料例如猫砂。


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