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进入中国几十年,仍然受欢迎的制浆技术
中国纸业网造纸厂设备:2018-9-12 造纸机械|卫生纸机|铜版纸|瓦楞纸|制浆技术
  制浆,是一种高得率、低污染,且无硫化物产生的清洁生产工艺。岳阳纸业股份有限公司因设计时考虑原料来源的灵活性,要求此生产线既能生产意大利杨(即欧美黑杨)APMP浆,又能生产松木CTMP浆。虽然APMP工艺是在BCTMP、CTMP工艺的基础上发展起来的,但APMP工艺与CTMP工艺在制浆机理上是不同的,因而在生产流程、浸渍条件、使用药品、反应剧烈程度、磨浆方式等方面有着较大的差别。此生产线兼顾了APMP和CTMP二种工艺,相应地削弱了APMP和CTMP工艺应具有的某些设备及操作条件。在充分认识洞庭湖速生意大利杨木材密度较大的特殊性的基础上,通过对APMP制浆工艺中最关键的化学预处理和磨浆机理的进一步研究,结合引进Andritz公司75t/d APMP生产线的装备特点,从优化工艺技术参数着手,逐步形成从浆料生产到配抄中高档新闻纸、文化印刷用纸的一整套具有自主知识产权的先进应用工艺技术和装备。


 探讨APMP浆盘磨漂白制浆工艺技术

1.1  在盘磨磨区内加入化学药液,降低漂剂用量,提高浆料质量

磨浆是APMP制浆生产中的关键环节,提高磨浆机械能的输入,降低预浸段化学品用量是降低药耗的有效手段之一。意大利杨APMP生产线一段压力磨磨盘由24片合金钢磨片组成,磨盘直径1300mm,转速1500r/min,磨浆浓度40%~45%,磨浆压力120kPa左右,温度120℃左右。在磨浆过程中,高速旋转具有良好的混合效果,H2O2在高浓带压条件下漂白效率高,探索在盘磨磨区内加适量的漂白药液进行漂白,旨在获得相同白度指标下进一步降低漂剂用量。生产实践证明,在浆白度和强度指标相同的条件下,系统总碱降低了3%~4%,H2O2用量降低了2%(对绝干木片而言)。

1.2  优化APMP制浆流程

重点对该生产线渣浆处理系统首次使用国产设备(中浓浆泵、中浓压力筛、盘磨机等)进行了创新改造;新增渣浆处理系统。

(1)原工艺流程(如图1)


          

图1  改进前的工艺流程

 


该流程的缺点:二段磨后的渣浆没有单独处理,而且是返回到主流程中多次循环复磨处理,影响整个系统平衡,产量、质量难以进一步提高,消耗难以进一步降低。

(2)新工艺流程(如图2)

           

图2  改进后的工艺流程


新流程的特点:把筛选系统的筛后渣浆送到新中浓磨单独处理渣浆;改变了原设计筛后渣浆在主流程内的循环复磨,为进一步优化工艺提高产量和质量创造了条件。

1.3  优化APMP制浆工艺技术参数

(1)提高木片合格率

在制作APMP浆时,大片、厚片含有较多木节,会使木材密度发生变化,增加挤压能耗;较小的木片组份中含杂质率高,含有较多的抽出物,得浆中未磨碎物含量高,白度降低。为此对木片制备系统,重点对削片机、再碎机、木片筛进行了改造。经过改造,木片中的大片、厚片、细小木片大幅减少,木片合格率由81%提高到90%以上。

(2)提高木片挤压螺旋压缩比

药液的渗透效果,很大程度上取决于浸渍时木片中空气含量和有害物质的含量及木片同时受到挤压、释压所产生的龟裂和裂缝程度。成效与压缩比和挤压次数有关。研究表明,将木片挤压机压缩比由原设计的4∶1提高到6∶1,运行负荷从70%~80%提高到75%~85%,改善了挤压效果,从而有效地提高了浸渍效率。

(3)优化选筛工艺,提高筛选效率

将筛缝宽度从0.45mm减少至0.30mm;适当地减少筛条内波纹面斜度,并优化与转子间隙;优化筛选工艺参数,包括进浆浓度与流量、进出口压力差、负载、排渣率等;掌握中间洗涤浆池与消潜浆池白水稀释量,得到均衡一致的浆池浓度,保障浆料消潜效果,并使二段磨机和压力筛的浆料通过量处在最佳平衡状况下,减少浆中纤维束含量,提高了筛选效率。

高得率浆中纤维束的存在会引起许多纸病,如涂布刮痕、亮斑、鱼眼等,这些因素以前限制了高得率浆在不含机械浆纸等高档纸种中的广泛应用。在过去几年里,高得率浆质量的提高主要得益于筛选技术的进步,使高得率浆中纤维束减少。压力筛是高得率浆质量控制中重要的设备之一。对于阔叶木高得率浆,现在可以考虑选用0.15mm,甚至0.1mm的精制缝筛。

(4)加强浆料的洗涤

由于高得率浆内含有大量的阴离子垃圾,因此抄纸前浆料的洗涤很重要,以减轻阴离子垃圾给纸机抄造和添加剂留着带来的负面影响,如施胶效果差、阳离子助留助滤剂用量增大等。增加一段漂后的浓缩挤压,对于减少阴离子垃圾和节约用水十分有效。

通过以上措施,杨木化机浆的光学指标和物理强度指标大幅提高,化学药品的消耗由优化前初期的8%~9%下降到5%,其中H2O2由8%下降至4.5%,APMP浆的质量能够满足配抄多种中高档纸。


将国产设备应用到引进的APMP制浆线中,取得较好成效

国产中浓浆泵及附属设备在制浆造纸领域使用一直不够理想,许多工厂安装调试效果不好后就避开不用,使中浓制浆技术在我国推广受阻。为优化渣浆处理系统工艺流程,确定工艺路线提供数据,公司与国内中浓浆泵、压力筛、盘磨机主要设备供应商合作联合攻关。此前,国产中浓压力筛还只在化学制浆中使用,在化机浆生产线中碰到许多技术问题,通过采取优化筛框结构、转鼓形状、脉冲频率和转子速度等措施,基本满足了工艺条件要求。高浓盘磨机与中浓浆泵的配合使用在国内也是首例。将国产中浓浆泵、中浓压力筛、高浓盘磨机设备成功应用到引进的APMP制浆生产线中,取得较好的成效。

研发适应APMP高浓盘磨机的磨片

磨片是影响化机浆磨浆质量和产量的又一关键因素。公司一段压力磨(50-1CP)、二段磨(50-1C)为进口大型高速盘磨机,所用的磨片要求有很好的耐磨性,同时要有良好的耐热冲击性,国产磨片质量不稳定、使用寿命短,导致磨浆质量波动,有时发生磨片断齿等失效情况,给安全生产带来极大隐患,因此只得依赖进口。而外商提供的进口磨片,由于缺乏对生长在洞庭湖区杨木纤维特性的了解,齿形设计不太适合意大利杨的磨浆和细纤维化,且价格昂贵,供应不及时。公司经过近两年的研究探索,研究开发高压磨片特种材料的熔炼、精密铸造与热处理技术,成功开发了适应意大利杨APMP高浓盘磨机的磨片。自产磨片的使用寿命已超过进口磨片,磨浆能耗有所降低,同时磨浆质量有所改善。近几年磨片产品已打入加拿大、东南亚等国际市场,并进一步发展多系列磨片产品。

总之,意大利杨APMP制浆工艺属清洁制浆工艺技术,制浆得率85%~90%,资源利用率高,并且APMP的化学预处理所用化学品不含硫化物等有害元素,较大比例使用H2O2,因此,APMP生产工艺较化学浆工艺污染负荷低且吨浆水耗低,吨浆水耗在15米3以下;APMP生产线无有害废气排放。该技术的成功应用有力推动了我国清洁生产工艺的发展和应用。

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