纸浆 的氧漂工艺与实践 李良伟 轻工业杭州机电设计研究院 纸浆氧漂是现代制浆实现清洁生产,削减污水排放负荷的先进工艺。影响漂漂过程的因素众多,采用合理的设备,选择合适的工艺条件,控制好氧脱木素程度,是纸浆氧漂技术的关键。
一.纸浆氧漂的工艺参数选择 1.浆料浓度 在纸浆氧漂过程中,提高浆料浓度可提高反应速度,有利于促进氧脱木素反应,并降低蒸汽消耗。低浓(4-5%)氧漂的蒸汽消耗量高,设备体积庞大,漂后浆料的质量较差。高浓(25-28%)氧漂会产生 CO、甲醇、丙酮等挥发性气体,漂白过程必须考虑防爆安全措施,系统复杂,能耗较高,投资较大。综合各种因素,当前纸浆氧漂工艺通常采用中浓(10-16%)技术,实际生产中应根据设备及氧漂工艺情况控制浆料浓度,对于单段氧漂工艺,浆料浓度可达 12-15%;对于双段氧漂工艺,浆料浓度应控制在 10-12%。
2.浆料卡伯值 浆料卡伯值的高低会影响漂白负荷以及漂剂的耗用量,从而影响漂白污水的排放负荷,生产中卡伯值的控制范围一般以 12-25 较为理想。
3.用碱量 漂白是蒸煮过程的延续,氧漂与蒸煮相类似。用碱量对氧漂初始阶段和后续阶段的脱木素及碳水化合物的降解有很大关系,用碱量高,脱木素速率加快,卡帕值下降及碳水化合物降解也快,但用碱量过高,将给氧漂后的洗涤带来困难,同时也会增加生产成本。用碱量低,将导致降解的木素重新沉淀于纤维的表面。在一定条件下,控制用碱量是控制氧脱木素速率和控制总漂损的有效手段之一,通常,用碱量以控制在 20-30kg/t 风干浆较为合适。
4.氧压及用氧量 氧漂的氧气压力与脱木素速率有较大关系,通常氧压越高,脱木素速率就越大,但碳水化合物的降解也越多,所以,生产中氧压一般不超过 1.2MPa,大多数控制在 0.6-1.2MPa 之间,以 1MPa 较为普遍。在一定条件下,增加用氧量脱木素
速率也将增加,但达到一定的用氧量后,其脱木素速率将产生凝滞,所以,用氧量一般控制在 25-40kg/t 风干浆即可。
5.反应温度 氧漂的反应温度将直接影响到脱木素的反应速率,在一条件下,提高反应温度可加快开始阶段的脱木素程度,但对后期来说,脱木素程度并没有明显的影响,另外,氧漂温度过高,会降低浆料的强度和粘度。所以,生产中最适合的氧漂温度为 95-105℃。
6.漂白时间 浆料在氧漂塔内的停留时间主要取决于漂塔容积及浆料流量和浓度,氧漂的漂白时间应根据脱木素的工艺要求而定,一般控制在 50-70min 即可。
二.氧漂操作注意事项 1.启用氧漂系统前必须先带水试运行,然后再带浆试运行,试运行时氧漂塔顶部的喷放阀至少开 50%或者全开,以排出氧漂塔内的空气。在氧漂塔内未充满浆料之前,不能通入氧气以免发生意外,进氧气 20min 后,调节氧漂塔塔顶压力,以减少氧气在浆料中产生的气泡,确保氧气与浆料充分接触。
2.为确保纸浆强度,氧漂时除控制好氧漂塔的反应温度和压力外,还须在进浆前加入一定量的 MgSO 4 保护剂,以延续脱木素速度,保护碳水化合物降解。
3.氧漂系统开始启动时,系统设备的温度较低,为了避免热冲击,先进行手动操作,缓慢地加入蒸汽,蒸汽阀门开度约 15%,预热时间约 15-20min,直至管道周围听不到锤击的声音,并达到初设温度后再切换成自动作业。氧漂系统启动后刚开始出来的浆料需进行回流,重新送回进浆系统,待氧漂塔内的反应温度上升,脱木素达到工艺要求后,再断开回流,把浆料送入洗浆机。
三.氧漂过程中的一些问题与处理 1.中浓浆泵与氧漂塔之间的中浓混合器段管道振动大 a.高压蒸汽的疏水效率低,蒸汽含水量高。
b.浆料浓度低。
c.浆料温度低。浆料温度低时需加入大量的高压蒸汽才能达到反应温度,但进汽量大时会造成管道振动加剧,所以应在立管前先对浆料进行预热,但预热温度不宜过高,以免产生不良反应。
2.纸浆氧漂后未达到工艺要求及卡伯值高、白度低 a.进氧漂塔的浆料浓度过低,应提高浆料的浓度。
b.浆料在氧漂塔内的反应温度未达到要求,提高高压蒸汽的压力。
c.浆料的卡伯值过高,提高氧气压力和反应温度。
d.氧气压力低或混合器处进氧管堵塞,从而造成加氧量不足或没有,应提高氧气压力或即时疏通管道。
e.用碱量不足,检查传感器和测定 PH 值,确保 PH 值在 10-11 之间。
3.中浓浆泵自停或泵送量太小 a.真空系统不正常,立管浆浓太高,泵的吸口有堵塞或压力低。处理办法:开大立管下面的稀释水阀,降低立管底部浆料浓度,检查真空阀是否打开,真空管内的真空度是否满足要求。
b.浆料温度是否正常。因温度过高会使中浓浆泵内的液体汽化,从而影响到真空系统达不到正常的真空度要求。
c.在真空系统正常的情况下,需要开大量的稀释水才能使中浓浆泵运作,也有可能是中浓浆泵到真空泵之间的真空管道堵塞。
d.中浓浆泵堵塞。可先开大立管下面的稀释水阀,并开大、关小几次,以产生压力脉冲进行疏通,如仅无法解决,就应进行拆卸清理。