專利名稱：一種化學(xué)熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)化預(yù)浸漬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械法制漿領(lǐng)域，是對(duì)化學(xué)熱磨機(jī)械漿制漿工藝的改進(jìn)，特別是通過(guò)加強(qiáng)化學(xué)預(yù)浸漬效果來(lái)改善化學(xué)熱磨機(jī)械漿的成漿性能，同時(shí)降低制漿電耗。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械法制漿是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)制漿方法，其基本特征是采用螺旋擠壓機(jī)對(duì)制漿原料進(jìn)行擠壓疏解，并用少量化學(xué)藥品對(duì)原料進(jìn)行預(yù)浸漬，然后主要靠盤(pán)磨將其磨制成不同性能的紙漿。由于該工藝中只采用少量的化學(xué)藥品，因此化學(xué)機(jī)械法制漿對(duì)纖維原料的利用率遠(yuǎn)大于化學(xué)法制漿(得率可達(dá)90%以上)，同時(shí)產(chǎn)生較少的制漿廢水和較低的污染負(fù)荷；另外，由于化學(xué)預(yù)浸漬過(guò)程的加入，化學(xué)機(jī)械法制漿的成漿性能較磨石磨木漿、盤(pán)磨機(jī)械漿等純機(jī)械漿有了較大的提升，其應(yīng)用范圍更加廣泛，甚至可以用于替代一些紙種中的化學(xué)漿，以降低紙品的生產(chǎn)成本。所以，化學(xué)機(jī)械法制漿在投入工業(yè)化運(yùn)營(yíng)后，就以高效、環(huán)保的突出優(yōu)勢(shì)而備受世界制漿造紙行業(yè)的青睞，成為各國(guó)研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)方向。經(jīng)過(guò)短短三十幾年的發(fā)展，全球化機(jī)漿產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)600萬(wàn)噸/年，另外還有接近300萬(wàn)噸/年的產(chǎn)能正在建設(shè)之中。該類(lèi)制漿方法的典型代表是化學(xué)熱磨機(jī)械法制漿工藝(CTMP)，這一工藝從投產(chǎn)至今一直是主流的化學(xué)機(jī)械法制漿工藝，目前發(fā)展較快的堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿(APMP)和堿性過(guò)氧化氫漂白機(jī)械漿(PRC-APMP)工藝也是在化學(xué)熱磨機(jī)械漿的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。但是，這些化學(xué)機(jī)械法制漿工藝也有一些共性的缺陷。其一，對(duì)原料的適應(yīng)性較差，特別是不適合采用密度較大的原料，較為理想的原料為密度在0. 3 0. 4g/cm3范圍內(nèi)的木材，所以木質(zhì)松軟、潔白的楊木是目前公認(rèn)較為理想的化機(jī)漿原料，但是隨著化機(jī)漿產(chǎn)能的迅速擴(kuò)張，楊木的供應(yīng)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需求。因此，桉木等密度(0.4 0. 6g/ cm3)較大的木材不得不被用來(lái)彌補(bǔ)楊木供應(yīng)量的不足。由此而帶來(lái)的問(wèn)題是，密度較大的原料難以在較短的時(shí)間內(nèi)被化學(xué)預(yù)浸漬藥液浸透并軟化，一方面加大了磨漿機(jī)的工作負(fù)荷，增加磨漿電耗，另一方面使纖維被強(qiáng)行撕裂的幾率增大，產(chǎn)生較多的細(xì)小纖維，影響成漿質(zhì)量。雖然通過(guò)單純提高化學(xué)浸漬的藥品用量可以在一定程度上使上述問(wèn)題得到改善， 但同時(shí)也造成制漿廢液的污染負(fù)荷增加和成漿得率的下降。其二，纖維束問(wèn)題是化學(xué)機(jī)械法制漿的痼疾，目前解決這一問(wèn)題的方法主要是調(diào)整磨漿工藝和加大化學(xué)浸漬藥品用量， 其中調(diào)整磨漿工藝的效果是較為有限的，而加大化學(xué)浸漬藥品用量的負(fù)面效應(yīng)也如前面所述。因此，對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械法制漿工藝進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)采用兩段化學(xué)浸漬并添加滲透劑來(lái)加強(qiáng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿的化學(xué)預(yù)浸漬效果，強(qiáng)化對(duì)制漿原料的潤(rùn)脹、軟化，并以此改善成漿質(zhì)量、降低磨漿能耗。本發(fā)明的工藝流程如圖1所示，具體實(shí)施方案如下(1)備料將木材原料用削片機(jī)切削成尺寸合格的木片，篩除其中的碎渣和泥沙；
(2) I段化學(xué)預(yù)浸漬將木片原料與含有NaOH和滲透劑的浸漬液混合均勻，固液比為1 3，在80 90°C下浸漬25 40min，NaOH的用量(相當(dāng)于絕干原料重量的百分比， 下同)可根據(jù)原料的密度大小在 2%的范圍內(nèi)調(diào)整，滲透劑用量為0. 2 0. 5% ；(3)擠壓疏解用螺旋擠壓機(jī)對(duì)I段浸漬后的原料擠壓疏解，擠壓比為4:1;(4) II段化學(xué)浸漬將擠壓疏解后的漿料與含有Na0H、Na2S03和滲透劑的浸漬液混合，固液比為1 4，在110 130°C下浸漬25 40min，Na0H用量為2 4%，恥#03用量為2 4%，滲透劑用量為0. 2 0. 5%。(5)磨漿用磨漿機(jī)將II段浸漬后的漿料磨制成漿，并達(dá)到所需游離度；(6)消潛、篩選將粗漿消潛并篩選出良漿后備用。本工藝流程中所述滲透劑為烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一種，均為市售工業(yè)原料。與常規(guī)化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于(1)將傳統(tǒng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝中的預(yù)汽蒸改為一段化學(xué)預(yù)浸漬，使整個(gè)工藝流程中的化學(xué)浸漬達(dá)到兩段，其中，第一段化學(xué)浸漬既能達(dá)到預(yù)汽蒸工藝排除原料中的空氣、 軟化木片的目的，同時(shí)通過(guò)化學(xué)藥品的加入，特別是滲透劑的加入，使少量的NaOH能夠更好的滲透至木片內(nèi)部，木片的潤(rùn)脹和軟化程度明顯好于預(yù)汽蒸工藝，使木片得到更加充分的疏解，同時(shí)減少擠壓疏解過(guò)程對(duì)纖維的損傷，并且降低了電能消耗；在第一段化學(xué)浸漬和充分?jǐn)D壓疏解的基礎(chǔ)上，第二段化學(xué)浸漬的藥液將更加均勻、深入地滲透到漿料之中，潤(rùn)脹、軟化的效果進(jìn)一步得到加強(qiáng)，使下一步的磨漿過(guò)程能夠減少纖維束的殘留和對(duì)纖維的強(qiáng)行撕裂，獲得纖維長(zhǎng)度更加均一紙漿，同時(shí)降低電能消耗；(2)在化學(xué)浸漬過(guò)程中添加滲透劑，改善NaOH或Na2SO3潤(rùn)濕纖維表面并向原料內(nèi)部滲透的能力，特別是對(duì)于一些密度較大或膠類(lèi)、樹(shù)脂含量較高的原料，使有限的化學(xué)浸漬藥品發(fā)揮更大的潤(rùn)脹、軟化作用，另外，滲透劑的加入還有利于凈洗漿料中的有色物質(zhì)，提高紙漿白度；(3)雖然本工藝采用兩段化學(xué)浸漬，但總用堿量并不會(huì)因此而明顯高于傳統(tǒng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝，原因如上所述，兩段浸漬對(duì)浸漬藥品的利用效率要高于一段浸漬，并且本工藝還通過(guò)添加滲透劑來(lái)輔助浸漬藥品發(fā)揮作用，所以兩段化學(xué)浸漬的總用堿量在等于或略高于傳統(tǒng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝的情況下，即可使成漿質(zhì)量獲得明顯提升，同時(shí)降低制漿能耗，從而避免了成漿得率的顯著下降和廢液污染負(fù)荷的增加；(4)工藝改造簡(jiǎn)單，只需要將傳統(tǒng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿生產(chǎn)線中的汽蒸倉(cāng)改造為浸漬器即可，投資少、風(fēng)險(xiǎn)小。


圖1為本發(fā)明的強(qiáng)化預(yù)浸漬化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝流程，圖2為傳統(tǒng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝流程。
具體實(shí)施例方式以三倍體毛白楊或桉木為原料，分別采用強(qiáng)化預(yù)浸漬化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝和傳統(tǒng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿工藝進(jìn)行制漿，除化學(xué)預(yù)浸漬工藝不同外，其他工藝參數(shù)保持一致，以比較兩種工藝對(duì)制漿電耗和成漿質(zhì)量的影響。實(shí)施例1對(duì)三倍體毛白楊采用強(qiáng)化預(yù)浸漬化學(xué)熱磨機(jī)械漿法制漿的工藝條件取三倍體毛白楊木片^^(絕干)；1段化學(xué)預(yù)浸漬，NaOH用量1%、滲透劑用量0.2%，固液比1 3，溫度90°C，浸漬時(shí)間40min ；擠壓疏解，壓縮比4 1 ;11段化學(xué)浸漬，NaOH用量2%、Na2SO3用量3%、滲透劑用量0.2%，固液比1 4，溫度120°C，浸漬時(shí)間30min;三段磨漿，濃度均為 30%,盤(pán)磨間隙1. 5謹(jǐn)一0. 4mm — 0. 1謹(jǐn)；消潛，溫度80°C，時(shí)間30min ；篩選，篩縫0. 15讓。對(duì)三倍體毛白楊采用常規(guī)化學(xué)熱磨機(jī)械漿法制漿的工藝條件取三倍體毛白楊木片^^(絕干)；常壓汽蒸15min;擠壓疏解，壓縮比4 1 ；化學(xué)浸漬，NaOH用量3%、Na2S03 用量3%，固液比1 4，溫度120°C，浸漬時(shí)間30min;三段磨漿，濃度均為30%，盤(pán)磨間隙 1. 5mm — 0. 4mm — 0. 1匪；消潛，溫度80°C，時(shí)間30min ；篩選，篩縫0. 15匪。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種化學(xué)熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)化預(yù)浸漬方法，其特征在于，采用兩段化學(xué)浸漬并添加滲透劑來(lái)加強(qiáng)化學(xué)熱磨機(jī)械漿的化學(xué)浸漬效果，具體包括以下步驟(1)備料將木材原料用削片機(jī)切削成尺寸合格的木片，篩除其中的碎渣和泥沙； 段化學(xué)預(yù)浸漬將木片原料與含有NaOH和滲透劑的浸漬液混合均勻，固液比為 1 3，在80 90°C下浸漬25 40min，NaOH的用量為 2%，滲透劑用量為0. 2 0. 5% ；(3)擠壓疏解用螺旋擠壓機(jī)對(duì)I段浸漬后的原料擠壓疏解，擠壓比為4:1;(4)II段化學(xué)浸漬將擠壓疏解后的漿料與含有NaOH、Na2SO3和滲透劑的浸漬液混合， 固液比為1 4，在110 130°C下浸漬25 40min，NaOH用量為2 4%，Na2SO3用量為 2 4%，滲透劑用量為0. 2 0. 5%。(5)磨漿用磨漿機(jī)將II段浸漬后的漿料磨制成漿，并達(dá)到所需游離度；(6)消潛、篩選將粗漿消潛并篩選出良漿后備用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)化預(yù)浸漬方法，其特征在于，所述的木材原料為楊木、桉木、楓木、相思木中的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)化預(yù)浸漬方法，其特征在于，在步驟 (2)、⑷中添加滲透劑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)化預(yù)浸漬方法，其特征在于，所述的滲透劑為烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)化預(yù)浸漬方法，是對(duì)化學(xué)熱磨機(jī)械漿制漿工藝的改進(jìn)，主要是通過(guò)兩段浸漬和添加化學(xué)助劑來(lái)改善對(duì)木料的潤(rùn)脹、軟化效果，減少擠壓疏解和磨漿過(guò)程中對(duì)纖維的強(qiáng)行撕裂，降低纖維束的殘留率，同時(shí)可以加強(qiáng)對(duì)漿料中有色物質(zhì)的凈洗，從而獲得纖維長(zhǎng)度更加均一、質(zhì)量更加優(yōu)良的化學(xué)熱磨機(jī)械漿，并且能夠降低制漿電耗。雖然本發(fā)明采用兩段化學(xué)浸漬，但其效果主要是通過(guò)對(duì)化學(xué)浸漬藥品進(jìn)行合理分配、提高藥品利用效率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不是大幅增加化學(xué)品用量，因此不會(huì)造成污染負(fù)荷的顯著提高。
文檔編號(hào)D21C3/02GK102268825SQ20101019807
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者田超, 聶怡, 薛崇昀, 陳彬 申請(qǐng)人:中國(guó)制漿造紙研究院