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1、1第三章 高得率制浆设备 Chapter 3: High-yield Pulping Equipment2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%以上的高得率纸浆是由盘磨
2、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：18002300kwh/t；SGW：11001300kwh/t。5高得率浆分类 SGW (Stone Ground Wood)磨石磨木浆PGW (Pressurized Ground Wood)压力磨石磨木浆T
3、GW (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6SCMP (Sulfonated Chemi-Mechanical Pulp)磺化化学机械浆BMP (Bio-Mechani
4、cal Pulp)生物机械浆SEP (Steam Explosion Pulp)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7一、概述第二节 盘磨机械浆设备 Refiner -mechanicalEquipment20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
5、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，在磨浆机之后配置有浆料筛选screen、净化cleaner、浓 缩condense和贮存storage设备。10 11
6、12 o223 20 194-25123 4 5 68 910-11 12 13 116 17 18 1920 212324 25 26 279二、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
7、，CTMP工艺开发出了“螺旋压榨浸渍器”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
8、磨浆，不需要庞大的蒸汽系统，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
9、以有利于后面的挤碾和浸渍。 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，
10、浸渍后送入第二段反 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。14（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.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。 2.与BCTMP相比，木片预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行，操作简单 且能耗低。3.磨浆在常
11、压下进行，无需建造热回收系统。 4.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。5.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。 6.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。15（四）P-RC APMP制浆工艺P-RC工艺是对传统的APMP制浆工艺进行改进后得到的一
12、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 易控制的难题。16在P-RC工艺中
13、，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APMP相比，P-RC工艺具有较好的可漂
14、性 和良好的光学性能。.P-RCAPMPf:t*i.n;ffi“.I r.hJ_-= ._AiUKJil| “k 1)H ffi I ( 44jE; f.r lil l-If1-A E hEh1 . _.t !lL_.-t fl1f“.1?TTj a 11l a L_j:1:/ffi)J+浸渍系统MSDmodel screw device 194154 58 ICP3Rfl - ?-(LWC)3 34 FIII EMA-/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
15、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
