速生桉木 P-RC AP MP工業化生產

傅其軍 陸 琪 吳明剛 龐玉輝 陳五星 楊偉初 張 弦

(南寧金浪漿業有限公司,廣西南寧,530200)

速生桉木 P-RC AP MP工業化生產

傅其軍 陸 琪 吳明剛 龐玉輝 陳五星 楊偉初 張 弦

(南寧金浪漿業有限公司,廣西南寧,530200)

介紹了以速生桉木為原料、工業化生產 P-RC APMP生產線的工藝和設備特點。該生產線采用一段預浸、兩段磨漿和兩段漂白,生產出了多種白度 (主要產 78%～84%白度的漿,其中高白漿可穩定達到 83%～84%)、游離度 (CSF 300～500 mL)、高松厚度 (3.5～4.5 cm3/g)的桉木化機漿,主要用于配抄輕型紙、白卡紙、書寫紙、靜電復印紙、膠版印刷紙和擦手紙等。一段漂的化學品用量:H2O25%～6%,NaOH 2.0%～2.6%,Na2SiO33.0%～4.0%,DTPA 0.7%～1.0%;二段漂的化學品用量:H2O24.5%～5.5%,NaOH 2%～2.5%,Na2SiO33.0%～3.5%,DTPA 0.6%～0.8%。這是在我國首次實現的速生桉木 P-RC APMP工業化生產。

制漿;堿性過氧化氫;速生桉;P-RC APMP;高松厚度

廣西是全國的林業大省 (區)之一,森林覆蓋率 52.71%,排全國第四位;速豐林、經濟林面積均排全國第一。2001年以來,廣西發展速豐林 99.4萬hm2,占全國的 16.9%,居全國第一[1]。2009年,南寧市完成植樹造林面積 1.2萬 hm2,其中以速生桉為主的速生豐產林 1.1萬 hm2。

根據這一優勢,南寧糖業股份有限公司引進具有國際先進水平的 ANDR ITZ P-RC APMP生產線,全部以尾葉桉等速生桉木 (樹齡 4～5年,絕干密度 0.45～0.58 g/cm3)為原料,采用一段預浸、兩段磨漿和兩段漂白的 P-RC APMP工藝,生產出了多種白度(主要產 78%～82%白度的漿,其中高白漿可穩定達到 83%～84%)、加拿大標準游離度 (CSF)300～500 mL,高松厚度 (3.5～4.5 cm3/g)的桉木化機漿,可替代進口針葉木化機漿配抄輕型紙、白卡紙、書寫紙、靜電復印紙、膠版印刷紙和擦手紙等 (化機漿配比 10%～40%)。該項目是南寧糖業造紙結構調整的重要環節,在國內首次實現了純速生桉木P-RC APMP的工業化生產。本文簡要介紹速生桉木P-RC APMP工業化生產的生產實踐和特點。

1 速生桉木 P-RC APM P工業化生產的實踐和特點

1.1 生產工藝流程

采用外購商品速生桉木片進行化機漿的生產。生產工藝流程如圖1所示,商品桉木片從原料堆場經皮帶輸送至盤篩進行初篩,篩選出過大木片,再送至木片篩進行第二次篩選,篩選出的合格木片送入木片倉儲存。

然后,木片通過皮帶輸送入木片預蒸倉內,停留35～45 min,通入蒸汽進行預熱處理,以軟化木片,同時達到較好的洗滌效果。隨后,木片從倉底落入木片洗滌機中,去除重物雜質,洗干凈的木片連同部分洗滌水流入木片泵,泵送到脫水螺旋中。脫水后的木片落入螺旋擠壓撕裂機 (MSD)中,通過軸向壓縮和徑向剪切來軟化撕裂木片,并在MSD末端的膨脹區加入化學品 (H2O2、DTPA、NaOH和 Na2SiO3),使木片充分吸收藥液。接下來,木片經預浸器送至反應倉內進行漂白。同時向反應倉內通入蒸汽,以保持穩定的反應溫度。

木片在反應倉內停留約 30 min,先送到計量螺旋,再進入側喂料器,接著進入帶式喂料器,送入1#盤磨機,進行一段高濃磨漿。盤磨機產生的蒸汽有一小部分送到熱回收系統;大部分進入磨室用于噴放,將漿料送至 1#旋風分離器。在進入旋風分離器前的噴放管上,第二次加入化學品 (H2O2、DTPA、NaOH和 Na2S iO3)。

漿料經冷卻螺旋進入高濃漂白塔,停留約 30～40 min,使化學藥品與漿料充分均勻地反應。在漂白塔底部的卸料系統,稀釋漿料濃度到 8%左右,經1#中濃泵送至 1#螺旋壓榨機,除去漿料中的水分和殘余的化學品,脫水后的漿料經 2#側喂料器、2#帶式喂料器,喂入 2#盤磨機,進行二段高濃磨漿,然后漿料經噴放管被送至 2#旋風分離器,經 2#料塞螺旋卸料器分離后,落入消潛池。

經 1#螺旋壓榨機排出來的濁濾液,通過圓網濃縮機回收其中可用的纖維,也一起落入消潛池。

在消潛池中,在 (65±5)℃下對低濃漿料進行攪拌,使纖維恢復自然形態,消除纖維內部應力。消潛后的漿料由消潛池出漿泵送到一段壓力篩,良漿通過篩縫后進入多圓盤洗漿機,漿渣經濁濾液稀釋后送到二段壓力篩 (見圖2)。二段篩的良漿與一段篩的良漿匯合后送往多圓盤洗漿機,渣漿送到未磨漿渣槽。

從壓力篩過來的渣漿匯集在未磨漿渣槽中,泵送至漿渣磨進行低濃磨漿,然后送至磨后漿渣槽中,經渣壓力篩篩出的良漿進入多圓盤洗漿機,渣漿再回到未磨漿渣槽中再磨。

篩選出的良漿進入多圓盤洗漿機后,經濃縮脫水,再通過 2#中濃泵送至 2#螺旋壓榨機,壓榨脫水后裝車運給造紙廠使用。

1.2 木片質量要求

長度 10～40 mm,厚度 2～8 mm,存放時間不宜超過 2個月;樹皮含量 <2%,腐朽木片含量 <1.5%,礦物質混雜物含量 <0.5%;不能有用木芯打成的木片。木材原料要求:要使用尾徑 >6 cm的原木,不能使用樹根、樹枝、木芯、板皮和邊角料來切片;要剝皮干凈,去掉雜質,拔除鐵釘;不能使用火燒木、腐朽木、蟲災木來切片;木材從砍伐下來到切片的時間不超過 4個月。

1.3 消耗

水:16～20 m3/t絕干漿;電:1450～1650 k Wh/t絕干漿;蒸汽:0.4～0.7 t/t絕干漿;絕干木片消耗:1.20～1.23 t/t絕干漿。

一段漂的化學品用量:H2O25%～6%,DTPA 0.7%～1.0%,NaOH 2.0%～2.6%,Na2SiO33.0%～4.0%。

二段漂的化學品用量:H2O24.5%～5.5%,DTPA 0.6%～0.8%,NaOH 2.0%～2.5%,Na2S iO33.0%～3.5%。

1.4 生產規模

本項目 P-RC APMP生產線日產桉木化學機械漿180 t(絕干 )。

1.5 主要設備

P-RC APMP生產線主要設備見表1。

表1 主要設備

1.6 主要工藝指標

(1)木片倉 木片停留時間 35～45 min;預熱溫度 80～90℃。

(2)洗滌水槽 水溫 85～90℃。

(3)木片洗滌機 樹節多時加強排底。

(4)MSD 進口濃度 32%～38%;出口濃度45%～50%。

(5)預浸器 液位 5%～15%。

(6)反應倉 反應溫度 85～90℃;木片停留時間 25～30 min。

(7)一段高濃磨 磨漿濃度 30%～35%;出口漿料游離度 700～750 mL;磨漿能耗 500～600 kWh/t;出口漿料白度 46%～52%。

(8)二段高濃磨 磨漿濃度 25%～28%;出口漿料游離度:550～650 mL;磨漿能耗 400～500 kWh/t;出口漿料白度 75%～77%。

(9)高濃漂白塔 漂白溫度 80～95℃;漂白時間 30～40 min;濃度 28%～32%。

(10)1#螺旋壓榨機 入口濃度 8%～10%;出口濃度 23%～28%。

(11)消潛池 停留時間 20～35 min;溫度 (65±5)℃。

(12)一段、二段壓力篩 進漿濃度 (1.5±0.2)%;良漿濃度 (1.2±0.2)%;渣漿濃度:(2.0±0.2)%;渣漿比率 30%～42%。

(13)漿渣磨 入口濃度 3.5%～4.5%;磨漿功率 300～500 kW。

(14)多圓盤洗漿機 進漿濃度 0.6%～1.0%;出漿濃度 9%～12%。

(15)2#螺旋壓榨機 入口濃度 8%～10%;出口濃度 25%～30%。

1.7 桉木化機漿質量指標

白度 55%～84% (主要生產白度 78%～82%的漿,其中高白度漿可達到 83%～84%);游離度 300～500 mL;松厚度 3.5～4.5 cm3/g;抗張指數 25～30 N·m/g;撕裂指數 0.2～0.25 mN·m2/g;裂斷長1.5～2.2 km;塵埃 <80 mm2/500 g;纖維束含量<0.05%。

1.8 運行情況

2008 年 3月,該項目成功投入試運行,經過一段時間的摸索,已實現穩定連續運行,生產出的化機漿滿足了造紙廠抄造輕型紙、書寫紙、靜電復印紙、膠版印刷紙和白卡紙等的要求,具有較好的經濟效益和社會效益。

1.9 工藝流程技術特點

該桉木 P-RC APMP生產線具有以下技術特點:(1)盤磨機產生的蒸汽采用熱回收系統回收利用,以降低汽耗。

一段、二段盤磨機產生的蒸汽有一小部分通過帶式喂料器送到熱回收系統;1#、2#刮板式旋風分離器將漿與蒸汽分離,蒸汽由旋風分離器的頂部排出,也送到熱回收系統。

熱回收系統包括壓力式洗滌器和常壓噴淋器,用來加熱冷水并可以向木片預熱、洗滌、反應倉供給干凈的工藝蒸汽,保證穩定的溫度以利于木片洗滌或化學反應。

冷水經熱回收系統加熱后流入熱水槽備用,熱白水槽的水流至消潛池和濁濾液槽,作為生產各環節補充用水。

(2)充分回用生產過程中的白水、清濾液、濁濾液,降低水耗。

①斜脫水螺旋濾出的水經過斜篩凈化,過濾后的洗滌水流入洗滌水槽,回用到木片洗滌機。②1#螺旋壓榨機排出的濁濾液經圓網濃縮機回收纖維后,排出的壓榨清濾液儲存在壓榨清濾液槽中,作為木片洗滌水的主要補充。③2#螺旋壓榨機排出的濾液流入濁濾液槽中儲存,供壓力篩、多圓盤洗漿機、盤磨機、高濃漂白塔等使用。

(3)采用兩段高濃磨 (主線)和一段低濃磨(輔線)來進行磨漿,效率較高、電耗較低。

在生產主線上,一段、二段磨漿采用高濃磨漿,磨漿濃度在 30%～35%和 25%～28%之間;在輔線上,采用一段低濃磨來處理渣漿,磨漿濃度在3.5%～4.5%,這樣,效率較高、電耗較低。

(4)高效添加化學品。

①第一次加藥,化學藥品在MSD末端的膨脹區加入,被擠壓撕裂后的木片體積突然變大,有利于藥品的吸收。在預浸器內,木片與藥液混合,有充足的時間吸收藥液,然后在反應倉內進行充分反應。②第二次加藥,化學藥品在高濃磨噴放管上加入,高湍動性漿料有利于添加化學品,而化學藥品的加入有助于旋風分離器內漿汽的分離。在高濃漂白塔內適宜的溫度 (80～95℃)、高濃 (28%～32%)情況下,經過一定的漂白時間 (30～40 min),即可將漿料的質量提高到最佳狀態。

1.10 環保措施

污水處理站采用 IC厭氧 +氣浮 +好氧 (射流 +SBR)+氣浮處理,保證污水達標排放。

2 討 論

(1)在備料方面,由于企業地處我國的南部,雨水豐沛,日照時間長,所以,對木片的儲存要求也較高:①要求盡可能縮短木片存放時間,減少日曬雨淋,以保證木片的新鮮度;②進廠木片不能有腐朽木、木芯、雜木等,樹皮含量 <2%。這樣,才能減少化機漿生產的化學品消耗和電耗,保持較高的得率,降低漿的塵埃和纖維束含量。

(2)在本項目中,采用的是一段預浸、兩段磨漿和兩段漂白的 P-RC AP MP工藝。由于桉木較硬,密度比楊木高,從生產運行實踐來看,還是采用兩段預浸、兩段磨漿和兩段漂白的 P-RC APMP工藝較好,這樣有利于降低磨漿電耗和獲得較好的磨漿效果。

(3)在此之前,國內的化機漿生產線大多以楊木為原料,還沒有桉木 P-RC APMP生產線投入運行。而桉木較硬,絕干堆積容重達到了 150～160 kg/m3,密度比楊木高,該生產線投入運行后,對桉木原料一時不能適應,特別是MSD。經對MSD進行了相關技術改造,調整了壓縮室的壓縮比,才使生產逐步正常。

(4)在MSD維護方面,要及時對磨損的螺旋軸耐磨涂層、螺旋葉、打散件進行修復、更換,這樣,才能保持較低的電耗和較好的磨漿效果。

(5)由于廣西的土壤多為酸性土壤,含 Fe2+、Fe3+等離子較多,本項目全部以廣西產的速生桉木為原料,而速生桉木中含 Fe2+、Fe3+等離子也較多。因此,桉木化機漿生產中的 Na2S iO3、DTPA用量比楊木化機漿生產中的用量高,在生產中要注意調整各段的化學品加入量,以免對生產消耗和成漿質量指標產生較大影響。

3 小 結

(1)以尾葉桉等速生桉木為原料,針對速生桉木密度高、顏色深的特點,采用一段預浸、兩段磨漿和兩段漂白的 P-RC APMP工藝,生產出了多種白度(主要產 78%～82%白度的漿,其中高白度漿可穩定達到 83%～84%)、游離度 (CSF)300～500 mL、高松厚度 (3.5～4.5 cm3/g)的桉木化學機械漿,替代進口針葉木化機漿配抄輕型紙、白卡紙、書寫紙、靜電復印紙、膠版印刷紙和擦手紙等 (化機漿配比10%～24%)。這是在我國首次實現的速生桉木 P-RC APMP工業化生產。

(2)一段漂的化學品用量:H2O25%～6%,DTPA 0.7%～1.0%,NaOH 2.0%～2.6%,Na2S iO33.0%～4.0%,二段漂的化學品用量:H2O24.5%～5.5%,DTPA 0.6%～0.8%,NaOH 2%～2.5%,Na2S iO33.0%～3.5%。

I ndustrial Production of Eucalyptus P-RC APM P

FU Qi-jun＊LU Qi WU Ming-gang PANG Yu-hui CHEN Wu-xing YANGWei-chu ZHANG Xian
(Nanning Jinlang Pulp Co.,Ltd.,Nanning,Guangxi Zhuang Autonom ous Region,530200)

This papermainly introduced the process and equipment of the first industrial P-RC APMP production line in the China with raw material of 100%Eucalyptus.The process includesone stage impregnation,two stages refining and two stages bleaching.It can producemechanical eucalyptus pulpswith brightness 78%～84%ISO,Canada standard freeness 300～500 mL,and high bulk 3.5～4.5 cm3/g.The pulp can be used to produce bulky paper,card board,writing paper,electrostatic copy paper,offsetpaper,toiletpaper and so on.The dosages of chemicals in first bleaching stage were H2O25%～6%,NaOH 2.0%～2.6%,Na2SiO33.0%～4.0%,DTPA 0.7%～1.0%;The amounts of chemicals of second bleaching stage were H2O24.5%～5.5%,NaOH 2.0%～2.5%,Na2S iO33.0%～3.5%,DTPA 0.6%～0.8%.

pulping;alkaline H2O2;eucalyptus;P-RC APMP;high bulk

TS743

B

0254-508X(2010)12-0042-04

傅其軍先生,高級工程師;主要從事制漿造紙生產、環保的生產管理和新技術研發工作。

(＊E-mail:furuwen2008@163.com)

2010-07-31(修改稿)

(責任編輯:常 青)