加强制浆生产管理提高纸浆产量与质量

2010-11-22DineshChandMohta张家喜

中国造纸 2010年6期

关键词：木片产品品质巴克

Dinesh ChandMohta 张家喜

(巴克曼实验室化工 (上海)有限公司,上海,201707)

加强制浆生产管理提高纸浆产量与质量

Dinesh ChandMohta 张家喜

(巴克曼实验室化工 (上海)有限公司,上海,201707)

大多数制浆企业的操作工艺与设备或工艺厂家提供的工艺都会出现很大偏离,甚至在工艺和原料相同的两条制浆线上产量与品质都相差较大。文章分析了产生这种现象的原因,介绍了制浆生产中提高生产管理水平,增加产量、改善产品品质的一些经验。

木片质量;制浆生产;树脂控制;二氯甲烷抽提物;结垢控制

2008年爆发的金融危机造成全球浆和纸的市场需求急剧下降,随着各国政府经济刺激方案的相继推出,世界经济正在缓慢复苏,制浆企业也正从金融危机的困境中逐渐走出来,产能的利用率增加,但这比2008年中顶峰时产量还是低 10%～40%。2009年,制浆企业经历了从顶峰到谷底。但是原料价格,特别是木材价格并没有随着浆价下降而有太多降低。为了减少损失,许多制浆企业选择减产,甚至停产。鉴于以上情况,全世界的制浆企业都不得不重新审视自身,怎样才能降低生产成本,同时保证产品品质?没有简单的答案能回答这一问题,制浆企业只有和他们的伙伴更加紧密合作,通过不断创新优化生产工艺,才能提高产品品质。另外,工厂也要不断努力以获得可持续的制浆原料供应,同时减少对环境的影响。本文主要介绍了巴克曼与制浆企业共同努力,提高制浆生产管理,增加产量,改善产品品质的一些经验。

1 木材 /木片质量变化的影响

在亚洲,木材与木片的管理是一项非常困难的工作。在印尼,人工相思林的出现使问题有所转机,特别是工厂的运行情况与产品品质得到了改善。但在印尼使用混合硬杂木制浆时,可能同时混有 30多种不同的树种,用这样的原料来制浆是一项非常有挑战性的工作。在中国,大部分制浆企业都使用外购木片,而且来源较多,包括从农民手中收购的。因此,这些木片不仅可能包含多种树种,而且质量差别也很大 (合格率、过大、过厚)。由于提供单一树种制浆几乎不可能,工厂就需要利用不同的树种原料以满足产量要求。不同的树种之间堆积密度不同 (见表1),在蒸煮及后续工艺中的行为表现存在较大差别。

从表1可以看出,如果不同树种混合蒸煮,DCS的设定值以及蒸煮相关条件都应随着木片堆积密度的变化而调整,提高蒸煮过程的选择性。

2 制浆生产优化——数据分析的重要性

在制浆生产线中,需要定期进行工艺调研以及工艺优化,这些工作与日常生产中数据统计分析相结合,能改善工厂的运行效率,提高产量与产品品质。在制浆企业使用特种化学品时,巴克曼团队与工厂生产操作人员及管理层保持紧密的沟通,通过对大量数据进行审慎分析,提出相应的方案,经讨论确认后按步骤执行以获得预期的结果。在进行系统调研时,对从备料到浆板机,包括碱回收的所有工艺数据进行分析,首先要求达到设备或工艺供应商要求的参数,然后再进行优化。如果工厂蒸煮不同的原料,也应该将某种原料最佳的工艺参数与其他原料的工艺参数进行对比,以提高工厂的整体效率。

3 创新性——使用特种化学品

基于多年经验而精心设计的巴克曼特种化学品应用方案与服务为制浆企业提供了全面的解决方案,通过不断地创新使制浆企业在应用巴克曼特种化学品方案后获得了更大利润,并能根据客户的需求变化,帮助客户做出相应的调整,以满足客户要求。

4 提高资源利用效率——最大程度利用纤维原料、水和能源

近年来制浆技术有了很大进步,最大的单条制浆线产量能达到 4000 t/d,自动化控制程度很高。对于制浆生产,提高纤维原料、水以及能源利用效率,不仅能降低生产成本,同时也能减少对环境和社会的影响。在木材资源缺乏的亚洲,使用特种化学品来提高浆料得率是一种非常好的方法。虽然木材是一种可再生的资源,但由于其生长周期长,而且过度砍伐也会对环境造成负面影响,因此得率每增加 1个百分点效益都会非常明显。

表1 亚洲用于制浆的主要树种堆积密度

制浆企业还要努力减少吨浆水耗。工厂的目标水耗是 24～26 m3/t浆,但在装备先进的工厂,水耗也达到 30～35 m3/t浆。制浆企业对进出工厂的水都要进行处理,以满足水质要求,这也是生产成本的一部分。另外,加热和泵送这些水也需要消耗能量,减少水的用量可以减少纤维和化学品的流失。

可以看出,利用好纤维原料、水和能源,制浆企业不仅能够降低生产成本,同时也能减少环境压力,向理想状态的零排放更进了一步。

5 双元蒸煮助剂方案——提高产量与品质

尽管使用了最先进的制浆技术,制浆企业仍然在寻找提高蒸煮选择性的方法,木片配比及质量的变化,对制浆企业是一个挑战。使用巴克曼由催化剂和渗透剂组成的双元蒸煮助剂方案使这一问题变得简单,通过使用两种产品组合能提高蒸煮的选择性,保护纤维素,增加得率。通过创新使用这两种产品,不同的制浆工艺与原料组成的制浆线都能获良好的回报。多年的应用表明,巴克曼蒸煮助剂方案为制浆企业提高了产量,改善了产品品质,并带来了相当可观的投资回报。图1列出了使用蒸煮助剂方案的效益[1]。

在增加得率和提高品质的同时,充分利用蒸煮的条件来减少树脂及相关的抽提物,以减少下游工段树脂问题和成品尘埃。蒸煮器中的温度对于分散树脂特别是比较难处理的如混合硬杂木中的β氧化树脂和达马树脂十分有效。多年的应用显示巴克曼蒸煮助剂方案还能帮助分散树脂抽提物,使其在洗涤中与浆料分离,提高运行效率 (减少树脂问题)和改善浆料品质 (减少尘埃)。

减少二氯甲烷抽提物也使用了同样的方法,特别是对含有长碳链烷醇的相思木。巴克曼二氯甲烷抽提物控制方案对于处理混合硬杂木和马占相思木非常有效。巴克曼双元方案 (包含蒸煮助剂、树脂控制和抽提物控制)不仅能帮助减少树脂相关问题,提高产品品质,同时也能提高蒸煮控制,减少用碱量,提高浆料得率。

图1 使用蒸煮助剂的效益

6 减少结垢形成——提高运行效率

许多使用木材以及其他原料的制浆企业经常会遇到换热器、连续蒸煮器筛板和漂白工段的结垢问题,这与使用的原料以及水和白液的质量有关。在浆厂的不同部位出现的结垢种类各不相同。总的来说,蒸煮器有 CaCO3结垢,漂白工段有 CaC2O4、CaCO3结垢,蒸发器和绿液线上有碳酸钠钒和 CaCO3结垢。在亚洲,现代化制浆企业主要使用 ECF和 TCF漂白,Ca-CO3、CaC2O4结垢不仅影响了工厂的运行,造成非计划停机,也会出现漂白化学药品用量增加,白度不能提高的情况。巴克曼的抑垢剂能有效地抑制 CaC2O4、CaCO3的形成,这在许多制浆企业的制浆线和蒸发线上都得到了成功应用。

7 部分自动苛化技术——提高产量,减少 CO2排放

在过去几年中,美国 Borax公司专利技术——部分自动苛化技术已经在世界上许多制浆企业成功应用。下面的反应方程式简单地阐述了使用和未使用部分自动苛化技术的差别:

·硫酸盐制浆企业的苛化反应

·部分自动苛化反应

从上面反应可看出,NaBO2与 CaO有类似的作用[2]。使用这一新技术能减少外购石灰量或石灰窑的负荷。如果制浆企业石灰窑已超负荷运行,使用这一技术能提高产量。与外购石灰相比,部分自动苛化优势明显,能减少能源消耗、CO2排放和白泥排出,部分自动苛化能给工厂带来非常丰厚的投资回报(见表2)。

这一创新技术不仅能帮助工厂提高产量,而且可以减少 CO2排放 (见表3)。这一技术还能使吨浆成本降低 1～2美元。

表2 部分自动苛化的投资回报

表3 减少 CO2排放的效益

8 结语

在制浆特种化学品的应用中,巴克曼团队与制浆企业管理层及生产技术人员保持良好的沟通。通过系统调研,优化数据以及统计工作经验,使其变成工厂的日常或经常性工作。与这些技术支持配套的是基于对客户系统的了解,以及为客户量身定做的特种化学品方案。通过运行这些方案,使客户达到提高产量与品质的目的。巴克曼所提供的特种化学品方案都是具有非常高的性价比,能满足不同客户的需求。另外,在亚洲想要使用同一树种和品质优良的木片几乎是不可能的,这就需要工厂经常调整操作参数来满足不同原料对蒸煮,洗涤,氧脱木素以及漂白的要求。这需要对系统有充分的了解,并使用新的技术与解决方案来迎接这样的挑战。

[1] Mohta D C.Achieving Higher Production with Optimum Usage of Redox Catalyst and PenetratingAgent[C].ABTCP Conference,Sao Paulo,Brazil,2007.

[2] Bjork,M.,et.al.,PartialBorateAutocausticizing Trial IncreasesCapacity at SwedishMill,TAPPIJournal,2005,4(9):15.

Managing Fiber L ines for I mproved Output and Quality

Dinesh ChandMohta＊ZHANG Jia-xi
(Bakeman Laboratory Chem ical(Shanghai)Co.,Ltd.,Shanghai,201700)

Over the period,most of the fiber lines have deviated significantly from the standard operating procedures provided by the equipment/technology suppliers for a given raw material.Our experience shows that the two fiber lines aremost likely to have differentpulp output and quality even if they operate with more or less similar technology and chip furnish.This could be due to many reasons such as operating practices and the use of specialty chemicals to enhance productivity and quality.Though most of the fiber lines aim to max imize their profit but the vital question is as to how tominimize these variations.Whileworkingwith different fiber lines,our strategy is to interact closelywith the operatingmanagement to opt imize pulping processwhile running applications such as digester additive,pitch control,and DCM extractive,brown stock washing and scale control applications to improve pulp quality and output.W ith a thorough understanding of the wood science and chemistry,and that of the pulping technology used,these efforts are clubbed with the innovative use of the aforesaid applications.Additionallywith continuous focuson introducing new technologies to the fibers lines such as partial auto-causticizing technology,we notonly provide an impetus to mill's ongoing efforts for an improved environmentalmanagement but also help to reduce the production cost.Overall ourBEST PRACTICES are aimed to provide continuous improvement to the fiber lines to achieve their bottom lines on a sustainable basis.

wood/chip quality;pulp production;pitch control;DCM extractive;scale control

TS74

0254-508X(2010)06-0068-03