Công nghệ sản xuất giấy tái chế part 1 pps

Trường đại học bách khoa hà nội Viện khoa hoc và công nghệ môi trường Mở Đầu nghiệp và dịch vụ, sự tiến bộ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày,con người cũng thải ra hàng trăm triệu tấ

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI:

Công nghệ sản xuất giấy tái

chế

Nhóm sinh viên thực hiện:

VŨ VĂN TRỤ Lớp: QLMT ( trưởng nhóm )

VŨ HỒNG SÙNG Lớp: CNMT NGUYỄN TRUNG HÀ Lớp: CNMT NGUYỄN TIẾN DUẬT Lớp: QLMT

Hà nội: Tháng 10/2008

Trường đại học bách khoa hà nội Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

MỤC LỤC Mục lục……….………… ….…1

Mở đầu……….……… ….2

I Tình hình sản xuất ……….…… 3

1 Tình hình sản xuất trên thế giới……….… 3

2 Tình hình sản xuất ở Việt Nam……….5

II Sơ lược về công nghệ sản xuất……… 8

1 Nguyên tắc hoạt động……… 8

2 Khâu chế biến nguyên liệu………9

3 Quá trình sàng rửa……… … 9

4 Quá trình khử mực in……….9

5 Gia công nguyên liệu sau chế biến……… 10

6 Quá trình nghiền gia keo và nhuộm………11

7 Hệ thống tạo tờ giấy……….…… 11

8 Bộ phận ép……….12

9 Bộ phận sấy………13

III Đặc điểm sử dụng nguyên, nhiên vật liệu nước và năng lượng trong công nghệ sản xuất……….………14

1 Nguyên, nhiên vật liệu……… ……14

2 Nhu cầu sử dụng năng lượng trong công nghệ tái chế giấy………….21

IV Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trườngcho ngành công nghệ giấy tái chế……… ……… 24

1 Sản xuất sạch hơn……… 24

2 Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy………25

3 Các biện pháp xử lý ô nhiễm không khí………28

4 Các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước……… … 28

5 Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm theo hướng quản lý của cơ quan chức năng……… ……33

V Kết luận……… … 33

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

Mở Đầu

nghiệp và dịch vụ, sự tiến bộ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày,con người cũng thải ra hàng trăm triệu tấn rác thải và môi trường,trong đó có nhiều chất thải có độc tính cao làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.Vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước đã đang và

sẽ là thách thức của xã hội loài người trong đó có Viêt Nam

Một trong những nguồn thải gây ô nhiễm lớn nhất là của nhà máy sản xuất giấy và bột giấy.Công nghiệp giấy sử dụng một lượng lớn tài nguyên

một lượng lớn chất thải vào nguồn nước,đặc biệt là ở các nhà máy không

có thu hồi hoá chất.ở nhiều nơi, nguồn nước bị ô nhiễm làm cho nước sạch ngày càng khan hiếm

Một giải pháp được đặt ra để giảm thiểu lượng chất thải trong công nghiệp giấy là sử dụng nguồn nguyên liệu là giấy đã được sử dụng là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất giấy.Giải pháp này đã được áp dụng

và phổ biến rộng rãi.Nguồn nguyên liệu từ giấy tái chế có thể coi là vô tận

vì có sản xuất la co giấy thải.Mặt khác tái chế còn là một biện pháp hữu hiệu giảm chi phí xử lý chất thải và do đó giảm giá thành sản phẩm Xét trong tổng thể, sản xuất giấy tái chế đem lại môi trường trong sạch hơn,cải thiện sức khoẻ cộng đồng và là một trong những giải pháp quan trọng đảm bảo cho sự phát triển bền vững của xă hội

Song một thực tế đáng nói ở đây là công nghệ sản xuất giấy taí chế ở Việt Nam còn lạc hậu,quy mô nhỏ và phân tán.Toàn ngành giấy Việt Nam chỉ

có công ty giấy Bãi Bằng và công ty giấy Đồng Nai là có hệ thống nước thải được xử lý tương đối tốt, còn ở các cơ sở khác có thể coi là vẫn còn

bế tắc trong bài toán nước thải.Do đó chúng ta phải có biện pháp cải tiến công nghệ sản xuất giấy ,giảm thiểu ô nhiễm môi trường và xử lý triệt để

trong sự phát triển của ngành giấy

I TÌNH HÌNH TÁI SẢN XUẤT GIẤY HIỆN NAY

Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THÊ GIỚI

Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử hàng nghìn năm Thành phần chính của giấy là xelluloz, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong

gỗ, nằm bên trong lõi cây Trong gỗ, xelluloz được bao quanh bởi một màng lignin cũng là polyme Để tách xelluloz ra khỏi màng polymer, người ta phải sử dụng

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

chất để xử lý Những sản phẩm giấy sau khi sử dụng sẽ sản sinh ra giấy loại Giấy đã qua sử dụng nếu không được đem tái sản xuất sẽ rất lãng phí Không phải nguồn nguyên liệu lúc nào cũng sẵn có trong tự nhiên, sau một thời gian sẽ không còn đủ cho sản xuất giấy nữa, và không còn đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người Do vậy chúng ta phải tìm ra một phương pháp hay một hướng đi mới cho ngành giấy, và phương pháp sản xuất giấy từ giấy đã qua sử dụng là một hướng đi mới cho ngành giấy “ trích trong tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn” trong sản xuất giấy và bột giấy

Giấy có thành phần được cấu tạo bởi một mạch polyme thẳng và dài, đó là một loại xelluloz rất khó phân hủy trong tự nhiên, nhưng với giấy đã được thì có rất nhiều phương pháp để xử lý

1 Tình hình sản xuất giấy trên thế giới

Nhiều nhà máy sản xuất giấy và cactong dựa trên giấy tái sinh Nhu cầu toàn thế giới năm 1998 khoảng 140 triệu tấn (các nước Tây Âu: 27%, Bắc Mỹ: 24%, Nhật Bản: 11%, Trung quốc: 8%, Hàn quốc: 4%, các nước còn lại: 27%) Tình hình sử dụng giấy tái sinh trên thế giới đạt 46% và của một

số quốc gia trong năm 1998 được đưa ra trong bảng 10-6:

Mức độ sử dụng và thu gom giấy loại ‘%’ của một số quốc gia trên thế

giới:

dụng

% thu gom

dụng

% thu gom Đan Mạch

Tây Ban Nha

Thụy sĩ

Đức

Pháp

Áo

Trung Quốc

Nga

Bỉ

115

81

68

61

54

41

39

15

49

43

65

71

44

62

26

30

43

Đài Loan Hàn Quốc

Hà Lan

Úc Nhật Bản USA Thụy Điển Phần Lan Canada

90

75

61

58

53

40

18

5

58

75

65

48

54

45

58

42

Mục tiêu của nhiều quốc gia là đạt được 50% tái sử dụng sơ sợi trong sản xuất giấy in báo, cactong sóng và phẳng vào năm 2000 Điều này đặt gánh

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

nặng lên việc sử dụng hợp lý các sản phẩm giấy và cactong đã qua sử dụng thiết kế sản phẩn hợp lý, phân loại tại nguồn, loại các tạp chất của xơ sợi đảm bảo an toàn Môi trường

Tái sử dụng: giấy báo cũ, giấy mỏng đã in và không in, cactong sóng cũ

Có lý do để không tái sử dụng giấy và cactong Các sản phẩm có thể chứa các tạp chất đến mức chúng không còn tái sử dung

Ví dụ: Giấy toilet và cactong đựng sữa Các lý do kỹ thuật như là: khoảng cách vận chuyển xa cũng giới hạn cho việc tái sử dụng giấy và cactong

Ngoài việc tái sản xuất các sản phẩm từ giấy, Người ta còn phương pháp khác là: phương pháp đốt giấy loại

Một ứng dụng khác của giấy loại là sử dụng chúng như là nhiên liệu Thực

tế giấy là nhiên liệu sinh học lý tưởng với nhiệt trị khoảng 19MJ/Kg Chúng

ta có thể coi xơ sợi như là khoản đi vay Chúng ta mượn gỗ để sản xuất giấy hay cactong Khi chúng ta đọc báo xong hay sử dụng xong cactong đựng sữa, chúng ta chuyển chúng thành nhiên liệu sinh học

Ở một số nước có sự phản đối việc đốt chất thải rắn đô thị, cũng đồng nghĩa là vấn đề chôn lấp tăng lên rất nhanh Lượng chất thải được đem đốt ở một số nước được đưa ra dưới đây (năm 1998) %

Thụy Điển: 50 Vương Quốc Anh: 11 Đức : 32 USA : 5 ÷ 10

2- Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam

Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, nghành giấy đã đạt được sự tăng trưởng cao về sản lượng trong những năm vừa qua Từ năm 1990 đến

1999, tốc độ tăng trung bình là 16%/năm, 3 năm sau đó ( 2000, 2001, 2001 ) tăng 20%/năm Dự báo 5 năm tiếp theo là 28%/năm

Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng giấy nhập khẩu đã tạo ra một lượng giấy đã sử dụng rất cao Việc sử dụng số lượng giấy này vào một mục đích khác sao cho có hiệu quả đang đặt một thách thức không

hề nhỏ cho những giải pháp mới Chúng ta đã và đang theo nước ngoài là đem lượng giấy này đi tái chế Một điểm đáng chú ý là việc này ở Việt Nam cũng đã có từ lâu và nó đã trở thành một nghề kiếm sống của rất nhiều hộ gia đình trên rất nhiều tỉnh thành trên đất nước ta Chúng ta đi theo nước ngoài là việc đổi mới công nghệ và trình độ kỹ thuật

Ở Việt nam, tái chế là một trong các loại hình làng nghề tiểu thủ công nghiệp được phát triển với quy mô lớn ở một số tỉnh chiếm 6.2% tổng số lượng làng nghề Chủ yếu tập chung ở các Tỉnh và Thành phố: Hà Nội, Bắc Ninh, Thanh Hóa, Hưng Yên, Nam Định Tuy nhiên làng nghề tái chế giấy

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

Phú Lâm (H.Yên Phong) và Dương Ổ(H Tiên Du) ở Bắc Ninh có thể xem là

2 làng nghề điển hình trong loại hình làng nghề tái chế giấy Không những

về quy mô sản xuất mà còn về trình độ công nghệ, trang thiết bị và tiềm lực lao động Sản phẩm chủ yếu là: Giấy dó, giấy vệ sinh, giấy ăn, giấy vàng mã

và bìa cactong

Ước tính dòng thải hàng năm cho các làng nghề tái chế giấy điển hình

1 tấn sản phẩm

Lượng chất thải trong năm Phú Lâm

(tấn/năm)

Dương Ổ (tấn/năm)

4

Bảng: Ước tính chi phí dòng thải cho làng nghề tái chế giấy điển hình

Định mức chi phí thải cho một tấn sp 1000VND/1tấn sp

Chi phí dòng thải Phú Lâm

(1000VND/năm)

Dương Ổ (1000VND/năm)

3

Đinh ghim, nilong,đ

đá

II- Sơ lược về công nghệ sản xuất giấy

Nói chung, một dây chuyền công nghệ sản xuất giấy từ giấy đã qua sử dụng thường có dạng:

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

* ** ***

Sơ đồ nguyên tắc sản xuất giấy

*- Nguyên liệu giấy vụn và giấy đã qua sử dụng **- Nhiên liệu cho công đoạn tẩy mực

***- Phụ gia cho công đoạn tạo tờ

Sơ đồ công nghệ

I II III IV

Nguyên liệu (Vỏ gió,bìa carton,giấy loại,báo loại…)

Đánh tơi

Chuẩn bị hóa chất (NaO,javen…)

Tiếng ồn Bụi Kim loại,hơi dung môi

Hơi hóa chất

Chuẩn bị

hóa chất

Hơi nước

Khí thải lò hơi

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

1.-Nguyên tắc hoạt động

Các loại nguyên liệu sẽ được đem gia công chế biến ở I Sau đó nguyên liệu được đem đến khu gia công nguyên liệu ở II Tại II nguyên liệu sẽ được ngâm trong một bể lớn, hóa chất sẽ được sử dụng để tách mực và sử dụng thiết bị nghiền thủy lực để làm mịn giấy khi bột giấy đã được nghiền mịn, bột giấy sẽ được làm đặc sệt ( có sử dụng hóa chất) Sau đó bột giấy sẽ được đem đến hệ thống tạo tờ ở III, đây là công đoạn xeo giấy để tạo tờ, tùy thuộc loại giấy và chất lượng giấy theo yêu cầu mà giấy sẽ được xeo khác nhau Giấy sau xeo sẽ được đem đến công đoạn gia công giấy ở IV, tại đây giấy được cắt xén theo yêu cầu, giấy được đóng gói và được xuất ra thị trường Kết thúc một vòng sản xuất giấy tái chế

2.-Khâu chế biến nguyên liệu

Như ta đã biết nguyên liệu cho sản xuất giấy tái chế là giấy đã qua sử dụng Nguyên liệu sẽ được thu gom và tập kết, sau đó được đem đến cơ sở chế biến Tại cơ sở chế biến, nguyên liệu được đem sàng để loại bỏ bông, vải và cả giấy không thể tái chế có lẫn trong đó Mọi công việc này được

Rửa sàng

Tẩy trắng (khử mực in)

Nghiền

Gia keo

Nhuộm

Xeo

Sản phẩm

Nước thải Hơi hóa chất

Nước thải Khí Cl 2

Hơi hóa chất Tiếng ồn

Nước thải Bột rơi vãi

Hơi hóa chất Nước thải Nước thải Bột rơi vãi

làm bằng tay, sau đó giấy sẽ được cho vào bể để ngâm cho bã ra Tại đây ta cũng loại được đất, cát có lẫn trong giấy Bông vải và giấy đã loại ở trên sẽ được đem chôn lấp hoặc đem đốt làm nhiên liệu cho công đoạn tạo hơi nước phục vụ cho công đoạn tiếp theo

3 Quá trình sàng rửa

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

Ban đầu nguyên liệu được đánh tơi,sau đó đưa tới 4 máy lọc chân không.tại đây nguyên liệu được rửa sạch,dịch hoá chất thu hồi có nồng độ 13%, loại dịch này được đưa đến hệ thống chưng lọc Sau đó được đưa qua hệ thống sàng gồm 2 áp lực: 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cái Các phần không cần thiết thì được loại bỏ ra ngoài

4 Quá trình khử mực in

Phương pháp khử mực in giấy loại ngày nay được sử dụng phổ biến rộng rãi trên thế giới thông qua phương pháp tuyển nổi với mục đích chính nhằm loại bỏ các hạt mực cũng như các chất phụ gia khác như chất độc, các hạt mang màu trong quá trình tráng phủ ra khỏi thành phần sơ xợi Phương pháp tuyển nổi thích hợp với các hạt mực và phụ gia có kích

Phương pháp tuyển nổi sử dụng nguyên lý bám dính của các hạt vật chất vào bong bóng khí để loại bỏ mực in và các chất phụ gia của giấy loại như chất độc, các hạt mang màu… Có thể chia ra các công đoạn chính trong quá trình tuyển nổi như sau:

4.1 Quá trình tách mực ra khỏi xơ sợi

Mực được in vào bề mặt của sơ xợi bằng nhiều phương pháp khác nhau

và trong giai đoạn đầu tiên của phương pháp khử mực, người ta phải tách các hạt mực in này cùng với các hạt phụ gia ra khỏi bề mặt của sơ xợi Giai đoạn này trong sản xuất được thực hiện ở máy nghiền thủy lực với sự

tính bề mặt…Dưới tác dụng của các hóa chất khử mực, mối liên kết giữa mực in và sơ xợi bị lỏng đi, trở nên kém bền vững đồng thời các hạt mực cũng trở nên kỵ nước, bị xé nhỏ và tách ra khỏi sơ xợi dưới tác dụng của các dao trong quá trình nghiền thủy lực

4.2 Giai đoạn loại bỏ mực ra khỏi sơ xợi trong quá trình tuyển nổi

Sau khi mực và các hạt phụ gia được tách ra khỏi bề mặt sơ xợi, chúng ta sẽ phải loại bỏ chúng để thu được sơ xợi “sạch” để sản xuất giấy Như đã trình bày ở trên, phương pháp tuyển nổi dùng các bọt khí để loại bỏ các hạt mực

và các hạt phụ gia Về lý thuyết có thể ứng dụng với các hạt chất rắn có kích

chế là từ 10×10-6 đến 250×10-6m Do tác dụng của hóa chất (các chất lựa chọn) và đặc biệt là sự có mặt của các ion canxi mang điện dương 2+ trong nước, các phân tử của xà phòng kết hợp với các ion Canxi này tạo ra các hạt vật chất nhỏ điện tích mang điện dương, qua đó dễ dàng đính với các hạt mực (điện âm) Bởi vì các chất lựa chọn như soap là một chuỗi hydrocacbon

Trường đại học bách khoa hà nội

Viện khoa hoc và công nghệ môi trường

gồm cả phần kỵ nước và háo nước (ví dụ như stearic acid) nên các hạt mực được đính kèm với các hạt vật chất nhỏ mang điện dương (sản phẩm của soap collector và calcium có trong nước), rồi qua đó tiếp tục đính với các hạt mực khác (cũng đã được đính với các hạt mang điện dương) và tạo thành các cụm mực nhỏ và các cụm mực nhỏ này tiếp tục được đính vào các bong bóng khí nhờ tính kỵ nước và háo nước của soap collector

5.-Gia công nguyên liệu sau chế biến

Như ta đã biết nguyên liệu sau công đoạn trên đã được ngâm trong bể Trong công đoạn này hơi nước được sử dụng, bằng cách sục hơi nước từ đáy

bể để đẩy mực ra khỏi nhờ áp lực của dòng hơi nước sục từ đáy bể Có thể coi đây là công đoạn làm sạch bột, vì hơi nước không thể đẩy hết mực trong giấy nên hóa chất cũng sẽ được sử dụng trong công đoạn này Hóa chất sử dụng thường là:

1-Dung dịch nước Javen ( NaCl + NaOCl ):

3-Dung dịch xút NaOH:

Trong 3 ử dụng nước Javen vì do dung dịch nước Javen đễ sản xuất ( chỉ cần điện phân dung dịch không màng ngăn muối ăn loại hóa chất trên, đa phần các hộ gia đình hay nhiều cơ sở sản xuất thường sn NaCl ) Nếu sử dụng dung dịch nước Clo thì phải kết hợp cả dung dịch NaOH để trung hòa lượng Clo dư trước khi nước thải được thải ra môi trường

Sau khi đã được tách mực, bột giấy sẽ được đem đi nghiền thủy lực, mục đích là tạo độ mịn cho bột, sau đó bột sẽ được trộn thêm phụ gia và sau đó được đem đi tách nước, mục đích là tạo cho bột có độ đặc sệt đáp ứng yêu cầu cho công đoạn tiếp theo Nước thải trong công đoạn tách mực sẽ được đem đi xử lý trước khi thải ra môi trường

Bột giấy trước khi đem xeo cần bổ xung một vài phụ gia khác nhau tùy

cao ( CaSO4.Al2O3 ) hoặc bột nhũ ( CaCO3 ) Do sản phẩm giấy tái chế của Việt Nam đa phần là giấy vệ sinh và giấy vàng mã, giấy ăn nên phụ

trong đó ít Mục đích cho thêm phụ gia vào thường tạo độ kết dính cho