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国产APMP生产线简介

作者:ku游备用登录网址  来源:  时间:2021-11-25 17:18  点击:

  湖南造纸 设备与自动化 47 国产 AP MP 生产线 陕西科技大学电气与电子工程学院 咸阳 ( 712081) 王孟效 1,2 2 陕西科技大学微机应用研究所 咸阳 ( 712081) 摘 要: 介绍了国产的 APMP 生产线及相应的工艺流程、关键设备和主要测控流程, 并展望了国产 APMP 生产线的发展前景。 关键词: APMP; 国产 APMP ( Alkaline Peroxide Mechanical Pulp- ing) , 即碱性过氧化氢机械法制浆, 具有高得率、低污 染、低能耗等优点, 使其成为制浆造纸业的宠儿。20 世纪 80 年代中期, 国外已经开始运用该技术进行生 产 , 并 取 得 了 相 当 的 成 效 , 90 年 代 中 期 开 始 引 入 国 内, 然而引进国外 APMP 生产线及相关设备, 价格非 常高, 是大部分厂家所不能承受的。 目前工艺成熟的硫酸盐碱法制浆, 由于必须装备 治污的碱回收和水处理系统, 与漂白系统成套后, 总 设备投资一般为 6000 ̄7000 元 / 万吨浆, 若再加上造 下图为 APMP 渭南试验生产线 期 纸系统, 投资就会超过 10000 元 / 万吨浆。再考虑规 模效益, 没有数亿以至十几亿投资是不可能建成一个 环保达标的化学制浆造纸工厂。加上耗水量大等因 素, 无论是许多山区、林区的地方政府与企业新上纸 厂, 还是一些老企业改造扩大, 都是心有余而“资”不 足[1]。 因此, 迫切要求 APMP 生产线 引言 APMP 制浆生产线国产化设备, 是西安造纸机械 厂在引进国外先进制浆技术的同时, 结合国内制浆造 纸行业的特点, 与大连轻工业学院共同研制开发的新 型环保型制浆设备。为测试产品出厂性能, 2005 年 6 月, 该厂在渭南建立了一条棉秆 APMP 试生产基地, 配备陕西科技大学微机应用研究所的控制系统, 测试 能力为 65 吨 / 日。项目建成后, 经过为期 4 个月的生 产试验, 各项性能指标符合设计要求, 生产出来的高 强瓦楞原纸达到国家 A 级标准。 2 国产 AP MP 工艺流程及测控流程简介 在消化吸收国外先进技术的基础上, 大连轻工业 学 院 与 西 安 造 纸 机 械 厂 研 发 了 适 合 我 国 速 生 杨 、桦 木 林等速生材的碱性过氧化氢机械制浆( APMP) 工艺及 其 成 套 制 浆 设 备 。 该 制 浆 系 统 造 价 低 、得 率 高 、污 染 小、耗水少, 成品浆的质量也较高。 2.1 系统主要设备流程 滚刀剥皮机 10 台、拉木机 1 ̄2 台、带锯 1 台、削 片机 1 台、小削片机( 再碎机) 1 台、木片筛 1 台、木片 仓 1 座、皮带运输机 1 台、木片洗涤机 1 台、斜螺旋滤 水机 1 台、螺旋输送器 8 ̄10 台、25m3 汽蒸仓 3 个、挤 碾机 2 台、浸渍器 2 台、φ1100 盘磨机 2 台、φ600 盘 磨 机 1 台 、25m3 反 应 池 1 台 、150m3 消 潜 池 2 台 、CX 筛 2 台、606 锥形除渣器 60 ̄80 台、圆网浓缩机 2 台、 旋转压滤机 1 台、打散机 1 台、干燥器 1 台、成形压榨 机 1 台、渣浆浓缩机 1 台、200m3 白水池 1 台、100m3 卧式储浆池 1 台、5m3 药液溶解槽 5 台、5m3 药液计量 槽 5 台、10m3 强、弱药液槽各 1 台、水泵 5 台、低浓浆 泵 1 台、药液泵 7 台。 如果木片为外购木片, 木片仓以前的流程与设备 可以省去。 2.2 系统主要工艺流程及测控流程 该 工 艺 流 程 及 测 控 流 程 以 在 渭 南 建 立 的 APMP 试验生产线为基准。 原料进入木片仓内贮存 30 分钟以上, 被通入仓 内的蒸气加热到 50℃左右, 以驱除木片中的空气, 并 保证木片的温度四季稳定。木片仓内的料片经仓底卸 料器, 并通过出料螺旋, 送入木片洗涤器, 洗除木片中 的泥沙等重杂质, 泥沙沉积于锥形底部, 通过 KS- 01、 KS- 02、HV- 01 控制系统, 按一定程序开闭上下闸阀, 将杂质间歇地排入地沟, 并冲洗干净。碎木片和白水 则进入“斜筛”及“沉沙沟”, 回收其中的碎木片, 沉淀 重杂质。洗净的木片由洗涤器上方排出并进入木片脱 水筛, 经过洗涤的含水分 57% 的木片, 通过螺旋输送 机和斗式提升机供入 28m3 的预汽蒸仓。 木 片 在 预 汽 蒸 仓 内 受 到 汽 蒸 , 温 度 达 到 70~ 80℃, 使木片中的空气排除, 并使木片得以软化, 在仓 内的停留时间为 50~60min。预汽蒸仓的料位采用进 口重锤式料位计进行检测, 并与“皮带运输机”的变频 调 速 SIC- 01 相 配 合 , 实 现 预 蒸 仓 的 料 位 控 制 LIC- 02, 预蒸仓温度由 TIC- 02 控制回路调节加热蒸 汽的流量来加以稳定。 预汽蒸后的木片, 含水分 60% 左右, 经出料螺旋 和螺旋输送机, 被送入挤压疏解机, 在高压缩比的挤 压和搓捻作用下, 木片纵裂成细木条或细木丝, 并挤 出木片中空气、水及水溶性物质, 使干度达到 57~ 60% 。在挤压疏解机的出口处, 被高度压缩的木片开 始减压膨胀, 迅速吸入在此处加入的含氢氧化钠和过 氧化氢的药液, 由于木片的纵裂, 减小了木片的规格 而增大了比表面积, 使其可以均匀吸收药液, 并迅速 与药液反应。为了使木片均匀且充分的与药液作用, 出挤压疏解机的木片被直接推入浸渍螺旋下部的液 面下, 并在浸渍螺旋向上推送的过程中脱水至浓度 25% 。浸渍器的液位高度由控制回路 LIC- 03 调节的 白水的流量来加以稳定。“挤压疏解机”的推进螺旋电 机的转速由 SI- 03 所对应的变频器来进行调节, 一般 来说, 品质不同的来料需要不同的挤压速度。挤压出 的废水排入“污水槽”, 并被泵往“污水处理站”,“污水 槽”的液位由 LIA- 05 检测报警。为了使挤压疏解机进 料均匀并防止堵塞, 设有回流管, 将多余的木片导入 木片脱水筛。 由浸渍螺旋出来的物料, 经过螺旋输送机进入反 应仓, 反应仓的料位由重锤式料位计进行检测, 并与 “预蒸仓”的出料螺旋转速 SIC- 02 组成料位控制回路 LIC- 06, 实现“反应仓”的料位控制。在 80℃左右的温 度 下 反 应 50 ~60min, 仓 内 温 度 由 温 度 控 制 回 路 TIC- 03 调节加热蒸汽量来加以调节, 氢氧化钠使木 湖南造纸 设备与自动化 49 片润胀, 并反应生成羧基和羟基等极性基团, 改善木 片的亲水性, 发生化学软化, 而过氧化氢的漂白作用 可防止物料发生碱致返黄, 使物料保持较高的白度。 在此过程中, 化学品消耗量在 8%左右, 比普通制浆中 的化学品消耗量降低 10%左右。由于化学软化和热软 化作用, 可以保证木片在后来的磨浆过程中, 减少纤 维的损伤, 减少磨浆的动力消耗。反应仓的料位与预 汽蒸仓的出料螺旋有连锁控制系统。仓内的温度由控 制加入的蒸汽量来进行调节。 经反应仓反应后的物料, 通过输送螺旋进入第一 段盘磨机( 高浓盘磨机) 磨浆, 磨浆浓度为 23% 左右。 根据浆料的状态, 可以在一段盘磨的入口处补加部分 药品。 通过一段盘磨磨解的浆料, 经过螺旋输送机进入 高浓浆池, 池内温度可保持在 80℃左右 , 保留时间为 40~60min, 使浆中残余或补加的药品与浆料彻底反 应 , 其 液 位 与“ 反 应 仓 ”出 料 螺 旋 电 机 的 转 速 SIC- 05 组成液位控制回路 LIC- 07, 并有温度检测: TI- 04 指示 池内浆料的温度。在高浓浆池的底部通入白水, 使浆 料浓度被稀释到 3.5%~4.0% , 由泵抽出, 送往螺旋脱 水机。高浓浆池的稀释浓度, 可通过控制稀释用白水 量来加以调节。高浓浆池的顶部设有排汽管, 应与现 有的排汽系统相通。高浓浆池的浆位, 与反应仓的出 料螺旋连锁, 调节该螺旋的转速来控制浆料的料位。 出高浓浆池浓度为 3.5%~4.0% 的浆料, 被泵送 到螺旋脱水机, 脱水后浓缩至 25% 的浓度, 经螺旋输 送机, 送往二段磨浆机( 低浓盘磨机) , 在此部分设置 了电流控制回路: IIC- 10、IIC- 11、IIC- 12, 通过调节盘 磨间距来控制主电机电流, 磨后浆料的滤水度为 60~68SR0,在消 潜 池 中 被 稀 释 到 3% 的 浓 度 , 并 加 热 ( 80~90℃) 循环 30min, 提高浆的质量, 然后泵送到筛 选系统, 筛后良浆送往“圆网浓缩机”进行浓缩后送往 “成浆池”。“成浆池”及“过滤清水槽”配备有液位指示 报警: LIA- 08、LIA- 09。在此过程中, 浆料经过一次稀 释脱水的过程, 洗出浆中的反应残余物, 以保证二段 磨浆过程中的白度稳定。 螺 旋 脱 水 机 脱 下 的 白 水 分 的 浓 白 水 进 入 30m3 槽, 其中一部分泵入高浓浆池底部作为稀释水, 稀释 水不足的部分可用白水槽来的白水补充。如果回用量 大而使白水的封闭程度过高, 从而影响了成浆的质 量, 可以人工排放部分白水, 而通过调节纸机来白水 量来改善循环水的质量。 二段磨浆后的浆料在盘磨机出口处被稀释成 3% 的浓度, 进入消潜池, 在 80~90℃下循环 30min。 在碱液系统, 来自碱库的商品碱送往碱液贮槽, 并 有 清 水 注 入 槽 内 。 槽 内 设 置 有 液 位 显 示 报 警 LI- A- 01, 并设置有温度控制回路 TIC- 01, 调节加热蒸汽 的流量, 使槽内温度维持在工艺要求的温度值上。配 好 浓 度 的 碱 液 由 碱 液 泵 泵 出 , FIC- 02 是 泵 出 的 总 流 量, FIC- 01 是送往“挤压疏解机”出口的碱液加入量, 它们的差值是送往反应仓的加碱量。 在该系统中, 所有的电机, 由低压 开 关 柜( MCC) 进行 控 制 , 本 控 制 系 统 通 过 远 程 I/O 站 , 也 可 对 这 些 电机进行控制, 而且根据编制的控制软件, 提供顺序 控制、连锁或保护等各种功能。 3 国产 AP MP 关键设备简介 APMP 生产线的关键设备主要包括挤压疏解机、 高浓盘磨机、高效脱水机等 , 大连轻工业学院与西安 造纸机械厂对这些关键设备的研发成功, 填补了国内 造纸市场国产设备的空白, 开发了棉杆、沙柳、洋麻等 农副产品的深加工。 3.1 挤压疏解机 研制的小型挤压疏解机 ( 实验用) 采用拉式压 榨结构, 其挤压螺旋的压缩比大于 4, 既可用于木 片, 也可用于草、竹等原料的挤压疏解。该设备为 容积变化式固液相分离设备, 工作过程中, 通过对 原料的挤压作用, 使其达到脱水增浓均匀疏解的目 的。生产用挤压疏解机以杨木、桉木、桦木、白松 等为原料生产化学机械浆, 根据需要纸浆白度可达 80%。 该 APMP 化 学 机 械 浆 可 用 于 生 产 新 闻 纸 , 另 外, 若在生产胶印书刊和铜版纸制浆中加入 40%左 右的此浆, 可降低造纸成本。在用棉杆和杨木试验 中, 成浆质量高, 耗电量仅为国外同等设备的 1/2, 其本色浆可用于生产箱板纸和高强度瓦楞原纸。该 设备材质: 主体结构为碳钢焊接, 与物料接触部分 材质为 316ss 不锈钢。 3.2 高浓磨浆机 该高浓磨浆机应用范围广泛, 可用于化学浆、化 学 机 械 浆 、废 纸 浆 。 该 种 高 浓 盘 磨 机 与 普 通 盘 磨 机 相 比, 不提高能耗的同时, 具有整体结构坚固、刚性大的 优点。该盘磨机可自动调节浆的浓度, 微动调节磨盘 间隙磨盘光电显示, 磨盘间隙快速进退机构, 保证磨 浆的质量。由于高浓浆料的流动性很差, 因此连续、均 匀和定量的加料和喂料是高浓磨浆的前提, 才能保证 磨浆负荷稳定, 达到稳定产量和保证质量的目的。 应用该疏解机和高浓磨等设备对杨木等四种原 料进行 APMP 工艺实验, 纸样物检测试结果如表 1: 50 设备与自动化 2007 年第 2 期 表 1 四种原料 AP MP 浆的物检结果 打浆度 0SR 白度% SBD 裂断长 km 撕裂指数 mN·m2/g 杨木 62 83.1 4.62 4.18 桦木 57 82.1 4.11 3.86 芦苇① 60 55.3 2.52 3.11 芦苇② 66 64.6 2.58 3.22 竹子 64 55.6 2.30 2.69 ①为芦苇 APMP 浆 ②为芦苇 APMP 补充漂白浆 上述数据说明, 研制开发的 APMP 主体设备所处 理的浆料与进口设备相比, 指标相当。说明我们研制 的国产化设备已经基本接近国外同类设备的水平。 3.3 旋转式压滤机 该设备是我们首批研制成功的高浓设备, 经在辽 宁造纸厂试用, 取得了良好的效果, 进出料浓度可高 达 30% 以上。能耗低、占地面积小、纤维流失少, 适用 于各种浆料的浓缩和废液提取。 4 主要成绩 西安造纸机械厂在渭南建立的 APMP 国 产 化 制 浆设备示范工程, 配备陕西科技大学控制系统, 取得 了斐然的成绩。自 2005 年 6 月份以来, 西安造纸机械 厂继利用棉秆、烟秆等非木质纤维采用 APMP 制浆设 备 试 车 成 功 后 , 9 月 底 , APMP 制 浆 设 备 用 于 麦 草 制 浆, 同样能取得极佳的效果。经会同有关院校专家测 试, 其本色浆适宜抄造高档次的高强瓦楞原纸、纱管 纸和箱板纸, 经过漂白以后, 可抄造文化纸等, 所得浆 料各项性能指标均达到同类化学浆水平。该麦草 APMP 工艺简单实用, 设备配置合理, 技术性稳定, 本 色浆吨浆耗水仅为 18 ̄20 吨, 比传统化学草浆吨浆节 水 100 ̄150 吨, 得率可达 70%以上, 制浆过程仅采用 少量的化学药品, 污水处理负荷低。 目前, 该厂已具备设计生产 3.4 ̄10 万吨 / 年麦草 APMP 制浆生产线设备的能力, 新产品符合国家有关 产业政策, 也是广大中型以上企业设备改造升级的首 选产品, 应用前景十分广阔。 5 展望 在我国继续扩大开放和全球经济一体化进程中, 从国外购买先进设备实现我国造纸行业的现代化无 疑是一条捷径, 但过高的设备投资、设备维护难度及 备品、备件的配量大大提高了企业的生产成本 , 使企 业收益率和利润率明显下降, 最终将极大削弱造纸企 业的投资价值和产品的市场竞争力, 制约中国制浆造 纸工业的发展。 APMP 制浆工艺成熟, 开发的国产化成套设备经 过生产性试验, 已经基本接近同类进口设备的产品质 量, 但造价要低得多。其造价仅为化学浆系统设备的 1/6 左右, 比同类进口设备的价格也要低很多。在正常 经 营 的 情 况 下 , 一 般 3 ̄4 年 就 能 收 回 投 资 。 采 用 APMP 工艺及其成熟的国产化设备是中小企业、民营 企业进入制浆业, 参与林纸一体化工程的最佳选择, 也是中小型制浆造纸厂改变原料结构、扩大生产规 模、实现滚动发展的一条可行途径。 参考文献 [1]唐艳军,刘秉钺. APMP 的研究及应用现状[J] .中国造纸,2004,23 (3):50- 54 Introduction of the Internal Product Line of APMP Miao Haifeng1 Wang Mengxiao1, 2 (1 College of Electric and Electronic Engineering, Shaanxi University of Science and Technology Xianyang, Shaanxi, 712081; 2 Microcomputer Application Institute of Shaanxi University of Science and Technology, Xianyang, Shaanxi, 712081) Abstract: this paper introduces the internal product line of APMP, and the corresponding arts and crafts, the key equipments and the main control points, and also makes a prospect for the product line. Key words: APMP internal 收稿日期: 2006- 11- 16 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (上接第 38 页) 变化, 只是数量逐渐减少。 整个操作过程中需要着重说明的是: 在不间断注 入良好活性污泥的同时, 回流污泥泵一直保持停止状 态, 即氧化沟内活性污泥一次性使用后排掉。经过前 后 25 天的换泥操作,( 也就是正常时一个污泥龄) , 镜 检确认二沉池活性污泥与生化池活性污泥状况一致 后, 及时停止良好活性污泥注入, 这时回流污泥开始 正常运作, 整个系统开始稳定正常运转。 3 结语 1) 丝状菌污泥膨胀对废水处理的生化系统影响 大、危害深, 该事故一旦发生往往使系统运行管理人 员束手无策。更重要的是恢复起来异常困难。因此, 在 日常工作中我们一定要提前预防, 把工作做到前面。 2) 生化系统如果发生丝状菌污泥膨胀, 要及时停 止活性污泥向氧化沟回流, 立即更换活性污泥, 这是 解决这一问题的关键环节。在操作中, 要严格操作程 序, 多观察、多镜检, 做好工艺记录, 以备查考。通过一 个污泥龄的调整, 整个生化系统就可以恢复正常。 3) 使用该办法, 可以有效地避免使用其它措施产 生的治标不治本的弊端, 使活性污泥复壮得更彻底、 更及时, 更为重要的是不影响企业的正常生产。 收稿日期: 2007- 03- 07

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