傅其军 陆 琪 吴明刚 庞玉辉 陈五星 杨伟初 张 弦

(南宁金浪浆业有限公司,广西南宁,530200)

速生桉木 P-RC AP MP工业化生产

傅其军 陆 琪 吴明刚 庞玉辉 陈五星 杨伟初 张 弦

(南宁金浪浆业有限公司,广西南宁,530200)

介绍了以速生桉木为原料、工业化生产 P-RC APMP生产线的工艺和设备特点。该生产线采用一段预浸、两段磨浆和两段漂白,生产出了多种白度 (主要产 78%～84%白度的浆,其中高白浆可稳定达到 83%～84%)、游离度 (CSF 300～500 mL)、高松厚度 (3.5～4.5 cm3/g)的桉木化机浆,主要用于配抄轻型纸、白卡纸、书写纸、静电复印纸、胶版印刷纸和擦手纸等。一段漂的化学品用量:H2O25%～6%,NaOH 2.0%～2.6%,Na2SiO33.0%～4.0%,DTPA 0.7%～1.0%;二段漂的化学品用量:H2O24.5%～5.5%,NaOH 2%～2.5%,Na2SiO33.0%～3.5%,DTPA 0.6%～0.8%。这是在我国首次实现的速生桉木 P-RC APMP工业化生产。

制浆;碱性过氧化氢;速生桉;P-RC APMP;高松厚度

广西是全国的林业大省 (区)之一,森林覆盖率 52.71%,排全国第四位;速丰林、经济林面积均排全国第一。2001年以来,广西发展速丰林 99.4万hm2,占全国的 16.9%,居全国第一[1]。2009年,南宁市完成植树造林面积 1.2万 hm2,其中以速生桉为主的速生丰产林 1.1万 hm2。

根据这一优势,南宁糖业股份有限公司引进具有国际先进水平的 ANDR ITZ P-RC APMP生产线,全部以尾叶桉等速生桉木 (树龄 4～5年,绝干密度 0.45～0.58 g/cm3)为原料,采用一段预浸、两段磨浆和两段漂白的 P-RC APMP工艺,生产出了多种白度(主要产 78%～82%白度的浆,其中高白浆可稳定达到 83%～84%)、加拿大标准游离度 (CSF)300～500 mL,高松厚度 (3.5～4.5 cm3/g)的桉木化机浆,可替代进口针叶木化机浆配抄轻型纸、白卡纸、书写纸、静电复印纸、胶版印刷纸和擦手纸等 (化机浆配比 10%～40%)。该项目是南宁糖业造纸结构调整的重要环节,在国内首次实现了纯速生桉木P-RC APMP的工业化生产。本文简要介绍速生桉木P-RC APMP工业化生产的生产实践和特点。

1 速生桉木 P-RC APM P工业化生产的实践和特点

1.1 生产工艺流程

采用外购商品速生桉木片进行化机浆的生产。生产工艺流程如图1所示,商品桉木片从原料堆场经皮带输送至盘筛进行初筛,筛选出过大木片,再送至木片筛进行第二次筛选,筛选出的合格木片送入木片仓储存。

然后,木片通过皮带输送入木片预蒸仓内,停留35～45 min,通入蒸汽进行预热处理,以软化木片,同时达到较好的洗涤效果。随后,木片从仓底落入木片洗涤机中,去除重物杂质,洗干净的木片连同部分洗涤水流入木片泵,泵送到脱水螺旋中。脱水后的木片落入螺旋挤压撕裂机 (MSD)中,通过轴向压缩和径向剪切来软化撕裂木片,并在MSD末端的膨胀区加入化学品 (H2O2、DTPA、NaOH和 Na2SiO3),使木片充分吸收药液。接下来,木片经预浸器送至反应仓内进行漂白。同时向反应仓内通入蒸汽,以保持稳定的反应温度。

木片在反应仓内停留约 30 min,先送到计量螺旋,再进入侧喂料器,接着进入带式喂料器,送入1#盘磨机,进行一段高浓磨浆。盘磨机产生的蒸汽有一小部分送到热回收系统;大部分进入磨室用于喷放,将浆料送至 1#旋风分离器。在进入旋风分离器前的喷放管上,第二次加入化学品 (H2O2、DTPA、NaOH和 Na2S iO3)。

浆料经冷却螺旋进入高浓漂白塔,停留约 30～40 min,使化学药品与浆料充分均匀地反应。在漂白塔底部的卸料系统,稀释浆料浓度到 8%左右,经1#中浓泵送至 1#螺旋压榨机,除去浆料中的水分和残余的化学品,脱水后的浆料经 2#侧喂料器、2#带式喂料器,喂入 2#盘磨机,进行二段高浓磨浆,然后浆料经喷放管被送至 2#旋风分离器,经 2#料塞螺旋卸料器分离后,落入消潜池。

经 1#螺旋压榨机排出来的浊滤液,通过圆网浓缩机回收其中可用的纤维,也一起落入消潜池。

在消潜池中,在 (65±5)℃下对低浓浆料进行搅拌,使纤维恢复自然形态,消除纤维内部应力。消潜后的浆料由消潜池出浆泵送到一段压力筛,良浆通过筛缝后进入多圆盘洗浆机,浆渣经浊滤液稀释后送到二段压力筛 (见图2)。二段筛的良浆与一段筛的良浆汇合后送往多圆盘洗浆机,渣浆送到未磨浆渣槽。

从压力筛过来的渣浆汇集在未磨浆渣槽中,泵送至浆渣磨进行低浓磨浆,然后送至磨后浆渣槽中,经渣压力筛筛出的良浆进入多圆盘洗浆机,渣浆再回到未磨浆渣槽中再磨。

筛选出的良浆进入多圆盘洗浆机后,经浓缩脱水,再通过 2#中浓泵送至 2#螺旋压榨机,压榨脱水后装车运给造纸厂使用。

1.2 木片质量要求

长度 10～40 mm,厚度 2～8 mm,存放时间不宜超过 2个月;树皮含量 <2%,腐朽木片含量 <1.5%,矿物质混杂物含量 <0.5%;不能有用木芯打成的木片。木材原料要求:要使用尾径 >6 cm的原木,不能使用树根、树枝、木芯、板皮和边角料来切片;要剥皮干净,去掉杂质,拔除铁钉;不能使用火烧木、腐朽木、虫灾木来切片;木材从砍伐下来到切片的时间不超过 4个月。

1.3 消耗

水:16～20 m3/t绝干浆;电:1450～1650 k Wh/t绝干浆;蒸汽:0.4～0.7 t/t绝干浆;绝干木片消耗:1.20～1.23 t/t绝干浆。

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

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

1.4 生产规模

本项目 P-RC APMP生产线日产桉木化学机械浆180 t(绝干 )。

1.5 主要设备

P-RC APMP生产线主要设备见表1。

表1 主要设备

1.6 主要工艺指标

(1)木片仓 木片停留时间 35～45 min;预热温度 80～90℃。

(2)洗涤水槽 水温 85～90℃。

(3)木片洗涤机 树节多时加强排底。

(4)MSD 进口浓度 32%～38%;出口浓度45%～50%。

(5)预浸器 液位 5%～15%。

(6)反应仓 反应温度 85～90℃;木片停留时间 25～30 min。

(7)一段高浓磨 磨浆浓度 30%～35%;出口浆料游离度 700～750 mL;磨浆能耗 500～600 kWh/t;出口浆料白度 46%～52%。

(8)二段高浓磨 磨浆浓度 25%～28%;出口浆料游离度:550～650 mL;磨浆能耗 400～500 kWh/t;出口浆料白度 75%～77%。

(9)高浓漂白塔 漂白温度 80～95℃;漂白时间 30～40 min;浓度 28%～32%。

(10)1#螺旋压榨机 入口浓度 8%～10%;出口浓度 23%～28%。

(11)消潜池 停留时间 20～35 min;温度 (65±5)℃。

(12)一段、二段压力筛 进浆浓度 (1.5±0.2)%;良浆浓度 (1.2±0.2)%;渣浆浓度:(2.0±0.2)%;渣浆比率 30%～42%。

(13)浆渣磨 入口浓度 3.5%～4.5%;磨浆功率 300～500 kW。

(14)多圆盘洗浆机 进浆浓度 0.6%～1.0%;出浆浓度 9%～12%。

(15)2#螺旋压榨机 入口浓度 8%～10%;出口浓度 25%～30%。

1.7 桉木化机浆质量指标

白度 55%～84% (主要生产白度 78%～82%的浆,其中高白度浆可达到 83%～84%);游离度 300～500 mL;松厚度 3.5～4.5 cm3/g;抗张指数 25～30 N·m/g;撕裂指数 0.2～0.25 mN·m2/g;裂断长1.5～2.2 km;尘埃 <80 mm2/500 g;纤维束含量<0.05%。

1.8 运行情况

2008 年 3月,该项目成功投入试运行,经过一段时间的摸索,已实现稳定连续运行,生产出的化机浆满足了造纸厂抄造轻型纸、书写纸、静电复印纸、胶版印刷纸和白卡纸等的要求,具有较好的经济效益和社会效益。

1.9 工艺流程技术特点

该桉木 P-RC APMP生产线具有以下技术特点:(1)盘磨机产生的蒸汽采用热回收系统回收利用,以降低汽耗。

一段、二段盘磨机产生的蒸汽有一小部分通过带式喂料器送到热回收系统;1#、2#刮板式旋风分离器将浆与蒸汽分离,蒸汽由旋风分离器的顶部排出,也送到热回收系统。

热回收系统包括压力式洗涤器和常压喷淋器,用来加热冷水并可以向木片预热、洗涤、反应仓供给干净的工艺蒸汽,保证稳定的温度以利于木片洗涤或化学反应。

冷水经热回收系统加热后流入热水槽备用,热白水槽的水流至消潜池和浊滤液槽,作为生产各环节补充用水。

(2)充分回用生产过程中的白水、清滤液、浊滤液,降低水耗。

①斜脱水螺旋滤出的水经过斜筛净化,过滤后的洗涤水流入洗涤水槽,回用到木片洗涤机。②1#螺旋压榨机排出的浊滤液经圆网浓缩机回收纤维后,排出的压榨清滤液储存在压榨清滤液槽中,作为木片洗涤水的主要补充。③2#螺旋压榨机排出的滤液流入浊滤液槽中储存,供压力筛、多圆盘洗浆机、盘磨机、高浓漂白塔等使用。

(3)采用两段高浓磨 (主线)和一段低浓磨(辅线)来进行磨浆,效率较高、电耗较低。

在生产主线上,一段、二段磨浆采用高浓磨浆,磨浆浓度在 30%～35%和 25%～28%之间;在辅线上,采用一段低浓磨来处理渣浆,磨浆浓度在3.5%～4.5%,这样,效率较高、电耗较低。

(4)高效添加化学品。

①第一次加药,化学药品在MSD末端的膨胀区加入,被挤压撕裂后的木片体积突然变大,有利于药品的吸收。在预浸器内,木片与药液混合,有充足的时间吸收药液,然后在反应仓内进行充分反应。②第二次加药,化学药品在高浓磨喷放管上加入,高湍动性浆料有利于添加化学品,而化学药品的加入有助于旋风分离器内浆汽的分离。在高浓漂白塔内适宜的温度 (80～95℃)、高浓 (28%～32%)情况下,经过一定的漂白时间 (30～40 min),即可将浆料的质量提高到最佳状态。

1.10 环保措施

污水处理站采用 IC厌氧 +气浮 +好氧 (射流 +SBR)+气浮处理,保证污水达标排放。

2 讨 论

(1)在备料方面,由于企业地处我国的南部,雨水丰沛,日照时间长,所以,对木片的储存要求也较高:①要求尽可能缩短木片存放时间,减少日晒雨淋,以保证木片的新鲜度;②进厂木片不能有腐朽木、木芯、杂木等,树皮含量 <2%。这样,才能减少化机浆生产的化学品消耗和电耗,保持较高的得率,降低浆的尘埃和纤维束含量。

(2)在本项目中,采用的是一段预浸、两段磨浆和两段漂白的 P-RC AP MP工艺。由于桉木较硬,密度比杨木高,从生产运行实践来看,还是采用两段预浸、两段磨浆和两段漂白的 P-RC APMP工艺较好,这样有利于降低磨浆电耗和获得较好的磨浆效果。

(3)在此之前,国内的化机浆生产线大多以杨木为原料,还没有桉木 P-RC APMP生产线投入运行。而桉木较硬,绝干堆积容重达到了 150～160 kg/m3,密度比杨木高,该生产线投入运行后,对桉木原料一时不能适应,特别是MSD。经对MSD进行了相关技术改造,调整了压缩室的压缩比,才使生产逐步正常。

(4)在MSD维护方面,要及时对磨损的螺旋轴耐磨涂层、螺旋叶、打散件进行修复、更换,这样,才能保持较低的电耗和较好的磨浆效果。

(5)由于广西的土壤多为酸性土壤,含 Fe2+、Fe3+等离子较多,本项目全部以广西产的速生桉木为原料,而速生桉木中含 Fe2+、Fe3+等离子也较多。因此,桉木化机浆生产中的 Na2S iO3、DTPA用量比杨木化机浆生产中的用量高,在生产中要注意调整各段的化学品加入量,以免对生产消耗和成浆质量指标产生较大影响。

3 小 结

(1)以尾叶桉等速生桉木为原料,针对速生桉木密度高、颜色深的特点,采用一段预浸、两段磨浆和两段漂白的 P-RC APMP工艺,生产出了多种白度(主要产 78%～82%白度的浆,其中高白度浆可稳定达到 83%～84%)、游离度 (CSF)300～500 mL、高松厚度 (3.5～4.5 cm3/g)的桉木化学机械浆,替代进口针叶木化机浆配抄轻型纸、白卡纸、书写纸、静电复印纸、胶版印刷纸和擦手纸等 (化机浆配比10%～24%)。这是在我国首次实现的速生桉木 P-RC APMP工业化生产。

(2)一段漂的化学品用量:H2O25%～6%,DTPA 0.7%～1.0%,NaOH 2.0%～2.6%,Na2S iO33.0%～4.0%,二段漂的化学品用量: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

傅其军先生,高级工程师;主要从事制浆造纸生产、环保的生产管理和新技术研发工作。

(＊E-mail:furuwen2008@163.com)

2010-07-31(修改稿)

(责任编辑:常 青)