1、第三讲,制浆技术的发展状况,内容,一、化学制浆 二、机械/化学机械制浆（高得率制浆） 三、废纸制浆,一、化学制浆,Low chlorine dioxide substitution for chlorine was practiced in the 1960s in (CD) bleaching stages. Low-odor recovery boiler technology was available in the 1960s. Higher chlorine dioxide substitution for chlorine was practiced in the 1970s in
2、 (DC) bleaching stages. Falling film evaporation technology was available in the 1970s. The first oxygen delignification plant was started up in 1970.,The first modified batch cooking installation started up in 1981. The first modified continuous cooking installation started up in 1985. The first re
3、inforced extraction bleaching stage, (EO) and (EOP), started up in 1985. ECF bleach plants began operating in 1990 in existing mills. The first mill employing TCF bleaching was Aspa Bruk in Sweden in 1990. High solids firing technology in the recovery boiler began being practiced in the 1990s. The f
4、irst purposely built bleached kraft pulp mill employing the ECF bleaching method and other AMT started up in 1993 at Alberta-Pacific,Boyle, AB, Canada.,污染物排放,1、备料,基本还采用传统流程： 原木鼓式剥皮削片木片堆存筛选蒸煮 技术进步主要体现在： 自动化水平提高； 更高的剥皮洁净度和较少的剥皮损失； 更均匀的木片规格，较少的厚木片和木屑； 最终使浆的得率提高，降低化学药品的消耗，并提高浆的质量。,剥皮机,广泛采用干法连续鼓式（圆筒）剥皮。干
5、法鼓式剥皮机单线生产能力最高可达350米3/小时。现代化的干法鼓式剥皮机剥净率可达99%，剥皮木耗低于1%，并且自动化程度高，与湿法剥皮相比用水量和排污量大大减少。,削片机,现代削片机的技术进步体现在大容量和高木片质量。最大削片机的能力可与上述最大鼓式剥皮机的能力配套，一般大型多刀削片机刀盘直径在3米上下，刀片数量10刀左右。所削木片合格率可达90%，主要是木片长度和厚度的均一性好，产生木屑的数量可控制在3%以内。这些因素对浆的质量、木材消耗和生产成本有重要影响。,现在一个有二条生产线每条能力为250400实积米3/d的备料车间只需二个人操作。采用数字摄影和计算机图像分析技术，检测剥皮后原木的
6、树皮含量和树皮中木质的含量，并以此来控制鼓式剥皮机的进料量、鼓的转速和出料门开启的程度，实现最佳的剥皮效果。,自动化水平提高,2、蒸煮,硫酸盐法是现代化的大型化学浆项目所采用的方法，无论木浆还是草浆。 原因：碱回收技术的完善；漂白白度90度，漂白污染负荷大大降低；物理强度高； 亚硫酸盐法目前主要用于溶解浆的生产。,亚硫酸盐法被淘汰的原因,一是此法最适宜的原料品种主要是杉科树种，但是杉属生长缓慢，供应来源日益困难。 二是酸法红液回收设备大部分需要昂贵的耐酸不锈钢，建设和维护的投入很高，因此经济效益比硫酸盐法的黑液碱回收低。 三是酸法浆的强度低。,硫酸盐法优势：,一是硫酸盐法几乎适用所有可用于造纸
7、的树种。 二是其碱回收技术日益成熟完善，现今碱回收率最高可达98.5%以上，硫回收率甚至更高。氧脱木素可使用氧化白液，其废液也进入碱回收循环体系。再加上碱炉的高温高压过热蒸汽可发电供热，很多硫酸盐法浆厂可实现热电自给，不必外购热电能源。碱回收规模的大型化可达7000t DS/d。因此，其单位产品投资和运行成本大大降低。 三是现代漂白技术完全克服了硫酸盐浆色深难漂的困难，纸浆白度漂到90%已非难事，做溶解浆白度还可更高。 四是硫酸盐浆强度高，并以此得名牛皮浆,近年我国建设的主要漂白KP浆生产线,深度脱木素技术,深度脱木素技术是20世纪80年代初在传统脱木素基础上通过改善工艺条件或改良设备发展起来
8、的。 在保证纸浆质量的情况下，提高木素脱除率，使进入漂白工段的纸浆木素含量降低。传统的硫酸盐法蒸煮得浆的卡伯值范围，一般针叶木浆为2832，阔叶木浆为1822，低于这个范围，纸浆的强度和得率会受到严重损失。深度脱木素技术可以在保证纸浆得率和强度不损失的条件下，提高木素的蒸煮去除率使蒸煮针叶木浆的卡伯值降至20，阔叶木浆的卡伯值降至1315，大大减轻后续工序的化学品耗量和废水的污染负荷。 深度脱木素技术使纸浆更易于进行无元素氯( ECF) 漂白、全无氯( TCF) 漂白,使制浆过程的低污染、封闭循环零排放成为现实。 深度脱木素还表现出了能耗低、纸浆质量稳定的优点。,深度脱除木素( Extende
9、d delignification)基本原则,整个蒸煮过程中碱浓分布尽可能均匀一致，在初始脱木素阶段碱浓度要低，接近蒸煮末期碱浓度要高； 蒸煮液中保持高的HS- 浓度，尤其在蒸煮初期和大量脱木素阶段的开始； 采用尽可能低的最高蒸煮温度； 保持蒸煮液中溶出物（如木素）浓度尽可能低，特别是在蒸煮后期。,Modified cooking principles,连续蒸煮的发展,20世纪80年代开发了MCC技术，即改良连续蒸煮（Modified Continuous Cooking）；90年代又推出EMCC，即深度脱木素的改良连续蒸煮（Extended Modified Continuous Cooki
10、ng）。在此基础上，克瓦纳公司（现已并入美卓）又先后推出了ITC技术，即等温蒸煮（Isothermal Cooking），Compact-G1，即一代紧凑蒸煮和Compact-G2，即二代紧凑蒸煮。奥斯龙公司（现已并入安德里兹公司）则推出了LowSolid技术，即低固形物蒸煮。连续蒸煮这样一代又一代更新技术的结果，在浆的质量、深度脱木素、蒸煮的均匀性和低浆渣率、低蒸汽消耗、高纸浆得率、系统简化、消除臭气等方面，已赶上甚至超过了改良的间歇蒸煮。,Modified continuous cooking installation list,我国各项工程所用的连蒸技术,Kvaerner Pulping
11、 AB公司于1997年设计出厂紧凑蒸煮器Compact Cooking，又在2003年开发出第二代紧凑型蒸煮器Compact Cooking G2。其指导思想为优化硫酸盐法制浆动力学，同时简化设备及整个蒸煮系统。,紧凑蒸煮(Compact Cooking)技术,紧凑型喂料系统,预浸器,蒸煮器,Compact CookingTM低温蒸煮技术采用预浸器和蒸煮器蒸煮的系统，采用蒸煮器内的黑液对预浸器的木片进行预浸，同时预浸器内采用高的液比，不但有效预热了木片，而且黑液中的碱可以和木材中的一部分酸性物质进行中和反应，使树脂等抽出物的除去率更高，同时高的 HS- 离子与 OH- 离子比例。 分次加碱和逆
12、流洗涤使碱浓的波动更小，分布均匀。 预浸后的木片在进行蒸煮时，需要的温度更低，蒸煮阔叶木时 140 ，蒸煮条件更温和， 更好地保护了碳水化合物, 提高了纸浆的得率和黏度，提高了纸浆的可漂性。 同时由于系统配置有处理NCG (不冷凝性气体) 和漂白废气的净化吸收系统，因此，本蒸煮系统也更环保、绿色。,Compact cooking 应用深度脱木素原则.,There is an elevated HS- ion concentration at the start of the cook as well as a high HS- ion to OH- ion ratio. This is ach
13、ievedby returning black liquor after cooking (from the flash tanks) which has an elevated HS- ion concentration back to the impregnation stage. Split alkali addition and countercurrent washing ensure even alkali profile. low concentration of dissolved solids in the liquor. Cooking temperature for ha
14、rdwood is very low (140oC),Compact CookingTM 低温蒸煮技术在APP中国海南金海浆厂100万t/a漂白阔叶木浆生产线的运行表明, 该系统具有很多优点： 得率高( 50% )， 排渣率低( 4.7 kg/t)，木节少(0.5%)， 浆料黏度高( 1300 mL /g) ，蒸煮温度低(143) ，浆品质均一， 碱耗少，蒸汽利用率高，卡伯值偏差小，可漂性好，漂白化学药品消耗少，蒸煮高浓度NCG送至碱回收炉燃烧不排放。,Compact Cooking G2,连续蒸煮新技术 Compact CookingTM G2 工艺 -中华纸业, 2008年 17期 50,
15、2008 年11 月30 日，世界最大的木片制浆连续 蒸煮塔在山东亚太森博浆纸有限公 司成功吊装，顶部分离器顺利安装 到蒸煮塔上。该蒸煮塔高71.91 m， 总质量达1000 t，是亚太森博二期 扩建制浆生产线的关键设备之一， 由世界领先的浆纸设备制造商美卓 公司制造，采用当今世界最先进的 第二代紧凑蒸煮技术。,和Compact Cooking比较，第二代紧凑型蒸煮器Compact Cooking G2，还有如下特点： 更低蒸煮温度，软木可以降到150，硬木可以降到140，减少半纤维素的溶出，提高浆料得率； 预浸温度更低，预浸时间变得更长； 根据需要可以实现快速的初步提取； 有更佳的后续提取效
16、果。,中国金海林纸有限公司的连续蒸煮器，其生产能力为3227吨(风干)/d。 比较最近2 台连续蒸煮器，中国金海林纸有限公司的蒸煮器的产量比RECHARDS BAY 厂的高57% ，但蒸煮器高度仅增加15% ，其底部面积却增大47%。由于木片层有少量或没有内部药液循环，这使得能够加大蒸煮器底部直径，而对均匀蒸煮没有影响。,与紧凑蒸煮概念同时推出的还有紧凑喂料Compact Feed)和双重汽蒸木片仓(Dualsteam Chip Bin)，从木片起到蒸煮器为主的整个进料系统大简化，但是效率却提高了，造价也随之降低。,RDH(快速置换加热蒸煮)系统； Super-Batch(超级间歇蒸煮)系统；
17、 Ener-batch (低能耗蒸煮)系统； DDS(置换蒸煮, Displacement Digester Systems)系统,间歇蒸煮的发展,Modified batch cooking installation list,置换蒸煮系统，DDS,Displacement Digester Systems 美国CPL公司 (Chemical andPulping Ltd.)推出 RDH的改进,DDS置换蒸煮系统蒸煮操作,一个蒸煮周期包括以下操作过程： (1) 装料 (LC)： 这个操作与传统的间歇蒸煮一样：把木片、冷黑液和一些冷白液装入蒸煮锅，保证 pH值 12。冷液体用于装填木片及中和木
18、片表面的酸性物质。在操作的后段，装料阀关闭，蒸煮锅与外界常压断开进入带压状态。 (2) 温黑液充装 (IC)：蒸煮锅用温黑液和冷白液来充装，并把锅内装料过程中加入的冷黑液置换出来，同时开始脱木素。随着蒸煮锅温黑液液体充装，锅内的压力和温度被提高，脱木素不断进行；当蒸煮锅被提高到足够的温度时，木素得到最佳的去除。,(3) 热黑液充装 (MC)：用热黑液和热白液来充装蒸煮锅，把前一步温充操作中加进的温黑液置换出来。随着蒸煮锅温度的提高，脱木素继续进行。高温的黑液由于加入的碱较少，可降低对纤维素和半纤维素的降解。 (4) 蒸煮 (FC)：该操作与常规间歇蒸煮一样。在升温期间，如果需要，就利用蒸汽加热
19、蒸煮锅到需要的最高蒸煮温度。在保温期间，蒸煮锅在一定的蒸煮温度下保持适当的时间。在这个操作期间，根据锅内上中下三部位的温度情况来决定是否需要继续循环蒸煮锅内蒸煮液。总的蒸煮时间可用 H 因子或 CPL 公司的脱木素确定因子 DDF 来决定。,(5) 置换 (RC)：利用洗浆的滤液把热蒸煮液置换出来，同时锅内料液被冷却。被置换出的热黑液贮存在槽区内 (170到热黑液内槽、150到热黑液外槽、130到温黑液内槽、110到温黑液外槽 )，并在下一个蒸煮操作中回用。置换最后使得蒸煮锅内容物被冷却至低于常压的闪蒸温度 (100 )。 (6) 放锅(DC)：在这一操作中，用泵把被冷却至低于常压闪蒸温度的蒸煮锅内容物抽出锅外，进行冷喷放；除此之外，其余的过程与常规间歇蒸煮一样。,DDS槽区中的常压槽与压力容器(蒸煮锅在室内),湖南省永州市泰格林纸集团,New Digester Added during Upgrade to DDS from RDH. 2004,广东省，广宁县，广东鼎丰纸业有限公司,
