【生产】备料系统树皮中短小原木的回收工艺

陈建伟 先生

硕士、工程师；

主要从事制浆造纸备料工艺、容器设计。

    因树皮纤维含量低，灰分、杂质多，生产时应在剥皮削片线上将树皮处理干净，借以降低蒸煮液的消耗、减少纸浆中的尘埃度和提高纸浆的质量[1]。树皮主要通过剥皮机后辊式输送机辊子间的间隙分离出来，同时分离出来的还有大量长度较短或直径较小的木材，而这些短小木材是可以切削成木片用于制浆生产的。有些浆厂投入大量人力进行手工挑拣，发现挑拣非常困难，且工作环境潮湿、腐烂气味较重。大部分浆厂的这些短小木材则是随着树皮一起被粉碎，作为简单的生物质燃料用于燃烧，木材浪费较大。现设计了一套采用原木回收机回收短小原木的方案。

1  原木回收工艺流程

    供蒸煮用的原木备料，要求提供具有一定形状和大小的木片，并且要求除去树皮、木屑、尘土等杂质[2]。设计的原木回收工艺流程如图1所示：

可见，树皮和短小木材可以从横式拉木机、辊式输送机和剥皮机中的孔或间隙中掉下来，且大部分树皮和短小木材是从剥皮机后的辊式输送机中掉出。分离出来的树皮和短小木材经脱水、除砂后落入剥皮线下的树皮皮带输送机中，收集后统一送入原木回收机处理。回收的短小木材再通过溜槽和皮带输送机送回备木生产线。

    此工艺方案中关键设备是原木回收机，原木回收机主要是结合皮带输送机头部传动滚筒在树皮落料阶段设计的一种辊式输送机，主要由调节辊、树皮分离辊、原木输送辊、机壳、树皮收集槽及原木卸料溜槽组成，如图2所示。

调节辊的位置可在一定范围内进行调整。在实际运行中，不同的输送速度、不同的输送量和不同的物料特性（含水率、原木尺寸）会使原木与树皮的分离位置发生变化，因此需要根据实际情况调整调节辊。调节辊在运行过程中为反转，以便减少越过调节辊的树皮。

    树皮分离辊是表面带钉的反转辊。表面的钉使越过调节辊或者粘在原木上的树皮缠绕在树皮分离辊上，而辊子的反转使树皮无法继续向前运动，从而使更多树皮落入树皮收集槽中。

    原木输送辊主要用于将越过调节辊后的原木输送至原木卸料溜槽。

    原木卸料溜槽为钢制滑道，可使进入溜槽的原木通过自重滑入原木皮带输送机，并通过原木皮带输送机回送至削片机削片利用。

2  原木回收的工程实例

    目前，原木回收系统主要在一些大型制浆厂的原木削片生产线中应用，本文以东南亚某制浆造纸厂化学浆工程为例。

2.1工程概况

    本工程量为240万t/a漂白化学木浆，其中备木生产系统规划配备14条300m3sob/h的剥皮削片线，前期配备9条剥皮削片线，其中1#～7#剥皮削片线采用了滚筒式剥皮机，8#～9#剥皮削片线采用了齿辊式剥皮机。其中7条采用滚筒式剥皮机的剥皮削片线安装了原木回收装置。

备木生产系统原料的相关参数如表1。

2.2原木回收的必要性

备木生产系统每天有效工作时间为18h。计算可知，其理论上每天损失的原木为：

Qwood=300m3sob/h×3%×9×18=1458m3sob/d。

按化学浆得率48%计算，每天理论的化学木浆损失量为：

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

可见，如果这部分短小木材不进行回收，资源浪费比较大。

    本工程从林场运来的原木基本未经处理即堆放在厂区原木堆场，造成原木中掺杂部分短小原木和枝桠材，而由于剥皮削片线处理能力大，剥皮机后配置的带冲洗辊式输送机宽度设计为2.5m，辊间距最大处大于110mm，造成长度小于2.5m的短小原木和枝桠材从辊间隙掉入辊式输送机下的树皮收集装置内，如不处理，则对下游树皮粉碎机的正常运行造成影响，严重时会造成树皮粉碎机损坏。因此，本工程原木剥皮削片生产线采用了原木回收系统，其布置如图3所示。

2.3原木回收机选型

该工程原木回收机的选型计算如下：

单条剥皮削片线树皮中掺杂的短原木量：

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

单条剥皮削片线树皮量：

Q2=300sobm3/h×12%=36sobm3/h（实积）；

剥下后的松散树皮量：

Q3=36m3s/h（实积）×3=108m3l/h（虚积）；

因此，原木回收机处理能力选为120m3l/h（虚积），设备进口宽度与树皮皮带输送机匹配。其设备参数见表2。

2.4调节辊位置

    原木回收机的调节辊是分离树皮和原木的主要部件，合适的调节辊位置对于原木回收机的使用效果至关重要。本工程选用的原木回收机中1#调节辊调整范围为以1.373m半径旋转的31°圆弧；2#调节辊调整范围为以0.425m半径旋转的36°圆弧。

    树皮与原木在脱离树皮皮带输送机后做阻尼斜抛运动，调节辊需要尽可能靠近树皮与原木的分离点。目前，调节辊的最佳位置还需通过现场观察实际运行时树皮与原木的分离情况来进行调整。本项目运行后发现，树皮皮带输送机速度为1.25m/s时，原木回收机两个调节辊的最佳位置为：1#调节辊从初始位置起逆时针转16°的位置，2#调节辊从初始位置起顺时针转20°的位置，如图4所示。

2.5测试结果

    经工程实际测算，原木回收机对不同长度的短原木的回收效率不同，见表3。

由表3可见，所需回收的原木长度越长，原木回收机的回收效率越高，见图5；而对于过于短小的原木，原木回收机回收效率比较低，见图6。

2.6工程应用的检讨

    短小原木有少量是从剥皮机的孔隙中掉出，通过观察两种剥皮削片线运行的情况发现，1#～7#线中滚筒式剥皮机因设备部件之间间隙较小，稍长一点的原木基本不可能掉出。而8#～9#线中齿辊式剥皮机齿辊之间以及剥皮机前后两段之间的间隙均较大，齿辊式剥皮机底部掉出的原木较多，且长度较长。因此，我们认为，8#～9#线更应配备原木回收系统。

3  结论

    通过原木回收系统的应用，提高了备木生产线的原木利用率；降低了树皮粉碎机故障率；实现了自动化回收原木，避免了人工挑拣，生产安全性好。目前原木回收系统主要用在新建大型制浆厂的备木生产线上，随着企业对节约木材资源的重视以及备木产能的扩大，今后原木回收机将具有更大的市场。

    实践表明，原木回收机仍然存在不足之处，对于长度较小的原木，回收效率较低甚至无法回收。原因在于原木回收机为了使树皮顺利落入树皮收集溜槽，其辊子之间存在较大的间隙，这些间隙使得部分本应被回收的原木又落进了树皮收集溜槽中。因此，原木回收机结构上还有待改进，比如通过减小辊子间的间隙，并增加辊子数量和设备长度来增加树皮在设备内的行程，从而减少落进树皮收集溜槽的原木。