加強(qiáng)制漿生產(chǎn)管理提高紙漿產(chǎn)量與質(zhì)量

Dinesh ChandMohta 張家喜

(巴克曼實(shí)驗(yàn)室化工 (上海)有限公司,上海,201707)

加強(qiáng)制漿生產(chǎn)管理提高紙漿產(chǎn)量與質(zhì)量

Dinesh ChandMohta 張家喜

(巴克曼實(shí)驗(yàn)室化工 (上海)有限公司,上海,201707)

大多數(shù)制漿企業(yè)的操作工藝與設(shè)備或工藝廠家提供的工藝都會(huì)出現(xiàn)很大偏離,甚至在工藝和原料相同的兩條制漿線上產(chǎn)量與品質(zhì)都相差較大。文章分析了產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,介紹了制漿生產(chǎn)中提高生產(chǎn)管理水平,增加產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)的一些經(jīng)驗(yàn)。

木片質(zhì)量;制漿生產(chǎn);樹(shù)脂控制;二氯甲烷抽提物;結(jié)垢控制

2008年爆發(fā)的金融危機(jī)造成全球漿和紙的市場(chǎng)需求急劇下降,隨著各國(guó)政府經(jīng)濟(jì)刺激方案的相繼推出,世界經(jīng)濟(jì)正在緩慢復(fù)蘇,制漿企業(yè)也正從金融危機(jī)的困境中逐漸走出來(lái),產(chǎn)能的利用率增加,但這比2008年中頂峰時(shí)產(chǎn)量還是低 10%～40%。2009年,制漿企業(yè)經(jīng)歷了從頂峰到谷底。但是原料價(jià)格,特別是木材價(jià)格并沒(méi)有隨著漿價(jià)下降而有太多降低。為了減少損失,許多制漿企業(yè)選擇減產(chǎn),甚至停產(chǎn)。鑒于以上情況,全世界的制漿企業(yè)都不得不重新審視自身,怎樣才能降低生產(chǎn)成本,同時(shí)保證產(chǎn)品品質(zhì)?沒(méi)有簡(jiǎn)單的答案能回答這一問(wèn)題,制漿企業(yè)只有和他們的伙伴更加緊密合作,通過(guò)不斷創(chuàng)新優(yōu)化生產(chǎn)工藝,才能提高產(chǎn)品品質(zhì)。另外,工廠也要不斷努力以獲得可持續(xù)的制漿原料供應(yīng),同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。本文主要介紹了巴克曼與制漿企業(yè)共同努力,提高制漿生產(chǎn)管理,增加產(chǎn)量,改善產(chǎn)品品質(zhì)的一些經(jīng)驗(yàn)。

1 木材 /木片質(zhì)量變化的影響

在亞洲,木材與木片的管理是一項(xiàng)非常困難的工作。在印尼,人工相思林的出現(xiàn)使問(wèn)題有所轉(zhuǎn)機(jī),特別是工廠的運(yùn)行情況與產(chǎn)品品質(zhì)得到了改善。但在印尼使用混合硬雜木制漿時(shí),可能同時(shí)混有 30多種不同的樹(shù)種,用這樣的原料來(lái)制漿是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作。在中國(guó),大部分制漿企業(yè)都使用外購(gòu)木片,而且來(lái)源較多,包括從農(nóng)民手中收購(gòu)的。因此,這些木片不僅可能包含多種樹(shù)種,而且質(zhì)量差別也很大 (合格率、過(guò)大、過(guò)厚)。由于提供單一樹(shù)種制漿幾乎不可能,工廠就需要利用不同的樹(shù)種原料以滿足產(chǎn)量要求。不同的樹(shù)種之間堆積密度不同 (見(jiàn)表1),在蒸煮及后續(xù)工藝中的行為表現(xiàn)存在較大差別。

從表1可以看出,如果不同樹(shù)種混合蒸煮,DCS的設(shè)定值以及蒸煮相關(guān)條件都應(yīng)隨著木片堆積密度的變化而調(diào)整,提高蒸煮過(guò)程的選擇性。

2 制漿生產(chǎn)優(yōu)化——數(shù)據(jù)分析的重要性

在制漿生產(chǎn)線中,需要定期進(jìn)行工藝調(diào)研以及工藝優(yōu)化,這些工作與日常生產(chǎn)中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合,能改善工廠的運(yùn)行效率,提高產(chǎn)量與產(chǎn)品品質(zhì)。在制漿企業(yè)使用特種化學(xué)品時(shí),巴克曼團(tuán)隊(duì)與工廠生產(chǎn)操作人員及管理層保持緊密的溝通,通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行審慎分析,提出相應(yīng)的方案,經(jīng)討論確認(rèn)后按步驟執(zhí)行以獲得預(yù)期的結(jié)果。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研時(shí),對(duì)從備料到漿板機(jī),包括堿回收的所有工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,首先要求達(dá)到設(shè)備或工藝供應(yīng)商要求的參數(shù),然后再進(jìn)行優(yōu)化。如果工廠蒸煮不同的原料,也應(yīng)該將某種原料最佳的工藝參數(shù)與其他原料的工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,以提高工廠的整體效率。

3 創(chuàng)新性——使用特種化學(xué)品

基于多年經(jīng)驗(yàn)而精心設(shè)計(jì)的巴克曼特種化學(xué)品應(yīng)用方案與服務(wù)為制漿企業(yè)提供了全面的解決方案,通過(guò)不斷地創(chuàng)新使制漿企業(yè)在應(yīng)用巴克曼特種化學(xué)品方案后獲得了更大利潤(rùn),并能根據(jù)客戶的需求變化,幫助客戶做出相應(yīng)的調(diào)整,以滿足客戶要求。

4 提高資源利用效率——最大程度利用纖維原料、水和能源

近年來(lái)制漿技術(shù)有了很大進(jìn)步,最大的單條制漿線產(chǎn)量能達(dá)到 4000 t/d,自動(dòng)化控制程度很高。對(duì)于制漿生產(chǎn),提高纖維原料、水以及能源利用效率,不僅能降低生產(chǎn)成本,同時(shí)也能減少對(duì)環(huán)境和社會(huì)的影響。在木材資源缺乏的亞洲,使用特種化學(xué)品來(lái)提高漿料得率是一種非常好的方法。雖然木材是一種可再生的資源,但由于其生長(zhǎng)周期長(zhǎng),而且過(guò)度砍伐也會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響,因此得率每增加 1個(gè)百分點(diǎn)效益都會(huì)非常明顯。

表1 亞洲用于制漿的主要樹(shù)種堆積密度

制漿企業(yè)還要努力減少噸漿水耗。工廠的目標(biāo)水耗是 24～26 m3/t漿,但在裝備先進(jìn)的工廠,水耗也達(dá)到 30～35 m3/t漿。制漿企業(yè)對(duì)進(jìn)出工廠的水都要進(jìn)行處理,以滿足水質(zhì)要求,這也是生產(chǎn)成本的一部分。另外,加熱和泵送這些水也需要消耗能量,減少水的用量可以減少纖維和化學(xué)品的流失。

可以看出,利用好纖維原料、水和能源,制漿企業(yè)不僅能夠降低生產(chǎn)成本,同時(shí)也能減少環(huán)境壓力,向理想狀態(tài)的零排放更進(jìn)了一步。

5 雙元蒸煮助劑方案——提高產(chǎn)量與品質(zhì)

盡管使用了最先進(jìn)的制漿技術(shù),制漿企業(yè)仍然在尋找提高蒸煮選擇性的方法,木片配比及質(zhì)量的變化,對(duì)制漿企業(yè)是一個(gè)挑戰(zhàn)。使用巴克曼由催化劑和滲透劑組成的雙元蒸煮助劑方案使這一問(wèn)題變得簡(jiǎn)單,通過(guò)使用兩種產(chǎn)品組合能提高蒸煮的選擇性,保護(hù)纖維素,增加得率。通過(guò)創(chuàng)新使用這兩種產(chǎn)品,不同的制漿工藝與原料組成的制漿線都能獲良好的回報(bào)。多年的應(yīng)用表明,巴克曼蒸煮助劑方案為制漿企業(yè)提高了產(chǎn)量,改善了產(chǎn)品品質(zhì),并帶來(lái)了相當(dāng)可觀的投資回報(bào)。圖1列出了使用蒸煮助劑方案的效益[1]。

在增加得率和提高品質(zhì)的同時(shí),充分利用蒸煮的條件來(lái)減少樹(shù)脂及相關(guān)的抽提物,以減少下游工段樹(shù)脂問(wèn)題和成品塵埃。蒸煮器中的溫度對(duì)于分散樹(shù)脂特別是比較難處理的如混合硬雜木中的β氧化樹(shù)脂和達(dá)馬樹(shù)脂十分有效。多年的應(yīng)用顯示巴克曼蒸煮助劑方案還能幫助分散樹(shù)脂抽提物,使其在洗滌中與漿料分離,提高運(yùn)行效率 (減少樹(shù)脂問(wèn)題)和改善漿料品質(zhì) (減少塵埃)。

減少二氯甲烷抽提物也使用了同樣的方法,特別是對(duì)含有長(zhǎng)碳鏈烷醇的相思木。巴克曼二氯甲烷抽提物控制方案對(duì)于處理混合硬雜木和馬占相思木非常有效。巴克曼雙元方案 (包含蒸煮助劑、樹(shù)脂控制和抽提物控制)不僅能幫助減少樹(shù)脂相關(guān)問(wèn)題,提高產(chǎn)品品質(zhì),同時(shí)也能提高蒸煮控制,減少用堿量,提高漿料得率。

圖1 使用蒸煮助劑的效益

6 減少結(jié)垢形成——提高運(yùn)行效率

許多使用木材以及其他原料的制漿企業(yè)經(jīng)常會(huì)遇到換熱器、連續(xù)蒸煮器篩板和漂白工段的結(jié)垢問(wèn)題,這與使用的原料以及水和白液的質(zhì)量有關(guān)。在漿廠的不同部位出現(xiàn)的結(jié)垢種類各不相同。總的來(lái)說(shuō),蒸煮器有 CaCO3結(jié)垢,漂白工段有 CaC2O4、CaCO3結(jié)垢,蒸發(fā)器和綠液線上有碳酸鈉釩和 CaCO3結(jié)垢。在亞洲,現(xiàn)代化制漿企業(yè)主要使用 ECF和 TCF漂白,Ca-CO3、CaC2O4結(jié)垢不僅影響了工廠的運(yùn)行,造成非計(jì)劃停機(jī),也會(huì)出現(xiàn)漂白化學(xué)藥品用量增加,白度不能提高的情況。巴克曼的抑垢劑能有效地抑制 CaC2O4、CaCO3的形成,這在許多制漿企業(yè)的制漿線和蒸發(fā)線上都得到了成功應(yīng)用。

7 部分自動(dòng)苛化技術(shù)——提高產(chǎn)量,減少 CO2排放

在過(guò)去幾年中,美國(guó) Borax公司專利技術(shù)——部分自動(dòng)苛化技術(shù)已經(jīng)在世界上許多制漿企業(yè)成功應(yīng)用。下面的反應(yīng)方程式簡(jiǎn)單地闡述了使用和未使用部分自動(dòng)苛化技術(shù)的差別:

·硫酸鹽制漿企業(yè)的苛化反應(yīng)

·部分自動(dòng)苛化反應(yīng)

從上面反應(yīng)可看出,NaBO2與 CaO有類似的作用[2]。使用這一新技術(shù)能減少外購(gòu)石灰量或石灰窯的負(fù)荷。如果制漿企業(yè)石灰窯已超負(fù)荷運(yùn)行,使用這一技術(shù)能提高產(chǎn)量。與外購(gòu)石灰相比,部分自動(dòng)苛化優(yōu)勢(shì)明顯,能減少能源消耗、CO2排放和白泥排出,部分自動(dòng)苛化能給工廠帶來(lái)非常豐厚的投資回報(bào)(見(jiàn)表2)。

這一創(chuàng)新技術(shù)不僅能幫助工廠提高產(chǎn)量,而且可以減少 CO2排放 (見(jiàn)表3)。這一技術(shù)還能使噸漿成本降低 1～2美元。

表2 部分自動(dòng)苛化的投資回報(bào)

表3 減少 CO2排放的效益

8 結(jié) 語(yǔ)

在制漿特種化學(xué)品的應(yīng)用中,巴克曼團(tuán)隊(duì)與制漿企業(yè)管理層及生產(chǎn)技術(shù)人員保持良好的溝通。通過(guò)系統(tǒng)調(diào)研,優(yōu)化數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn),使其變成工廠的日常或經(jīng)常性工作。與這些技術(shù)支持配套的是基于對(duì)客戶系統(tǒng)的了解,以及為客戶量身定做的特種化學(xué)品方案。通過(guò)運(yùn)行這些方案,使客戶達(dá)到提高產(chǎn)量與品質(zhì)的目的。巴克曼所提供的特種化學(xué)品方案都是具有非常高的性價(jià)比,能滿足不同客戶的需求。另外,在亞洲想要使用同一樹(shù)種和品質(zhì)優(yōu)良的木片幾乎是不可能的,這就需要工廠經(jīng)常調(diào)整操作參數(shù)來(lái)滿足不同原料對(duì)蒸煮,洗滌,氧脫木素以及漂白的要求。這需要對(duì)系統(tǒng)有充分的了解,并使用新的技術(shù)與解決方案來(lái)迎接這樣的挑戰(zhàn)。

[1] Mohta D C.Achieving Higher Production with Optimum Usage of Redox Catalyst and PenetratingAgent[C].ABTCP Conference,Sao Paulo,Brazil,2007.

[2] Bjork,M.,et.al.,PartialBorateAutocausticizing Trial IncreasesCapacity at SwedishMill,TAPPIJournal,2005,4(9):15.

Managing Fiber L ines for I mproved Output and Quality

Dinesh ChandMohta＊ZHANG Jia-xi
(Bakeman Laboratory Chem ical(Shanghai)Co.,Ltd.,Shanghai,201700)

Over the period,most of the fiber lines have deviated significantly from the standard operating procedures provided by the equipment/technology suppliers for a given raw material.Our experience shows that the two fiber lines aremost likely to have differentpulp output and quality even if they operate with more or less similar technology and chip furnish.This could be due to many reasons such as operating practices and the use of specialty chemicals to enhance productivity and quality.Though most of the fiber lines aim to max imize their profit but the vital question is as to how tominimize these variations.Whileworkingwith different fiber lines,our strategy is to interact closelywith the operatingmanagement to opt imize pulping processwhile running applications such as digester additive,pitch control,and DCM extractive,brown stock washing and scale control applications to improve pulp quality and output.W ith a thorough understanding of the wood science and chemistry,and that of the pulping technology used,these efforts are clubbed with the innovative use of the aforesaid applications.Additionallywith continuous focuson introducing new technologies to the fibers lines such as partial auto-causticizing technology,we notonly provide an impetus to mill's ongoing efforts for an improved environmentalmanagement but also help to reduce the production cost.Overall ourBEST PRACTICES are aimed to provide continuous improvement to the fiber lines to achieve their bottom lines on a sustainable basis.

wood/chip quality;pulp production;pitch control;DCM extractive;scale control

TS74

A

0254-508X(2010)06-0068-03

Dinesh Chand Mohta先生,博士,巴克曼實(shí)驗(yàn)室制漿資深專家;主要從事制漿生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)工作。

2010-01-22

(＊E-mail:dcmohta@buckman.com)

(責(zé)任編輯:趙旸宇)