在制漿、造紙生產(chǎn)中，最大生產(chǎn)能力是是根據(jù)造紙機(jī)的產(chǎn)能來(lái)決定的，輔機(jī)（碎漿、磨機(jī)、漿泵、風(fēng)機(jī)等各種機(jī)械及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)）是根據(jù)主機(jī)的情況配置的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中均考慮一定的裕量，因此造成在實(shí)際運(yùn)行中，很多漿泵均需要調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式是節(jié)流，但是存在反應(yīng)慢、調(diào)節(jié)精度低、能耗大等問(wèn)題，而變頻器因其調(diào)節(jié)性能優(yōu)良、節(jié)能效果好等因素，已經(jīng)應(yīng)用到制漿、造紙廠中漿泵的流量調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

一、廢紙制漿的工藝過(guò)程

1、廢紙的碎解

和造紙工業(yè)一樣，紙漿生產(chǎn)廠家所使用的廢紙根據(jù)來(lái)源可以分為三類：紙廠損紙；用戶使用前的廢紙，如印刷廢料和裁切廢料；用戶使用后的廢紙，主要包括從家庭和商店回收的廢紙。前兩類廢紙清潔優(yōu)質(zhì)，但數(shù)量少，價(jià)格高。第三類廢紙是大量且穩(wěn)定的廢紙來(lái)源，但其中含有大量的雜質(zhì)，在使用時(shí)必須將雜質(zhì)除去才不至于影響產(chǎn)品質(zhì)量。在第三類廢紙中常見的雜質(zhì)有：油墨，它影響制品的色澤，使產(chǎn)品發(fā)暗，白度低；粘膠質(zhì)，它能堵塞濾水網(wǎng)孔，引起不良的成型；雜物，包括濕強(qiáng)紙、塑料、織物、打包帶、書釘?shù)?，若在制漿過(guò)程中沒(méi)有除去，會(huì)影響產(chǎn)品的外觀和使用。

碎解一般分為低濃和高濃兩種，低濃水力碎漿機(jī)碎漿之后由疏解機(jī)完成進(jìn)一步的碎解任務(wù)。疏解機(jī)由高速轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)盤和定盤組成，依靠齒盤間產(chǎn)生的高頻水力渦紊流來(lái)疏解紙漿。高濃水力碎漿機(jī)碎漿具有麻花鉆頭型的轉(zhuǎn)子，在高濃碎解時(shí)，漿料間的相互摩擦加劇，縮短了碎漿時(shí)間，降低了能耗；塑料片、濕強(qiáng)紙等雜質(zhì)不易被打碎，可在后面的篩選工序除去；它還有利于油墨的脫除，降低化學(xué)藥品的消耗。

2、凈化和篩選

凈化和篩選是兩種除去廢紙中雜質(zhì)的手段，它們的除雜原理不同。凈化的目的是除去疏解后廢紙漿中的輕重雜質(zhì)，是借漿料和雜質(zhì)的密度不同而分離的，漿料在一定的壓力下，沿切線方向進(jìn)入錐形圓筒內(nèi)，在圓筒內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生離心力，密度大的物質(zhì)被甩至筒壁，在重力作用下沿筒壁下滑至底部排出。在錐筒的軸心處，由于離心力的作用形成低壓區(qū)，低壓區(qū)為負(fù)壓帶，密度小的物質(zhì)便沿中心向上，從頂部排出。常用的設(shè)備有高濃除渣器、低濃除渣器、逆向除渣器等。高濃除渣器主要用于凈化廢紙漿中的密度較大，粒度較粗的雜物，如金屬雜物、小石塊、書釘?shù)龋瑵{濃可達(dá)5%左右。低濃除渣器用于除去紙漿中密度較大，粒度較小的雜質(zhì)，如泥砂、煤灰等，使用時(shí)漿濃為0.5%左右。逆向除渣器用于除去密度較纖維小的雜質(zhì)，如塑料片、石蠟、油脂、瀝青等輕雜質(zhì)，其結(jié)構(gòu)原理和一般除渣器相同，使用上卻相反，紙漿由底部排出，雜質(zhì)由頂部排出。對(duì)于廢紙漿中密度和纖維相近的雜質(zhì)可以采用篩選的方法除去，常用的設(shè)備是壓力篩。

現(xiàn)在，造紙?jiān)O(shè)備廠家開發(fā)了一些集篩選、凈化、疏解等多種功能為一體的設(shè)備，這些設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，降低了投資。如復(fù)式纖維分離機(jī)，它能同時(shí)分離廢紙漿中的輕重雜質(zhì)，還能疏解小紙片，對(duì)廢紙漿進(jìn)行篩選。又如離解降低砂機(jī)，它不但能除去石子、金屬絲等雜質(zhì)，還能疏解碎紙片，對(duì)纖維進(jìn)行分絲帚化，提高磨漿效果，利于油墨自纖維上分離。

3、脫墨

脫墨是為了除去廢紙中的印刷油墨，前面所述的篩選凈化過(guò)程是不能完成脫墨任務(wù)的，它需要專門的技術(shù)。脫墨過(guò)程就是除去廢紙中的油墨以提高紙漿的白度，現(xiàn)代廢紙脫墨方法可分為洗滌法和浮選法兩種。廢紙的脫墨是機(jī)械與化學(xué)作用相結(jié)合的過(guò)程，它主要包括兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

（1）油墨自纖維上分離

廢紙?jiān)跈C(jī)械和化學(xué)藥品的共同作用下，分散成漿，同時(shí)使油墨自纖維上分離下來(lái)。通常，脫墨在堿性條件下進(jìn)行，所加的化學(xué)藥品包括NaOH、Na₂SiO₃、H₂O₂和表面活性劑等。常用的碎漿設(shè)備是高濃水力碎漿機(jī)，和低濃漿比較，它使油墨與纖維易分離，油墨粒子易分散變小，碎漿時(shí)間縮短，能耗降低，碎漿條件是：溫度55～90℃，pH9～11，漿濃度8%～16% ，時(shí)間小于1h。

（2）油墨從漿中去除

該過(guò)程是脫墨技術(shù)的核心，洗滌法和浮選法是兩種基本的方法。洗滌法是最早使用的脫墨方法，主要是利用大量的水反復(fù)洗滌漿料，將廢紙漿中的油墨洗去，濾出的廢水經(jīng)澄清處理后可循環(huán)使用。洗滌法適于去除10um以下的油墨顆粒，為此，在碎漿過(guò)程中需加入分散作用的表面活性劑，以保持油墨顆粒足夠小并具有親水性，經(jīng)過(guò)反復(fù)稀釋和濃縮使分散的油墨除去。浮選法是近幾十年發(fā)展起來(lái)的脫墨方法，它是向漿料中加入浮選劑，生成的泡沫吸附油墨粒子，并浮出液面，除去泡沫。浮選法適于除去10～100um 的油墨，為使油墨粒子達(dá)到這個(gè)尺寸范圍，使用收集劑使油墨粒子變成疏水性較大的油墨顆粒，然后隨泡沫從浮選槽中除去。這兩種方法脫墨的原理不同，各有優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在，為適應(yīng)各種不同類型的廢紙，常將這兩種方法結(jié)合使用，即先浮選后洗滌工藝。

4、紙漿業(yè)現(xiàn)有的制漿方法

目前，使用的最簡(jiǎn)單的制漿方法是利用水力碎漿機(jī)，先加入廢紙和水，碎解一定時(shí)間后，在水力碎漿機(jī)中直接添加松香膠和硫酸鋁等化學(xué)藥品完成施膠，然后進(jìn)行成型干燥。該方法優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，存在的缺點(diǎn)是：原料適應(yīng)性差，只能利用比較干凈單一的廢紙，如生產(chǎn)瓦楞紙箱的邊角余料、印刷行業(yè)的廢紙邊等；能耗較高；由于常用的施膠工藝是在酸性條件下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備腐蝕較大。

制漿在管道中運(yùn)行需要漿泵驅(qū)動(dòng)，沖漿泵廣泛用于高速紙機(jī)封閉式供漿系統(tǒng)。根據(jù)造紙工藝的速度控制原理，可通過(guò)增設(shè)壓力變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制的沖漿泵變頻改造方法。實(shí)踐證明，安裝變頻控制系統(tǒng)能適應(yīng)不同車速、不同品種的用量變化，使沖漿泵的運(yùn)行始終處于高效狀態(tài)，大大穩(wěn)定了工藝條件。使用變頻器調(diào)速替代閥門調(diào)節(jié)漿流量，使沖漿泵的能耗降低，節(jié)能率在30%以上。

二、森蘭變頻器在造紙輔機(jī)上的應(yīng)用

紙漿經(jīng)網(wǎng)部、壓榨、烘干、卷繞生產(chǎn)出紙張的生產(chǎn)機(jī)械稱為造紙機(jī)，滿足造紙機(jī)生產(chǎn)條件的輔助設(shè)備，如真空泵、碎漿機(jī)、磨漿機(jī)、漿池?cái)嚢杵?、輸送漿泵等稱為造紙輔機(jī)。由于設(shè)計(jì)上存在一定的余量，輔機(jī)在運(yùn)行時(shí)，真空泵、碎漿機(jī)、磨漿機(jī)、漿池?cái)嚢杵鞯仍O(shè)備基本上無(wú)調(diào)節(jié)手段，任何情況下電機(jī)都在頻率為50Hz下運(yùn)行。實(shí)際上，生產(chǎn)條件有時(shí)會(huì)有變化，如果采用變頻器適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)真空泵、碎漿機(jī)、磨漿機(jī)、漿池?cái)嚢杵鞯仍O(shè)備電機(jī)的運(yùn)行頻率，可有一定的節(jié)能效果。輸送漿泵雖有調(diào)節(jié)手段，但均為閥門之類的節(jié)流調(diào)節(jié)，使輸出管網(wǎng)的阻尼增大，浪費(fèi)電能。若用變頻器根據(jù)實(shí)際需要的漿量來(lái)調(diào)節(jié)輸送漿泵的轉(zhuǎn)速，由于離心泵輸出的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，可節(jié)省大量的電能。

造紙生產(chǎn)線上的輔機(jī)很多，為節(jié)能基本都需要變頻調(diào)速。實(shí)踐已經(jīng)證明，造紙輔機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速后，平均節(jié)能在12%，經(jīng)濟(jì)效益明顯。浙江富陽(yáng)某造紙廠生產(chǎn)線上的部分輔機(jī)設(shè)備如下表：

選用對(duì)應(yīng)功率的森蘭變頻器進(jìn)行節(jié)能改造，經(jīng)測(cè)量節(jié)能量平均在12.4%，投資回收率在1.8年，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。