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1、,1,第三章 高得率制浆设备,Chapter 3: High-yield Pulping Equipment,2,主要内容 3.1 概述,3.2 盘磨机械浆设备,基本要求,掌握盘磨机械浆制浆设备工艺流程及设备名称；掌握盘 磨机的种类、结构、工作原理；盘磨机磨盘的磨纹布置 要求及磨齿材料选择；磨盘的标准及磨盘的区域划分对 磨浆的影响；,3,第一节 概述,常用的高得率制浆设备主要包括磨木机及盘磨机两大类， 磨木机又包括间歇式磨木机和连续式磨木机两类。磨木机 是高得率制浆设备的起源；盘磨机则是现在被广泛采用的 制浆设备。,在1960年以前，全部高得率纸浆都是用磨木机生产的，到 1990年，50%以上
2、的高得率纸浆是由盘磨机生产出来。 盘磨机磨浆的优点:（1）可利用锯材厂废料(木片和锯屑) 以替代木段；（2）较高的纸浆强度性能；（3）设备综合 效率高。,4,在盘磨机取得支配地位的同时，磨石磨木机不会全部被取 代。磨石磨木机制浆仍有低能耗和高散射系数(即较大的 纸页不透明度)的优点。高压、高温磨浆设备的发展也有 可能生产出强度和其他性能上更具竞争力的磨石磨木浆。,磨浆能耗：RMP：16002200kwh/t；TMP：1800 2300kwh/t；SGW：11001300kwh/t。,高得率浆分类,SGW (Stone Ground Wood),磨石磨木浆,PGW (Pressurized Gr
3、ound Wood),压力磨石磨木浆,TGW (high Temperature Ground Wood),高温磨石磨木浆,RMP (Refiner Mechanical Pulp) 盘磨机械浆 TMP (Thermo-Mechanical Pulp) 预热盘磨机械浆,CMP (Chemi-Mechanical Pulp),化学盘磨机械浆,CTMP (Chemi-Thermo-Mechanical Pulp) 化学预热机械浆 APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) 碱性过氧化氢化学机械浆 5,SCMP (Sulfonated Chemi-Mechani
4、cal Pulp) 磺化化学机械浆,BMP (Bio-Mechanical Pulp) SEP (Steam Explosion Pulp),生物机械浆 蒸汽爆破法制浆,EMP (Extruder Mechanical Pulp) 挤压法机械浆 SCP（Semi-Chemical Pulp） 半化学法浆 NSSC (Neutral Sulphite Semi-Chemical pulp) 中性亚硫酸盐法半化学浆 ASSC (Alkaline Sulphite Semi-Chemical pulp) 碱性亚硫酸盐法半化学浆 6,7,第二节 盘磨机械浆设备,Refiner -mechanical
5、Equipment,一、概述,20世纪50年代初在用盘磨机处理磨石磨木浆筛渣的基础上，发展出一 种将木片在盘磨机中直接磨碎成浆的机械制浆设备，称为盘磨机械浆 (RMP) 设备，又称木片磨木浆(CRP)设备。,60年代初，为了提高盘磨机械浆的强度，减少纤维束和碎片含量，在 木片进盘磨机之前先经短时间汽蒸使之软化，发展成为预热机械浆 (TMP)。,根据原料性质和所要生产的产品特征，对化学预处理过程作了各种各 样的变化，而发展出很多新的制浆方法。,盘磨机是制备盘磨机械浆的关键设备，也称木片磨浆机。在磨浆系统 中，通常于磨浆机之前配置有木片洗涤机washer和木片预热器 steaming，在磨浆机之后
6、配置有浆料筛选screen、净化cleaner、浓 缩condense和贮存storage设备。,8,9,二、APMP制浆工艺流程,（一）APMP的产生,1950年代在用盘磨机处理磨石磨木浆渣的基础上发展了 RMP。,CMP是在RMP的基础上发展起来的。它是在木片进行磨,浆之前，先用化学药液（Na2SO3或Na2SO3NaOH）进行,预处理，而后进行磨浆的制浆方法。,由于CMP浆光学性能比TMP浆差，而TMP浆的柔软性和 强度较CMP差，于是将两者结合发明了CTMP，1982年第 一家CTMP浆厂在瑞典开始运行，随后该工艺在全世界得 以推广。,10,为了提高浆的质量，CTMP工艺开发出了“螺旋
7、压榨浸渍器”以改善药 液对木片的浸渍，从而提高了纸浆的强度。其工艺中漂白工段的设计 较经济的提高了白度，洗涤工段的设计使树脂含量降低。,但对于CTMP来说仍存在较多问题。如能耗高、废液提取较难且废水 中有硫使排放废水的负荷增加。此外，CTMP适用的树种也仅限于杨 木、云杉等硬木，对于浸渍性能较差的、紧度大的硬木不适用。,1989年美国SproutBauer公司推出了APMP。它是在BCTMP的基础 上发展起来的。该工艺是在磨浆之前，用常规的碱性过氧化氢溶液浸 渍木片，而后用常压磨浆制得漂白浆料。,由于该工艺将制浆和漂白合而为一，可以省去漂白工段，采用常压盘 磨代替压力盘磨磨浆，不需要庞大的蒸汽
8、系统，可以节省投资，降低 运行费用，磨浆能耗可以降低30。同时能得到高得率、高白度、高,强度的纸浆，该制浆方法化学药品中不使用Na2SO3，废水中不含硫，,容易处理，对环境污染小。,11,（二）传统APMP制浆工艺,传统两段浸渍APMP制浆工艺流程：,木片洗涤机脱水螺旋常压汽蒸仓第一段挤碾 机第一浸渍器常压反应仓第二段挤碾机 第二浸渍器常压反应仓第一段盘磨中间洗 涤脱水机第二段盘磨消潜浆池,流程主要包括木片洗涤、预汽蒸、挤碾、浸渍、反应、磨 浆、筛选等工序。,12,洗涤后木片进入汽蒸仓，一般温度为95，停留10min左 右，通过预汽蒸可增加木片的含水量，排除木片中的空气 软化木片以有利于后面的
9、挤碾和浸渍。,汽蒸后的木片用螺旋输送机送入挤碾机，该设备是APMP 制浆中的关键设备，其压缩比4：1，经压榨后木片干度 能达到60。压榨可将木片中的空气和多余的水分及部分 树脂挤出，并将木片挤碾成木丝团。,经过挤碾机处理后的木片进入浸渍器并停留23min，药,液包括NaOH、H2O2及稳定剂等组成。疏松的木丝团可尽,量多的接触药液并易于吸收化学药品。预浸渍螺旋将木片 提升到浸渍器上部以除去多余药液。,通过螺旋输送机将木片送入第一段反应仓，温度70 75，停留约30min，使木片和化学药液充分反应。,13,出第一段反应仓的木片经螺旋输送机送入第二段螺旋挤碾 机，再次挤碾后送入第二段浸渍器，浸渍后
10、送入第二段反 应仓，停留约50min，温度7075。反应后的木丝团经 过计量螺旋送入第一盘磨机进行磨浆。,APMP制浆过程中，一般是使用常压盘磨。磨浆浓度为15 45之间，磨后浆料加白水稀释，使浆料浓度降为3.5-4 。,浆料在中间池储存一段时间后经浓缩机浓缩后送入第二段 盘磨机进行磨浆。,磨后浆进消潜池消潜，温度8090，浆浓4.0，时间约 1h。,（三）APMP制浆工艺特点 与其他化学机械浆（SCMP、BCTMP）相比，其优点在于：,1. 2. 3. 4. 5. 6.,制浆和漂白合二为一，不需单独的漂白工段，设备投资减少25。 与BCTMP相比，木片预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行，操作简
11、单 且能耗低。 磨浆在常压下进行，无需建造热回收系统。 采用高压缩比螺旋挤压机将木片挤压成疏松的木丝团，扩大了比表面 积，药液渗透作用增强，从而可使用高密度硬木生产APMP浆料，拓展 了原料使用范围。但研究表明，杨木是最适宜制APMP浆的树种。 浆料的物理性能和光学性能有所改善，可达到较高强度和较高白度。 制浆过程中不使用亚硫酸盐，只用碱和过氧化氢等药品，废水中不含硫 的化合物，治理相对容易，减轻了废水的污染负荷。 对于APMP制浆的研究，Andritz公司比较领先。另一家APMP设备销 售商是加拿大的Hymac公司。 14,15,（四）P-RC APMP制浆工艺,P-RC工艺是对传统的APM
12、P制浆工艺进行改进后得到的一种制浆 方法。该工艺采用缓和的预处理（P-Preconditioning），即用碱 性过氧化氢药液浸渍纤维原料，并用盘磨机进行化学处理（RC- Refiner Chemical）来完成部分漂白反应。,P-RC工艺的重点是预处理、盘磨机化学处理及化学反应在两者之 间的分配。传统APMP工艺是在磨浆之前完成整个漂白反应，而 P-RC工艺的漂白反应部分在盘磨机中进行。P-RC工艺在第一段 磨浆后不进行段间洗涤，而是设置了一个高浓贮浆塔（漂白塔）。 P-RC 工艺解决了原APMP工艺加药点固定，调节不灵活，预处理 效果差，致使浆料质量如游离度、白度、松厚度、光散射系数不 易
13、控制的难题。,16,在P-RC工艺中，原料或木片首先用化学药品进行浸渍，一般采 用2段浸渍。第一段使用少量的化学药品，而大部分化学药品用 于第二段浸渍。浸渍前木片先加热10-30min，然后用挤碾机挤 压木片，再进行浸渍。最后一段浸渍后，木片需要贮存10- 60min（取决于原料和药品用量）。浸渍后木片浓度一般为30 左右。,磨浆后浆料喷放到高浓贮浆塔中，浓度30-40，存贮时间为5- 20min。浆料在二段磨浆前不需要洗涤，二段磨浆后浆料送消 潜池消潜。,P-RC工艺的制浆机理与传统APMP是相同的，但P-RC工艺在 用盘磨机进行磨浆的过程中利用盘磨中的热量完成部分或大部 分漂白反应。和传统
14、APMP相比，P-RC工艺具有较好的可漂性 和良好的光学性能。,17,PRC APMP工艺流程,18,19,浸渍系统,MSDmodel screw device,20,21,22,23,基本流程:预蒸仓#1MSD#1浸渍器#1反应仓#2MSD#2浸渍器 #2反应仓。MSDmodel screw device，其压缩比可调 (2.84.0):1 充分预浸的木片经计量后输送至一段磨的喂料螺旋。一段磨为压力单盘 磨，其后紧接喷放管，其中浆料浓度30%35%，一段磨的高速磨浆作 用产生的较高压力可将浆料吹送至旋风分离器以分离浆中的蒸汽。在冷,却螺旋处加入低温清水使浆温降至大约80，以降低高温下H2O2
15、的无效,分解。冷却后的浆料送至高浓塔进行高浓漂白，漂白时间可通过控制高 浓塔的液位进行控制。高浓塔后的浆料经稀释通过#1中浓泵送至#1压榨 螺旋(SCP)对浆料进行浓缩，其浓度可达35%左右，浓缩后的浆料计量 后输送至二段磨。,二段磨也为压力单盘磨，型号及所配电机均与一段磨相同。其磨浆浓度 比一段磨稍低。二段磨后的浆料经旋风分离器送入消潜池进行消潜。 浆料在消潜池中停留时间为40min，浓度为4.0%4.5%。出消潜池后， 浆料被泵送至后段低浓磨系统，并经中间池送筛选系统。,24,低浓磨系统为2台双盘磨。根据生产情况, 2台盘磨可进行串联与并联操 作。浆料经低浓双盘磨打浆后,消除了前面高浓磨浆
16、可能产生的游离度 不均匀的现象,且浆料游离度得以进一步降低。,筛选系统：筛选系统包括3台压力缝筛,缝宽均为0.15mm,前两道筛(分别 用P1与S1表示)为一级二段筛,用于主生产线浆料的逐级筛选,第3台筛 (R1)单独用于已磨渣浆筛选。S1的粗渣进入未磨渣浆池, R1的渣浆进入 一级三段除渣系统,一段除渣器良浆返回至未磨池,第三段渣浆直接排地 沟。3台筛的良浆均进入良浆池,经多盘过滤机浓缩后进入成浆贮浆塔, 再送往纸机配抄。,渣浆磨系统：从二段筛出来的粗渣经弧形筛预脱水至大约3.5%浓度后送 往未磨渣浆池,从未磨渣浆池出来的浆料经压榨螺旋脱水浓缩至30%-35% 的浓度,接着粗渣经1台均整螺旋送往粗渣磨,该盘磨为常压单盘磨。 洗涤系统：良浆池出口浆料稀释至1.2%左右的浓度后泵送至多盘过滤机, 在此浆料浓缩至8%-10%的浓度。浓缩后的浆料经#2中浓泵送至贮浆塔。,25,26,三、盘磨机Disc Refiner of Chip,木片盘磨机是由一般的盘磨机发展而来的。,其形式主要有三种，即单盘磨、双盘磨和三盘磨。 单盘磨又分为
