依靠科技进步,加速我国碱法草浆技术现代化进程

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第7页(5121字)

要实现我国碱法草浆现代化,必须充分发挥科技先导作用。如何用好草浆,首先应根据不同纸种的档次,对草浆应有不同层次的要求,而能否用好草浆,关键是能否提高草浆的质量。为此必须加强科研,重视科研成果的推广,加速引进国外先进技术,积极改进工艺与设备。建立草浆样板,改善草浆质量,扩大草浆产品出口,尽快使我国草类制浆造纸技术居世界领先地位。

1.狠抓科研,重视科技成果的推广

我国造纸工业在草类原料的研究上,虽取得了较大的成绩,但科研工作中还存在不少困难和问题,如科研经费不足,科研手段较差;单纯技术问题研究多,综合经济与社会效益和对策性问题研究少,缺乏更深层次的研究;工艺研究与设备研究不能配套,尤其是中试研究环节十分薄弱,严重阻碍了科研成果向生产的转化。制浆造纸设备的研究,更缺乏手段,长期停留在经验设计和测仿设计,盲目性甚大,很难提高研究水平,致使造纸工业的许多科研成果停留在实验室阶段,很难转化为生产力。

为了加强科研工作,首先要强化科研和将科研成果转化成生产力的观念。对应用性课题任务的完成,绝不能停留或仅仅满足于完成论文。科研组织工作在目前企业与科研单位分散协作的基础上,应进一步健全和完善科研配套组织,如建立国家实验室,筹建各级“制浆造纸工程研究中心”和“制浆造纸科研开发基金委员会”等。进一步紧密科研单位与企业的关系,使科研更好的面向生产,为生产服务,使科研经费能落到实处。要不断提高和完善科研手段和中间试验设施,把科技攻关,科研成果推广和企业技术改造按“一条”的方式有机的组织起来。

在加强应用技术研究的同时,必须重视应用基础理论的研究,使项目有后劲,能保证持续稳定地向更深层次发展。

2.加速引进国外先进技术,建立草浆样板厂

扩大国际经济技术合作是促进造纸工业发展的重要战略,有计划引进适用于我国的先进技术与设备,对提高我国草浆技术水平,缩小与国外差距具有十分重要的作用。改革开放十年来,我国在草浆技术与设备引进上作了大量工作,已引进十多条生产线,对目前国外先进的备料设备、连续蒸煮设备、洗涤净化设备、漂白设备等都已引进,少数厂已投产使用,取得了良好的效果。在引进工作中目前存在重能力引进,轻技术引进,不重视消化吸收。由于严重缺乏消化吸收资金和专职人员,不能将引进设备配套成龙,很难更好地发挥引进技术和设备的作用。引进工作全国要“一盘棋”,要防止重复引进,更不要国内自己封锁,要从全国的角度去组织力量,有组织、有经费、有任务,待总结消化吸收取得经验后,结合国情和国内的科研成果,才能去仿制和创新,以新型高效的装备去取代低效落后的设备,并在较高的基础上逐步实现国产化和系列化,在国内推广使用并力争出口创汇。

几种主要非木材原料(如稻麦草、麻类、竹子、芦苇和蔗渣)都应建立不同的样板厂,国家对样板厂给予一定的物质鼓励或资助,样板厂应将国内成熟的工艺技术与科研成果,结合引进技术与装备,从备料、蒸煮、洗选、漂白、打浆、造纸到三废处理、综合利用等,将全套先进合理完善的生产工艺与设备,使之配套成龙,建成生产样板厂和试验研究中心。在样板厂的基础上再进一步总结经验,改进完善,创造出具有原料特色的示范厂,指导全国同类工厂的建设和改造。随着生产发展还可以用更新的样板厂去取代老的样板厂,在稳妥可靠的基础上通过样板厂去指导提高我国草浆生产技术水平。目前扩建泰州造纸厂(麦草样板厂)和改造安徽纸厂(红麻样板厂)是建设样板厂的试点,待取得“新建”和“改造”两种样板厂的经验后,去指导其他原料样板厂的建设,进而指导全国各类草浆厂的改造和建设,这对加速我国草浆技术水平的进步将起到重大的作用。

3.改进工艺技术提高装备水平

总体来看,我国碱法草浆厂的工艺技术和装备水平普遍陈旧落后,与世界先进造纸国家相比尚有较大差距。如制浆蒸煮时间偏长、化学药品消耗较高、纸浆得率较低、纸浆强度较差、成纸白度偏低、纸病多、匀度差、容易发脆、翘边、透明、尘埃多、掉粉掉毛等。我国草浆多用蒸球间歇式蒸煮,一般在4h左右,长的达7~8h。国外用连续蒸煮器,一般仅需15min~1h。我国蔗渣蒸煮用碱量14~17%、竹浆17~19%,而国外蔗渣用碱量为12~14%,竹浆为14~16%。粗浆得率我国一般比国外低5~8%。纸浆裂断长一般比国外同类产品低2000米左右。我国草浆漂白绝大多数用一段次氯酸盐漂白,为了使白度达到75度以上,不采用多段漂白或不用新的漂剂而采用次氯酸盐强漂,结果严重降低了纸浆的强度。草浆纤维短,杂细胞多,按传统方法用金属材质的低浓打浆,成浆强度低,脱水困难,草浆黑液碱回收的工艺设备不能适应草浆黑液特性的需要。因此普遍反映,洗浆机能力不足,黑液提取率低,黑液粘度大,蒸发器容易结垢,蒸发效率低,碱炉需要补充较多的燃油,碱回收率低,白泥不能回收等等。我国利用草浆生产的品种不多,而国外仅用蔗渣就可以生产三百多个品种,包括涂布和不涂布的纸和纸板,而且某些产品的质量可以与木浆生产的相比拟。

在技术装备上与国际水平的差距更大。除少数企业具有六、七十年代或80年代水平外,大多数企业仍停留在四、五十年代,甚至更低的技术装备水平。如我国草浆备料设备极为简陋,切草机加角筛成为正宗装备,国外已采用先进的干法、湿法或干湿法结合备料。国外普遍采用连蒸器,甚至采用“双喷放”“置换蒸煮”,我国则普遍采用蒸球、老式漂白机。在筛选净化上更缺乏草浆专用设备。草浆保水值高滤水比较困难,湿强度低,抄造容易断头,纸病多等毛病,但造纸机并没有根据草浆的特性而进行相应的改造,因而影响造纸机的效率和产品质量。我国草类原料的制浆造纸虽然有很大的进步,但这是在落后装备的基础上取得的。使碱法草浆始终没有跳出消耗高、产量低、质量差、品种少,劳动生产率低,碱回收难,污染严重,经济效益低的困境,目前许多高级纸和纸板仍然离不开木浆。面对中国草浆的现实,如何发展草类制浆,如何提高草浆的品质,如何提高经济效益,是摆在我国造纸工作者面前的一个重大课题。目前应注意改进下列技术与装备:

(1)备料

要用好草浆应特别强调和研究草浆备料的工艺方法,改进备料流程与设备。稻麦草必须改进干法备料技术,羊角除尘器对细小光滑的草片除尘效果差,应采用双锥除尘器为好,加上风选和两级筛子,将草叶、根、鞘、节壳、膜、髓、尘埃、糠、谷粒等筛除,或采用湿法和干湿法联合备料,其净化效果更好,将料切短并在备料工序进行很好的净化,将泥沙、杂细胞和可溶物大量除去,为制浆提供优质的“精料”,产品质量将会显着提高。应引进半湿法,洗涤和湿法相结合的先进蔗渣除髓技术。应研究麻类、棉秆等韧皮纤维皮秆分离技术。研究解决竹子等粗杆原料压破技术、切丝技术,使草类原料在备料阶段将泥沙、杂细胞和可溶物尽量去除或分级使用,为蒸煮提供易渗透的精料。

(2)蒸煮

草类原料组织疏松,木素含量较少,蒸煮应采用较缓和而脱木素选择性较强的新方法,应大力推广低温快速均匀蒸煮新工艺。也可以选用二级蒸煮技术。稻麦草和一般草类原料宜采用烧碱-蒽醌法、碱性亚硫酸钠法和碱性蒽醌亚硫酸钠法。应积极完善氧碱法与碱性过氧化氢法,积极探索适用于草浆蒸煮的新方法(如溶剂法、生物制浆法、NACO法等)达到提高纸张强度、成浆得率、好洗好漂、合理利用原料,生产优质漂白草浆的目的。竹子、芦苇仍可采用硫酸盐法。日产50吨以上的草浆厂可以推广使用连续蒸煮器和双喷放应进一步研究使用草浆置换蒸煮,对提高纸浆质量,降低消耗,减轻劳动强度均极有利。

(3)洗选

强化草浆洗涤筛选,关键是要提高洗净度,按需要适量除去杂细胞,改善滤水性是生产高白度、低尘埃、易抄造、成纸性能好的精制草浆十分重要的一环。因在制浆生产过程中还会不断分离出新的杂细胞和细小纤维组份,所以草浆的洗选流程应采用多级多段多次进行洗涤、筛选、除渣和净化,才能保证洗选质量,并分级使用不同的浆料,以减少纤维的流失。应开展草浆杂细胞分离技术与设备的研制和杂细胞综合利用的研究,以获得更好的经济效益。

(4)打浆

草浆打浆应向盘磨发展,对一般文化用纸应推广充分疏解、轻微打浆的成熟工艺。应积极研究和开发草浆疏解和粘状打浆的工艺与设备,重视草浆中高浓打浆工艺与设备的开发研究,进一步完善和推广工程塑料材质打浆。使用连续打浆必须同步解决浆料的浓度和流量的自动控制才能确保成浆质量。

(5)漂白

使用次氯酸盐一段漂白作用剧烈,漂损大、白度差、易返黄,对纤维强度破坏大,污染严重。生产优质漂白草浆,在漂白技术上应向多段漂发展。生产白度在75度以上的草浆厂应采用三段漂白,即C(氯化)-E(碱处理)-H(次氯酸盐),最好采用改进三段漂;C-E-PH,C/O-E-H,C-E/O-HP,用过氧化氢(P)或氧(O),可节省氯,减轻污染,减少纤维降解,提高草浆强度和成浆白度(漂白麦草浆的白度可达85~87%),具有一定规模和有条件的浆厂,应进一步考虑在第一段氯化过程中用部份(或全部)二氧化氯代替氯,可以减少漂损,提高草浆白度和强度,使氯化产生的致癌物,活性有机卤化物(AOX)二恶英和多氯酚等大量减少,从而有效减轻污染。在第二段碱处理过程中,使用一部份氧气也可以提高漂白质量,减少漂损,降低最后一段次氯酸盐的用量,即采用C/D-E/O-H,积极研究并逐步推广二氧化氯和无污染或少污染的无氯漂白新技术,如过氧化氢、氧碱、氧脱木素、生物制浆和臭氧漂白新技术。只能进行单段漂白的小厂,可以采用高温漂白技术。高温漂白必须加保护剂(氨基磺酸),并严格控制pH和强化洗涤。高温漂白可以缩短漂白时间,提高白度和草浆的强度,降低生产成本等具有较好的漂白效果。究竟采用什么样的漂白方式应取决于产品需要的白度、生产规模和经济效益。

(6)抄纸

不同原料的纤维具有不同的造纸特性,如何发挥不同原料特性的“互补”作用,对提高成纸质量和降低生产成本具有十分重要的意义。应广泛推广一厂多(种原)料,深入研究不同纸种的最佳纸浆配比。应重视草浆抄纸的表面处理,根据需要进行适量的表面施胶和涂布,对用好草浆,提高成纸质量和档次,具有重大作用。

(7)助剂

草浆纤维的性能有限,为改进操作,完善工艺,降低成本或生产出具有某些特性的产品,在草类原料制浆造纸过程中,应积极研究推广使用助剂,是提高草浆质量极为重要的措施。应重点研制草浆发脆、掉粉掉毛、改善滤水性和尺寸稳定性的新助剂及改善蒸煮和漂白生产工艺的助剂。

(8)自控仪表

在草类原料制浆抄纸过程中,应推广使用微电子技术,当前应以提高产品质量,降低消耗为主要目的,首先使蒸煮、打浆的工艺检测与质量控制和抄纸的配浆与纸张水份和定量控制尽快实现微机控制。

4.扩大出口创汇

为提高我国草浆技术水平和增加创汇收入,必需扩大草浆产品出口,通过出口带动国内产品质量和档次的提高,促进新产品的研究和开发,增加出口品种,以适应国际市场的需要。

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