幾種典型現(xiàn)代制漿生產(chǎn)線

幾種典型現(xiàn)代制漿生產(chǎn)線劉秋娟【摘要】本文介紹了幾種典型的現(xiàn)代化針葉木和闊葉木漂白硫酸鹽漿生產(chǎn)線，其中包含改良的連續(xù)蒸煮和置換蒸煮以及不同漂序的ECF漂白.最后，介紹了一條現(xiàn)代化的漂白針葉木亞硫酸鹽漿生產(chǎn)線.【期刊名稱】《天津造紙》【年(卷)，期】2017(039)003【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P36-40)【關(guān)鍵詞】漂白硫酸鹽漿;生產(chǎn)線;針葉木;闊葉木;現(xiàn)代化【作者】劉秋娟【作者單位】天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津科技大學(xué)造紙學(xué)院，天津300457【正文語(yǔ)種】中文近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的壓力，制漿生產(chǎn)線的能力不斷提高，技術(shù)不端完善。新建漿廠的投資成本較高，在某些情況下，達(dá)到紙漿總單位成本的40%~50%。因此，經(jīng)濟(jì)規(guī)模要利用到其最大，尤其是成本最大的工段，例如回收爐和蒸煮器，最好達(dá)到其最大經(jīng)濟(jì)規(guī)模。通過(guò)現(xiàn)代工廠設(shè)計(jì)可以使可變成本保持下降；通過(guò)整合全廠的環(huán)保措施，可以降低了環(huán)保成本和對(duì)環(huán)境的影響。本文介紹幾種典型的現(xiàn)代化的制漿生產(chǎn)線。1針葉木硫酸鹽漿生產(chǎn)線圖1為美卓造紙機(jī)械公司的從蒸煮到最終漂白的針葉木硫酸鹽漿現(xiàn)代化制漿生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)理念。它的蒸煮為第二代緊湊蒸煮，包括雙塔型連續(xù)蒸煮器，其中，帶有喂料系統(tǒng)的第一塔用于木片常壓汽蒸和隨后的藥液浸漬。蒸煮是依據(jù)改良的硫酸鹽法蒸煮的原則，其中浸漬是用來(lái)自于蒸煮階段的黑液和白液配制而成的適宜的混合液，用抽出的多余的廢液再加上白液，并以相對(duì)較高的堿濃度蒸煮。在粗篩和精選之后，進(jìn)行粗漿壓榨洗滌，紙漿在兩段氧脫木素反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)一步脫木素。兩段氧脫木素允許卡伯值有較大幅度的下降。用壓榨脫水機(jī)進(jìn)行氧脫木素后漿料的洗滌，其后的高濃漿塔起到緩沖作用，并可使得木素從紙漿纖維內(nèi)浸泡出來(lái)，最后是第二段洗滌壓榨。漂白工序包括D(OP)DP四段。蒸煮之后的粗漿和氧脫木素后的漿料的洗滌采用洗滌壓榨機(jī)(washpresses)，而漂白車間漿料的洗滌是在脫水壓榨機(jī)(dewateringpresses)上完成。圖1現(xiàn)代化的全漂針葉木漿生產(chǎn)線流程注：FT為濾液槽；BT為噴放罐；MC為緩沖罐；其中紙漿濃度為10%~15%，即中濃。圖2是由GL&V設(shè)計(jì)的制漿生產(chǎn)線。其是間歇蒸煮，依據(jù)改良的硫酸鹽蒸煮過(guò)程，例如，用熱黑液預(yù)處理，然后加入白液進(jìn)行蒸煮。蒸煮后的紙漿經(jīng)過(guò)冷卻后用泵從蒸煮器內(nèi)抽出，以保護(hù)紙漿的強(qiáng)度。間歇蒸煮器之后是篩選、在洗滌壓榨機(jī)上進(jìn)行本色漿的洗滌。下一階段是兩段氧脫木素階段，接下來(lái)是洗滌壓榨、高濃貯漿塔使木素浸出和第二洗滌壓榨機(jī)。紙漿按照(OO)D(OP)DP程序漂白，采用升降流式漂白塔和壓榨式段間洗滌。理論上，為了平衡漿產(chǎn)量的變化，降流漂白塔內(nèi)的漿料液位可能是變化的，但在實(shí)際中，這通常沒(méi)有什么價(jià)值，除非停留時(shí)間長(zhǎng)。由于大部分漂白段都沒(méi)有太多過(guò)剩的化學(xué)品，無(wú)論是升流還是降流反應(yīng)塔，突然停產(chǎn)時(shí)漂白條件不會(huì)顯著變化。兩條制漿生產(chǎn)線具有相同的漂白流程，這種流程是相當(dāng)有效的，特別是當(dāng)氧脫木素后的卡伯值比較低的時(shí)候，而多數(shù)情況下，能夠在漂白初始階段就漂白了圖2現(xiàn)代化間歇蒸煮全漂針葉木硫酸鹽漿生產(chǎn)線流程注：MSP為中壓蒸汽。為了確保在最后的過(guò)氧化氫漂白段金屬離子的濃度能滿足要求，適當(dāng)?shù)慕饘倏刂剖潜仨毜?。為提高目?biāo)白度，漂段之間漂白化學(xué)品的分配顯得更為關(guān)鍵，應(yīng)按照漂白的原則進(jìn)行監(jiān)控。一個(gè)需要注意的重要問(wèn)題是紙漿生產(chǎn)線上緩沖漿塔的使用。如圖1和圖2所示，蒸煮后設(shè)有容積相當(dāng)大的緩沖漿塔，亦即噴放塔。通常間歇蒸煮系統(tǒng)的噴放漿塔較大，以適應(yīng)蒸煮器的間斷操作。氧脫木素之后和漂白車間之后也有緩沖漿塔。即使制漿生產(chǎn)線上一部分設(shè)備暫時(shí)停止運(yùn)行，緩沖漿塔能夠使其他工序照常運(yùn)行。制漿生產(chǎn)線上會(huì)頻繁出現(xiàn)短時(shí)停工，假如沒(méi)有這樣的緩沖漿池，即使在正常條件下也難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作的穩(wěn)定運(yùn)行。特別要注意的是必須要有與緩沖漿塔相對(duì)應(yīng)的蒸煮液和漂白液的緩沖槽（即貯液罐）。2闊葉木硫酸鹽漿生產(chǎn)線圖3顯示的是巴西Veracel的桉木ECF硫酸鹽漿生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力為3000t/d。該生產(chǎn)線使用改良的連續(xù)硫酸鹽法制漿工藝一氐固形物蒸煮。以適宜的堿濃進(jìn)行蒸煮，成漿的卡伯值為18；然后是蒸煮器內(nèi)部漿料洗滌，兩臺(tái)并聯(lián)的壓力擴(kuò)散洗滌器；最后是兩臺(tái)并聯(lián)的DD洗漿機(jī)。接著，紙漿進(jìn)行兩段氧脫木素，卡伯值下降到10-11，之后是篩選和兩臺(tái)并聯(lián)DD洗漿機(jī)洗漿。然后紙漿用（AD）（EOP）DP四段漂白程序漂至所要求的白度，漂白段間用DD洗漿機(jī)洗漿。這種漂白流程可滿足高紙漿質(zhì)量和低化學(xué)品消耗的要求。與圖1和圖2中所示的針葉木制漿生產(chǎn)線相比較，其差別在于初始的A段（酸處理段），它是在紙漿多段漂白之前用于除去漿中己烯糖醛酸的高溫酸處理段。若不除去己烯糖醛酸，在后續(xù)的漂白段則會(huì)消耗較多的漂白化學(xué)品；嚴(yán)重時(shí)將難以漂到高白度，并且還會(huì)使終漂的紙漿存在著相當(dāng)大的返黃風(fēng)險(xiǎn)。在工廠試驗(yàn)中，采用上述漂白流程，C1O2的消耗量為23kg/adt（以有效氯計(jì)），NaOH為14kg/adt,過(guò)氧化氫為5kg/adt。漂白后漿的最終白度達(dá)到了92%ISO，白度返黃（brightnessreversion）試驗(yàn)結(jié)果是白度下降值低于1.6%ISO。圖3Veracel桉木ECF硫酸鹽漿生產(chǎn)線流程圖4闊葉木ECF硫酸鹽漿生產(chǎn)線流程（雙塔蒸煮器，改良的連續(xù)蒸煮，單段氧脫木素，漂白第一段高溫D0，（EOP）D終漂）圖4為美卓造紙機(jī)械公司的三段ECF漂白的闊葉木硫酸鹽漿生產(chǎn)流程。其蒸煮采用的是一套雙塔連續(xù)蒸煮器系統(tǒng)。篩選工段為一臺(tái)脫水壓榨機(jī)和一臺(tái)洗滌壓榨機(jī)。氧脫木素為單段，對(duì)于闊葉木漿廠沒(méi)有必要采用兩段氧脫木素，因?yàn)榭ú档慕档头葘儆谥械龋s7~9個(gè)卡伯值單位，而在針葉木漿廠約15~20個(gè)單位）。氧脫木素之后是兩段洗滌壓榨和高溫D0段，此段二氧化氯消耗相當(dāng)迅速，然而在這個(gè)二氧化氯耗盡的高溫酸處理階段設(shè)定了更長(zhǎng)的時(shí)間用于去除己烯糖醛酸。接著是（EOP）段，最后為D段。漂白流程不如圖1和圖2中用于針葉木漿的漂白段那么強(qiáng)有效，但對(duì)闊葉木漿（如桉木紙漿）已經(jīng)足夠了，只要能除去己烯糖醛酸就可以了。在漂白車間是用脫水壓榨機(jī)洗滌漿料的。圖5為GL&V的現(xiàn)代化闊葉木硫酸鹽漿三段ECF的流程。它包括3臺(tái)間歇蒸煮器、1臺(tái)大的噴放鍋，以適應(yīng)不連續(xù)的蒸煮操作，隨后是兩臺(tái)串聯(lián)的洗滌壓榨機(jī)和兩段氧脫木素反應(yīng)系統(tǒng)，其中第一段的停留時(shí)間較短。然后是一臺(tái)洗滌壓榨機(jī)和高濃漿塔（在塔內(nèi)使木素浸出，從而進(jìn)一步降低卡伯值）和第二洗滌壓榨。第一漂白段是高溫DO段，這里用D*表示接著（EOP）段和D終漂段。漂白車間的紙漿洗滌設(shè)備采用洗滌壓榨機(jī)。這里敘述的所有漂白車間都能以非常低的污水量運(yùn)行，但必須小心以避免草酸鈣沉積。出現(xiàn)這種沉積較嚴(yán)重的位置是由酸性變?yōu)閴A性或堿性變?yōu)樗嵝缘膒H變化位置。圖5闊葉木ECF硫酸鹽漿生產(chǎn)線流程（高溫DO,后面是（E0P）D終漂）注：MPS為中壓蒸汽。3亞硫酸鹽漿生產(chǎn)線亞硫酸鹽法制漿工藝于1874年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，直至20世紀(jì)50年代，在此期間其一直是占主導(dǎo)地位的制漿工藝。如今，硫酸鹽法制漿是最重要的制漿方法，原因有幾方面，其中最重要的是硫酸鹽漿的強(qiáng)度比亞硫酸鹽漿的高，并且硫酸鹽法制漿對(duì)木材原料質(zhì)量的要求比較低。因此，已不再新建亞硫酸鹽制漿廠。不過(guò)，目前世界上還是有很多亞硫酸鹽制漿廠在運(yùn)行，其中一部分已經(jīng)被改造成了現(xiàn)代化的工廠，而其他工廠面則臨著一些問(wèn)題和不確定的未來(lái)，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)規(guī)模太小，使得生產(chǎn)盈利和所需的投資很難判斷。亞硫酸鹽制漿廠生產(chǎn)溶解漿可能是其得以生存的最好契機(jī)；近期的趨勢(shì)是向著生物質(zhì)精煉廠、能源生產(chǎn)、化工品、紙漿和纖維素產(chǎn)品發(fā)展，這也增加了研究人員對(duì)亞硫酸鹽法制漿的興趣。然而，也有一些現(xiàn)代化的紙漿廠成功地生產(chǎn)造紙用亞硫酸鹽漿。其中一個(gè)例子是瑞典南部斯道拉恩索的Nymolla，其以亞硫酸鎂制漿并造紙。該紙漿廠的部分流程見(jiàn)圖6。該廠的年產(chǎn)量為325000t亞硫酸鎂針葉木和闊葉木全漂白漿，有二條生產(chǎn)線，其中針葉木漿生產(chǎn)線是最現(xiàn)代化的生產(chǎn)線。圖6漂白流程為O（Paa,P）的現(xiàn)代化亞硫酸鎂云杉漿廠如圖6所示，針葉木漿生產(chǎn)線有四臺(tái)390m3的間歇式蒸煮鍋，漿被蒸煮到卡伯值為21~22。篩選之后，紙漿用3臺(tái)洗滌壓榨機(jī)洗滌，接著氧脫木素至卡伯值為11~12。氧脫木素后的洗滌用4臺(tái)真空過(guò)濾機(jī)。漂白用（Paa,P），在Paa段使用過(guò)乙酸和過(guò)氧化氫的平衡溶液，其中的過(guò)氧化氫開(kāi)始不起作用，直到漿料被調(diào)整到高pH后，過(guò)氧化氫才起作用，該段的后一部分如同P段（過(guò)氧化氫漂白段）。因此，通過(guò)使用在PaaP段調(diào)節(jié)pH，兩種類型的漂白段可以在沒(méi)有中間洗滌的情況下完成。由于亞硫酸鹽漿在蒸煮之后就具有較高的白度，因此采用上述漂序就能達(dá)到全漂漿的高白度。這家工廠在蒸煮中使用鎂離子作為陽(yáng)離子（鹽基），因?yàn)槠湓谡糁蠛笃诓环€(wěn)定，所以必須在卡伯值比鈉鹽基酸性亞硫酸鹽蒸煮稍高一些的情況下結(jié)束蒸煮。由于卡伯值較高，因此蒸煮后紙漿得率較好，但可漂性較差。這意味著，鎂鹽基亞硫酸氫漿廠對(duì)漂白的要求大于相應(yīng)的酸性亞硫酸鹽漿廠。然而，鎂鹽基亞硫酸氫漿廠的主要優(yōu)點(diǎn)是