Dinesh ChandMohta 張家喜

(巴克曼實驗室化工 (上海)有限公司,上海,201707)

加強制漿生產(chǎn)管理提高紙漿產(chǎn)量與質量

Dinesh ChandMohta 張家喜

(巴克曼實驗室化工 (上海)有限公司,上海,201707)

大多數(shù)制漿企業(yè)的操作工藝與設備或工藝廠家提供的工藝都會出現(xiàn)很大偏離,甚至在工藝和原料相同的兩條制漿線上產(chǎn)量與品質都相差較大。文章分析了產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,介紹了制漿生產(chǎn)中提高生產(chǎn)管理水平,增加產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質的一些經(jīng)驗。

木片質量;制漿生產(chǎn);樹脂控制;二氯甲烷抽提物;結垢控制

2008年爆發(fā)的金融危機造成全球漿和紙的市場需求急劇下降,隨著各國政府經(jīng)濟刺激方案的相繼推出,世界經(jīng)濟正在緩慢復蘇,制漿企業(yè)也正從金融危機的困境中逐漸走出來,產(chǎn)能的利用率增加,但這比2008年中頂峰時產(chǎn)量還是低 10%～40%。2009年,制漿企業(yè)經(jīng)歷了從頂峰到谷底。但是原料價格,特別是木材價格并沒有隨著漿價下降而有太多降低。為了減少損失,許多制漿企業(yè)選擇減產(chǎn),甚至停產(chǎn)。鑒于以上情況,全世界的制漿企業(yè)都不得不重新審視自身,怎樣才能降低生產(chǎn)成本,同時保證產(chǎn)品品質?沒有簡單的答案能回答這一問題,制漿企業(yè)只有和他們的伙伴更加緊密合作,通過不斷創(chuàng)新優(yōu)化生產(chǎn)工藝,才能提高產(chǎn)品品質。另外,工廠也要不斷努力以獲得可持續(xù)的制漿原料供應,同時減少對環(huán)境的影響。本文主要介紹了巴克曼與制漿企業(yè)共同努力,提高制漿生產(chǎn)管理,增加產(chǎn)量,改善產(chǎn)品品質的一些經(jīng)驗。

1 木材 /木片質量變化的影響

在亞洲,木材與木片的管理是一項非常困難的工作。在印尼,人工相思林的出現(xiàn)使問題有所轉機,特別是工廠的運行情況與產(chǎn)品品質得到了改善。但在印尼使用混合硬雜木制漿時,可能同時混有 30多種不同的樹種,用這樣的原料來制漿是一項非常有挑戰(zhàn)性的工作。在中國,大部分制漿企業(yè)都使用外購木片,而且來源較多,包括從農(nóng)民手中收購的。因此,這些木片不僅可能包含多種樹種,而且質量差別也很大 (合格率、過大、過厚)。由于提供單一樹種制漿幾乎不可能,工廠就需要利用不同的樹種原料以滿足產(chǎn)量要求。不同的樹種之間堆積密度不同 (見表1),在蒸煮及后續(xù)工藝中的行為表現(xiàn)存在較大差別。

從表1可以看出,如果不同樹種混合蒸煮,DCS的設定值以及蒸煮相關條件都應隨著木片堆積密度的變化而調整,提高蒸煮過程的選擇性。

2 制漿生產(chǎn)優(yōu)化——數(shù)據(jù)分析的重要性

在制漿生產(chǎn)線中,需要定期進行工藝調研以及工藝優(yōu)化,這些工作與日常生產(chǎn)中數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析相結合,能改善工廠的運行效率,提高產(chǎn)量與產(chǎn)品品質。在制漿企業(yè)使用特種化學品時,巴克曼團隊與工廠生產(chǎn)操作人員及管理層保持緊密的溝通,通過對大量數(shù)據(jù)進行審慎分析,提出相應的方案,經(jīng)討論確認后按步驟執(zhí)行以獲得預期的結果。在進行系統(tǒng)調研時,對從備料到漿板機,包括堿回收的所有工藝數(shù)據(jù)進行分析,首先要求達到設備或工藝供應商要求的參數(shù),然后再進行優(yōu)化。如果工廠蒸煮不同的原料,也應該將某種原料最佳的工藝參數(shù)與其他原料的工藝參數(shù)進行對比,以提高工廠的整體效率。

3 創(chuàng)新性——使用特種化學品

基于多年經(jīng)驗而精心設計的巴克曼特種化學品應用方案與服務為制漿企業(yè)提供了全面的解決方案,通過不斷地創(chuàng)新使制漿企業(yè)在應用巴克曼特種化學品方案后獲得了更大利潤,并能根據(jù)客戶的需求變化,幫助客戶做出相應的調整,以滿足客戶要求。

4 提高資源利用效率——最大程度利用纖維原料、水和能源

近年來制漿技術有了很大進步,最大的單條制漿線產(chǎn)量能達到 4000 t/d,自動化控制程度很高。對于制漿生產(chǎn),提高纖維原料、水以及能源利用效率,不僅能降低生產(chǎn)成本,同時也能減少對環(huán)境和社會的影響。在木材資源缺乏的亞洲,使用特種化學品來提高漿料得率是一種非常好的方法。雖然木材是一種可再生的資源,但由于其生長周期長,而且過度砍伐也會對環(huán)境造成負面影響,因此得率每增加 1個百分點效益都會非常明顯。

表1 亞洲用于制漿的主要樹種堆積密度

制漿企業(yè)還要努力減少噸漿水耗。工廠的目標水耗是 24～26 m3/t漿,但在裝備先進的工廠,水耗也達到 30～35 m3/t漿。制漿企業(yè)對進出工廠的水都要進行處理,以滿足水質要求,這也是生產(chǎn)成本的一部分。另外,加熱和泵送這些水也需要消耗能量,減少水的用量可以減少纖維和化學品的流失。

可以看出,利用好纖維原料、水和能源,制漿企業(yè)不僅能夠降低生產(chǎn)成本,同時也能減少環(huán)境壓力,向理想狀態(tài)的零排放更進了一步。

5 雙元蒸煮助劑方案——提高產(chǎn)量與品質

盡管使用了最先進的制漿技術,制漿企業(yè)仍然在尋找提高蒸煮選擇性的方法,木片配比及質量的變化,對制漿企業(yè)是一個挑戰(zhàn)。使用巴克曼由催化劑和滲透劑組成的雙元蒸煮助劑方案使這一問題變得簡單,通過使用兩種產(chǎn)品組合能提高蒸煮的選擇性,保護纖維素,增加得率。通過創(chuàng)新使用這兩種產(chǎn)品,不同的制漿工藝與原料組成的制漿線都能獲良好的回報。多年的應用表明,巴克曼蒸煮助劑方案為制漿企業(yè)提高了產(chǎn)量,改善了產(chǎn)品品質,并帶來了相當可觀的投資回報。圖1列出了使用蒸煮助劑方案的效益[1]。

在增加得率和提高品質的同時,充分利用蒸煮的條件來減少樹脂及相關的抽提物,以減少下游工段樹脂問題和成品塵埃。蒸煮器中的溫度對于分散樹脂特別是比較難處理的如混合硬雜木中的β氧化樹脂和達馬樹脂十分有效。多年的應用顯示巴克曼蒸煮助劑方案還能幫助分散樹脂抽提物,使其在洗滌中與漿料分離,提高運行效率 (減少樹脂問題)和改善漿料品質 (減少塵埃)。

減少二氯甲烷抽提物也使用了同樣的方法,特別是對含有長碳鏈烷醇的相思木。巴克曼二氯甲烷抽提物控制方案對于處理混合硬雜木和馬占相思木非常有效。巴克曼雙元方案 (包含蒸煮助劑、樹脂控制和抽提物控制)不僅能幫助減少樹脂相關問題,提高產(chǎn)品品質,同時也能提高蒸煮控制,減少用堿量,提高漿料得率。

圖1 使用蒸煮助劑的效益

6 減少結垢形成——提高運行效率

許多使用木材以及其他原料的制漿企業(yè)經(jīng)常會遇到換熱器、連續(xù)蒸煮器篩板和漂白工段的結垢問題,這與使用的原料以及水和白液的質量有關。在漿廠的不同部位出現(xiàn)的結垢種類各不相同?？偟膩碚f,蒸煮器有 CaCO3結垢,漂白工段有 CaC2O4、CaCO3結垢,蒸發(fā)器和綠液線上有碳酸鈉釩和 CaCO3結垢。在亞洲,現(xiàn)代化制漿企業(yè)主要使用 ECF和 TCF漂白,Ca-CO3、CaC2O4結垢不僅影響了工廠的運行,造成非計劃停機,也會出現(xiàn)漂白化學藥品用量增加,白度不能提高的情況。巴克曼的抑垢劑能有效地抑制 CaC2O4、CaCO3的形成,這在許多制漿企業(yè)的制漿線和蒸發(fā)線上都得到了成功應用。

7 部分自動苛化技術——提高產(chǎn)量,減少 CO2排放

在過去幾年中,美國 Borax公司專利技術——部分自動苛化技術已經(jīng)在世界上許多制漿企業(yè)成功應用。下面的反應方程式簡單地闡述了使用和未使用部分自動苛化技術的差別:

·硫酸鹽制漿企業(yè)的苛化反應

·部分自動苛化反應

從上面反應可看出,NaBO2與 CaO有類似的作用[2]。使用這一新技術能減少外購石灰量或石灰窯的負荷。如果制漿企業(yè)石灰窯已超負荷運行,使用這一技術能提高產(chǎn)量。與外購石灰相比,部分自動苛化優(yōu)勢明顯,能減少能源消耗、CO2排放和白泥排出,部分自動苛化能給工廠帶來非常豐厚的投資回報(見表2)。

這一創(chuàng)新技術不僅能幫助工廠提高產(chǎn)量,而且可以減少 CO2排放 (見表3)。這一技術還能使噸漿成本降低 1～2美元。

表2 部分自動苛化的投資回報

表3 減少 CO2排放的效益

8 結 語

在制漿特種化學品的應用中,巴克曼團隊與制漿企業(yè)管理層及生產(chǎn)技術人員保持良好的溝通。通過系統(tǒng)調研,優(yōu)化數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計工作經(jīng)驗,使其變成工廠的日?；蚪?jīng)常性工作。與這些技術支持配套的是基于對客戶系統(tǒng)的了解,以及為客戶量身定做的特種化學品方案。通過運行這些方案,使客戶達到提高產(chǎn)量與品質的目的。巴克曼所提供的特種化學品方案都是具有非常高的性價比,能滿足不同客戶的需求。另外,在亞洲想要使用同一樹種和品質優(yōu)良的木片幾乎是不可能的,這就需要工廠經(jīng)常調整操作參數(shù)來滿足不同原料對蒸煮,洗滌,氧脫木素以及漂白的要求。這需要對系統(tǒng)有充分的了解,并使用新的技術與解決方案來迎接這樣的挑戰(zhàn)。

[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

A

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

Dinesh Chand Mohta先生,博士,巴克曼實驗室制漿資深專家;主要從事制漿生產(chǎn)和技術服務工作。

2010-01-22

(＊E-mail:dcmohta@buckman.com)

(責任編輯:趙旸宇)