A PM P~I]浆工艺磨浆、筛选流程的设计与改进-漂白对于APMP制浆技术与装备,国内历经十几年的吸收消化和研究,其化学浸渍、挤压撕裂、高浓磨浆过程的工艺设计日趋成熟,关键设备的国产配套研究和生产有了较大进展。
原料的应用由全杉木和全杨木扩大到桉木、桦木等,对原料的应用研究涉及到落叶松、马尾松、杂木等木材原料和大麻、烟秆、蔗渣、芦苇及麦草等非木材原料,浆料的应用纸种由单一的新闻纸扩展到其它产品领域。
因此,为保证APMP制浆工艺的适用范围及其纸种调节的灵活性,对制浆过程的化学浸渍反应、料片挤压撕裂、浆料磨解以及浆料漂白和筛选提出了不同的要求,工艺流程的设计也根据浆料的不同种类和用途不尽相同。
本文针对APMP的漂白、磨浆及浆料筛选的设计现状与改进情况作一描述,以供项目建设和生产改造时设计参考。
A P M P浆料适用纸种国外APMP浆料可替代BCTMP浆料,用于配抄纸板、文化用纸、吸收类产品和一些高附加值纸种。
而目前我国APMP浆料也由配抄单一的新闻纸扩展到配抄书写纸和低定量涂布纸等产品,根据浆料适用纸种的研究与应用,其成浆打浆度一般在50~70。
SR,成浆白度一般在50%~80%ISO(见表1)。
2 A P M P常规工艺流程我国引进的常规APMP制浆工艺是针对生产新闻纸而设计的,对料片进行化学浸渍反应和挤压疏解,然后通过高浓磨浆、筛选等过程制得所需浆料,其漂白是伴随浆料的浸渍和疏磨过程一次性完成。
根据APMP浆的采用原料和生产纸种的不同,制浆过程有单段浸渍、单段高浓磨浆和两段浸渍、两段高浓磨浆两种基本形式,其化学药品据原料性质和纸种特性作不同的调整。
以常规两段浸渍、两段高浓磨浆的全杨木制浆工艺为例,原料经过两段浸渍的化学处理,借助挤压撕裂机的机械作用将木片撕裂成不规则的块、条丝网状结构,再经浸渍反应、两台高浓磨磨浆,最后在浆浓4%~5%温度60~70~C的条件下 APMP磨浆过程一次性成漂白浆的实际意义。
因此有的(1)成浆白度低、纤维强度差和纸种适用性差。
浆料白度一般约为50%~60%IS0,最高可达70%IS0,白度返黄值大,可配抄白度要求不高和强度较低的纸张。
杨~APMP 新闻纸 50~65 50~60 若生产高强度纸张,还需进行进一步的低浓打浆,由于~ APMP 新闻纸 64~70 50~60 化机浆冷却后具有挺硬度大的特点,再经低浓打浆必:⋯一竺,.。
. 55~60 75~80 会严重损桷伤纤维,因此有的企业采取减少高浓磨浆料APM P P意纸 6 ¨s—s0三 l、 = 68 杨木胶印新闻纸 75~80 蛆重H 刀木饨同水十:r亍J-永J曼’伍珉千IWlPt-FH I瓯中林扬一46 APMP铜版原纸和低定量涂布原纸 58 72. 5 浓磨进行轻微精磨匀整来保证成浆强度指标,这就大杨木APMP 低定量胶印新闻纸 68 75~80 幅度降低了生产能力和增加了电能消耗。
若生产高白材APMP 塞胶印新闻纸 68 65 度的纸张,还需增加漂白段,这不但增加了漂白设备的APMP 杉木新闻纸 60~ 75 55 一⋯一’~⋯⋯⋯⋯~⋯⋯⋯一⋯——二次投资费用,而且也降低了制浆得率,还失去了消潜40~45rain,消潜后浆料经过两段压力筛筛选后进入企业就采取二段磨间进行漂白来弥补成浆白度的不足,贮浆塔以供抄纸(见图1)。
即在二段磨的浆料入口处再次加入漂液,在磨浆过程中该工艺磨浆、漂白筛选的流程紧凑,浆料在经济通漂白,但这一漂白时间短,药液利用率低,白度增值少,造过量及相应的磨浆比压下经过高浓磨浆,第一段高浓磨成药液浪费因此该工艺制得的浆料仅适用于低白度和的打浆度约为12~20。
SR,第二段高浓磨打浆度约为30~低强度纸的生产。
40。
SR,经筛选后浆料打浆度约为35~45。
SR。
生产的浆 (2)磨浆电耗大和筛选负荷大。
国内外无论CTMP、料需在抄纸车间的打浆段进行低浓打浆和配浆,便可达TMP、GMP还是APMP制浆,其发展趋势都是尽量提高到成浆质量要求,但存在以下问题:筛选效果,筛浆渣浆率几乎达到30%以上,在高渣浆率的图1 两段浸渍、两段高浓磨浆的常规APMP制浆流程78 守单氓-g2ag-g 3~2oo 7~3 PI图2 APMP制浆流程改进实例之一维普资讯情况下对浆渣回流重磨。
这样,一方面由于浆渣增加了磨浆动力消耗,另一方面由于浆渣回流会造成筛选系统的浆渣积累,增加了筛选负荷和降低了筛选设备的筛选性能,特别是对二段压力筛影响更大。
3 漂白、磨浆与筛选流程设计的改进实例针对常规APMP漂白、磨浆和筛选工艺的缺陷,对漂白、磨浆与筛选流程设计进行了改进。
3.1 流程设计示例一(见图2)该制浆工艺是在常规APMP两段浸渍、两段高浓磨浆的基础上,根据产品的适用范围,在一段高浓磨和二段高浓磨之间增加一个高浓保留塔,磨后浆料进入消潜池,消潜后浆料经过低浓双盘磨打浆,低浓磨后的浆料通过两段中浓压力筛进行筛选,压力筛的良浆经过斜螺旋脱水机洗涤浓缩,用中浓泵送高浓贮浆塔贮存,供抄纸使用。
第二段压力筛筛出的浆渣利用一台与主线盘磨同一型号规格的低浓双盘磨单独打浆,磨后浆料进入筛前浆池,再通过压力筛选系统。
该流程具有以下特点:(1)在两段高浓磨间增加高浓漂白塔。
一方面使浆料在二段磨前停留较长的时间,在高温高浓的环境下充分发挥化学药液的作用,使浆料白度有较大幅度上升而节约化学药品,杨木浆料漂白可达70%~80%ISO,同时又可使纤维进一步吸水润胀,有利于提高二段高浓磨浆质量;另一方面在生产高白度纸浆时可将保留塔作为漂白●工程设计● gY塔,根据所要求的浆料白度,加入1%~3%的过氧化氢漂白剂,可使杨木浆白度高达85%ISO,适用于配抄较高白度的纸张。
(2)在消潜池内进行酸处理。
在消潜池顶部加入硫酸酸化~lJpH值5.5~6.5,以中和氢氧化钠及分解残余的过氧化氢,有效地稳定漂后浆料白度,降低白度返黄率。
(3)趁热采用高低浓打浆。
高浓打浆使纤维的揉搓作用增强,纤维的分丝帚化效果好,能够更好地保持纤维的长度和强度,但单纯采取高浓打浆的处理方式,微纤维束及浆料细小碎片不能很好地疏解,浆料的匀整度差。
因此,高低浓两段打浆的良好结合,可使纤维受到损伤小,打浆后浆料的强度高、质量好。
借用浆料在消潜池消潜,使浆料充分吸水润胀,而呈现出纤维的柔软性和可塑性,趁机经过低浓打浆,会有效避免纤维过度切断,得到良好纤维形态的浆料,并可提高低浓打浆效率,降低打浆电耗。
该工艺设计的成浆打浆度和浆料白度能适用于表1中列示的纸种,有效弥补了常规工艺存在的某些缺陷,但也存在以下问题:(1)对二段筛的渣浆用低浓盘磨重磨,磨后浆料回流重筛,增加了磨浆和筛选动力消耗。
(2)用斜螺旋脱水机洗涤浓缩,纤维流失率大,需配置纤维回收设备,否则其中的流失纤维多为细小纤维,虽然经过滤液回用使纤维流转于筛选系统内,但增加了筛选动力消耗,并会产生细小纤维逐渐积累而影图3 APMP制浆流程改进实例之二图4 漂白磨浆和筛选的优化组合c ^ PaperIndustry VoL28,No.3 Mag,2007 79维普资讯响成浆质量。
3.2 流程设计示例二湖南某厂从奥地利ANDRITz公司引进P—RCAPMP$il浆生产线,年产1 0万吨意杨APMP浆。
该工艺磨浆和漂白流程与图2基本相同,但采用了三段筛选,并增加了净化系统,见图3。
该流程的主要特点是弥补了示例一存在的缺陷。
一是对二段筛尾浆用高浓磨磨浆,提高了尾浆的质量;二是增设了三段筛,对高浓磨磨后粗浆进行筛选,筛后良浆进入浓缩系统;三是增设了三段低浓除渣系统,对三段筛排出的尾渣进行净化处理,一段良浆返回未磨粗渣,三段除渣器的尾渣排入地沟,提高了浆料质量;四是用纤维流失小的多圆盘浓缩机代替纤维流失大的斜螺旋脱水机,把圆盘浓缩机过滤出的超清滤液用于本机的冲网和剥浆,多余的超清滤液回流至浊液池,用于本机冲浆和前段浆料的稀释以及压滤机脱出滤液纤维回收机的冲网,既节省了纤维回收装置,又从一定程度上降低了动力消耗。
4 流程设计改进建议汶瑞机械(山东)有限公司根据筛后浆渣的几种处理方式,结合化机浆筛选尾浆率高和尾渣量不稳定的特点,与江苏某厂年产2.5万I1屯全杨木APMP筹建项目的工艺设计交流中,在以上示例工艺的基础上,提出了漂白、磨浆和筛选优化组合的改进建议,见图4。
(1)改变酸化剂的加入位置。
二段磨后还有残余的过氧化氢未发生其效能,若在消潜池顶部加入酸化剂,使其迅速分解会造成药品浪费,因此建议在消潜池后的浆泵吸入口加入酸化剂,充分发挥漂白药液的效能,可使浆料白度提高1%~2%ISO。
(2)改变浆渣磨浆方式。
在两段筛间设置低浓盘磨对一段筛的尾浆进行磨解,磨后浆料经过二段筛进行筛选,筛后良浆进入多圆盘浓缩机浓缩洗涤,筛后尾渣返回消潜池进行再次处理。
(3)以低浓泵取代中浓泵。
在示例流程中的高浓塔后和浆料浓缩后,均配置中浓泵输送浆料,投资过大,因此提出了以低浓泵取代中浓泵的设计建议。
一是将进压滤机的浆料浓度由7%~10%改为4%~5%,满足了低浓泵的输送性能,对滤液合理利用;二是多圆盘浓缩后的浆料直接用螺旋输送机送入贮浆塔,取消了浆料浓缩后的稀释缓冲槽,从而也取消了浓缩后中浓泵,能够提高浆料的输送效率,并减少泵的投资及其维护费用。
(4)在制浆段不设置浆料净化系统,浆料净化由抄纸车间抄前系统配置的净化设备统一处理,减少设备配置的重复性,以节约设备投资。
(5)自高浓漂白塔浆料泵送后续设备的管线设计,采用串联、并联、旁通和单台运行的方式,可据成浆打浆度的要求灵活调整成浆质量。
总装机容量改进后约比改进前减少20%。
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