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做座制浆漂白和化学品回收我们能走多远

发布时间:2021-10-15 00:10:22 阅读: 来源:花岗岩厂家

制浆、漂白和化学品回收:我们能走多远

木材纤维的分离和重组以及造纸,是一项仍在继续开发的科学,寻求更有效、更经济的方法,把木材制成纸浆纤维,回收制浆蒸煮化学药品和把纸浆漂成白色,这些课题是没有完结的。前十年中,这些研究课题,继续产生成果。开发更合理的制浆方法和工艺控制系统,使纸浆厂可以按照顾客的要求,生产特种纸浆。人们就此提出了一个问题:离“设计者”(designer)纸浆的生产还有多远?

顾客推动纸浆生产

Lars-Ake Llndstrom是Valmet在瑞典Sundswall的Fibertech科研开发(RTD)和产品管理副总裁,他们看到今后的趋向,是在注视顾客的需求,而不一定是商品纸浆生产者的意图。他解释说:商品纸浆生产者和综合造纸厂,可以采用种种方法,使终端产品的质量、性能达到需用者的要求。他说:“我将看到,在这领域里,正在继续努力对着移动的目标,瞄准射击,继续开发和改进纸浆质量。这种发展趋向将是没有固定终点的”。

Linstrorn说:“纸浆设计和开发的步调,决定于三个相互关联的因素。这就是原料的性状及其适用性、新制浆技术的开发,以及纸、纸板和卫生纸企业的新产品开发”。

原料必定是一项关键因素。Bertil Stromberg,是Andrltz-Ahlstrom Corp的蒸煮、扩散洗浆工艺技术部主任,他注意到:原料必定是一项关键因素。他指出:“不同原料制成的纸浆,具有不同的原始性能。”“这就要求工 厂做好木材原料管理工作”。他继续说:“工厂已按不同的木材原料品种,如:衫木、松木、阔叶树木材、制材厂剩余物和原木等等,在原木场中,分类贮存管理;按纸浆品种的需要,把这些原料搭配混合”。

使用不同树种,生产纸浆,要求化学纸浆生产设备,具有较大的灵活性能。他说:“例如,在不同的蒸煮过程中,采用不同的碱比(木片与蒸煮用碱的比率)和温度曲线,可以提高纸浆的原有性能。现在,我们还可以提高纸浆得率”。

但是,生产“设计者”纸浆的最大困难,可能是新纸浆生产线的能力。Stromberg解释说:“大厂转向单条生产线的趋势,对特种纸浆,特别是销量不大的产品来说,恰恰相反,使生产管理难以处理”。

Lulz Fernando Brandao是巴西按木纸浆巨人Aracruz公司的信息部经理。这个公司的基地在Rio de Janeiro。Brandao说:“规模较小的纸浆厂,比较便于生产顾客要求的产品。小厂比较灵活,容易变更其工艺参数和原料品种。但是,对年产量达百万吨的大浆厂来说,就稍有不同了。大纸浆厂是按其大宗原料,制订其生产工艺,并且,难以改变。大厂只有少数产品品种能够符合多种市场需要,采用可行的方法进行经济合理的生产。”

Mike Stephen是 Thermo Black Clawson纸浆生产线和制浆药液集团的销售经理。他认为:现在回答“设计者”纸按下控制面板上“油泵”按钮浆的趋向,是否将继续进行,并兴盛起来,还为时过早。他说:“按顾客要求订货生产,带来的费用开支,特别是发生的附加库存量,可能长期妨碍这种趋向的发展。也要考虑到,附加的工艺控制,是添加在工厂职工身上的一种负担,将使纸业难以吸引年轻的工程师。附加的工艺控制,要求增加输入附加数据和控制系统,这就可能限制工厂接受这种订货的能力。”

TCF/ECF的开发

全世界的纸浆厂,都在设置新的TCF和ECF漂白工艺程序。在比较高度发达的国家中,传统的氯气漂白,几乎全部转化了。除掉环境保护的要求外,工厂发现,这些转化还有其潜在效益。

Brandao说:“转化为ECF或TCF,不一定有潜在效益。多数情况是环境保护和市场的要求”。

Stephens注意到,ECF/TCF纸浆的生产,成本较高,促使工厂去学习提高纸浆得率、降低筛选浆渣和从纸浆废水中回收纤维等等措施,以降低废料损失。他说:“纸浆和二氧化氯(CIO)的生产成本相结合,要求有较好的工艺控制,降低未漂纸浆卡伯值的标准误差,降低纸浆漂白成本,并保证漂白纸浆的白度和滤水度”。

Lindstrom考虑到,ECF和TCF技术的评估刚在开始。他看到,当面临技术变更时,造纸工作者总会愿意退回到旧有的技术路线上去,如氯气漂白;并且,低估了新技术的潜力。他说:这种倾向有另一个事例,这就是早先对氧脱术素缺乏热情。他说:“早在1970年代期,就出现了氧脱木素技术。但直到1980年代中期,才成为化学纸浆生产线的组成部份,成为精制纸浆措施和新一代氧漂系统的 先导”。

Llndstrom继续说:“可以看到,ECF和TCF有同样的发展趋向,当技术单套装置范围到达5万吨/年达到成熟时,投资和运行费用都会有所降低”。

Strombe总建筑约7500平方米rs注意到,快速转化为TCF,将有两种化学品,即过氧化合物和臭氧,带入工厂的实际生产之中。这两种 化学品,对ECF纸浆的质量、生产成本和工厂废水是有利的。

他说:“工厂使用二氧化氯,可使纸浆强度有所提高,抽提物含量降低”。“TCF纸浆的生产,主要决定于采用的流程和设备。例如使用臭氧可以减少树脂障碍(PitCh)和纸浆反黄。使用过氧化氢,可能出现相反的作用”。

酶处理的出现

一些工厂试用酶处理,强化纸浆漂白。酶的试验研究,现在工业实验室中进行。有人提问:酶可有哪些效用,以及在 造纸工艺中的前途如何?

Olavi Pikka是Andritz-Ahlstrom 制浆和碱回收系统的技术主任,他相信酶处理法将继续成长和发展。他提出:“问题在于它在比较严格的环境保护要求中的作用。高温和封闭循环的滤液系统,限制酶处理法的适用性。但这些困难,今后是可以克服的。酶处理将对制浆用木材的备料,带来巨大的良好作用”。

Lindstrom设想,现在,硫酸盐法纸浆漂白,采用酶处理,效果不太好。但他也想到,通过进一步的研究,可能取得成功。他说:“并不奇怪,纸浆或木片,经过良好的酶处理,将成为今后化学纸浆生产技术中的一个组成部分”。

Brandao注意到,有些工厂已在漂白工艺过程中使用酶,并以日本王子公司(On PaPer)为例证。但他说,酶仍是非常昂贵和很难控制的。他说:酶漂白需要很稳定的工艺过程。并且,只能允许有很小的变化。“PH的变化,会杀死酶;并且,糟蹋大量产品”。他仍总结说,纸业 总应尽快采用任何已经证实的技术改进。

Art J.Ragauskas是美国造纸科学技术研究所(The Institute of PaPer Set-ence and Technology,Atlanta,Georgia,U.S.A以下简称IPST)的特许会员,他相信,生物技术将来的发展,会给予纸浆生产者带来巨大的利益。他认为:最近IPST所做的酶和生物漂白的研究,是生物技术开发工作的另一分支。“旧报纸脱墨,和其他废纸纸浆,采用酶处理,是生物技术研究项目的一个事例。现已成为工业化项目。现在,还有一些科研项目要对龙煤团体进行员工的组织化分流,如采用酶或真菌处理,控制树脂障碍,也进入工业化试验研究”。

Ragauskas说:最近,在IPST的研究活动中,集中于漆酶(laccase)生物漂白作用。为了帮助漆酶的生物漂白作用,研究采用漆酶和其他含氧还原酶(OX-),以求改进富含本素的纸浆纤维表面。帮助纸业生物技术开发的同时,IPST已建立了互联站:hffP:/home.lpst.edu/~aragau。k/Bio-Tech Road Map/bio-tech road map.html。

机械纸浆的改进

Helnrlch Muenster是Andrltz-Ahlstrom制浆造纸业务开发执行人员,他指出:在机械木浆范畴里,研究工作仍在继续进行;并且,在全世界机械木浆的年产量中,用木片和盘磨机生产的机械木浆(包括RMP,TMP,BCTM)的年产量,已超过了磨石磨木浆的年产量。Andritz-Ahlstrom在机械木浆方面的大部分科研开发工作,集中在降低机械木浆的整体生产成本,特别是在节约电力消耗,以及改进纸浆白度、成纸的印刷性能、强度和洁净度。

提高机械木浆的不透明度和光散射系数,便于工厂降低纸产品的定量;并可适应两面印刷的要求。降低印刷纸定量,可以减少印刷品的发行费用。

机械木浆的其他研究工作,如生产更柔软的纸浆,以改进印刷纸的印刷性能。在纸浆中保留适量的细小纤维,使纸 页具有较好的匀度和较高的平滑度。

关于包装纸及纸板用的纸浆,其开发研究工作,仍在继续谋求提高纸浆的松厚度,以减轻制成纸及纸板的密度,并提高其挺度。这是包装纸的重要性能,同样也是复印纸和印刷纸,能够得到广泛使用的重要性能。

在机械木浆的过氧化氢漂白过程中,提高纸浆浓度、良好的搅拌混合作用、优化的工艺过程控制和良好的纸浆洗涤,可以改进纸浆漂白得到的终点白度。

现在,针叶树机械木浆可以漂得的白度为83-84%ISO,阔叶木BCTM的白度可达87%ISO。Muenster看到,BCTMP生产厂增加了对世界阔叶树硫酸盐法木浆低成本生产厂的竞争机会。

黑液气化的开发

化学纸浆生产厂,把对黑液气化系统作为传统碱回收炉的替代方案大有兴趣。黑液气化能否替代传统碱回收炉,或者,是否需要延长传统碱回收炉的寿命 和用途?这个问题好像仍难以判断。

Stephens注意到:首先,碱回收炉仍是硫酸盐法制浆厂中,花费投资最多的系统。黑液气化系统,需要能自我证明,其设备投资费用能有明显降低。他说:“气化有其优点。但黑液气化研究开发的费用很高。如想用黑液气化,替代传统碱回收炉,行业必须大力支持,并参与其开发工作”。

Brandao看到:已在使用传统碱回收炉的工厂,要改用黑液气化法,改造费用很大。他说:“黑液气化工艺,也需耗费大量能源”。“并将改变整个物料平衡”。他注意到:黑液气化在小规模的新建工厂中,可能得到了良好的成绩。但是,黑液气化系统在大厂生产中如何,尚无实践数据。

Karl Savlharju是Andrltz-Ahlstrom碱回收炉技术主任,他解释说:只有能提供能源的生物物质价格低于劣质燃料价格时,黑液压力气化系统才能具有超过传统碱回收炉的经济优势。他说:“现在的价格因素,不存在转化成为黑液气化系统的经济因素”。

Saviharju总结说:“关于开发黑液气化的一个保留因素,决定于政府部门对温室气体的反应”。由于环境保护的原因,迫使纸业花费大量资金去搞黑液气化。

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