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纸浆漂白实践

纸浆漂白实践

广西是我国最大的蔗糖生产地区,蔗渣作为制糖剩余物,资源丰富;以蔗渣为原料的制浆造纸厂很多,还有在建的蔗渣浆新项目。然而原有蔗渣浆漂白工序均为传统CEH三段漂白[1],随着国家造纸产业政策及环保政策的逐步落实,ECF(无元素氯)漂白工艺将成为纸浆漂白的主流工艺[2-4],ClO2将被广泛应用于纸浆漂白[5-6]。南宁糖业股份有限公司蒲庙造纸厂从2009年开始筹建浆厂节能减排工程,新建1条日产350t的ECF漂白漂白浆线(以下称3#漂白浆线),替代原有CEH漂白的1#、2#漂白浆线,配套一套国产8t/dClO2制备系统。ClO2制备系统于2010年7月底建成投产,3#漂白浆线于2010年12月初建成投产,是国内首条蔗渣浆ECF漂白生产线。目前,经过近一年多的生产运行,积累了一定的中浓漂白生产实践经验。

1生产工艺和设备概况

1.13#漂白浆线工艺流程

筛选后浆料经泵送到漂前贮浆塔贮存,经过一台漂前真空洗浆机洗涤浓缩后进入D0段中浓浆泵,经过D0EpD1三段漂白后,再经转鼓式挤浆机挤压到30%左右的干度后装车送到下游造纸厂供生产使用。漂白工艺采用ECF漂白技术,关键设备由安德里兹公司供货,工艺流程如图1所示。

1.2主要设备

(1)筛后真空洗浆机:1台,过滤面积120m2,转鼓规格Φ4500mm×8500mm。(2)D0段中浓浆泵:1台,流量47L/s,浆浓10%~12%。(3)D0段中浓混合器:1台,浆浓9%~12%,设计压力1.8MPa,材质为钛材。(4)D0漂白塔:1个,容积135m3,碳钢衬耐酸砖。(5)D0段真空洗浆机:1台,过滤面积100m2,转鼓规格Φ4000mm×8000mm,材质为双相钢。(6)Ep段中浓浆泵:1台,流量46L/s,浆浓10%~12%。(7)Ep段中浓混合器:1个,浓度9%~12%,设计压力2.5MPa。(8)Ep碱化塔:1个,为升降流塔,升流塔为预反应塔,79m3;降流塔为主反应塔,容积333m3,材质为SS316L。(9)Ep段真空洗浆机:1台,过滤面积100m2,转鼓规格Φ4000mm×8000mm。(10)D1段中浓浆泵:1台,流量45L/s,浆浓10%~12%。(11)D1段中浓混合器:1台,浓度9%~12%,设计压力1.8MPa。(12)D1漂白塔:1个,容积456m3,温度70℃,碳钢衬耐酸砖。(13)D1段真空洗浆机:1台,过滤面积100m2,转鼓规格Φ4000mm×8000mm,材质为双相钢。(14)漂后贮浆塔:2个,有效容积330m3,砼内衬玻璃钢。(15)转鼓式挤浆机:3台,长度3m,进浆浓度>3%,出浆浓度≥32%,单台日产量≥150t。(16)甲醇法ClO2制备系统:1套,型号BSC-M-Ⅰ,产能8t(ClO2)/d,ClO2浓度8~10g/L。

1.3主要工艺条件D0EpD1

短程序三段漂白工艺:D0段温度55℃,反应时间40min,浓度10%,ClO2用量30~35kg/t风干浆(以有效氯计),占总有效氯用量的60%。Ep段温度85℃,反应时间(25+95)min,浓度11%,NaOH用量20~25kg/t风干浆,H2O2用量3~5kg/t风干浆。D1段温度70℃,反应时间180min,浓度11%,NaOH用量2~5kg/t风干浆,ClO2用量20~25kg/t风干浆(以有效氯计),占总有效氯用量的40%。

2生产运行情况

2.1产能情况

3#漂白浆线自2010年12月3日按40%生产能力开始试产,至2011年2月底前均不断完善设备、电气、仪表等方面存在的问题;从3月份后逐步提高3#漂白浆线漂白蔗渣浆日产量,4月1日起原1#、2#漂白浆线停产,3#漂白浆线产能达到日产350t。

2.2漂白工艺控制

3#漂白浆线在试生产初期,重点控制蒸汽加入,减轻设备、管道的震动,使D0漂白塔、Ep碱化塔、D1漂白塔的反应温度达到工艺要求。稳定反应温度这一关键工艺参数后,转入重点控制药品的加入量,由于生产线目前没有氧脱木素段,ClO2的用量会大些,这也是漂白工艺控制的重中之重,直接关系到漂白浆质量和物耗成本。漂白工艺控制,与来浆卡伯值、调酸调质及漂白终点pH值等工艺因素关联较多,通过对生产的跟踪进行调整;生产运行中将漂后浆的白度控制在82%~84%,并重点控制纤维性尘埃不超标。由于蔗渣浆D0EpD1漂白工艺在国内还没有成熟的经验可借鉴,在生产控制过程中出现过波动,需要对3#漂白浆线ECF漂白工艺作进一步调整、完善,并在生产实践中检验。

2.3配套国产ClO2制备站

该套国产ClO2制备站运行一年多来,产能在5.0~8.5t/d范围内,能够安全稳定生产,ClO2溶液浓度8.5~10g/L,DCS系统控制准确,安全联锁稳定可靠,各项物耗达到设计指标。通过一年多的生产经验积累,改进生产工艺及用水的质量,加强对冷冻水机组的管理,在我国南方夏季高温天气下制备出了合格的ClO2产品。实践证明,该套ClO2制备系统,完全可以替代进口设备。

3ECF漂白浆线取得的进步

3.1蔗渣浆的质量提高

采用ECF漂白后,蔗渣浆的质量明显改善,漂后蔗渣浆白度提高,黏度提高,返黄减少,结果见表1。使用FS300纤维测定仪对CEH、ECF两种漂白浆的纤维形态进行测定,结果见表2。由表1、表2可知,ECF漂白浆的黏度明显比CEH漂白浆高,说明ECF漂白过程中纤维受损伤的程度小;ECF漂白浆的纤维数均长度比CEH漂白浆略低,且ECF漂白浆的细小纤维含量比CEH漂白浆高,说明ECF漂白过程中细小纤维损伤程度小,得以保留的细小纤维量多于CEH漂白浆的,印证了表1中ECF漂白浆的湿重小于CEH漂白浆的缘由,也表明了ECF漂白浆漂率高、漂损低。

3.2漂白中段废水负荷明显下降

采用ECF漂白后,蔗渣浆漂白中段废水污染负荷明显下降,尤其是AOX大幅降低,实现达标排放。结果见表3。从表3可以看出,3#漂白浆线由于采用了ECF漂白,CODCr、SS、AOX等污染负荷明显比采用CEH的1#、2#漂白浆线降低很多,AOX能达标排放,达到了清洁生产的要求。

3.3中浓漂白节水效果明显

从表3可以看出,3#漂白浆线采用ECF中浓漂白工艺,废水排放量比1#、2#漂白浆线大幅降低,从41.52m3/t浆降到16.52m3/t浆,节水效果非常明显,符合节能减排及清洁生产要求。

3.4漂白浆线和ClO2制备站全线

DCS控制3#漂白浆线和ClO2制备站的配备装置都按现代化工厂的设计理念,全部采用DCS控制,为工艺生产提供稳定的保证,提供科学合理的原料配比,设计有完善的安全联锁,生产效率大幅提高。

4结语

4.13#漂白浆线是国内首条蔗渣浆ECF漂白生产线,经过大半年的生产运行实践证明,蔗渣浆采用ECF漂白效果是显著的,漂后浆白度、黏度比CEH漂白浆有明显改善,产品质量提高;废水排放量、污染负荷大幅降低,尤其是AOX能达标排放,达到清洁生产的要求。

4.2在蔗渣浆漂白中应用ECF漂白,替代CEH漂白旧工艺,实现技术升级,漂白浆产品竞争力增强,并减轻了工厂环保压力,同时也提升了南宁糖业股份有限公司的核心竞争力。