ECF 漂白在大型蘆葦制漿生產(chǎn)線的應(yīng)用

趙夢倩

(北京京誠新星造紙工程技術(shù)有限公司，北京，100176)

蘆葦是重要的非木材造紙原料之一，其莖稈含纖維素50%左右，纖維平均長度達1.12 mm，有些荻葦?shù)睦w維長度甚至比闊葉木還長。與其他草類原料相比，蘆葦?shù)哪舅睾康?，聚戊糖含量較高，灰分含量低，纖維特性優(yōu)于其他草類原料。蘆葦在我國分布廣、產(chǎn)量高，有第二森林之稱，因而利用蘆葦造紙，無論從經(jīng)濟效益還是環(huán)境效益來講都是一個很好的選擇。

隨著國家對環(huán)保要求的和對廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求的日漸嚴(yán)格，以及人們對成品紙質(zhì)量要求的日益提高，傳統(tǒng)的CEH 漂白方法正逐漸被淘汰，因為CEH 漂白廢水中所含的氯化有機物有致癌性，對環(huán)境的危害很大，而對環(huán)境友好的ECF 漂白則越來越占據(jù)優(yōu)勢。ECF 漂白技術(shù)解決了漂白廢水對環(huán)境的污染問題，且該方法所得紙漿的白度高、強度好、不易返黃，因此受到各企業(yè)的青睞，但ECF 漂白投資成本相對較高，一般多用于木材原料的漂白生產(chǎn)中，國際上對于木漿ECF 漂白的研究也較為深入，國外針木漿ECF漂白方法的經(jīng)驗對于我國非木料原料漂白的研究具有重要的借鑒作用［1-2］。

筆者曾參與設(shè)計了遼寧盤錦某紙廠年產(chǎn)15 萬t葦漿ECF 漂白項目，該項目已經(jīng)運行投產(chǎn)，并達到了預(yù)期設(shè)計效果，且生產(chǎn)穩(wěn)定，效益顯著。本文簡單介紹該工藝的流程、設(shè)備、技術(shù)參數(shù)和一些設(shè)計心得，以供參考。

1 項目概述

該項目采用濕法備料、連續(xù)蒸煮、氧脫木素+ECF 漂白(OD0E(OP)D1)工藝。ECF 漂白第一段采用高溫ClO2漂白，第二段為O2和H2O2強化的堿抽提，第三段采用ClO2進行補充漂白，漂后漿的白度可以達到85%。采用這種漂白流程，生產(chǎn)的紙漿質(zhì)量好，廢水的污染負荷低，可以達到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和更高的環(huán)保要求。

2 工藝流程

2.1 蒸煮工段

葦片經(jīng)濕法備料后用泵輸送到斜螺旋脫水機，脫水后進入回料螺旋輸送機和銷鼓計量器，經(jīng)計量的葦片連續(xù)、均勻、定量地進入預(yù)蒸螺旋輸送機，經(jīng)低壓蒸汽升溫軟化后進入螺旋喂料器，葦片經(jīng)壓縮后形成料塞推入T 形管，開始吸收蒸煮藥液和高壓蒸汽，然后進入蒸煮管，在飽和蒸汽的作用下，蒸煮藥液與木素反應(yīng)，脫去木素。蒸煮好的漿料進入中間管經(jīng)卸料器噴至噴放鍋，由漿泵送至洗選工段。

2.2 洗選及氧脫木素工段

洗選及氧脫木素工段流程見圖1。來自蒸煮工段的粗漿先依次進入壓力除節(jié)機和中濃除砂器，除去葦節(jié)和雜質(zhì)后的良漿經(jīng)過3 臺串聯(lián)的鼓式真空洗漿機組逆流洗滌并同時進行黑液提取，提取后的良漿經(jīng)1 臺雙輥擠漿機，稀釋調(diào)濃后進入中濃氧脫木素系統(tǒng)。送入氧脫木素塔前，在中濃系統(tǒng)中依次加入保護劑MgSO4、NaOH、中壓蒸汽和氧氣。中濃系統(tǒng)的作用是使?jié){料在較高濃度下與化學(xué)藥品充分地混合并達到反應(yīng)所需的溫度后進入反應(yīng)器。經(jīng)過氧脫木素后的漿料經(jīng)塔頂部的卸料器排放到噴放塔，從噴放塔出來的漿料進入一級三段全封閉式篩選系統(tǒng)，第一段壓力篩的良漿經(jīng)2 臺串聯(lián)鼓式真空洗漿機洗滌濃縮后送漂前漿塔。

2.3 漂白工段

漂白工段流程見圖2。從漂前漿塔出來的漿料送入中濃系統(tǒng)進入第一段高溫漂白，在中濃混合器中加入ClO2和蒸汽，漿料與ClO2充分混合加熱后進入D0段漂白塔，漂后漿料經(jīng)稀釋后泵送入D0段鼓式真空洗漿機，漿料洗滌濃縮后送入中濃系統(tǒng)進入第二段O2和H2O2強化的堿抽提漂白段，在立管中加入NaOH 和H2O2，在混合器前加入蒸汽和氧氣，混合均勻送入E (OP)段漂白塔反應(yīng)后，漿料經(jīng)稀釋泵送入E (OP)段鼓式真空洗漿機洗漿，然后進入中濃立管開始第三段ClO2的補充漂白，在混合器前加入ClO2和蒸汽，混合均勻后進入D1段漂白塔，出漂白塔的漿料進入D1段真空洗漿機，洗后漿料入貯漿塔以備造紙車間使用。洗后漿可加入少量SO2溶液以避免返黃。

3 設(shè)備選擇及說明

(1)蒸煮設(shè)備:采用濕法備料、連續(xù)蒸煮和冷噴放工藝。葦片洗滌采用2 條生產(chǎn)線，選用2 臺90 m3水力洗葦機，從原料脫水開始采用3 條獨立的脫水與連續(xù)蒸煮生產(chǎn)線，選用3 臺Φ585 mm 螺旋喂料器和9 根Φ1800 mm ×10500 mm 蒸煮管，噴放貯存選用1 臺噴放鍋來滿足項目產(chǎn)量要求，噴放鍋采用先進技術(shù)進行余熱回收。

(2)氧脫木素塔:卸料器引進GL＆V 設(shè)備，本項目采用一段氧脫木素，脫木素率45%。

(3)篩選設(shè)備:粗漿采用中濃全封閉式篩選系統(tǒng)，具有去除纖維束效果好、在低排渣率的情況下獲得高潔凈度漿料等優(yōu)點。篩漿濃度從傳統(tǒng)的1%提高到2%～3%，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，生產(chǎn)用水量小、能耗低(節(jié)省30%左右)。粗漿篩選排放的漿渣少，對環(huán)境產(chǎn)生的影響小。本工程設(shè)三段篩選，第一段、第二段選用進口封閉壓力篩，第三段選用國產(chǎn)跳篩，并在第二段壓力篩前加上一段除砂器，以加大除砂力度，保護篩板，提高篩選效率。

(4)洗漿設(shè)備:洗漿機采用雙列布置，洗選及氧脫木素段洗漿機10臺，面積100 m2;漂白段洗漿機6 臺，面積75 m2，均選用山東汶瑞公司的鼓式真空洗漿機。該設(shè)備技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，與引進設(shè)備相比可節(jié)約初期投資費用，售后服務(wù)便捷，備品備件更換也更加經(jīng)濟。

(5)中濃設(shè)備:全套引進GL＆V設(shè)備，其設(shè)備技術(shù)可靠，性能穩(wěn)定。中濃漿泵內(nèi)置有真空系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，且配管靈活，給設(shè)備和管道布置上帶來便捷?；旌掀鲙в须p向剪切的轉(zhuǎn)子，混合效率達到92% ～94%，同時不產(chǎn)生振動，減少了車間內(nèi)的噪音。

(6)漂白塔:三段漂白塔均采用升降流形式，與單獨的升流式漂白塔相比有如下優(yōu)點:①操作靈活、運行性能好。②容易排空、維護方便。③停留時間容易控制，易于調(diào)節(jié)。④其中降流塔項部留有10% ～20%的空間，可增加產(chǎn)量。

4 技術(shù)參數(shù)

洗選、氧脫木素及漂白技術(shù)參數(shù)及化學(xué)品消耗量如表1 ～表3 所示。

表1 工藝參數(shù)

表2 氧脫木素及漂白工藝參數(shù)

表3 氧脫木素及漂白化學(xué)品消耗量kg/t (風(fēng)干漿)

5 工藝設(shè)計中的幾點說明

(1)漂白車間的酸堿腐蝕性很強，設(shè)備的材質(zhì)選擇問題是設(shè)計中的難點和重點，為了達到較好的防腐效果又不造成浪費，本項目對設(shè)備材質(zhì)的選擇如表4所示。

表4 設(shè)備材質(zhì)的選擇

(2)封閉篩選布置在氧脫木素之后，其特點有:①氧脫木素后的漿料直接進入封閉篩選系統(tǒng)，可省去1 臺洗漿機，節(jié)約了設(shè)備和廠房的投資成本。②氧脫木素段不僅可以脫除45%的木素，還可看成是蒸煮段的補充，它可以把一些絮狀纖維進一步分離，這樣再進行篩選，可減少篩漿損失，提高篩漿得率。

(3)在3 臺串聯(lián)洗漿機之后加入1 臺雙輥擠漿機是為了保證進氧脫木素系統(tǒng)的漿料濃度，因為氧脫木素反應(yīng)對濃度的要求較高，國產(chǎn)真空洗漿機一般不能滿足該要求，而多1 臺雙輥壓榨機，可使?jié){料洗滌更潔凈。

(4)本設(shè)計采用的是高溫ClO2漂白工藝，比傳統(tǒng)的低溫ClO2漂白更有效，能降低漂白化學(xué)品用量，減少ECF 漂白廢水中氯化有機物(AOX)的生成。

該項目順利投產(chǎn)后，至今已穩(wěn)定運行了4 年的時間，可作為草類原料適用于ECF 漂白的一個驗證，同時對于其他相似的制漿項目有一定的借鑒作用。用此種方法生產(chǎn)的漂白漿可生產(chǎn)高檔文化用紙，具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

［1］ WU Bing，WANG Tian-tang，LU Shi-ping. Discussion of Corrosion Protection Technology in Paper Industry［J］. China Pulp ＆ Paper，2012，31(3):25.武 兵，王天堂，陸士平. ClO2漂白塔及廢水池的防腐蝕應(yīng)用技術(shù)探討［J］. 中國造紙，2012，31(3):25.

［2］ LI Zhi，LI Jun，XU Jun，et al. Research on Larch Kraft Pulp ECF Bleaching［J］. China Pulp ＆ Paper，2012，31(9):6.李 智，李 軍，徐 峻，等. 落葉松硫酸鹽漿ECF 漂白工藝的研究［J］. 中國造紙，2012，31(9):6.