農作物秸稈清潔制漿技術探討

畢衍金 宋明信 陳松濤

（泉林紙業有限責任公司，山東 高唐 252800）

農作物秸稈清潔制漿技術探討

畢衍金 宋明信 陳松濤

（泉林紙業有限責任公司，山東 高唐 252800）

為促進農業發展和適應低碳環保的要求，泉林紙業經過多年對草類纖維原料制漿造紙一系列理論和生產實際研究，通過實施新式備料強化草類纖維原料的備料和除塵；利用大液比立鍋置換蒸煮工藝大幅降低用堿量、大幅提高黑液提取濃度；采用氧脫木素和無元素氯漂白（ECF）技術，使現有化學草漿生產企業取消含氯氣漂白段的漂白工藝，消除漂白廢水中可吸附有機鹵素（AOX）和二惡英等劇毒物質，降低漂白廢水對生態環境的污染和危害，提高造紙工業的循環經濟技術水平，促進了產業的可持續發展。通過生產實踐中的一些技術應用，為農作物秸稈的綜合利用提供技術支持，為我國低碳和節能減排提供指導。

1 利用錘式粉碎機進行麥草備料技術

備料是制漿過程中一個非常重要的環節。備料效果好壞直接關系到后續工段的藥品消耗和最終成本效益。泉林紙業致力于麥草備料的研發，推出了一整套適合中國國情的麥草備料工藝和設備，主要作用有三個：（1）麥稈分絲；（2）雜質同秸稈分開；（3）收集塵土，改善員工勞動環境。該備料系統2007年投入運行，備料除雜率達到了28%，使蒸煮用堿量由13%降低至10.5% ，漂白漿得率提高5% ，噸漿耗電量同傳統的干法備料基本相同。

2 大液比立鍋置換蒸煮技術

2.1 麥草立鍋蒸煮系統有下列特點：

（1）裝鍋前進行堿液預浸（ 預浸液為含有一定堿濃的黑液）。

（2）采用黑液裝鍋。（3）大液比全液相蒸煮 （液比1∶8～9）。（4）立鍋中央設置循環管，便于蒸煮均勻。（5）濾網面積大于木漿蒸煮鍋，長徑比達1∶4～ 4.5。

（6）黑液置換冷噴放。

（7）控制蒸煮硬度（高錳酸鉀值18～20K），傳統上要求K＜14，有利于提高濾水性能，降低黑液黏度，改善強度。

（8）在黑液提取工段結束之前的最后一臺真空洗漿機上加置換清水，此前所有的工序都是黑液在逆流循環洗滌，噸漿黑液量8～9 m3，黑液固形物13%～14 %.

2.2 創新點

采用了大液比全液相蒸煮使得整個過程由“蒸”變成了“煮”，均勻度大幅提高，解決了藥液循環問題，其重大創新點如下：

（1）通過新備料系統，把影響漿料濾水性能的薄壁細胞和細小纖維盡可能除去。

（2）RDH技術的初衷是生產低硬度和低汽耗的軟漿，對于麥草漿泉林紙業追求的是低汽耗高硬度漿，控制高錳酸鉀值18～20K。

（3）通過中央循環管，藥液作用均勻，避免局部過煮現象。

（4）采用大液比有利于蒸煮液的循環。

3 氧脫木素技術

泉林紙業從2003年開始就對各種非木纖維原料（麥草、蘆竹、甜高粱等）的化學漿和化機漿進行氧脫木素試驗，至2007年，在完成了麥草漿試驗室氧脫木素脫木素率測定基礎上進行了綜合效益成本分析，確定麥草漿氧脫木素工業化可行性。禾草類纖維的纖維解離點要求有較高的木素脫出率，這點同木材不同（如落葉松脫木素率86%時纖維離解，而麥草則要求木素脫出率92%時，此時漿中木素含量約2.5%，纖維才能分離）。這些殘留木素主要是沒有擴散出來的低分子量的縮合木素，依靠蒸煮過程中高溫、高藥液濃度作用把它分離，勢必要破壞纖維強度、降低得率。蒸煮時控制硬度18～19K (相當于卡伯值26)，此時沒有達到纖維分離點，纖維強度得到保留，濾水性能良好。采用變徑螺旋把最濃的黑液提出來，然后利用機械疏解作用把纖維分離，為氧脫木素創造條件。 2006年開始運用到大生產中，取得了良好效果。

4 無元素氯（ECF）漂白技術開發

一般認為C段和E段是漂白過程二惡英和AOX主要來源，發達國家為減少造紙工業二惡英的產生量，已經完全淘汰了氯漂工藝。采用ECF漂白技術后，漂白廢水基本不含毒性物質，不含有易富積性酸根離子，可以直接用于蒸煮后的洗漿，因此取消含氯漂白，代之以ECF漂白已成為今后造紙工業的發展趨勢。泉林紙業在原有的CEH漂白的基礎上研究開發DQP漂白工藝，取代CEH工藝。

5 結束語

該技術跳出木材制漿框架，從草類原料實際出發，走自主創新之路。在備料、蒸煮、黑液提取、漂白全過程建立一整套符合草類原料制漿特點的技術與裝備，實現了中國非木材制漿獨有特色。這是集環境效益、社會效益和經濟效益于一體的技術，推廣應用可為造紙工業提供技術保障，促進產業的可持續發展。

維美德創新型流漿箱在韓國東日公司投入運行

2014年1月，在完成濕部改造后，韓國東日制紙株式會社月山紙廠的一臺箱板紙機成功投入運行。維美德為該項目提供主要部件：一臺新的兩層流漿箱和一套中間層真空成形板。通過改造并借助維美德創新型流漿箱，紙廠將生產出四層箱板紙，產品質量也得到進一步提高。

首套采用維美德Aqua分層技術的OptiFlo流漿箱交付使用。

據東日制紙副董事長JinDooKim介紹：“采用維美德Aqua分層技術的全新OptiFlO流漿箱給我們工藝與產品的不斷發展創造了—個契機。我們已經領略了這種技術在提高紙張強度方面的強大功能。與傳統技術不同的是，當通過Aqua分層器喂送淀粉時，流量可得到迅速有效的控制。無論采用傳統的或是新技術，環壓強度均可提高15%，但采用Aqua新技術時，淀粉需求量降低30%。即使在化學條件苛刻的環境中，這種技術也可確保一流的效果。”

采用維美德創新型Aqua分層技術的OptiFlo流漿箱，可確保在一臺流漿箱和一套成形裝置內生產出兩層覆蓋性能良好的紙張。其設計可滿足工藝條件最復雜的分層流漿箱的要求。在這些流漿箱中，各分層純度是一個主要參數。它可確保純度極高無擾動的完美層間結構，從而最大限度地提高紙張質量。

在箱板紙生產工藝中，這種分層技術可使廠家對紙張質量和強度特征實施進一步優化。它可保證不同分層采用成本不同的原料、功能填料以及漿料配比，進而為強化產品質量提供一套靈活方案。

韓國東日制紙株式會社是一家私人企業，成立于1986年，在該國安山、月山、宜寧以及全州設有四家紙廠。主要產品包括掛面紙板、高強箱板紙以及瓦楞原紙紙等。