紙引未來網訊 APMP制漿,是一種高得率、低污染,且無硫化物產生的清潔生產工藝。岳陽紙業股份有限公司因設計時考慮原料來源的靈活性,要求此生產線既能生產意大利楊(即歐美黑楊)APMP漿,又能生產松木CTMP漿。雖然APMP工藝是在BCTMP、CTMP工藝的基礎上發展起來的,但APMP工藝與CTMP工藝在制漿機理上是不同的,因而在生產流程、浸漬條件、使用藥品、反應劇烈程度、磨漿方式等方面有著較大的差別。此生產線兼顧了APMP和CTMP二種工藝,相應地削弱了APMP和CTMP工藝應具有的某些設備及操作條件。在充分認識洞庭湖速生意大利楊木材密度較大的特殊性的基礎上,通過對APMP制漿工藝中最關鍵的化學預處理和磨漿機理的進一步研究,結合引進Andritz公司75t/d APMP生產線的裝備特點,從優化工藝技術參數著手,逐步形成從漿料生產到配抄中高檔新聞紙、文化印刷用紙的一整套具有自主知識產權的先進應用工藝技術和裝備。
1 探討APMP漿盤磨漂白制漿工藝技術
1.1 在盤磨磨區內加入化學藥液,降低漂劑用量,提高漿料質量
磨漿是APMP制漿生產中的關鍵環節,提高磨漿機械能的輸入,降低預浸段化學品用量是降低藥耗的有效手段之一。意大利楊APMP生產線一段壓力磨磨盤由24片合金鋼磨片組成,磨盤直徑1300mm,轉速1500r/min,磨漿濃度40%——45%,磨漿壓力120kPa左右,溫度120℃左右。在磨漿過程中,高速旋轉具有良好的混合效果,H2O2在高濃帶壓條件下漂白效率高,探索在盤磨磨區內加適量的漂白藥液進行漂白,旨在獲得相同白度指標下進一步降低漂劑用量。生產實踐證明,在漿白度和強度指標相同的條件下,系統總堿降低了3%——4%,H2O2用量降低了2%(對絕干木片而言)。
1.2 優化APMP制漿流程
重點對該生產線渣漿處理系統首次使用國產設備(中濃漿泵、中濃壓力篩、盤磨機等)進行了創新改造;新增渣漿處理系統。
(1)原工藝流程(如圖1)

圖1 改進前的工藝流程
該流程的缺點:二段磨后的渣漿沒有單獨處理,而且是返回到主流程中多次循環復磨處理,影響整個系統平衡,產量、質量難以進一步提高,消耗難以進一步降低。
(2)新工藝流程(如圖2)

圖2 改進后的工藝流程
新流程的特點:把篩選系統的篩后渣漿送到新中濃磨單獨處理渣漿;改變了原設計篩后渣漿在主流程內的循環復磨,為進一步優化工藝提高產量和質量創造了條件。
1.3 優化APMP制漿工藝技術參數
(1)提高木片合格率
在制作APMP漿時,大片、厚片含有較多木節,會使木材密度發生變化,增加擠壓能耗;較小的木片組份中含雜質率高,含有較多的抽出物,得漿中未磨碎物含量高,白度降低。為此對木片制備系統,重點對削片機、再碎機、木片篩進行了改造。經過改造,木片中的大片、厚片、細小木片大幅減少,木片合格率由81%提高到90%以上。
(2)提高木片擠壓螺旋壓縮比
藥液的滲透效果,很大程度上取決于浸漬時木片中空氣含量和有害物質的含量及木片同時受到擠壓、釋壓所產生的龜裂和裂縫程度。成效與壓縮比和擠壓次數有關。研究表明,將木片擠壓機壓縮比由原設計的4∶1提高到6∶1,運行負荷從70%——80%提高到75%——85%,改善了擠壓效果,從而有效地提高了浸漬效率。
(3)優化選篩工藝,提高篩選效率
將篩縫寬度從0.45mm減少至0.30mm;適當地減少篩條內波紋面斜度,并優化與轉子間隙;優化篩選工藝參數,包括進漿濃度與流量、進出口壓力差、負載、排渣率等;掌握中間洗滌漿池與消潛漿池白水稀釋量,得到均衡一致的漿池濃度,保障漿料消潛效果,并使二段磨機和壓力篩的漿料通過量處在最佳平衡狀況下,減少漿中纖維束含量,提高了篩選效率。
高得率漿中纖維束的存在會引起許多紙病,如涂布刮痕、亮斑、魚眼等,這些因素以前限制了高得率漿在不含機械漿紙等高檔紙種中的廣泛應用。在過去幾年里,高得率漿質量的提高主要得益于篩選技術的進步,使高得率漿中纖維束減少。壓力篩是高得率漿質量控制中重要的設備之一。對于闊葉木高得率漿,現在可以考慮選用0.15mm,甚至0.1mm的精制縫篩。
(4)加強漿料的洗滌
由于高得率漿內含有大量的陰離子垃圾,因此抄紙前漿料的洗滌很重要,以減輕陰離子垃圾給紙機抄造和添加劑留著帶來的負面影響,如施膠效果差、陽離子助留助濾劑用量增大等。增加一段漂后的濃縮擠壓,對于減少陰離子垃圾和節約用水十分有效。
通過以上措施,楊木化機漿的光學指標和物理強度指標大幅提高,化學藥品的消耗由優化前初期的8%——9%下降到5%,其中H2O2由8%下降至4.5%,APMP漿的質量能夠滿足配抄多種中高檔紙。
2 將國產設備應用到引進的APMP制漿線中,取得較好成效
國產中濃漿泵及附屬設備在制漿造紙領域使用一直不夠理想,許多工廠安裝調試效果不好后就避開不用,使中濃制漿技術在我國推廣受阻。為優化渣漿處理系統工藝流程,確定工藝路線提供數據,公司與國內中濃漿泵、壓力篩、盤磨機主要設備供應商合作聯合攻關。此前,國產中濃壓力篩還只在化學制漿中使用,在化機漿生產線中碰到許多技術問題,通過采取優化篩框結構、轉鼓形狀、脈沖頻率和轉子速度等措施,基本滿足了工藝條件要求。高濃盤磨機與中濃漿泵的配合使用在國內也是首例。將國產中濃漿泵、中濃壓力篩、高濃盤磨機設備成功應用到引進的APMP制漿生產線中,取得較好的成效。
3 研發適應APMP高濃盤磨機的磨片
磨片是影響化機漿磨漿質量和產量的又一關鍵因素。公司一段壓力磨(50-1CP)、二段磨(50-1C)為進口大型高速盤磨機,所用的磨片要求有很好的耐磨性,同時要有良好的耐熱沖擊性,國產磨片質量不穩定、使用壽命短,導致磨漿質量波動,有時發生磨片斷齒等失效情況,給安全生產帶來極大隱患,因此只得依賴進口。而外商提供的進口磨片,由于缺乏對生長在洞庭湖區楊木纖維特性的了解,齒形設計不太適合意大利楊的磨漿和細纖維化,且價格昂貴,供應不及時。公司經過近兩年的研究探索,研究開發高壓磨片特種材料的熔煉、精密鑄造與熱處理技術,成功開發了適應意大利楊APMP高濃盤磨機的磨片。自產磨片的使用壽命已超過進口磨片,磨漿能耗有所降低,同時磨漿質量有所改善。近幾年磨片產品已打入加拿大、東南亞等國際市場,并進一步發展多系列磨片產品。
總之,意大利楊APMP制漿工藝屬清潔制漿工藝技術,制漿得率85%——90%,資源利用率高,并且APMP的化學預處理所用化學品不含硫化物等有害元素,較大比例使用H2O2,因此,APMP生產工藝較化學漿工藝污染負荷低且噸漿水耗低,噸漿水耗在15米3以下;APMP生產線無有害廢氣排放。該技術的成功應用有力推動了我國清潔生產工藝的發展和應用。