溶剂干法生产纸浆新工艺简介

     溶剂干法制浆工艺是一种已进入大生产中的新型的纸浆生产方法。为当今世界造纸领域的热门课题。它摆脱了传统强碱或强酸的脱木素机理，利用催化裂解溶出的工艺，将纤维原料中的木质素、果胶质等有选择反应溶出，从而得到良好的纤维纸浆。该方法因采用溶剂机理，生产过程不产生粘稠黑液，溶出物被分解成简单碳氢化合物，以分子形式溶于水中。该工艺已经在内蒙***公司投入规模化批量生产，并获国家重大发明专利。据查有关资料，日本、美国、俄罗斯、瑞士、德国等国内外研究者对溶剂纸浆生产工艺技术投入大量时间进行研究，都处于实验室和中试阶段，世界至今未发现其它利用溶剂制浆造纸的成功先例。

     溶剂是某些油脂衍生物和某些合成有机物的总称。它溶于水或蒸汽中，即是很低的浓度（0.01——0.1%），也能降低水的表面张力，增加水的湿润性能。溶剂根据在水或蒸汽中离解后，活性离子电荷的性质分为：阴离子、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂。溶剂干法纸浆生产工艺技术就是充分发挥溶剂所具有的迅速渗透、润胀、溶腊、脱脂、软化的性能在不使用强碱、强酸的条件下利用反应达到纤维皂化成浆抄纸的目的，同时也决定了溶剂可以利用压力蒸汽代替水煮，以溶剂裂解渗透出代取强碱、强酸对纤维中的木素抽提。溶剂制浆工艺与酸碱工艺制浆一个最大的不同是，溶剂工艺制浆不用洗浆而传统的酸碱制浆必须水洗。否则不能抄纸。这种区别决定了溶剂干法制浆生产工艺技术的可行性。开创了当今时代利用溶剂制浆抄纸的先例，实属造纸领域一项重大革新。

     一、溶剂干法纸浆生产工艺技术的创新点及传统酸、碱法制浆的区别。

       1  溶剂干法纸浆生产工艺技术的创新意义.

    溶剂干法纸浆生产工艺技术是一种已经投入规模化大生产的国家专利技术，与传统酸、碱工艺最大的区别是结束几千年纸浆生产大量用水的历史。当今造纸业存在严重污染已经到危及人类生存的地步。无水不污、无河不涸的现状给人类敲响了警钟。为此，中共十七大提出建立环保型、节能型和谐社会。溶剂干法纸浆生产工艺技术的发明出现，将会结束当今时代造纸业存在的污染状况。即是对历史的总结，又是时代的创新。是造纸业的一场革命。

           2、 溶剂干法纸浆生产工艺技术对原料选用广泛性。

      该工艺对稻草、麦草、龙须草、玉米秆、竹子、芦苇、甘蔗、棉杆、棉短绒、阔叶木、针叶木及木材的下脚料等具有纤维的草本、禾本、木本植物桔杆均可制浆。特别对于阔叶木、针叶木及其枝桠、下脚料因其纤维含量大、杂质少、而更具有操作性。

           3、  溶剂干法纸浆生产工艺创新点

      该工艺因用溶剂制浆，所以形成制浆工艺灵活简便，既可以适用新建项目，又适用于传统老纸厂的技术改造。根据抄纸品种的不同，既可以高温、高压蒸煮，也可以冷法浸泡（适用于草浆）。既适用年十万吨以上大规模生产，也适用于年产数千吨的中小型企业。

           4、  环保特点鲜明

      溶剂干法纸浆生产工艺技术分为湿法和冷浸干燥分离制浆两种，生产过程中，吨原料用水3吨，较之于传统酸碱制浆用水187吨，差别巨大。传统碱法、亚钠法、亚铵法、硫酸盐法需要用大量水洗，否则不能漂白、滤水性差上不了纸机，抄不成高档文化用纸。而新工艺因采用溶剂生产纸浆；一是溶剂不会对设备产生腐蚀，可以安全生产；二是新工艺不用水洗，纸浆皂化成熟以后，可以利用干燥分离设备除去纤维中的木素等杂质。收取造纸必须的纯净纤维。三是传统的强酸、强碱法生产纸浆与植物桔杆中产生的多糖产生粘连，吸附在细小纤维上无法进行干燥分离。而溶剂制浆则不同，在蒸汽的作用下，溶剂首先快速渗透到秸杆纤维细胞中，催化裂解，将纤维原料中的木质素、胶质等多分子有选择反应，溶出、溶出物因溶剂的作用，分解成简单碳氢化物，并络合成分子形式与纤维彻底分解而溶于水中。这就决定了可以干燥分离的最突出的特征。

            5、  节省原料得率高

      以针叶木为例、松、杉、柏为针叶木，只有松杉两种植物可以生产木浆。一般来说，松、杉两种针叶纤维含量高达85%，适宜抄选各类高档文化用纸。而传统碱法工艺，因在制浆生产过程中，使用28%的火碱、高温195℃压力7—9、蒸煮时间长达15—18个小时，而且还要大量用水洗浆，故得率不超过70%。而采用溶剂新工艺，纤维蒸汽熟化时间不超过3个小时，木浆皂化成熟后，即可干燥分离，纤维流失少，得率一般达80%以上。

         6、节约人力，如采用新工艺，年产10万吨的制浆车间比传统减少用人50%。

         7、节省化工原料。传统制浆工艺如生产每吨针叶木浆化工辅料不少于400公斤，而新工艺每吨绝干木浆200公斤，而且不使用酸碱等腐蚀性无机物。

         8、节约成本，传统制浆工艺以针叶木浆生产成本4000元，而采用新工艺生产成本不超过3000元。而且国内几乎无生产厂家，主要依靠进口，属于紧销商品，经济利润和社会效益十分可观。

     二、溶剂干法纸浆生产工艺流程和主要设备

   溶剂法制浆工艺生产设备主要选用生产纤维板的部分机械设备。粗大原木的加工生产设备：由剥皮机、锯木机、削片机、热磨机、干燥机、旋风分离器、中高压锅炉组成。枝桠材和木材的下脚加工生产的主要设备由粉碎机，压缩镙旋撕裂机，热磨机、干燥机、锅炉等组成。也可利用热电厂的余热代替锅炉。以上设备为国内常规设备，可以选择购买。

         1、  生产工艺流程简述

   木纤维原料主要讲阔叶木中的杨木和桉木。针叶木中的松木、杉木，首先将上述原料用剥皮机扒去外皮，按生产要求锯成段、垛放、不得雨水淋泡，太阳曝晒，购存时间不得超过半年。

      将取自贮料场中的木段运至削木机，按生产要求削成木片，输送机输送至蒸汽预浸料仓，加入一定量的溶剂预浸，将预浸一定时间的木片输送至热磨机，搓磨成纤维束，然后送至贮料反应罐，加压后再用蒸汽煮一定时间，待木浆硬度在15—16度时，漂白脱色，白度在75℃（ISO）。再输送至干燥机进行热风干燥分离纤维和杂质。达至要求后，至管道输送包装车间用打包机按定量打包出品。

        木材的枝桠和加工后的下脚料，只是用粉碎机粉碎，然后用压缩螺旋撕裂机将碎料挤成纤维丝片，再输送至蒸汽予浸料仓浸泡，下段工艺与原木的生产程序一样。

           2、木纤维原料车间生产工艺流程示意图：

A、原木→剥皮机→锯木机→垛放→削片机削片→木片+溶剂药液螺旋混合搅拌输送→蒸汽予浸料仓→热磨机→蒸汽加压蒸煮罐→干燥机→热风干燥管道→一段旋风分离器→二段旋风筛分器→管道输送至包装车间→打包机定量包装→出品

B、 枝桠材下脚料→粉碎机→压缩镙旋撕裂机→原料+溶剂→药液混合搅拌输送→蒸汽予浸料仓→以下与原木生产流程相同。

           3、主要设备选择

         （1）       剥皮机

         （2）       锯木机

         （3）       输送机

         （4）       矿山用锤式粉碎机

         （5）       压缩螺旋撕裂机

         （6）       蒸汽予浸料仓（与热磨机配套1个，还需要增加）

          （7）       热磨机

          （8）       木浆蒸汽机加压熟化罐（个）

          （9）       干燥机（个）

         （10）   干燥管道

         （11）   木浆漂白脱色罐（个）

         （12）   打包机

         （13）   中高压锅炉

      以上设备如年产6万吨木浆，需投资500—600万元。

      三、溶剂干法纸浆生产工艺中的纤维分级。

            木片经热磨机搓磨后，纤维含水率在50%—60%左右，需要将湿纤维再进行熟化。

           1、纤维干燥

经热磨机搓磨以后的纤维用管道输送到在加压熟化罐皂化脱色中，含水率在15—20%之间，木浆成熟以后就必须对纤维进行干燥，采用闪电式干燥机进行纤维干燥。

   （1 ）纤维干燥的原理

   纤维干燥采用气流干燥，应用固态流化原理，它是连续式常压干燥，将湿纤维与加热后的干燥介质混合，并呈悬浮状态输送，在输送过程中，使湿纤维水分汽化，水分被干燥介质带走，达到纤维干燥手目的。

  （2） 纤维干燥工艺

  以蒸汽或导热电做热源，通过散热器，冷空气由风机经干燥器加热，进入干燥管道，湿纤维通过星形转阀，落入干燥管道，湿纤维与热空气混合，在干燥管道内进行干燥，热空气的进口温度控制在170—185℃，干燥管道出口温度在60—80℃。纤维初含水率60—65%，终了含水率为14%左右。

          2、  工艺流程

         3、纤维干燥设备

       纤维干燥设备采用直管方式气流干燥设备，主要设备①进风口；②离心式鼓风机；③干燥器；④星形转阀；⑤干燥管道；⑥旋风分离器；⑦螺旋运输机；⑧干纤维料仓

          4、干燥系统主要性能指标

送料浓度                         0.05

干燥管道气流速度          12—15m/s

干燥管道规格

长度                                  90m

直径                                 1200mm

加热器散热面积               1500m²

最大热负荷                       350×104大卡

离心风机型号

风量                              66000m³/n

风压                              390mmH₂₀

功率                              132

转速                              1500转/分

纤维干燥能力                      4000kg/n（根据要求设计能力）

       2、  纤维分级

经干燥后的纤维，必须进行分级处理，目的是除去粗大纤维和木素，把造纸用合格纤维分离出来，保证纤维均匀，提高纤维质量。

       （1）纤维分离工作原理

         经干燥的纤维借助机械力和风力，按不同容积量、不同表面积分开。纤维经筛分器的上部进入空气从振动筛的底部筛孔进入筛分器内，形成一股上升的气流，把合格的纤维和木素往上吹，在筛子附近的粗大纤维素，由于振动筛机械力的冲击，集中在中央出口落下，合格纤维素和木素在筛分器内落下的途中和经筛子振动分离出的细小纤维和木素，被上升的气流吸走，然后进入第二个筛分器，同样的原理将合格纤维分离出来。木素等细小粉尘被风带走进入袋式除尘器，把木素等细小粉尘集中起来，从袋式除尘器排的为纯净空气，不会造成空气污染。

    （2）纤维分离工艺
    干纤维从干纤维料仓经过出料螺旋，进入筛分器内，筛选出粗大纤维和块状物质。落入废料仓。合格纤维和木素经风力带入旋风分离，经离心作用力将合格纤维分离出来，进入第二道筛分器，落入合格纤维料仓，细小纤维木素和粉尘通过风力作用进入第二个旋风分离器，把细小旋风分离器出风口出来的木素和粉尘，进入袋式除尘器，干净空气排出，粉尘和木素落入粉尘箱。

纤维经过机械和风选取的三道工序，达到三级分级的目的。分级的程度可用调节阀门来调节风量的大小来实现。

     附图：

     二级引风机风量度                  8000 m³ /h

          BFL—6号旋风分离器直径         2000mm

          BFL—6号旋风分离器直径         2000mm

          BGD袋式除尘器                         3000mm

     生产能力                                      45000g/h（根据要求设计能力）