农作物秸秆清洁制浆技术探讨

毕衍金 宋明信 陈松涛

（泉林纸业有限责任公司，山东 高唐 252800）

农作物秸秆清洁制浆技术探讨

毕衍金 宋明信 陈松涛

（泉林纸业有限责任公司，山东 高唐 252800）

为促进农业发展和适应低碳环保的要求，泉林纸业经过多年对草类纤维原料制浆造纸一系列理论和生产实际研究，通过实施新式备料强化草类纤维原料的备料和除尘；利用大液比立锅置换蒸煮工艺大幅降低用碱量、大幅提高黑液提取浓度；采用氧脱木素和无元素氯漂白（ECF）技术，使现有化学草浆生产企业取消含氯气漂白段的漂白工艺，消除漂白废水中可吸附有机卤素（AOX）和二恶英等剧毒物质，降低漂白废水对生态环境的污染和危害，提高造纸工业的循环经济技术水平，促进了产业的可持续发展。通过生产实践中的一些技术应用，为农作物秸秆的综合利用提供技术支持，为我国低碳和节能减排提供指导。

1 利用锤式粉碎机进行麦草备料技术

备料是制浆过程中一个非常重要的环节。备料效果好坏直接关系到后续工段的药品消耗和最终成本效益。泉林纸业致力于麦草备料的研发，推出了一整套适合中国国情的麦草备料工艺和设备，主要作用有三个：（1）麦秆分丝；（2）杂质同秸秆分开；（3）收集尘土，改善员工劳动环境。该备料系统2007年投入运行，备料除杂率达到了28%，使蒸煮用碱量由13%降低至10.5% ，漂白浆得率提高5% ，吨浆耗电量同传统的干法备料基本相同。

2 大液比立锅置换蒸煮技术

2.1 麦草立锅蒸煮系统有下列特点：

（1）装锅前进行碱液预浸（ 预浸液为含有一定碱浓的黑液）。

（2）采用黑液装锅。（3）大液比全液相蒸煮 （液比1∶8～9）。（4）立锅中央设置循环管，便于蒸煮均匀。（5）滤网面积大于木浆蒸煮锅，长径比达1∶4～ 4.5。

（6）黑液置换冷喷放。

（7）控制蒸煮硬度（高锰酸钾值18～20K），传统上要求K＜14，有利于提高滤水性能，降低黑液黏度，改善强度。

（8）在黑液提取工段结束之前的最后一台真空洗浆机上加置换清水，此前所有的工序都是黑液在逆流循环洗涤，吨浆黑液量8～9 m3，黑液固形物13%～14 %.

2.2 创新点

采用了大液比全液相蒸煮使得整个过程由“蒸”变成了“煮”，均匀度大幅提高，解决了药液循环问题，其重大创新点如下：

（1）通过新备料系统，把影响浆料滤水性能的薄壁细胞和细小纤维尽可能除去。

（2）RDH技术的初衷是生产低硬度和低汽耗的软浆，对于麦草浆泉林纸业追求的是低汽耗高硬度浆，控制高锰酸钾值18～20K。

（3）通过中央循环管，药液作用均匀，避免局部过煮现象。

（4）采用大液比有利于蒸煮液的循环。

3 氧脱木素技术

泉林纸业从2003年开始就对各种非木纤维原料（麦草、芦竹、甜高粱等）的化学浆和化机浆进行氧脱木素试验，至2007年，在完成了麦草浆试验室氧脱木素脱木素率测定基础上进行了综合效益成本分析，确定麦草浆氧脱木素工业化可行性。禾草类纤维的纤维解离点要求有较高的木素脱出率，这点同木材不同（如落叶松脱木素率86%时纤维离解，而麦草则要求木素脱出率92%时，此时浆中木素含量约2.5%，纤维才能分离）。这些残留木素主要是没有扩散出来的低分子量的缩合木素，依靠蒸煮过程中高温、高药液浓度作用把它分离，势必要破坏纤维强度、降低得率。蒸煮时控制硬度18～19K (相当于卡伯值26)，此时没有达到纤维分离点，纤维强度得到保留，滤水性能良好。采用变径螺旋把最浓的黑液提出来，然后利用机械疏解作用把纤维分离，为氧脱木素创造条件。 2006年开始运用到大生产中，取得了良好效果。

4 无元素氯（ECF）漂白技术开发

一般认为C段和E段是漂白过程二恶英和AOX主要来源，发达国家为减少造纸工业二恶英的产生量，已经完全淘汰了氯漂工艺。采用ECF漂白技术后，漂白废水基本不含毒性物质，不含有易富积性酸根离子，可以直接用于蒸煮后的洗浆，因此取消含氯漂白，代之以ECF漂白已成为今后造纸工业的发展趋势。泉林纸业在原有的CEH漂白的基础上研究开发DQP漂白工艺，取代CEH工艺。

5 结束语

该技术跳出木材制浆框架，从草类原料实际出发，走自主创新之路。在备料、蒸煮、黑液提取、漂白全过程建立一整套符合草类原料制浆特点的技术与装备，实现了中国非木材制浆独有特色。这是集环境效益、社会效益和经济效益于一体的技术，推广应用可为造纸工业提供技术保障，促进产业的可持续发展。

维美德创新型流浆箱在韩国东日公司投入运行

2014年1月，在完成湿部改造后，韩国东日制纸株式会社月山纸厂的一台箱板纸机成功投入运行。维美德为该项目提供主要部件：一台新的两层流浆箱和一套中间层真空成形板。通过改造并借助维美德创新型流浆箱，纸厂将生产出四层箱板纸，产品质量也得到进一步提高。

首套采用维美德Aqua分层技术的OptiFlo流浆箱交付使用。

据东日制纸副董事长JinDooKim介绍：“采用维美德Aqua分层技术的全新OptiFlO流浆箱给我们工艺与产品的不断发展创造了—个契机。我们已经领略了这种技术在提高纸张强度方面的强大功能。与传统技术不同的是，当通过Aqua分层器喂送淀粉时，流量可得到迅速有效的控制。无论采用传统的或是新技术，环压强度均可提高15%，但采用Aqua新技术时，淀粉需求量降低30%。即使在化学条件苛刻的环境中，这种技术也可确保一流的效果。”

采用维美德创新型Aqua分层技术的OptiFlo流浆箱，可确保在一台流浆箱和一套成形装置内生产出两层覆盖性能良好的纸张。其设计可满足工艺条件最复杂的分层流浆箱的要求。在这些流浆箱中，各分层纯度是一个主要参数。它可确保纯度极高无扰动的完美层间结构，从而最大限度地提高纸张质量。

在箱板纸生产工艺中，这种分层技术可使厂家对纸张质量和强度特征实施进一步优化。它可保证不同分层采用成本不同的原料、功能填料以及浆料配比，进而为强化产品质量提供一套灵活方案。

韩国东日制纸株式会社是一家私人企业，成立于1986年，在该国安山、月山、宜宁以及全州设有四家纸厂。主要产品包括挂面纸板、高强箱板纸以及瓦楞原纸纸等。