制浆造纸新技术讲座复习题

第1页共7页制浆造纸新技术讲座（复习题）1、2013年造纸工业年报分析造纸工业现状？一、我国现代造纸行业现状特点1.技术密集型。造纸工业投资60%以上是设备投资，自动化程度高于一般制造业。2.资金密集型。世界造纸工业每百美元产值占用资产154美元，同冶金、石油、化工相近。3.规模效益型。造纸工业设备投入大，固定成本高，扩大规模是降低成本、增强竞争能力最有效的手段。4.资源约束型造纸工业属于原材料工业，对纤维来源的依赖性极高，世界上主要的制浆造纸国家原料资源都比较丰富，如美国、加拿大、芬兰等国90%以上采用木浆造纸，其森林覆盖率都位居世界前列。5.与国经济同步增长纸品的生产量和消费量的增长速度与国生产总值增长速度基本同步，在工业化高速发展的时期，则高于GDP的增长。二、我国造纸行业现状1.我国纸业发展潜力巨大我国纸张及纸板消费量还有很大的上升空间。相对其他行业，造纸行业具有明显增长潜力。2.造纸业越来越受到政府重视2004年国家发改委正式公布《全国林纸一体化工程建设“十五”及2010年专项规划》，促进造纸工业结构得到有效地调整。随着政策的逐步实施，在今后的几年里，我国造纸企业、尤其是行业龙头企业必将高速成长。3.巨大市场吸引国际资本关注我国造纸行业现状有着广阔的市场空间吸引着世界纸业巨头的目光，吸引了国外大量资金的投入，众多的资本涌向中国市场也在一定程度上说明我国造纸行业市场发展前景大好。三、国内造纸工业生产和市场总体态势为：1、纸张生产和消费整体将呈现增长，但增速降低2、市场竞争加剧，企业经济效益下滑3、转型升级，淘汰落后，企业整合速度加快4、新技术应用和新产品开发将加快5、国际贸易摩擦增多，纸张产品出口受阻6、商品纸浆和废纸进口量继续增加7、减排政策和管理力度加大四、我国造纸业面临的问题中国造纸行业现状存在很大的缺陷，首先就是纤维资源。目前我国严重依赖国外纤维，即使搞林纸一体化，增加1000万吨纸浆，也只是今年我国进口商品浆的数量。其次是淡水资源十分匮乏。造纸工业需要耗水，就是目前国外最发达的国家也不可能不排水，当然这个量很低，可以进行自我净化，降到最低点，对环境不会有负面影响。但是没有水是不可能的，我们水资源没有优势。其三是人均能源占有也是非常低的，这些也不可能支持我们造纸工业无限制的发展。我国惟一的优势就是人力资源，这个优势在小厂是明显的，但对大型的、现代化的造纸企业，劳动力的用量是非常小的，这个资源优势体现的不是很明显。2、木材、竹子现在制浆主流技术是什么？(漂白化学浆生产线，可采用哪些先进技术？）蒸煮硫酸盐法深度脱木素；黑夜提取DD挤浆机置换；多段封闭筛选；漂白氧脱木素蒸煮两段全无氯漂；多段漂白高温二氧化氯；碱抽提加二段主要技术：一、深度脱木素技术①深度脱木素技术是20世纪80年代初在传统脱木素基础上通过改善工艺条件或改良设备发展起来的。②在保证纸浆质量的情况下，提高木素脱除率，使进入漂白工段的纸浆木素含量降低。传统的硫酸盐法蒸煮得浆的卡伯值范围，一般针叶木浆为28～32，阔叶木浆为18～22，低于这个范围，纸浆的强度和得率会受到严重损失。深度脱木素技术可以在保证纸浆得率和强度不损失的条件下，提高木素的蒸煮去除率使蒸煮针叶木浆的卡伯值降至20，阔叶木浆的卡伯值降至13～15，大大减轻后续工序的化学品耗量和废水的污染负荷。③深度脱木素技术使纸浆更易于进行无元素氯(ECF)漂白、全无氯(TCF)漂白,使制浆过程的低污染、封闭循环零排放成为现实。④深度脱木素还表现出了能耗低、纸浆质量稳定的优点。深度脱木素四个基本原则①整个蒸煮过程中碱浓分布尽可能均匀一致，在初始脱木素阶段碱浓度要低，接近蒸煮末期碱浓度要高；第2页共7页②蒸煮液中保持高的HS-浓度，尤其在蒸煮初期和大量脱木素阶段的开始；③采用尽可能低的最高蒸煮温度；④保持蒸煮液中溶出物（如木素）浓度尽可能低，特别是在蒸煮后期。二、筛选（封闭筛选技术）①筛选技术的进步使筛选浓度提高，现代的压力筛已经达到4%，因而使浆泵动力消耗降低。②新型缝筛的筛缝宽度最小只有0.15mm，筛选的效率和浆的净度均大大提高。现在已经可以用细缝的压力筛来替代浓度低、进浆压头高的锥形除渣器，进浆浓度提高和压力的降低使动力消耗大大节省。③由于孔形压力筛的孔径可以做到0.15毫米，因此可用于提取后送往蒸发站的黑液过滤，除去黑液中的细小纤维等固体杂质，使黑液的洁净度达到20毫克/千克（ppm），保证了蒸发的高效率。封闭筛选技术优点：①纸浆的质量不受影响②节水节电（吨浆水耗30~40m3，节水节电50%）③流程紧凑④减少纤维流失⑤废水量少（降低60%，废水回用率高）三、氧脱木素①氧脱木素于20世纪70年代开发成功，是漂白化浆的一项重要技术进步。②尤其在80年代，高效的中浓浆氧混合设备开发成功，使中浓氧脱木素得以实现，避免了高浓反应的爆炸危险，从此氧脱木素在漂白化浆生产中被普遍采用。③氧脱木素相对温和的反应条件，更有选择性地溶出未漂浆的木素，同时使浆的粘度和强度得以保持。在进一步采用二段氧脱木素技术后，木素脱除率更加提高，针叶木可以达到60%左右，阔叶木也可达到50%左右。④氧脱木素反应所用碱来自氧化白液，所用氧来自空气，因此，氧脱木素废液经逆流洗涤、提取后，进入黑液碱回收循环。从而大大减少了后续漂白化学药品用量和漂白废水的污染物负荷，并为ECF或TCF漂白奠定了基础。还降低了漂白与废水处理的成本。⑤现在硫酸盐制浆生产线采用氧脱木素已成为标准。对于阔叶木浆和针叶木浆已开始使用具有成本低、选择性强的两段氧脱木素工艺中浓纸浆氧脱木素技术①
中浓纸浆氧脱木素单升流塔流程（②中浓纸浆双升流塔氧脱木素系统C=10%~12%T=90℃~110℃P≥0.6MPa(第一塔顶的压力)P≥0.4MPa(第二塔顶的压力)四、无元素氯漂白ECF/全无氯漂白TCFECF漂白技术：D(EOP)DD；D(EOP)DP；D(EOP)D(PO)；D(EOP)D；Z(EOP)(DND)TCF漂白技术：Q(OP)(ZQ)(PO)；Q(OP)(PaaQ)(PO)；QZPEP；(OP)ZQ(PO)；Q(OP)Q(PO)2、ECF和TCF的比较P305、306①漂白浆质量ECF漂白硫酸盐浆能够满足强度、白度、白度稳定性和洁净度的最高要求。TCF漂白可以达到ECF相同的高白度，但往往强度损失大。②漂白浆得率TCF漂白要求蒸煮或氧脱木素后的纸浆卡伯值要低，因此未漂浆得率相对较低，生产高白度TCF浆时，漂白过程中损失也较多，因此漂白的总得率比ECF浆要低，一般1%~2%。③漂白成本TCF漂白化学品的成本与ECF相近或略高，但得率较低，生产一吨TCF浆消耗的木材比ECF多，电耗较高，因此TCF漂白浆成本要高些，售价应比ECF浆高，工厂才有经济效益。④对环境影响差别不大，TCF漂白不会产生有机氯化物；TCF漂白也是实现无废水排放的关键一步。现代化浆厂ECF漂白废水的AOX含量已控制在0.3kg/t浆以下，其他污染负荷与TCF并无多大差别。3、我国漂白技术的发展①次氯酸盐漂白，在漂池中进行，漂白浓度不高于5%，半漂木浆的白度仅60%。②CEH或CEHH四段漂，漂白浆的白度80%以下，漂白废水的AOX含量高达4.5～7.5千克/吨浆。③D/C-EO-D1-D2流程，漂白KP木浆的白度进一步提高到90%。漂白废水的CODCr可降低到28千克/吨浆，AOX则降低到0.5～2千克/吨浆（数值取决于D/C段中所用氯气与二氧化氯的比例）。（南宁凤凰造纸厂和日照森博浆纸公司一期）④ECF漂白DHT-EO-D1-D2。（海南金海浆纸公司）⑤轻ECF漂白DHT-EOP-D-P，浆的白度达到90%时，漂白废水的CODCr发生量为25千克/吨浆，AOX＜0.35千第3页共7页克/吨浆。（日照亚太森博浆纸公司二期工程）4、漂白过程逆流洗涤跳跃段逆流：酸性滤液用于酸性段，碱性滤液用于碱性段。分流逆流：来自于前一段的滤液被分开，一部分用于这一段洗浆机的喷淋水，一部分用于这一段漂白塔底部稀释纸浆。完全逆流：任何一段洗浆机的喷淋水均来自随后的洗涤段。随着漂白车间滤液循环回用，漂白系统中水和热的消耗量降低，有资料报道，一个三级漂白系统利用完全逆流洗涤，其用水量能够减少60%~70%。3、连续蒸煮常用技术？①MCC技术，即改良连续蒸煮②EMCC，即深度脱木素的改良连续蒸煮③ITC技术，即等温蒸煮④Compact-G1，即一代紧凑蒸煮和Compact-G2，即二代紧凑蒸煮。⑤LowSolid技术，即低固形物蒸煮。紧凑蒸煮技术（CC技术）KvaernerPulpingAB公司于1997年设计出厂紧凑蒸煮器CompactCooking，又在2003年开发出第二代紧凑型蒸煮器CompactCookingG2。其指导思想为优化硫酸盐法制浆动力学，同时简化设备及整个蒸煮系统。CC应用深度脱木素原则①低温蒸煮技术采用预浸器和蒸煮器蒸煮的系统，采用蒸煮器内的黑液对预浸器的木片进行预浸，同时预浸器内采用高的液比，不但有效预热了木片，而且黑液中的碱可以和木材中的一部分酸性物质进行中和反应，使树脂等抽出物的除去率更高，同时在蒸煮初期高的HS-离子浓度及高的HS-离子与OH-离子比例。②分次加碱和逆流洗涤使碱浓的波动更小，分布均匀。③预浸后的木片在进行蒸煮时，需要的温度更低，蒸煮阔叶木时≦140℃，蒸煮针叶木能降低到150℃左右，蒸煮条件更温和。④保持蒸煮液中溶出物浓度尽可能低。CC系统具有很多优点：得率高(50%)，排渣率低(4.7kg/t)，浆料黏度高(1300mL/g)，蒸煮温度低(143℃)，浆品质均一，碱耗少，蒸汽利用率高，卡伯值偏差小，可漂性好，漂白化学药品消耗少，蒸煮高浓度NCG送至碱回收炉燃烧不排放和CompactCooking比较，第二代紧凑型蒸煮器CompactCookingG2，还有如下特点：①更低蒸煮温度，软木可以降到150℃，硬木可以降到140℃，减少半纤维素的溶出，提高浆料得率；②预浸温度更低，预浸时间变得更长；③根据需要可以实现快速的初步提取；有更佳的后续提取效果。4、间歇蒸煮的发展技术？①RDH(快速置换加热蒸煮)系统；②Super-Batch(超级间歇蒸煮)系统；③Ener-batch(低能耗蒸煮)系统；④DDS(置换蒸煮)系统DDS置换蒸煮系统蒸煮操作(1)装料(LC)：这个操作与传统的间歇蒸煮一样：把木片、冷黑液和一些冷白液装入蒸煮锅，保证pH值≥12。冷液体用于装填木片及中和木片表面的酸性物质。在操作的后段，装料阀关闭，蒸煮锅与外界常压断开进入带压状态。(2)温黑液充装(IC)——初级蒸煮：蒸煮锅用温黑液和冷白液来充装，并把锅内装料过程中加入的冷黑液置换出来，同时开始脱木素。随着蒸煮锅温黑液液体充装，锅内的压力和温度提高，脱木素不断进行；当蒸煮锅被提高到足够的温度时，木素得到最佳的去除。(3)热黑液充装(MC)——中段蒸煮：用热黑液和热白液来充装蒸煮锅，把前一步温充操作中加进的温黑液置换出来。随着蒸煮锅温度的提高，脱木素继续进行。高温的黑液由于加入的碱较少，可降低对纤维素和半纤维素的降解。(4)蒸煮(FC)：该操作与常规间歇蒸煮一样。在升温期间，如果需要，就利用蒸汽加热蒸煮锅到需要的最高蒸煮第4页共7页温度。在保温期间，蒸煮锅在一定的蒸煮温度下保持适当的时间。在这个操作期间，根据锅内上中下三部位的温度情况来决定是否需要继续循环蒸煮锅内蒸煮液。总的蒸煮时间可用H因子或CPL公司的脱木素确定因子DDF来决定。(5)置换(RC)：利用洗浆的滤液把热蒸煮液置换出来，同时锅内料液被冷却。被置换出的热黑液贮存在槽区内(170℃到热黑液内槽、150℃到热黑液外槽、130℃到温黑液内槽、110℃到温黑液外槽)，并在下一个蒸煮操作中回用。置换最后使得蒸煮锅内容物被冷却至低于常压的闪蒸温度(100℃)。(6)放锅(DC)：在这一操作中，用泵把被冷却至低于常压闪蒸温度的蒸煮锅内容物抽出锅外，进行冷喷放；除此之外，其余的过程与常规间歇蒸煮一样。DDS蒸煮系统的特点(1)回用黑液中的热能:D