農(nóng)作物秸稈清潔制漿技術(shù)探討

畢衍金 宋明信 陳松濤

（泉林紙業(yè)有限責(zé)任公司，山東 高唐 252800）

農(nóng)作物秸稈清潔制漿技術(shù)探討

畢衍金 宋明信 陳松濤

（泉林紙業(yè)有限責(zé)任公司，山東 高唐 252800）

為促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展和適應(yīng)低碳環(huán)保的要求，泉林紙業(yè)經(jīng)過(guò)多年對(duì)草類纖維原料制漿造紙一系列理論和生產(chǎn)實(shí)際研究，通過(guò)實(shí)施新式備料強(qiáng)化草類纖維原料的備料和除塵；利用大液比立鍋置換蒸煮工藝大幅降低用堿量、大幅提高黑液提取濃度；采用氧脫木素和無(wú)元素氯漂白（ECF）技術(shù)，使現(xiàn)有化學(xué)草漿生產(chǎn)企業(yè)取消含氯氣漂白段的漂白工藝，消除漂白廢水中可吸附有機(jī)鹵素（AOX）和二惡英等劇毒物質(zhì)，降低漂白廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和危害，提高造紙工業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐中的一些技術(shù)應(yīng)用，為農(nóng)作物秸稈的綜合利用提供技術(shù)支持，為我國(guó)低碳和節(jié)能減排提供指導(dǎo)。

1 利用錘式粉碎機(jī)進(jìn)行麥草備料技術(shù)

備料是制漿過(guò)程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。備料效果好壞直接關(guān)系到后續(xù)工段的藥品消耗和最終成本效益。泉林紙業(yè)致力于麥草備料的研發(fā)，推出了一整套適合中國(guó)國(guó)情的麥草備料工藝和設(shè)備，主要作用有三個(gè)：（1）麥稈分絲；（2）雜質(zhì)同秸稈分開；（3）收集塵土，改善員工勞動(dòng)環(huán)境。該備料系統(tǒng)2007年投入運(yùn)行，備料除雜率達(dá)到了28%，使蒸煮用堿量由13%降低至10.5% ，漂白漿得率提高5% ，噸漿耗電量同傳統(tǒng)的干法備料基本相同。

2 大液比立鍋置換蒸煮技術(shù)

2.1 麥草立鍋蒸煮系統(tǒng)有下列特點(diǎn)：

（1）裝鍋前進(jìn)行堿液預(yù)浸（ 預(yù)浸液為含有一定堿濃的黑液）。

（2）采用黑液裝鍋。（3）大液比全液相蒸煮 （液比1∶8～9）。（4）立鍋中央設(shè)置循環(huán)管，便于蒸煮均勻。（5）濾網(wǎng)面積大于木漿蒸煮鍋，長(zhǎng)徑比達(dá)1∶4～ 4.5。

（6）黑液置換冷噴放。

（7）控制蒸煮硬度（高錳酸鉀值18～20K），傳統(tǒng)上要求K＜14，有利于提高濾水性能，降低黑液黏度，改善強(qiáng)度。

（8）在黑液提取工段結(jié)束之前的最后一臺(tái)真空洗漿機(jī)上加置換清水，此前所有的工序都是黑液在逆流循環(huán)洗滌，噸漿黑液量8～9 m3，黑液固形物13%～14 %.

2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

采用了大液比全液相蒸煮使得整個(gè)過(guò)程由“蒸”變成了“煮”，均勻度大幅提高，解決了藥液循環(huán)問(wèn)題，其重大創(chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）通過(guò)新備料系統(tǒng)，把影響漿料濾水性能的薄壁細(xì)胞和細(xì)小纖維盡可能除去。

（2）RDH技術(shù)的初衷是生產(chǎn)低硬度和低汽耗的軟漿，對(duì)于麥草漿泉林紙業(yè)追求的是低汽耗高硬度漿，控制高錳酸鉀值18～20K。

（3）通過(guò)中央循環(huán)管，藥液作用均勻，避免局部過(guò)煮現(xiàn)象。

（4）采用大液比有利于蒸煮液的循環(huán)。

3 氧脫木素技術(shù)

泉林紙業(yè)從2003年開始就對(duì)各種非木纖維原料（麥草、蘆竹、甜高粱等）的化學(xué)漿和化機(jī)漿進(jìn)行氧脫木素試驗(yàn)，至2007年，在完成了麥草漿試驗(yàn)室氧脫木素脫木素率測(cè)定基礎(chǔ)上進(jìn)行了綜合效益成本分析，確定麥草漿氧脫木素工業(yè)化可行性。禾草類纖維的纖維解離點(diǎn)要求有較高的木素脫出率，這點(diǎn)同木材不同（如落葉松脫木素率86%時(shí)纖維離解，而麥草則要求木素脫出率92%時(shí)，此時(shí)漿中木素含量約2.5%，纖維才能分離）。這些殘留木素主要是沒(méi)有擴(kuò)散出來(lái)的低分子量的縮合木素，依靠蒸煮過(guò)程中高溫、高藥液濃度作用把它分離，勢(shì)必要破壞纖維強(qiáng)度、降低得率。蒸煮時(shí)控制硬度18～19K (相當(dāng)于卡伯值26)，此時(shí)沒(méi)有達(dá)到纖維分離點(diǎn)，纖維強(qiáng)度得到保留，濾水性能良好。采用變徑螺旋把最濃的黑液提出來(lái)，然后利用機(jī)械疏解作用把纖維分離，為氧脫木素創(chuàng)造條件。 2006年開始運(yùn)用到大生產(chǎn)中，取得了良好效果。

4 無(wú)元素氯（ECF）漂白技術(shù)開發(fā)

一般認(rèn)為C段和E段是漂白過(guò)程二惡英和AOX主要來(lái)源，發(fā)達(dá)國(guó)家為減少造紙工業(yè)二惡英的產(chǎn)生量，已經(jīng)完全淘汰了氯漂工藝。采用ECF漂白技術(shù)后，漂白廢水基本不含毒性物質(zhì)，不含有易富積性酸根離子，可以直接用于蒸煮后的洗漿，因此取消含氯漂白，代之以ECF漂白已成為今后造紙工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。泉林紙業(yè)在原有的CEH漂白的基礎(chǔ)上研究開發(fā)DQP漂白工藝，取代CEH工藝。

5 結(jié)束語(yǔ)

該技術(shù)跳出木材制漿框架，從草類原料實(shí)際出發(fā)，走自主創(chuàng)新之路。在備料、蒸煮、黑液提取、漂白全過(guò)程建立一整套符合草類原料制漿特點(diǎn)的技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)非木材制漿獨(dú)有特色。這是集環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益于一體的技術(shù)，推廣應(yīng)用可為造紙工業(yè)提供技術(shù)保障，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

維美德創(chuàng)新型流漿箱在韓國(guó)東日公司投入運(yùn)行

2014年1月，在完成濕部改造后，韓國(guó)東日制紙株式會(huì)社月山紙廠的一臺(tái)箱板紙機(jī)成功投入運(yùn)行。維美德為該項(xiàng)目提供主要部件：一臺(tái)新的兩層流漿箱和一套中間層真空成形板。通過(guò)改造并借助維美德創(chuàng)新型流漿箱，紙廠將生產(chǎn)出四層箱板紙，產(chǎn)品質(zhì)量也得到進(jìn)一步提高。

首套采用維美德Aqua分層技術(shù)的OptiFlo流漿箱交付使用。

據(jù)東日制紙副董事長(zhǎng)JinDooKim介紹：“采用維美德Aqua分層技術(shù)的全新OptiFlO流漿箱給我們工藝與產(chǎn)品的不斷發(fā)展創(chuàng)造了—個(gè)契機(jī)。我們已經(jīng)領(lǐng)略了這種技術(shù)在提高紙張強(qiáng)度方面的強(qiáng)大功能。與傳統(tǒng)技術(shù)不同的是，當(dāng)通過(guò)Aqua分層器喂送淀粉時(shí)，流量可得到迅速有效的控制。無(wú)論采用傳統(tǒng)的或是新技術(shù)，環(huán)壓強(qiáng)度均可提高15%，但采用Aqua新技術(shù)時(shí)，淀粉需求量降低30%。即使在化學(xué)條件苛刻的環(huán)境中，這種技術(shù)也可確保一流的效果。”

采用維美德創(chuàng)新型Aqua分層技術(shù)的OptiFlo流漿箱，可確保在一臺(tái)流漿箱和一套成形裝置內(nèi)生產(chǎn)出兩層覆蓋性能良好的紙張。其設(shè)計(jì)可滿足工藝條件最復(fù)雜的分層流漿箱的要求。在這些流漿箱中，各分層純度是一個(gè)主要參數(shù)。它可確保純度極高無(wú)擾動(dòng)的完美層間結(jié)構(gòu)，從而最大限度地提高紙張質(zhì)量。

在箱板紙生產(chǎn)工藝中，這種分層技術(shù)可使廠家對(duì)紙張質(zhì)量和強(qiáng)度特征實(shí)施進(jìn)一步優(yōu)化。它可保證不同分層采用成本不同的原料、功能填料以及漿料配比，進(jìn)而為強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量提供一套靈活方案。

韓國(guó)東日制紙株式會(huì)社是一家私人企業(yè)，成立于1986年，在該國(guó)安山、月山、宜寧以及全州設(shè)有四家紙廠。主要產(chǎn)品包括掛面紙板、高強(qiáng)箱板紙以及瓦楞原紙紙等。