⊙ 徐国华
徐国华 先生
现任轻工业杭州机电设计研究院有限公司技术研发部部长，教授级高级工程师。从事制浆装备研发设计近20年，特别是对甲酸法清洁制浆装备有一定认识。先后承担“十三五”国家重点研发计划子课题1项、杭州市科技项目1项；授权发明专利1项、实用新型专利2项；在国家核心期刊发表技术论文4篇；获得全国建材行业技术革新奖一等奖1项、二等奖1项，中国建材集团科学技术奖、技术革新奖若干；作为项目负责人主持大型制浆项目10余项。 清洁制浆一直是行业密切关注的问题，尤其对处于环保高压的造纸行业更是如此。对此，轻工业杭州机电设计研究院有限公司徐国华部长作了《清洁制浆新技术新装备及甲酸法制浆的工程应用》的报告。徐国华主要介绍了农林废弃物综合利用成套装备和技术、中高浓清洁漂白工艺关键装备、节能碎浆机、双辊挤浆机、湿浆储运系统等，并分享了甲酸制浆的流程及其对装备设计的要求等， 通过诸多工程案例进行了详细的讲解。
表1 中、
高浓清洁漂白工艺的相关业绩
日照华泰
宁夏紫荆花新疆弘瑞达广西凤糖贵州赤天化安徽雪龙
漂白工段OD O E Op D 1D 2氧脱木素工段，双塔氧脱木素工段，双塔漂白工段OD O E Op D 1 氧脱木素工段，单塔，洗选工段 漂白工段D Op PD 1
8万t/a硫酸盐法漂白木浆3万t/a麦草生物法本浆3.5万t/a棉秆高得率本浆6.8万t/a蔗渣浆
500t风干浆/d化学竹浆 3万t/a棉短绒漂白浆
中浓泵，中浓混合器主体设备，中浓泵 主体设备总包
中浓泵和配套设备主体设备总包 中浓泵和配套设备
正常运行，5年以上 2017年底，运行正常2018年6月，运行正常 2019年12月，正常运行 2020年4月，正常运行 2020年12月，正常运行
本文主要介绍了轻工业杭州机电设计研究院有限公司的清洁制浆产品，包含农林废弃物综合利用成套装备及技术、中浓与高浓清洁漂白工艺关键装备、节能碎浆机、双辊挤浆机、湿浆储运系统——湿浆板生产线和甲酸制浆及工程应用。
1 农林废弃物综合利用成套装备及技术
杭州机电院在农林废弃物综合利用方面已经有几个工程案例。包括2011年台湾永丰余造纸（扬州）有限公司的240 t/d稻麦草生物制浆工程设备成套，是科技成果转化为生产力的一个范例。该项目在传统稻麦草连蒸生产半化浆基础上，采用新的工艺路线，通过技术创新，开发了一系列的新装备，其中Φ2100蒸煮管为目前国内同类产品中规格最大，特殊的螺旋及封头结构为杭
州机电院首创。2011年，与长春大成集团合作的生物制浆工程科学试验生产线，是国内玉米秸秆做多元醇化学原料示范。2012年，为北京梦狐研发的小型横管式连蒸系统及废液提取、洗涤和处理系统，是竹片有机溶剂制人造丝和碳纤维素示范生产系统。2016年，我院供货宁夏紫荆花的9000m 3发酵仓，为国内最大规格，这是秸秆造纸循环经济示范项目。2018年，与松原市善德农业有限公司合作的秸秆生产农业包装物试验生产线，是稻草无害化处理工业模托和餐具示范线。
2 中、
高浓清洁漂白工艺关键装备采用中、高浓清洁漂白，不仅可以减少漂白污染，而且可以节水、保护生态环境。近几年轻工业杭州机电设计研究院有限公司中、高浓清洁漂白工艺的相关业绩
表2 纸浆常用漂白方法的符号说明
漂段
元素氯漂白
少氯漂白ECF 无氯漂白TCF
A酸处理，C氯化，D二氧化氯，E碱抽提，H次氯酸盐，O氧脱木素，P过氧化氢，Q螯和，Y连二亚硫酸钠，Z臭氧C，H次氯酸盐，传统的漂白工艺CEH D二氧化氯 O氧脱木素，P过氧化氢，Z臭氧
图3 升流式中浓二氧化氯漂白工段D
O
图4 升－降流式中浓二氧化氯漂白
工段D 1、D 2
图2 单塔中浓氧脱木素工段O
图1 双塔中浓氧脱木素工段O/O
见表1。
2.1纸浆清洁漂白技术
传统含氯漂白C E H的缺点：（1）漂白废水含有大量污染物、二噁英TDDC和可吸附性有机卤化物AOX；（2）用水量大，废水排放多。
纸浆清洁漂白技术优点：减少漂白污染物排放；减少漂白废水排放。缺点：投资大，运行成本略高。见表2。
2.2清洁漂白的主要工艺
2.2.1中浓氧脱木素系统
图1为中浓氧脱木素系统。主体设备主要包括喂料
立管、中浓浆泵、蒸汽加热器（两台）、中浓混合器（两台）、氧脱木素反应塔（两台）、塔顶卸料器(两台）、喷放塔。典型工艺参数：
第一段：反应温度：80～85 ℃；反应压力：≤1.0 M P a；反应时间：≤30 m i n。第二段：反应温度：95～100 ℃；反应压力：≤0.4 M P a；反应时间：≤60 min；pH值：10.5～12.5；脱木素率：40%～50%。
图2是单塔中浓氧脱木素工段O。主体设备包括喂料立管、中浓浆泵、蒸汽加热器、中浓混合器、氧脱木素反应塔、塔顶卸料器、喷放塔。典型工艺参数，反应温度：85～105 ℃；反应压力：0.7～0.8 M P a；反应时间：50～60 min；脱木素率：40%～45%；pH值：11～12。2.2.2中浓二氧化氯漂白系统
图3是升流式中浓二氧化氯漂白工段D
O
。主体设备包括喂料立管、中浓浆泵、蒸汽加热器、中浓混合器、升流式漂白塔、塔顶刮板式卸料器。典型工艺参数，反应温度：70～75 ℃；反应压力：常压；反应时间：60 m i n；pH值：3～4。
图4为升－降流式中浓二氧化
氯漂白工段D
1
、D
2
。主体设备包括喂
料立管、中浓浆泵、蒸汽加热器、中
浓混合器、升流式预反应塔、降流式
漂白塔。典型工艺参数，反应温度：
75 ℃；反应压力：常压；反应时间：
180 min；pH值：3～4。
2.2.3中浓碱抽提系统
图5是中浓碱抽提工段E
O p
。主体
设备包含喂料立管、中浓浆泵、蒸汽
加热器、中浓混合器、升流式预反应
塔、降流式漂白塔。
2.2.4过氧化氢升流式常压中浓漂白
系统
图6为过氧化氢升流式常压中浓
漂白工段P。主体设备：喂料立管、中
浓浆泵、蒸汽加热器、中浓混合器、升
流式漂白塔、塔顶刮板式卸料器。典
型工艺参数，反应温度：≤90 ℃；反
图5 中浓碱抽提工段E
OP
图6 过氧化氢升流式常压中浓漂白
工段P 图7 过氧化氢升流式压力高温中浓
漂白工段P
图8 臭氧中浓漂白系统
图9 高浓臭氧漂白系统：
国外某公司第一代C-Free流程
C-F r e e流程。简易流程为氧漂后纸浆→双辊挤浆机→破碎螺旋混合→酸化塔→泵→双辊挤浆机→螺旋喂料器→精磨疏解机绒毛化→臭氧漂白反应器→浆塔稀释到低浓→真空洗浆机洗涤→送中浓E o p段碱抽提。工艺条件为：反应浓度：35%；p H=2～2.5；反应时间：1 min。
图10为高浓臭氧漂白系统：国外某公司的第二代Z eTrac T M 流程。简易流程：氧漂后纸浆→双辊挤浆机→
破碎螺旋混合→酸化塔→泵→双辊挤浆机→破碎螺旋绒毛化→臭氧漂白反应器→浆塔中浓稀释→送中浓E o p 段碱抽提。工艺条件：反应浓度：35%；p H=2.5～3；反应时间：1 m i n。相比于第一代流程，取消了螺旋喂料器、精磨疏解机和一段洗涤。 2.2.7中高浓清洁漂白关键技术
(1）MP型中浓浆泵
MP型中浓浆泵特点：可输送浆料浓度≤19%；效率高、节能；采用模块化设计、检修方便；采用外置真空排气系统、真空度可调；正常工作无浆料损失。M P型中浓浆泵可使用工段包括中浓氧脱木素（O段）、中浓过氧化氢漂白（P段）、中浓压力高温过氧化氢漂白（P段）、中浓二氧化氯漂白（D段）、中浓碱抽提（E o p段）、中浓臭
应压力：常压；反应时间：60～180 min；pH值：9～11。2.2.5
过氧化氢升流式压力高温中浓漂白系统
图7为过氧化氢升流式压力高温中浓漂白工段P。主体设备包含双辊混合器、喂料立管、中浓浆泵、蒸汽加热器、中浓混合器、升流式反应塔、喷放塔。典型工艺参数，反应温度：80～110 ℃；反应压力：0.3～0.8 MPa；反应时间：60～90 min；pH值：10.5～11。2.2.6臭氧漂白系统
图8为臭氧中浓漂白系统。主体设备包括臭氧发生器、臭氧压缩机、喂料立管、中浓浆泵（2台）、中浓混合器、漂白反应塔、塔顶浆料排放器、喷放塔兼中浓立管。典型工艺参数，反应温度：60～70 ℃；反应压力：0.7 MPa；反应时间：3 min；pH值：2～2.5。
图9是高浓臭氧漂白系统：国外某公司的第一代
图11 MP型中浓浆泵
表3 MP型中浓浆泵型号和指标
MP100MP150MP300MP600MPT6008512015017085
50～100（适用于长纤维)100～200150～450400～800400～600（适用于洗浆)
7575～9090～132132～250160～200
表4 MCM型中浓混合器的型号和指标
MCM150；MCM150D
MCM300；MCM300D MCM600；MCM600D
100～200150～450400～800
11～1515～2230～45
图12 MCM型中浓混合器
图10 高浓臭氧漂白系统 ：国外某公司第二代ZeTrac TM
流程
氧漂白（Z段）。见图11。M P型中浓浆泵型号和指标见表3。
(2）MCM型中浓混合器
M C M型中浓混合器特点：适用纸浆浓度：7%～18%；剪切强度高；混合均匀；压降小；混合时间短、节能；适用气体和液体漂白剂。MCM型中浓混合器可使用工段包括中浓氧脱木素（O段）、中浓过氧化氢漂白（P 段）、中浓压力高温过氧化氢漂白（P段）、中浓二氧化氯漂白（D段）、中浓碱抽提（Eop段）、中浓臭氧漂白（Z 段）。见图12。M C M型中浓混合器的型号和指标见表4。
(3）塔顶带压流态化卸料器
塔顶带压流态化卸料器主要用于氧脱木素塔顶流态化卸料，保持塔顶压力稳定。见图13。主要的型号和指标见表5。
(4）塔顶常压刮板卸料器
图14为塔顶常压刮板卸料器结构图。塔顶常压刮
板卸料器用于D
O 、D
1
、D
2
升流式漂白塔塔顶卸料。其型
号和指标见表6。3 节能碎浆机
为满足国内纸厂对碎浆机节能降耗的要求，促进造纸行业节能减排，替代进口，节约用户投资，杭州机电院在新型节能碎浆机的研制过程中进行了多项技术革新，通过不对称运动和碎浆机槽体底部的优化设计来实现浆料层流间的速差，增加浆料与转子接触频率，提高碎浆效率，降低吨浆能耗。
表7 节能碎浆机型号与参数
公称容积/m3生产能力/t.d-1操作浓度/%
电机功率/kW
25
80～110
4～6
132
10
30～45
4～6
75
35
110～160
4～6
200
20
60～90
4～6
110
15
45～65
4～6
90
30
90～135
4～6
160
40
120～180
4～6
250
50
150～230
4～6
315
图13 塔顶带压流态化卸料器
图14 塔顶常压刮板卸料器
表5 塔顶带压流态化卸料器的型号和指标
TDC300 TDC600300～450
450～600
30
45
表6 塔顶常压刮板卸料器型号和指标
∅2500∅3400∅4000200～250
250～300
300～350
11
15
18.5
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