【生產】備料系統樹皮中短小原木的回收工藝

陳建偉 先生

碩士、工程師；

主要從事制漿造紙備料工藝、容器設計。

    因樹皮纖維含量低，灰分、雜質多，生產時應在剝皮削片線上將樹皮處理干凈，借以降低蒸煮液的消耗、減少紙漿中的塵埃度和提高紙漿的質量[1]。樹皮主要通過剝皮機后輥式輸送機輥子間的間隙分離出來，同時分離出來的還有大量長度較短或直徑較小的木材，而這些短小木材是可以切削成木片用于制漿生產的。有些漿廠投入大量人力進行手工挑揀，發現挑揀非常困難，且工作環境潮濕、腐爛氣味較重。大部分漿廠的這些短小木材則是隨著樹皮一起被粉碎，作為簡單的生物質燃料用于燃燒，木材浪費較大�，F設計了一套采用原木回收機回收短小原木的方案。

1  原木回收工藝流程

    供蒸煮用的原木備料，要求提供具有一定形狀和大小的木片，并且要求除去樹皮、木屑、塵土等雜質[2]。設計的原木回收工藝流程如圖1所示：

可見，樹皮和短小木材可以從橫式拉木機、輥式輸送機和剝皮機中的孔或間隙中掉下來，且大部分樹皮和短小木材是從剝皮機后的輥式輸送機中掉出。分離出來的樹皮和短小木材經脫水、除砂后落入剝皮線下的樹皮皮帶輸送機中，收集后統一送入原木回收機處理�；厥盏亩绦∧静脑偻ㄟ^溜槽和皮帶輸送機送回備木生產線。

    此工藝方案中關鍵設備是原木回收機，原木回收機主要是結合皮帶輸送機頭部傳動滾筒在樹皮落料階段設計的一種輥式輸送機，主要由調節輥、樹皮分離輥、原木輸送輥、機殼、樹皮收集槽及原木卸料溜槽組成，如圖2所示。

調節輥的位置可在一定范圍內進行調整。在實際運行中，不同的輸送速度、不同的輸送量和不同的物料特性（含水率、原木尺寸）會使原木與樹皮的分離位置發生變化，因此需要根據實際情況調整調節輥。調節輥在運行過程中為反轉，以便減少越過調節輥的樹皮。

    樹皮分離輥是表面帶釘的反轉輥。表面的釘使越過調節輥或者粘在原木上的樹皮纏繞在樹皮分離輥上，而輥子的反轉使樹皮無法繼續向前運動，從而使更多樹皮落入樹皮收集槽中。

    原木輸送輥主要用于將越過調節輥后的原木輸送至原木卸料溜槽。

    原木卸料溜槽為鋼制滑道，可使進入溜槽的原木通過自重滑入原木皮帶輸送機，并通過原木皮帶輸送機回送至削片機削片利用。

2  原木回收的工程實例

    目前，原木回收系統主要在一些大型制漿廠的原木削片生產線中應用，本文以東南亞某制漿造紙廠化學漿工程為例。

2.1工程概況

    本工程量為240萬t/a漂白化學木漿，其中備木生產系統規劃配備14條300m3sob/h的剝皮削片線，前期配備9條剝皮削片線，其中1#～7#剝皮削片線采用了滾筒式剝皮機，8#～9#剝皮削片線采用了齒輥式剝皮機。其中7條采用滾筒式剝皮機的剝皮削片線安裝了原木回收裝置。

備木生產系統原料的相關參數如表1。

2.2原木回收的必要性

備木生產系統每天有效工作時間為18h。計算可知，其理論上每天損失的原木為：

Qwood=300m3sob/h×3%×9×18=1458m3sob/d。

按化學漿得率48%計算，每天理論的化學木漿損失量為：

Qpulp=1458m3sob/d×(1-12%)×0.42BDt/m3 sub×48%≈258.66t/d，

可見，如果這部分短小木材不進行回收，資源浪費比較大。

    本工程從林場運來的原木基本未經處理即堆放在廠區原木堆場，造成原木中摻雜部分短小原木和枝椏材，而由于剝皮削片線處理能力大，剝皮機后配置的帶沖洗輥式輸送機寬度設計為2.5m，輥間距最大處大于110mm，造成長度小于2.5m的短小原木和枝椏材從輥間隙掉入輥式輸送機下的樹皮收集裝置內，如不處理，則對下游樹皮粉碎機的正常運行造成影響，嚴重時會造成樹皮粉碎機損壞。因此，本工程原木剝皮削片生產線采用了原木回收系統，其布置如圖3所示。

2.3原木回收機選型

該工程原木回收機的選型計算如下：

單條剝皮削片線樹皮中摻雜的短原木量：

Q1≈300sobm3/h×（1-12%）×3%=7.92m3sub/h（實積）；

單條剝皮削片線樹皮量：

Q2=300sobm3/h×12%=36sobm3/h（實積）；

剝下后的松散樹皮量：

Q3=36m3s/h（實積）×3=108m3l/h（虛積）；

因此，原木回收機處理能力選為120m3l/h（虛積），設備進口寬度與樹皮皮帶輸送機匹配。其設備參數見表2。

2.4調節輥位置

    原木回收機的調節輥是分離樹皮和原木的主要部件，合適的調節輥位置對于原木回收機的使用效果至關重要。本工程選用的原木回收機中1#調節輥調整范圍為以1.373m半徑旋轉的31°圓��；2#調節輥調整范圍為以0.425m半徑旋轉的36°圓弧。

    樹皮與原木在脫離樹皮皮帶輸送機后做阻尼斜拋運動，調節輥需要盡可能靠近樹皮與原木的分離點。目前，調節輥的最佳位置還需通過現場觀察實際運行時樹皮與原木的分離情況來進行調整。本項目運行后發現，樹皮皮帶輸送機速度為1.25m/s時，原木回收機兩個調節輥的最佳位置為：1#調節輥從初始位置起逆時針轉16°的位置，2#調節輥從初始位置起順時針轉20°的位置，如圖4所示。

2.5測試結果

    經工程實際測算，原木回收機對不同長度的短原木的回收效率不同，見表3。

由表3可見，所需回收的原木長度越長，原木回收機的回收效率越高，見圖5；而對于過于短小的原木，原木回收機回收效率比較低，見圖6。

2.6工程應用的檢討

    短小原木有少量是從剝皮機的孔隙中掉出，通過觀察兩種剝皮削片線運行的情況發現，1#～7#線中滾筒式剝皮機因設備部件之間間隙較小，稍長一點的原木基本不可能掉出。而8#～9#線中齒輥式剝皮機齒輥之間以及剝皮機前后兩段之間的間隙均較大，齒輥式剝皮機底部掉出的原木較多，且長度較長。因此，我們認為，8#～9#線更應配備原木回收系統。

3  結論

    通過原木回收系統的應用，提高了備木生產線的原木利用率；降低了樹皮粉碎機故障率；實現了自動化回收原木，避免了人工挑揀，生產安全性好。目前原木回收系統主要用在新建大型制漿廠的備木生產線上，隨著企業對節約木材資源的重視以及備木產能的擴大，今后原木回收機將具有更大的市場。

    實踐表明，原木回收機仍然存在不足之處，對于長度較小的原木，回收效率較低甚至無法回收。原因在于原木回收機為了使樹皮順利落入樹皮收集溜槽，其輥子之間存在較大的間隙，這些間隙使得部分本應被回收的原木又落進了樹皮收集溜槽中。因此，原木回收機結構上還有待改進，比如通過減小輥子間的間隙，并增加輥子數量和設備長度來增加樹皮在設備內的行程，從而減少落進樹皮收集溜槽的原木。