浅谈BCTMP和PRC-APMP及相关生产工艺参数的影响

王鸿海

摘 要：本文主要介绍BCTMP化学机械浆和PRC-APMP化学机械浆，并在设备方面进行比较。同时说明温度、浓度，漂白时间、PH、双氧水残余等工艺参数对生产的影响。

关键词：化学机械浆;BCTMP;PRC-APMP;化机浆;工艺参数;温度;浓度;漂白时间;PH;双氧水残余

一、概述

采用化学预处理和机械磨解后处理的制浆方法制得的纸浆〔1〕称为化学机械浆，简称化机浆。化学机械浆是在传统的机械浆基础上发展起来的制浆技术，属于两步制浆法，即纤维原料先用相关化学品温和预处理，再进行机械磨浆，与传统的机械浆相比主要差别是对纤维原料的化学预处理。化学机械浆介于化学浆和机械浆之间，在纸浆质量和成本方面填补了空缺。由于采用保留木素的漂白方法，因此化机浆得浆率高，不透明度高。同时具有表面积较大和细小纤维含量高等特点。这些独特的性能使化机浆在造纸行业中的应用越来越广，从而发展迅速，成为当今制浆造纸工业发展的主要趋势之一。化机浆虽然具有以上优点，但不能取代化学浆，不仅仅是物理强度和纤维柔韧性方面不如，在白度方面也存在较大差异：化机浆白度可以90%ISO以上，且比较稳定，但化机浆白度提到一定程度后就受限了，且容易返黄。目前化学机械浆有多种生产方法，BCTMP和APMP是占比较大的两种，本文介绍这两种生产方法和探讨木片类型、化学品用量等工艺参数对生产的影响。

二、BCTMP和PRC-APMP

BCTMP的全称是化学漂白热磨机械浆，是在CTMP的基础上发展起来的。CTMP用于工业生产，可追溯到1965年，瑞典伯日尔卡厂第一家采用，由瑞典顺智公司提供生产技术和生产设备。那时由于能源紧张，而CTMP电耗比较高，综合能耗也高，所以其发展比较缓慢。

我国最早使用CTMP法的是吉林纸厂，是在进口的TMP生产线上改为CTMP生产，后来又增加了漂白改为BCTMP生产。BCTMP发展迅速，专家们预计其还有很大潜力，应用会越来越广，有人喻为“未来世纪的浆种”。

BCTMP具有投资少，成本低，得率高，纸浆质量好等优点，且在造纸工业中的应用越来越广，所以近几十年得到了快速发展。目前BCTMP生产技术和设备主要由维美德提供。

BCTMP生产工艺：木片洗涤和预浸、高浓磨浆（一台或两台锥形磨）、漂白（一段或两段漂白，中浓和高浓漂白）、洗涤、消潜、低浓磨浆、筛选、浓缩、贮存。

PRC-APMP的全称[2]是预处理碱性过氧化氢漂白机械浆，是由APMP发展而来的，可以说新的制浆技术，特点是把磨浆和漂白合二为一，减少了生产设备，简化了生产流程，从而降低了投资和生产成本。木片经过高压缩比4：1的螺旋挤压撕裂疏解后比较疏松，容易吸收化药，润张均匀且充分，从而大大降低了磨浆电耗。目前PRC-APMP的生产技术和设备主要由安德里兹提供。

PRC-APMP生产工艺：木片洗涤和挤压撕裂及预浸、高浓磨浆、一段漂白（可改为两段漂白）、洗涤、消潜、低浓磨浆、筛选、浓缩、贮存。

BCTMP和PRC-APMP这两种化学机械浆在生产工艺上并没有实质上的差别，它们的不同主要在设计理念和设备上。设计理念上，BCTMP如果用于抄造多层纸板的中间层，则强调高得率，高松厚等，并不注重白度。而PRC-APMP则注重化学品的预处理，强调高强度和高白度。设备上，BCTMP一段磨使用的是单盘锥形磨，磨区比较大，磨盘控制模式是间隙控制。PRC-APMP一段磨使用的是雙盘磨，磨盘间隙有间隙和压力控制模式。

化学机械浆法在生产中要选择松软和比重小的木材，因为这类木片容易渗入化学药品，反应更充分，在磨浆中磨木压力低，纤维损伤小，因此电耗也低。我国自改革开放以来，北方大面积种植杨木，南方大量种植桉树。杨木和桉树是化学机械浆很好的木材，多使用杨木和桉树能提高林农的积极性，产生很好的社会效益。当然，可以使用相思木。而相思与桉木相比，木材价格便宜，易磨浆，生产过程中泡沫也比较少，但杂质多，漂白方面比较难，需要更多的漂白剂等化学品。

三、生产工艺参数的影响

（一）温度的影响。温度是很重要的工艺参数，影响着化机浆的整个生产过程。1、木片洗涤和预浸段要使用高温的洗涤水去除木片中杂质，同时汽蒸木片，使木片受热均匀，提高温度，充分吸收水分和化学药品，木片润张，利于降低磨浆能耗。木片温度一般控制在95-105℃，太高会溶出木素，降低得浆率，漂白时需要更多漂白剂，化药成本增加。2、木片磨成浆后温度很高，会造成双氧水的无效分解到等，所以此时需要加清水降低浆温，利用漂白反应的进行。3、浆的流动性与浆温是正比关系，浆温越高，流动性越好。所以提高浆温，利用浆的洗涤和筛选。4、贮存的化机浆，温度如果太高，则容易返黄。

（二）反应时间的影响。1、木片的贮存时间。木片存放越久，越不新鲜。木片会发生氧化反应而而颜色加深，白度下降，后期漂白需要更多的化学药品，成本增加。一般贮存时间一至两周。2、木片的反应时间。木片吸收化学药品后，如果反应不充分，木片软化的程度不够，造成磨浆生成的纤维束含量增加，化学药品得不到充分的利用。因此，生产流程上在增加的反应仓使木片在磨浆前有足够的化学预处理时间，达到提高化学药品利用率和降低磨浆能耗的目的，同时利于减少成浆纤维束含量。3、浆的漂白时间。 浆和化学药品充分混合均匀后进入漂白塔，浆的漂白反应主要在漂白塔内进行。漂白塔提供反应的空间，利于提高化学药品的漂白效率。漂白可以采用一段漂或多段漂。多段漂，由于后段漂的漂液回到前段漂，因此化学药品的利用得到进一步加强，降低化药成本。4、浆的贮存时间。成浆贮存的时间越久，返黄越严重，白度下降越厉害。因此贮存时间不宜过长。

（三）浓度的影响。1、浓度对洗涤的影响。浆浓低，说明稀释充分，有利于洗涤去除杂质，提高成浆的PCD。但浓度太低，输送成本增加，压力也会增大，对洗涤设备的要求也高。因此洗涤浓度一般控制8-9.5%。2、浓度对筛选的影响。压力筛是根据尺寸大小不同而筛选浆料的，浆的浓度低，流动性好，对于同一台压力筛来说通过性好，但筛选效率低。浆的浓度高，筛选效率高，渣浆的浓度高，容易造成反冲洗。因此，筛选浓度要控制在一定范围内。BCTMP采用高浓一段筛选，浓度一般是3.7-4.4%。PRC-APMP采用低浓多段筛选，浓度一般是1.8—2.2%。3、PH值的影响。漂白反应对环境的PH值有一定的要求，即在偏碱性的条件下进行，PH值一般控制8-11，是充分反应，提高化学药品利用率。系统加入的碱越多，PH值越高，成浆的抗张越大，松厚度越低。另外，PH越高，成浆贮存时越容易返黄，因此贮存浆时要加入适量醋酸，调节PH，减少成浆返黄。成浆的PH一般控制在7-8.5。

4、双氧水残余的影响。1.漂液中双氧水残余越多，说明漂白反应进行不充分，双氧水浪费越大。为了是漂白反应进行充分，可以提高反应的温度或延长反应的时间。2.纸浆在贮存时容易返黄，因此为了保持化学机械浆的白度稳定性，漂白终点需要有一定的双氧水残余量。一般白度越高，需要的双氧水残余量越高。

四、结束语

化学机械浆从研发至今，由于它具有多种不同的特点和优点，能够表现出许多优越的功能，所以在造纸工业中的应用越来越广，用量也越来越大。目前，化学机械浆主要有维美德提供的BCTMP和安德里茲提供的PRC-APMP。作为制浆造纸工作者，应了解并掌握生产工艺参数的影响，不断完善纸浆的性能以满足更多纸种的要求，降低制浆成本，使化机浆的优势更加明显。

参考文献

[1] 张志城，余贻骥.化学机械法制浆[M/OL].北京：中国轻工业出版社，2008.

[2] 姜仁龙.APMP简介[J].木材加工机械，1998（1）：28.