杨木APMP新工艺制浆设备生产研究论文

摘要：杨木APMP制浆新工艺在国内有着广泛的应用市场，国产化的研究的关键是设备替代技术。提出采用一种偏心进料高浓盘磨机，用以代替螺旋挤压机，为APMP制浆设备国产化创造了有利条件。

关键词：APMP；杨木制浆设备；国产化

1综述

1.1杨木APMP成套设备引进情况

从1995年至今，国内已引进多条杨木APMP成套设备（表1）。整条杨木APMP生产线的投资费用巨大。过高的投资增加了生产成本，最终将极大地削弱杨木APMP生产线的投资价值和竞争力，制约中国制浆造纸工业的发展。提高制浆造纸设备的自给率，实现杨木APMP成套制浆设备实现国产化，不仅有利于推广杨木APMP和促进制浆造纸工业的发展，而且也会带动我国制浆造纸机械制造业发展。

1.2APMP制浆技术

APMP即碱性过氧化氢化学机械浆，是80年代末90年代初开发的新浆种。它与APP同属碱性过氧化氢预浸渍化学机械浆系列。

2杨木APMP设备国产化研究关键因素

螺旋挤压疏解机是APMP生产过程的关键设备，不但使木片被压缩成均匀块，而且保证木片在进入浸渍器之前将被压缩成的均匀块疏解开。作用有两点：(1)以大的压缩比（4∶1～7∶1）压缩木片，挤出木片中的空气和经药液浸渍而溶出的物质，使其干度达到58%左右，以便在浸渍时能完全将药剂渗透到纤维里，为均匀浸渍创造良好的条件。(2)以粗大的推进螺旋叶片碾压木片，使其破碎，经两段碾压后，木片基本上变成疏松的小木棍或粗大纤维束，使之更好地吸收药液，降低磨浆能耗，为获得良好的APMP打下基础。

3杨木APMP设备替代国产化

3.1螺旋挤压机

该装置能挤出空气及游离水，然后将木片送入含有化学药剂的槽罐。木片在螺旋挤压机中受到强烈的挤压和撕裂作用，产生许多龟裂，木片变薄,堆积密度变小，结构变得疏松，形成立体网状结构的木丝团,这对尺寸较大或较小的木片都有同样作用,只是大压缩比以及压缩次数多的效果更明显。这些木丝团能像海绵一样易于吸收药液,从而使药液浸渍完全、反应充分,药品渗透很大程度取决于木片经过挤压所产生的龟裂和裂缝的多少，而挤压对纤维并不会产生很大损伤。挤压可以促进木片的化学反应已在APMP、CTMP中得到成熟应用。

3.2偏心进料高浓盘磨机

（1）偏心进料高浓盘磨机首先设计了不同结构的旋转磨片和固定磨片，取消了磨片上的破碎疏解区，除旋转磨片中心的动盘锁紧螺母安装孔及固定磨片上的进料孔外，旋转磨片与固定磨片的其余表面均为平的磨浆齿面；（2）壳体前端盖和固定磨片上的进料孔相对于旋转磨片的中心设置了较大的偏心距，使进料孔对准旋转磨片的磨浆齿面，在固定磨片齿面上进料孔旁与旋转磨片旋转的相同方向还设置了一条由深变浅的弧形凹槽；（3）将壳体上位于主轴周围的密封结构取消并改成环形的通风道。

这种新型的偏心进料高浓磨浆机由于进料孔相对于旋转磨片的中心设置了一个较大的偏心距，使进料孔对准旋转磨片的磨浆齿面。高浓纤维原料在进料螺旋的推动下直接进入固定磨片与旋转磨片之间，由旋转磨片上的磨齿将高浓纤维原料带入平面磨浆区，固定磨片上由深变浅的弧形凹槽可使体积较大的高浓纤维原料易于进入平面磨浆区，而无须依靠进料螺旋的强力推挤。因此偏心进料高浓磨浆机不易造成高浓纤维原料的堵塞，同时，进料螺旋对高浓纤维原料也无须强力推挤，使主轴的轴向载荷和动盘的旋转阻力大减，磨浆能耗也大大降低，同时延长了主轴的轴承寿命。

3.3螺旋挤压机与偏心进料高浓盘磨机的比较

螺旋挤压机挤压木片时（图1），木片受到四个方向力的作用，螺旋轴和壳体对木片的压力F1，两力大小相等，方向相反。木片受力之后，有沿着木片45度方向向外运动的趋势。由于木片存在的空间减小，木片受到了其它木片对它挤压力F2，两个力的方向相反。四种力共同作用在木片上，就减少了木片裂开的趋势。

木片被挤压后，在浸渍时能完全将药剂吸收到纤维里，为均匀浸渍创造良好的条件。另外，经挤压后的木片呈疏松的木丝团，可将药液吸入木片的每个孔中，使化学药液的渗透较充分。由于螺旋轴是锥轴设计，先细后粗。环在螺旋轴外侧的筛筐直径不变，加之螺旋片的螺距逐渐减小，螺旋片与筛筐形成的螺旋室越来越小，即螺旋压榨的输送截面越来越小，木片被压缩，水从筛筐孔眼流出，木片之间的结合被断开，这是一种静态分丝，盘磨机粗磨木片，随着磨片的转动，木片在磨室内作相对运动，木片及木片与磨片之间形成强大的摩擦，磨出的木丝均匀，比表面积大，更利于药液的吸收。用盘磨机粗磨木片，可以达到分丝之效果，更能降低能耗。

3.4国产化与进口杨木APMP技术经济对比

经实验数据可知，采用新工艺较优条件下制得的浆料抄片物检性能测试的结果与进口杨木APMP相比较，可以看出：新工艺制浆的各项强度指标与岳阳造纸厂采用国外进口设备所制得的杨木APMP相差不大，说明采用APMP新工艺和设备可以达到与国外进口工艺和设备相似的效果（表1）。

一套日产150～200吨的杨木APMP生产线成套设备价格在3000万美元以上，需要使用国家大量的外汇。即使购买其主体设备，在国内配置其它辅助设备，费用也在1.6亿元人民币以上，况且配套设备与主体设备配套使用时，对运行的稳定性会产生一定的影响。采用国产的杨木APMP自制设备，虽然在性能上略低于进口，但每套50～200吨生产线价值在1.4亿左右，且由于采用了偏心进料高浓盘磨机，电机额定功率：30KW，进料电机额定功率：1.1KW，比同型进口设备比较节能7%左右，有着很好的技术经济性能。

4结论

采用了一种新型偏心进料高浓盘磨机，用以代替螺旋挤压机。盘磨机粗磨木片，磨出的木丝均匀，比表面积大，为均匀浸渍创造良好的条件。偏心进料高浓盘磨机可以避免普通盘磨机的缺点，进料畅通，分丝均匀，节省能耗，为APMP制浆设备国产化创造了有利条件。

参考文献

［1］唐艳军，刘秉钺.螺旋挤压疏解机在碱性过氧化氢制浆中的重要作用［J］.纸和造纸，2004，（4）：41.

［2］岳阳纸业集团.国内首条75吨/日意大利杨APMP制浆生产线［J］.中华纸业，2001，（12）：74.