桉木与竹子混合生产P-RC APMP

2011-11-21傅其军李小林庞玉辉覃云斋李雪平施作卫

中国造纸 2011年10期

关键词：化机挤压机竹片

傅其军陆琪李小林庞玉辉覃云斋李雪平施作卫

(南宁金浪浆业有限公司，广西南宁，530200)

桉木与竹子混合生产P-RC APMP

傅其军陆琪李小林庞玉辉覃云斋李雪平施作卫

(南宁金浪浆业有限公司，广西南宁，530200)

介绍了以桉木 (60%～90%)和竹子 (10%～40%)为原料，生产P-RC APMP的生产实践。该生产线采用一段预浸、两段磨浆和两段漂白，生产出了白度68%～78%，游离度 (CSF)320～450 mL，松厚度3.3～4.0 cm3/g的桉竹混合化机浆，主要用于配抄轻型纸、白卡纸、书写纸、静电复印纸和双胶纸等。

碱性过氧化氢;桉木;竹子;P-RC APMP

广西是全国的林业大省 (区)之一，速丰林、经济林面积均排全国第一。根据这一独特的资源优势，南宁糖业引进具有国际先进水平的ANDRITZ PRC APMP生产线，在所辖的南宁金浪浆业有限公司建设了年产5万t化机浆项目。以尾叶桉等速生桉为原料，采用一段预浸、两段磨浆和两段漂白的P-RC APMP工艺，生产出了多种白度 (78% ～82%)，游离度 (CSF)300～500 mL，松厚度3.3～4.0 cm3/g的桉木化学机械浆，用它替代进口针叶木化机浆，按10%～40%用于配抄轻型纸、白卡纸、书写纸、静电复印纸和双胶纸等［1］。同时，为了拓宽原料来源，充分利用竹子优势资源，南宁金浪浆业有限公司按一定比例将桉木片与竹片 (竹片占10% ～40%)混合，进行了P-RC APMP化机浆的生产。

本文简要介绍以桉木 (60% ～90%)和竹子(10% ～40%)为原料，生产 P-RC APMP的生产实践。

1 桉木和竹子混合生产P-RC APMP

1.1 生产总体要求

按竹片用量10%～40%、桉木片用量60%～90%的配比生产 (竹片用量逐步增加)。

生产分3个阶段:第1阶段，竹片用量10%～20%;第2阶段，竹片用量20%～30%;第3阶段，竹片用量30%～40%。

在桉木化机浆生产中添加竹片后，不断加大竹片的用量，观察以下情况:①设备 (特别是螺旋挤压机、盘磨机)的运行安全性、稳定性、控制参数变化情况;②生产工艺参数的变化，各种原辅材料消耗情况;③成浆纤维特性、纤维状态、松厚度、白度、尘埃度、裂断长、强度等指标变化情况，与纯桉木化机浆的指标进行对比分析。

表1 竹片采购和桉木质量情况

成浆质量指标:游离度350～450 mL;白度≥76%(当竹片添加比例增加时，若成品白度≥76%时消耗药品过大，而生产控制要求药品消耗保持不变时，则白度争取保持在68% ～73%)。

1.2 竹片采购质量情况 (见表1)

(1)因竹片较难切片均匀，过长过厚片偏多，造成竹片较难卸车，难以进入备料下料口;经备料间振筛筛出的竹片约占全部竹片的1/6。

(2)竹片于露天存放超过1个月后，竹片表面出现变黑及霉变现象 (较桉木片严重很多)，不易久存。变黑及霉变的竹片投入生产中，生产同等白度的浆料，化学品消耗量增加。

1.3 桉木片和竹片配比方法

多个品种的竹片进厂后混合堆放，混合装入备料仓中投入生产。

竹片单独送入化机浆车间备料工段B料仓。利用备料A、B仓分别装入桉木片、竹片。生产时，利用两个料仓的变频出料螺旋将桉木片、竹片按适当比例 (竹片10%～40%，每5%为一个小段，逐步加大并稳定一个相对较大的配比量)出料混合进入化机浆车间的木片汽蒸仓。

为了保证桉木片、竹片配比的稳定，在进入化机浆车间木片汽蒸仓前的输送皮带外设有采样点，检测频次为30 min采样1次，分析混合样品中的桉木片、竹片含量。

1.4 生产过程各过程浆料质量分析

1.4.1 采集1#、2#磨后喷放管浆样，检测浆浓、白度、打浆度、湿重。同样控制参数及相同加药量情况下，与生产纯桉木高白浆指标参数对比，结果见表2和表3。

表2 1#磨后喷放管浆样指标

同样控制参数及相同加药量下，生产桉竹混合浆和纯桉木高白浆，对比同一采样点数据，分析如下。

生产桉竹混合浆第1阶段时，与纯桉木化机浆生产相比，1#磨后喷放管打浆度未见明显变化，纤维湿重相对较高，但白度较低;2#磨后喷放管打浆度稍低，纤维湿重相对较高，但白度稍低。

表3 2#磨后喷放管浆样指标

生产桉竹混合浆第2阶段时，1#、2#磨后喷放管浆样指标数据与纯桉木化机浆生产对比，纤维湿重相对较高，打浆度较高，但1#磨浆样白度变化不大，2#磨浆样白度稍低。

生产桉竹混合浆第3阶段时，与第2阶段对比，1#磨后喷放管浆样的纤维湿重相对较高 (平均高出2.55 g)，打浆度偏低 (平均低1.3°SR)，白度偏低(平均低2.2个百分点)。2#磨后喷放管浆样指标数据，与生产桉竹混合浆第2阶段对比，纤维湿重相对较高 (平均高出0.19 g)，打浆度偏低 (平均低4.7°SR)，白度偏低 (平均低5.6个百分点)。

生产桉竹混合浆第3阶段时，1#、2#磨后喷放管浆样指标数据与纯桉木化机浆生产对比，纤维湿重相对较高，打浆度较高，但白度较低。

1.4.2 生产桉竹混合浆第1、2、3阶段时，针对在进入化机浆车间木片汽蒸仓前的输送皮带、螺旋挤压撕裂机入口、出口采集样品，分析其干度、容重、绝干容重，结果见表4。

表4 各采样点指标对比

在生产桉竹混合浆的3个阶段，与纯桉木化机浆生产时的绝干容重对比，除第2、第3阶段的螺旋挤压机入口平均绝干容重相对高出10%外，其他各采样点各指标分析结果相差不大。

1.5 成品浆数据分析

同样控制参数及相同加药量情况下，将3批桉竹混合浆与纯桉木化机浆进行比较，结果见表5。

表5 3批桉竹混合浆与纯桉木化机浆的比较

1.6 桉木片与竹片混合生产的成浆质量分析

1.6.1 白度

第1批桉竹混合浆，白度在55.0%～60.0%，白度偏低。

第2批桉竹混合浆，白度在71.0%～78.0%。在相同加药量的情况下，白度要比纯桉木化机浆低2～4个百分点，成浆浆色偏黄青色，与纯桉木浆浆色相差较大。

第3批桉竹混合浆，白度在68.0%～74.0%，在相同加药量的情况下，相对于第2批桉竹混合浆，白度要低4～5个百分点，成浆浆色偏青色;与纯桉木化机浆相比，白度低6～9个百分点，浆色相差较大。

1.6.2 打浆度、游离度

第1批桉竹混合浆，打浆度、游离度数据与纯桉木化机浆对比，没有明显变化。

第2批桉竹混合浆，平均打浆度28°SR，游离度在300～450 mL。与纯桉木化机浆相比，游离度低50 mL以上。

第3批桉竹混合浆，平均打浆度为26°SR，相对于第2批桉竹混合浆，打浆度稍低，平均低2°SR;游离度均在300～440 mL，相对于第2批桉竹混合浆，游离度稍低，平均低26 mL。与纯桉木化机浆对比，打浆度较高、游离度较低。

1.6.3 尘埃

(1)在纸样抄取器上制备定量为200 g/m2的纸页，在尘埃测定箱上观察浆料尘埃状态。

(2)第1批桉竹混合浆，白度在55.0%～60.0%，纤尘、黑尘较多。以0.05 mm2面积的尘埃计算尘埃度，尘埃度均在100 mm2/m2以上;同时，面积为0.2、0.3 mm2的大颗尘埃较多。同等白度条件下，尘埃度比纯桉木化机浆的高3倍以上。

(3)第2批桉竹混合浆，在同等白度条件下，尘埃度是纯桉木化机浆的2倍以上。

当白度在71.0% ～78.0%时，纤尘、黑尘相对于同一白度的纯桉木化机浆多。以0.05 mm2面积的尘埃计算尘埃度，尘埃度在60～80 mm2/m2，平均值为70 mm2/m2。

当面积为0.05 mm2左右的细小纤尘较多时，经观察，主要是因竹节没有得到彻底磨碎，漂白不够，引起纤尘高。黑尘相对较少，如0.3 mm2较大面积的纤尘较少。

当白度≤74%时，尘埃度平均值77 mm2/m2;白度74%～76%时，尘埃度平均值74 mm2/m2;白度76% ～78%时，尘埃度平均值64 mm2/m2。

(4)第3批桉竹混合浆，在同等白度条件下，尘埃度是纯桉木化机浆的4倍以上。

当白度在68.0%～74.0%时，相对于第2批桉竹混合浆，纤尘、黑尘相对较多，平均纤尘17 mm2/500 g绝干浆，平均黑尘11 mm2/500 g绝干浆。以0.05 mm2面积的尘埃计算尘埃度，尘埃度在100～120 mm2/m2，平均值为115 mm2/m2。

当面积低于0.05 mm2的细小纤尘较多时，经观察，主要是因竹节没有得到彻底磨碎，漂白不够，引起纤尘高。面积为0.05～0.1 mm2的细小纤尘多，但黑尘相对较少，较大面积的 (如0.3 mm2)纤尘偶尔发现有2～3个。

当白度≤70%时，尘埃度平均值147 mm2/m2;白度70%～72%时，尘埃度平均值111 mm2/m2;白度72% ～74%时，尘埃度平均值112 mm2/m2。

1.6.4 纤维湿重

与纯桉木化机浆相比，第1批桉竹混合浆纤维湿重没有明显变化。第2、第3批桉竹混合浆纤维湿重相差不大，比纯桉木化机浆约高出0.7g左右。

1.6.5 松厚度

与纯桉木化机浆相比，第1、第2、第3批桉竹混合浆松厚度没有明显变化。

1.6.6 撕裂指数

与纯桉木化机浆相比，第1、第2批桉竹混合浆撕裂指数平均上升约20%。第3批桉竹混合浆与纯桉木化机浆相比，撕裂指数没有明显变化。

1.6.7 裂断长、抗张强度

与纯桉木化机浆相比，第1批桉竹混合浆平均裂断长、抗张强度均下降20%。第2、第3批桉竹混合浆，相对于纯桉木化机浆，裂断长、抗张强度平均均上升约45%。

1.6.8 纤维束

在纸样抄取器上制备定量为200 g/m2的纸页，在尘埃测定箱上观察纤维形态。

第1批桉竹混合浆的纤维束较多 (是纯桉木浆的2倍以上)，纤维束的形状有粗长粒状、短粗粒状及不规则圆形等。在尘埃测定箱上观察纸页平整度差，纤维没有得到疏解，形成较多纤维束，手摸纸页凹凸不平。同时，不规则圆形的纤维束颜色较深，呈棕黄色、黄色等，分析应为竹节未得到较好疏解所致。

第2批桉竹混合浆的纤维束较多，纤维束的形状以短粗粒状及不规则圆形居多。在尘埃测定箱上观察平整度稍好，但仍可看见较多淡黄色的不规则圆形纤维束，分析应为竹节未得到较好疏解所致。

第3批桉竹混合浆，相对于第2批桉竹混合浆来说，纤维束较多，纤维束的形状以短粗粒状及不规则圆形居多 (其中以未能完全疏解的竹节纤维束居多)，同时发现有桉木纤维聚成团的纤维束。放在尘埃测定箱中进行观察，可见以面积为0.08 mm2的短粗纤维束居多，部分纸页有较大的桉木纤维束，有淡黄色的不规则圆形纤维束。

1.6.9 纤维手感

桉竹混合浆抄成的纸页手感较纯桉木化机浆要硬一些。

2 桉竹混合浆生产期间工艺和设备运行分析

2.1 工艺、消耗方面:

生产桉竹混合浆竹片比例占10% ～25%时，生产工艺、设备控制参数与纯桉木化机浆生产时相比变化不大，各种水、电、汽、化学品消耗没有明显变化。

生产桉竹混合浆竹片比例占25% ～30%时，生产工艺平稳，无大的波动;各设备、槽罐的控制参数无需进行较大调整。消耗方面:生产白度75%以上的高白度浆时，需消耗药品多一些。

生产桉竹混合浆竹片比例占30%～40%时，保持原纯桉木浆化机浆生产工艺及化学品添加量时，发现成浆白度较低;在增加药品用量后，白度上升不明显;改变部分工艺 (如浆池液位、温度等)后，成浆质量改善不明显。

2.2 设备运行螺旋挤压机

竹片比例占10%～30%时，螺旋挤压机及1#盘磨机运行平稳，各生产控制参数基本无异常和较大变化。设备运行没有安全隐患。现场采样发现螺旋挤压机及1#、2#盘磨机喷放管采出的浆样中桉木片、竹片撕裂效果、磨浆效果良好，未见有大的变化。

竹片比例占30% ～40%时，螺旋挤压机及1#盘磨机运行平稳，各生产控制参数基本无异常和较大变化。螺旋挤压机功率略有下降，扭矩略有降低;1#盘磨机功率上升0.2～0.3 MW，2#盘磨机电耗也略有上升，总体上吨绝干浆电耗增加50～70 kWh。分析原因可能是桉竹片在螺旋挤压机撕裂效果不够好，造成盘磨机功率增加。设备运行没有安全隐患。

竹片配比超过45%时，螺旋挤压机的参数变化较大，存在设备安全隐患。竹片比例达到50%～67%时，螺旋挤压机的运行参数出现较大波动，功率和扭矩下降很大，螺旋挤压机出现较大的异响，提高2#计量螺旋喂料量，也不能完全满足螺旋挤压机的料塞需求，设备运行存在安全隐患;现场采样发现螺旋挤压机出料撕裂效果不好。同时，1#盘磨机出现功率快速上升、振动加大、加速度快速上升现象，设备运行存在安全隐患;现场采样发现1#磨喷放管浆料磨浆效果不好，有较多未撕裂的桉木片和竹片。

3 桉竹混合浆生产排出废水的数据分析 (见表6)

表6 桉竹混合浆生产排放废水数据

生产桉竹混合浆时，随着原料中竹片比例的上升，集水井中生产排出废水的TCOD和SS相差不大，但与生产桉木化机浆时集水井所测废水数据对比，TCOD平均高30% ～40%，SS平均高10% ～60%。初步分析，应该是由于竹片中抽提溶出物较多，竹片中所含粉尘较多造成的。

4 结论

4.1 在年产5万t P-RC APMP生产线上以桉木片为主要原料，配加10%～40%的竹片，生产桉木与竹子混合化机浆是可行的。生产出的桉竹混合化机浆白度68% ～78%，游离度320～450 mL，松厚度3.3～4.0 cm3/g，经南宁糖业下属各造纸厂使用，效果与使用纯桉木化机浆相比变化不大。

4.2 用10%～40%的竹片和60%～90%的桉木生产桉竹混合化机浆时，随着竹片用量的增加，从过程浆到成浆质量都有新的变化，有利的方面主要是浆的湿重、裂断长、打浆度有上升 (游离度下降)趋势;不利的方面是浆的白度有下降趋势，浆的尘埃、纤维束、废水的COD、SS有上升趋势;电耗、化学品消耗有上升趋势。成浆的松厚度变化不大。

4.3 随着竹片用量的增加，成浆白度可保持在68%～73%;若要成浆白度≥75%，则生产所需药品消耗增加，生产成本提高。

4.4 在竹片比例超过45%进行桉竹混合化机浆生产时，存在设备安全隐患和产品质量波动风险，化机浆的白度较难提高，尘埃度偏高、纤维束多。

4.5 由于桉木片和竹片的容重不同，在生产桉竹混合化机浆时，需控制好这两种原料的配比，以免造成螺旋挤压机、1#高浓盘磨机等设备的运行安全隐患。

4.6 对竹片质量要求，减少过大过长片、细小片粉末、竹节，对自行购回的原竹，需抓好加工切片质量，以增加竹片利用率，并且避免竹片在备料下料口的搭桥现象，从而保证生产的稳定连续运行，提高成浆得率。

4.7 生产桉竹混合浆时，随着原料中竹片比例的上升，生产排出废水的TCOD平均比生产纯桉木化机浆时高30%～40%，SS平均高10%～60%，会增加废水处理成本。

［1］傅其军，陆琪，吴明刚，等．速生桉木P-RC APMP工业化生产［J］．中国造纸，2010，29(12):42．

Production of P-RC APMP with Mixed Eucalyptus and Bamboo Raw Materials

FU Qi-jun*LU QiLI Xiao-lin PANG Yu-huiQIN Yun-zhaiLI Xue-ping SHI Zuo-wei
(Nanning Jinlang Pulp Co．，Ltd，Nanning，Guangxi Zhuang Autonomous Region，530200)
(*E-mail:furuwen2008@163．com)

Production of P-RC APMP with mixed eucalyptus(60% ～90%)and bamboo(10% ～40%)as raw materials，including the production technology，equipment operation and characteristics of finished pulp was introduced．The pulp with 68% ～78%ISO brightness，320～450 ml CSF freeness and high bulk of 3．3 ～4．0 cm3/g was produced by using one stage pre-impregnation，two stages refining and two stages bleaching．The pulp is suitable to use in the grades such as copy paper，white cardboard，writing paper，electrostatic copy paper and offset paper and so on．

pulp;alkaline H2O2;eucalyptus;bamboo;P-RC APMP mechanical pulp