Thiết bị bơm trong nhà máy giấy (P1)


TỔNG QUÁT

Cũng như các ngành công nghiệp khác thì bơm là thiết bị không thể thiếu và dùng nhiều trong ngành công nghiệp bột giấy và giấy.

Để tạo ra tờ giấy hoành chỉnh thì cứ 1 tấn giấy ước tính có khoảng 100 đến 200 tấn nước sẽ được bơm trong dây chuyền .

Mặt dù có nhiều cải tiến trong hệ thống sấy của công đoạn xeo giấy nhưng cá hai quá trình chế luyện bột (Tách các sợi thô từ ngyên liệu làm giấy) và quá trình xeo giấy (xử lý xơ sợi và tạo hình cơ học của tờ giấy) vẫn còn cần nhiều nước như phương tiện để vận chuyển xơ sợi. Trong nhà máy bột và giấy, bơm được sử dụng để vận chuyển hoặc tuần hoàn huyền phù bột, hoá chất và chất rắn trong dung dịch, các chất bùn cũng như cung cấp nước cho sinh hoạt nhà máy.

Cần có ít nhất 150 bơm lắp đặt trong nhà máy bột hiện đại và 50 bơm ở nhà máy giấy. Để sản xuất ra 1 tấn bột tốn khoảng 1000 kWh năng lượng điện và hơn 500 kWh cho sản xuất giấy. Tổng quát thì có khoảng 25% năng lượng được sử dụng cho việc bơm bột. Đối với nhà máy công suất trung bình, năng lượng cho bơm sắp xỉ 10.000 Hp (7457 kW), thường thì cao hơn.

Quá trình làm bột

Nguyên liệu thô Trong quá khứ, nguyên liệu làm giấy là giẻ rách và các phụ phẩm nông nghiệp, ngày nay phần lớn là bột cellulose từ cây gỗ. Mặt dù hơn phân nửa nguyên liệu được tạo ra từ gỗ mềm (sợi dài), nhưng nguyên liệu từ gỗ cứng (sợi ngắn) dùng để sản xuất giấy ngày càng tăng. Các nguyên liệu thô truyền thống như vải, rơm rạ, các phụ phẩm nông nghiệp được sử dụng với số lượng nhỏ, đặc biệt là tờ giấy đòi hỏi tính chất đặc biệt. Đặc tính này thì quan trọng trong lựa chọn bơm tương ứng với các tính chất khác nhau. Ví dụ, dịch đen từ rơm rạ thì có tính nhớt hơn dịch đen từ gỗ nên phải tính toán đặc tính bơm và mất mác do ma sát.

Nhiều loại giấy được làm từ bột tái sinh (bột tái chế). Hiện nay, vấn đề về môi trường được quan tâm nhiều nên các nhà máy giấy làm từ loại bột tái sinh ngày càng nhiều. Các loại xơ sợi tái chế là ONP (old newsprint), OCC (old corrugated containers), và MOW (mixed office waste). Những loại nguyên liệu này thường có nhiều các tạp chất, kim loại, sợi tổng hợp, các chất keo…gây ra các vấn đề tổn hại đến bơm. Công nghệ khử mực cũng được sử dụng rộng rãi trong công nghệ giấy tái chế. Khử mực bằng thiết bị tuyển nổi là phương pháp phổ biến sử dụng nhiều khí đi vào dòng bột cũng có tác động lớn đến đặc tính làm việc của bơm và cần phải chú ý đến.

Bộ gỗ mài (GW-Groundwood Pulp) Loại bột này được tạo ra khi mài cây gỗ dưới tác động cơ học. Hầu hết các thành phần có trong gỗ đều được tạo thành bột, bao gồm nhiều chất nhựa thông và các hợp chất hữu cơ phức hợp khác. Xơ sợi bị cắt ngắn nên độ bền của bột gỗ mài thấp.

Cần rất nhiều nước để làm lạnh và vận chuyển bột gỗ mài; sau đó acid hoá pH từ 4-5, vì thế phải sử dụng chất chống mài mòn thiết bị và đường ống. Loại bột này được dùng nhiều để sản xuất giấy in và tạp chí. Tuỳ thuộc vào tính chất tờ giấy, một số xử lý cơ học (nghiền) có thể áp dụng để cải thiện tính chất của bột, đặc biệt là độ nhớt. Một số ít trường hợp, cần tẩy nhẹ bột gỗ mài để cải thiện độ trắng.

Bột cơ nghiền (RMP- Refiner Mechanical Pulp) Bột cơ nghiền sử dụng máy nghiền đĩa để nghiền dăm mảnh gỗ thành xơ sợi. Nó tạo ra bột có sợi dài hơn bột gỗ mài truyền thống, nhưng không dài bằng bột hoá học. Vì thế bột này có độ bền nhiều hơn bột gỗ mài nhưng nó không bền bằng bột kraft. RMP thật ra là giai đoạn đầu tiên của một chuỗi các máy nghiền đĩa tạo ra bột với các thông số khác nhau như áp suất nghiền, nhiệt độ, tiền xử lý dăm mảnh (hơi nóng, tiền xử lý hoá chất…). Hai trong số các bột cơ phổ biến là bột nhiệt cơ TMP (thermomachanical pulp), loại bột mà dăm gỗ được xử lý trước với hơi nóng, và bột hoá nhiệt cơ CTMP (chemithermomechanical pulp), loại bột xử lý dăm bằng hoá chất trước khi vô nghiền. Loại bột RMP thì không đòi hỏi tẩy trắng cao .

Bột hoá Gỗ là một phức hợp, không đồng nhất có khoảng 50% khối lượng sợi cellulose, 30% lignin, và 18-20% carbonhydrate. Các chất còn lại là protein, resin, và các hợp chất phức khác tuỳ vào từng loại cây khác nhau. Cellulose thì tương đối trơ với hầu hết hoá chất, khi mà các carbonhydrate và các chất hữu cơ khác hình thành hợp chất với dịch nấu bột hoá. Một số loại giấy sử dụng carbonhydrate để tạo độ bục cho vì thế bột GW và RMP và các loại bột cơ khác được sử dụng. Khi cần độ bền cao thì quá trình nấu phải tách hoàn toàn xơ sợi ra khỏi các thành phẩn khác của gỗ.

Hầu hết quá trình nấu gỗ diễn ra trong nồi áp suất cao tại nhiệt độ cao, dịch nấu có tính acid hoặc kiềm.

Trong nhiều năm công nghệ được sử dụng nhiều là công nghệ nấu bột acid để sản xuất giấy chất lượng cao. Trong những năm gần đây thì công nghệ nấu acid hay công nghệ nấu bột sulphate được sử dụng rộng rãi hơn. Các lý do chính của sự phát triển công nghệ sulphate là tỉ lệ ăn mòn thấp, thu hồi hoá chất đơn giản, và bột có độ bền cao. Lưu chất bơm đi trong hai công nghệ thì khác nhau nên yêu cầu về vật liệu bơm và đường ống cũng khác nhau.

Công nghệ nấu bột sulphate điển hình

Cây gỗ làm bột giấy được băm thành dăm mảnh sau đó được chuyên đến nồi nấu liên tục hoặc một nhóm nồi nấu gián đoạn. Năng suất nồi nấu trong khoảng từ 100 tấn/ngày đến 2000 tấn/ngày. Dịch nấu là NaOH và thêm 30 % Na2S phản ứng với dăm gỗ từ 2 đến 3 giờ ở nhiệt độ 177 0C và áp lực khoảng 551-689 kPa. Ở nhiều nhà máy, hơi nóng xông vào trực tiếp vào dăm gỗ và dịch nấu. Một số nhà máy kkhác, sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp với một hệ thống tuần hoàn kín. Trong các nồi nấu hiện đại, bơm tuần hoàn là thiết bị quan trọng bởi vì chúng điều chỉnh dịch nấu và các huyền phù rắn và kiểm soát áp lực. Sau khi nấu, bột đươc thổi tới tháp phóng bột, ở đó có sự giãn nở đột ngột là cho xơ sợi tách riêng với dịch, dịch này gọi là dịch đen.­

Tại đây, quá trình tách thành 2 nhánh- một nhánh xử lý sợi tiếp và một nhánh thu hồi hoá chất. Xơ sợi được rửa, sàng, tẩy trắng để sản xuất bột bành hoặc giấy thành phẩm. Dịch đen được tách ra từ giai đoạn rửa bột và được xử lý đẻ thu hồi hoá kiềm. Bởi vì các chất dịch trong quá trình hầu hết rất phức tạp nên các bơm sử dụng là rất quan trọng khi vận hành.

Quá trình thu hồi hoá chất (thu hồi kiềm): Sau khi cô đặt dịch đen trong nồi chưng bốc nhiều nồi đến 50% hoặc 60- 65% khi xông trực tiếp hơi nóng từ hơi thứ hoặc từ lò hơi thu hồi. Dich đen có nồng độ 65% được trộn với muối Na2SO4 trước khi được phun tới lò đốt nhờ vào bơm cao áp. Lò đốt được kiểm soát lượng không khí ít nhất để kiểm soát phản ứng Na2SO4 thành Na2S, và Natri cacbonat Na2CO3 được tạo ra trong quá trình. Các chất rắn nóng chảy được hoà loãng với nước tạo ra dịch có màu xanh gọi là dịch xanh. Dịch này được kiềm hoá với vôi cho ra kiềm NaOH cùng với Na2S còn lại và các chất hoá học dư khác, kết quả cho ra dịch có màu trắng gọi là dịch trắng. CaCO3 được tạo thành khi đốt bùn vôi để tải sử dụng trong giai đoạn kiềm hoá. Dịch trắng được lọc sạch và trở lại nồi nấu, kết thúc vòng tuần hoàn dịch, xem hình 1.

Tẩy trắng Tẩy trắng có thể được xem như là một công đoạn mở rộng của quá trình nấu bột, mục tiêu tẩy trắng là loại bỏ các tác chất mang màu, cacbonhydrate, và các lignin mà vẫn giữ được tối đa lượng anpha cellolose. Tẩy trắng để đạt được độ phản xạ ánh sáng đơn sắc hay còn gọi là độ sáng của bột. Các chất tẩy trắng truyền thống như Clo loại bỏ rất mạnh lignin và hiệu quả cao. Tuy nhiên, nó tạo ra các chất độc làm ô nhiễm môi trường nên đã bị thay thế các chất khác như chlorine dioxide ClO2­, hydrogen peroxide H2O2 và khí oxi O2 và ozone. ClO­2 tạo ra dịch ăn mòn trong nhà máy tẩy.

Chu trình khép kin của quá trình nấu bột sulphate
Hình 1 Chu trình khép kín của quá trình nấu bột sulphate

4 comments

  1. Trong công đoạn tẩy trắng bột giấy đều có sự tham gia của các chất tẩy trắng như Cl2, NaOCl,…

    Hiện tại công ty chúng tôi chuyên cung cấp các thiết bị để giúp kiểm soát nồng độ các chất trên.

    Trong công đoạn tẩy trắng bột giấy đều có sự tham gia của các chất tẩy trắng như Cl2, NaOCl,…

    Hiện tại công ty chúng tôi chuyên cung cấp các thiết bị để giúp kiểm soát nồng độ các chất trên.

    CFC-Việt Nam đang là đại diện chính thức của hang Teledyne có trụ sở tại Mỹ. Hiện giờ Teledyne là hãng hàng đầu trên thế giới về máy phân tích.

    Như phân tích Oxy, N2, H2, HE, AR, OIL, NOx, H2Ov, CO, CO2, CH4, CL2, SO2, H2S, PH, CONDUCTIVITY, DISSOLVED OXYGEN…

    Trong ngành giấy máy được ứng dụng trong:

    • Kiểm soát khí sinh ra CO cấp cho lò nung vôi

    • Phân tích nồng độ Cl2, NaClO trong quá trình tẩy trắng bột giấy

    • Đo nồng độ PH

    • Ngoài ra còn nhiều ứng dụng khác cho ngành giấy

    Applications

    Pulp & Paper
    APPLICATIONS
    INDUSTRY

    (FACILITY) SERVICE PARAMETER RANGE BACKGROUND TELEDYNE MODEL

    Lime kiln Detection of CO to control feed of excess air PPB CO 0-1000 ppm N2, O2, CO2, H2Ov
    Used for combustion and after cooling. Too much air drives particulates through gas recovery section and overloads baghouse.

    Black liquor recovery (BLR) Combustion efficiency analysis

    BL = waste laden fuel Percent O2,
    PPM CO and / or Percent combustibles 0-5% O2, 0-1% CO Extremely dirty application Series 9000 extractive
    CLO2 Detection Absorber / storage / bleaching PPM CLO2 0-1000 ppm COCL2 Air or water Series 6000 UV

    NaOCL detection Caustic scrubber PPM NaOCL 0-1500 ppm Water Series 6000 UV

    Và rất nhiều ứng dụng khác. Anh có thể coi thêm trong ứng dụng cho ngành giấy tại http://www.teledyne-ai.com/application/pulp.asp

    Sử dụng máy phân tích của Teledyne sẽ giúp kiểm soát được hàm lượng háo chất trong quá trình tẩy trắng giấy thong qua đó nâng cao độ ổn định và chất lượng giấy. Ngoài ra máy còn kiểm soát được hàm lượng các

    chất thải đôc hại như H2S, CH4, hàm lượng dầu trong nước thải giúp bảo vệ và đáp ứng các tiêu chuẩn để bảo vệ môi trường ngày càng cao.

    Không biết mình có đang sử dụng máy phân tích không và có phải của hãng Teledyne không. Hầu hết các nhà máy khí công nghệp, nhà máy thép, cement và các nhà máy hóa chất tại Vệt Nam đang sử dụng Teledyne.

    Trân trọng!

    Nguyen Van Dong – Analytical Specialist
    *********************************************
    CRYOGENIC Flow Controls Co.,Ltd
    (C.F.C Vietnam)
    21/5 Truong Son Str, Ward.4, Tan Binh Dist
    Ho Chi Minh City
    Vietnam
    Tel : +84 8 5449 2068
    Fax : +84 8 5449 2069
    HP : +84 933 521 679
    Email: dong.nguyen@cfc-vietnam.vn

    Like

  2. Bác à, em tháy bài này bác viết hay đấy, em rất quan tâm đến vấn đề này, em ko có một ít tài liệu nào về giấy cả bác có thể cho em xin bác một ít tài liệu về quy trình sản suất giấy được không
    Thanks

    Like

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s