杨木P-RCAPMP工艺技术简介

杨木 P-RC APMP工艺技术简介

1.引言

在上个世纪的八十年代末期和九十年代初期，开发出了叫做APMP的CMP新

技术。该技术利用碱性预处理，同时加入过氧化氢进行漂白。这样对于某些浆种

就不需要后续的漂白，从而简化了整个过程和系统。虽然早期的APMP型式在全

世界造纸行业上迅速被接受，但它有局限性，如白度上限、化学品分布和化学品

的利用率等问题。

为了克服APMP生产的局限性，从九十年代末期开始出现了一种更为有效的

工艺概念，即盘磨化学预处理碱性过氧化氢机械浆（P-RC APMP），它是一种生

产高品质化学机械浆的先进工艺技术，在保持传统的APMP优点的基础上，利用

磨浆机作为混合器以改善化学品的分布和利用率，同时还增加了纸浆的白度上限。

2.P-RC APMP生产工艺

本文以杨木为原料，结合ANDRITZ公司设备，对 P-RC APMP工艺进行介绍，以下是主要的生产过程：

备料→木片洗涤→预浸渍→一段磨浆→漂白→二段磨浆→筛选→洗涤

P-RC APMP工艺流程主要包括木片备料、洗涤、预浸、漂白、磨浆和洗浆。

其中最重要的是漂白段，在此阶段木片首先用碱性过氧化氢进行预处理，然后利

用磨浆机完成大部分的化学处理，同时起到磨浆和化学药品混合的作用。虽然磨

浆机是非常好的混合器，但是木片在磨浆机里的停留时间非常短而不足以完成所

有必需的反应，鉴于此，在全部化学品加入之后需要一台高浓反应塔进行彻底的

漂白反应。

2.1备料

P-RC APMP的原木备料流程与CTMP完全相同，在此不作详细讨论。但是目前

国内原木的主要来源是人工速生林，数量很有限，所以在实际生产中需要大量使

用商品木片，以下简述商品木片的备料工艺：

图1为典型的商品木片备料工艺流程图。商品木片由装载车送上三螺旋输送机，再由皮带输送机送到盘式木片筛。在皮带输送机上进行金属探测并及时进行

人工排除。盘式木片筛把木片中的砂石分离出来后，木片由皮带输送机送到木片筛。木片筛筛出的合格木片经皮带输送机送进木片料仓，过大木片经木片再碎机、旋风分离器后再回到木片筛，此过程可以保证木片的尺寸合格。料仓内的木片最

后经出料螺旋、皮带输送机、远距离皮带输送机栈桥等送至杨木化机浆车间的木

片仓进行后续处理。

图1商品木片备料工艺流程

2.2木片洗涤

2.2.1 木片仓

从备料车间来的合格木片进入化机浆车间时，首先用木片仓暂存起来。以往

的APMP流程在洗涤后专门设置一个预汽蒸仓，但在最近的P-RC APMP流程中，

取消了预汽蒸仓，直接在木片仓内进行预汽蒸（加入系统后段来的二次蒸汽），

将木片在常压下预汽蒸15~20分钟，升温至70~85℃。此过程的目的：驱逐木片

中的空气，使化学药品在预浸渍时更均匀的渗透进木片中，另外在北方的冬季，

预汽蒸还可去除随木片进入系统的冰块和雪。

木片仓底部结构如图2所示。蒸汽由木片仓底部经蒸汽分配管均匀地送入木

片仓，自上而下的木片经汽蒸后从底部排出。为了防止木片搭桥，并保证排料均匀，底部带有振动卸料器。木片卸料至计量螺旋，连续地输送至木片洗涤机。

图2木片仓底部结构示意图

2.2.2 洗涤机

木片洗涤的目的是去除木片中带来的树皮、泥沙、石块、金属等杂质。若木片洗涤不洁净，不仅影响纸浆质量，增加药品消耗，还损坏盘磨机等设备，降低设备使用寿命，另外木片洗涤还有稳定水分的作用。

P-RC APMP生产中常用的木片洗涤机如图3所示。洗涤机上部进料口与木片仓卸料螺旋通过溜槽连接。带有叶片的转鼓将木片没入水中，并以约25rpm的转速对木片强烈搅拌。木片挟带的沙子、石头等杂质，因密度较大而沉到底部排放口。排放管道上有两个阀门，带时间程序控制的冲洗水定时把渣排放到渣水分离设备如旋转细格栅，渣装入小车运走。木片洗涤用水采用生产过程中回收来的80~85℃的热水，以节约用水，提高洗涤效果和预热木片。

图3木片洗涤机结构示意图

2.2.3脱水斜螺旋

洗涤后的木片在木片槽中收集，再通过木片泵送到脱水斜螺旋。木片泵叶轮一般为凹形或为涡轮泵，减少叶轮与木片的接触，可以保护叶轮还能防止堵塞。

斜螺旋用来脱除木片中多余的水，把木片干度压榨到约35%。同时压榨出来的水通过斜筛去除杂质后，澄清水进入洗涤水槽，循环回用于木片洗涤系统。脱水斜螺旋结构如图4所示。

图4脱水斜螺旋结构示意图

2.3预浸渍

化学预浸的目的为以下几点：软化木片，提高浆料强度和白度，降低磨浆能耗。

预浸过程一般采用一级或两级。级数由原料和最终需要达到的白度来决定。一般来说在以白杨为原料且白度要求ISO在83%以下时只需要使用一级预浸。如果使用黑杨为原料，且白度要求较高(85% ISO)，需要采用两级预浸，但在第一级预浸添加的化学药品很少。

2.3.1压榨撕裂机

压榨撕裂机是预浸渍过程中的一个重要装置。它是一种高压缩比的螺旋。当木片经过压榨撕裂机时受到轴向力和剪切力的作用而浸软。木素和纤维结构变软时，挤压动作使细胞壁分层和分离，但不改变纤维的长度。压榨撕裂机的浸软作用还可以调整木片大小，从而产生一个恒定的木片堆积密度。同时压榨撕裂机可以充分地挤走木片中残余的空气、水分及可溶性树脂，使木片中的水分降至20%

左右而且形成一个特殊的缠绕状态，增强木片吸进药液能力。在压榨撕裂机的出口加入预浸渍化学药品，压力释放后，木片一遇药液就像海绵吸水一样吸进药液，水分由20%提升至60%。经过这样处理之后的木片会更容易磨浆，并产生稳定的磨浆能耗。

2.3.2预浸器

预浸器是一种压力容器，以前的APMP 工艺一般采用斜管式，现在多采用垂直式。浸渍器内部保持着一定液位,木片在双螺旋输送器推动下，由下往上浮出液面，液面上部是脱水区，把木片中多余的药液排出。经过预浸渍脱水后木片的浓度一般为30%左右。

图5 压榨撕裂机及预浸渍器结构示意图

目前最常用的预浸化学药品有：NaOH 、H 2O 2、Na 2SiO 3、DTPA 等。NaOH 的作用

主要是软化木片，另外起到活化H 2O 2的作用，使其在碱性条件下发生漂白反应；

Na 2SiO 3为缓冲剂，补充NaOH 的消耗，稳定漂白时的PH 值；DTPA 作为螯合剂，在

防止金属离子对H 2O 2的分解方面起重要作用。

在采用多级预浸的工艺中，一般第一级以软化木片为主，控制碱度较高，H 2O 2较低；第二级则以提高白度为主，加入较多的H 2O 2。

2.3.3反应仓

预浸后的木片进入反应仓，反应仓常用来控制木片与化学药品的反应时间和温度，以得到更好的预浸效果。反应仓一般像木片仓一样通入蒸汽对木片进行预汽蒸。但最近有研究表明，预汽蒸虽然对提高强度有利，但磨浆前的过高升温使成浆的光散射系数降低，白度提高也不明显。有分析认为这是由于预汽蒸使漂白