淺談BCTMP和PRC-APMP及相關(guān)生產(chǎn)工藝參數(shù)的影響

王鴻海

摘 要：本文主要介紹BCTMP化學(xué)機械漿和PRC-APMP化學(xué)機械漿，并在設(shè)備方面進行比較。同時說明溫度、濃度，漂白時間、PH、雙氧水殘余等工藝參數(shù)對生產(chǎn)的影響。

關(guān)鍵詞：化學(xué)機械漿;BCTMP;PRC-APMP;化機漿;工藝參數(shù);溫度;濃度;漂白時間;PH;雙氧水殘余

一、概述

采用化學(xué)預(yù)處理和機械磨解后處理的制漿方法制得的紙漿〔1〕稱為化學(xué)機械漿，簡稱化機漿?；瘜W(xué)機械漿是在傳統(tǒng)的機械漿基礎(chǔ)上發(fā)展起來的制漿技術(shù)，屬于兩步制漿法，即纖維原料先用相關(guān)化學(xué)品溫和預(yù)處理，再進行機械磨漿，與傳統(tǒng)的機械漿相比主要差別是對纖維原料的化學(xué)預(yù)處理?；瘜W(xué)機械漿介于化學(xué)漿和機械漿之間，在紙漿質(zhì)量和成本方面填補了空缺。由于采用保留木素的漂白方法，因此化機漿得漿率高，不透明度高。同時具有表面積較大和細小纖維含量高等特點。這些獨特的性能使化機漿在造紙行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣，從而發(fā)展迅速，成為當(dāng)今制漿造紙工業(yè)發(fā)展的主要趨勢之一?；瘷C漿雖然具有以上優(yōu)點，但不能取代化學(xué)漿，不僅僅是物理強度和纖維柔韌性方面不如，在白度方面也存在較大差異：化機漿白度可以90%ISO以上，且比較穩(wěn)定，但化機漿白度提到一定程度后就受限了，且容易返黃。目前化學(xué)機械漿有多種生產(chǎn)方法，BCTMP和APMP是占比較大的兩種，本文介紹這兩種生產(chǎn)方法和探討木片類型、化學(xué)品用量等工藝參數(shù)對生產(chǎn)的影響。

二、BCTMP和PRC-APMP

BCTMP的全稱是化學(xué)漂白熱磨機械漿，是在CTMP的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。CTMP用于工業(yè)生產(chǎn)，可追溯到1965年，瑞典伯日爾卡廠第一家采用，由瑞典順智公司提供生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備。那時由于能源緊張，而CTMP電耗比較高，綜合能耗也高，所以其發(fā)展比較緩慢。

我國最早使用CTMP法的是吉林紙廠，是在進口的TMP生產(chǎn)線上改為CTMP生產(chǎn)，后來又增加了漂白改為BCTMP生產(chǎn)。BCTMP發(fā)展迅速，專家們預(yù)計其還有很大潛力，應(yīng)用會越來越廣，有人喻為“未來世紀的漿種”。

BCTMP具有投資少，成本低，得率高，紙漿質(zhì)量好等優(yōu)點，且在造紙工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣，所以近幾十年得到了快速發(fā)展。目前BCTMP生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備主要由維美德提供。

BCTMP生產(chǎn)工藝：木片洗滌和預(yù)浸、高濃磨漿（一臺或兩臺錐形磨）、漂白（一段或兩段漂白，中濃和高濃漂白）、洗滌、消潛、低濃磨漿、篩選、濃縮、貯存。

PRC-APMP的全稱[2]是預(yù)處理堿性過氧化氫漂白機械漿，是由APMP發(fā)展而來的，可以說新的制漿技術(shù)，特點是把磨漿和漂白合二為一，減少了生產(chǎn)設(shè)備，簡化了生產(chǎn)流程，從而降低了投資和生產(chǎn)成本。木片經(jīng)過高壓縮比4：1的螺旋擠壓撕裂疏解后比較疏松，容易吸收化藥，潤張均勻且充分，從而大大降低了磨漿電耗。目前PRC-APMP的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備主要由安德里茲提供。

PRC-APMP生產(chǎn)工藝：木片洗滌和擠壓撕裂及預(yù)浸、高濃磨漿、一段漂白（可改為兩段漂白）、洗滌、消潛、低濃磨漿、篩選、濃縮、貯存。

BCTMP和PRC-APMP這兩種化學(xué)機械漿在生產(chǎn)工藝上并沒有實質(zhì)上的差別，它們的不同主要在設(shè)計理念和設(shè)備上。設(shè)計理念上，BCTMP如果用于抄造多層紙板的中間層，則強調(diào)高得率，高松厚等，并不注重白度。而PRC-APMP則注重化學(xué)品的預(yù)處理，強調(diào)高強度和高白度。設(shè)備上，BCTMP一段磨使用的是單盤錐形磨，磨區(qū)比較大，磨盤控制模式是間隙控制。PRC-APMP一段磨使用的是雙盤磨，磨盤間隙有間隙和壓力控制模式。

化學(xué)機械漿法在生產(chǎn)中要選擇松軟和比重小的木材，因為這類木片容易滲入化學(xué)藥品，反應(yīng)更充分，在磨漿中磨木壓力低，纖維損傷小，因此電耗也低。我國自改革開放以來，北方大面積種植楊木，南方大量種植桉樹。楊木和桉樹是化學(xué)機械漿很好的木材，多使用楊木和桉樹能提高林農(nóng)的積極性，產(chǎn)生很好的社會效益。當(dāng)然，可以使用相思木。而相思與桉木相比，木材價格便宜，易磨漿，生產(chǎn)過程中泡沫也比較少，但雜質(zhì)多，漂白方面比較難，需要更多的漂白劑等化學(xué)品。

三、生產(chǎn)工藝參數(shù)的影響

（一）溫度的影響。溫度是很重要的工藝參數(shù)，影響著化機漿的整個生產(chǎn)過程。1、木片洗滌和預(yù)浸段要使用高溫的洗滌水去除木片中雜質(zhì)，同時汽蒸木片，使木片受熱均勻，提高溫度，充分吸收水分和化學(xué)藥品，木片潤張，利于降低磨漿能耗。木片溫度一般控制在95-105℃，太高會溶出木素，降低得漿率，漂白時需要更多漂白劑，化藥成本增加。2、木片磨成漿后溫度很高，會造成雙氧水的無效分解到等，所以此時需要加清水降低漿溫，利用漂白反應(yīng)的進行。3、漿的流動性與漿溫是正比關(guān)系，漿溫越高，流動性越好。所以提高漿溫，利用漿的洗滌和篩選。4、貯存的化機漿，溫度如果太高，則容易返黃。

（二）反應(yīng)時間的影響。1、木片的貯存時間。木片存放越久，越不新鮮。木片會發(fā)生氧化反應(yīng)而而顏色加深，白度下降，后期漂白需要更多的化學(xué)藥品，成本增加。一般貯存時間一至兩周。2、木片的反應(yīng)時間。木片吸收化學(xué)藥品后，如果反應(yīng)不充分，木片軟化的程度不夠，造成磨漿生成的纖維束含量增加，化學(xué)藥品得不到充分的利用。因此，生產(chǎn)流程上在增加的反應(yīng)倉使木片在磨漿前有足夠的化學(xué)預(yù)處理時間，達到提高化學(xué)藥品利用率和降低磨漿能耗的目的，同時利于減少成漿纖維束含量。3、漿的漂白時間。 漿和化學(xué)藥品充分混合均勻后進入漂白塔，漿的漂白反應(yīng)主要在漂白塔內(nèi)進行。漂白塔提供反應(yīng)的空間，利于提高化學(xué)藥品的漂白效率。漂白可以采用一段漂或多段漂。多段漂，由于后段漂的漂液回到前段漂，因此化學(xué)藥品的利用得到進一步加強，降低化藥成本。4、漿的貯存時間。成漿貯存的時間越久，返黃越嚴重，白度下降越厲害。因此貯存時間不宜過長。

（三）濃度的影響。1、濃度對洗滌的影響。漿濃低，說明稀釋充分，有利于洗滌去除雜質(zhì)，提高成漿的PCD。但濃度太低，輸送成本增加，壓力也會增大，對洗滌設(shè)備的要求也高。因此洗滌濃度一般控制8-9.5%。2、濃度對篩選的影響。壓力篩是根據(jù)尺寸大小不同而篩選漿料的，漿的濃度低，流動性好，對于同一臺壓力篩來說通過性好，但篩選效率低。漿的濃度高，篩選效率高，渣漿的濃度高，容易造成反沖洗。因此，篩選濃度要控制在一定范圍內(nèi)。BCTMP采用高濃一段篩選，濃度一般是3.7-4.4%。PRC-APMP采用低濃多段篩選，濃度一般是1.8—2.2%。3、PH值的影響。漂白反應(yīng)對環(huán)境的PH值有一定的要求，即在偏堿性的條件下進行，PH值一般控制8-11，是充分反應(yīng)，提高化學(xué)藥品利用率。系統(tǒng)加入的堿越多，PH值越高，成漿的抗張越大，松厚度越低。另外，PH越高，成漿貯存時越容易返黃，因此貯存漿時要加入適量醋酸，調(diào)節(jié)PH，減少成漿返黃。成漿的PH一般控制在7-8.5。

4、雙氧水殘余的影響。1.漂液中雙氧水殘余越多，說明漂白反應(yīng)進行不充分，雙氧水浪費越大。為了是漂白反應(yīng)進行充分，可以提高反應(yīng)的溫度或延長反應(yīng)的時間。2.紙漿在貯存時容易返黃，因此為了保持化學(xué)機械漿的白度穩(wěn)定性，漂白終點需要有一定的雙氧水殘余量。一般白度越高，需要的雙氧水殘余量越高。

四、結(jié)束語

化學(xué)機械漿從研發(fā)至今，由于它具有多種不同的特點和優(yōu)點，能夠表現(xiàn)出許多優(yōu)越的功能，所以在造紙工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣，用量也越來越大。目前，化學(xué)機械漿主要有維美德提供的BCTMP和安德里茲提供的PRC-APMP。作為制漿造紙工作者，應(yīng)了解并掌握生產(chǎn)工藝參數(shù)的影響，不斷完善紙漿的性能以滿足更多紙種的要求，降低制漿成本，使化機漿的優(yōu)勢更加明顯。

參考文獻

[1] 張志城，余貽驥.化學(xué)機械法制漿[M/OL].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[2] 姜仁龍.APMP簡介[J].木材加工機械，1998（1）：28.