CN100395404C - 一种禾草制浆过程中的洗涤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种禾草制浆过程中的洗涤工艺。包括如下步骤：A)将蒸煮后得到的浆输送到挤浆机中进行挤浆，得到粗浆，B)将所述的粗浆经过跳筛得到跳筛后的浆，C)将所述的跳筛后的浆送入洗浆机中进行洗涤，其中的跳筛后的浆的硬度为16-28高锰酸钾值，相当于卡伯价24-50，洗浆后的溶剂残留为90-150ppm。以本发明所述的高硬度浆为原料，经过挤压洗涤后制备漂白化学浆，所述的漂白化学浆的白度为68-82%ISO，木素脱除率为84-98%。所制备的以禾草类植物为原料制备的漂白化学浆的质量比得上现有的阔叶木纸浆，甚至还超过了现有的阔叶木纸浆的质量。

Description

一种禾草制浆过程中的洗涤工艺

技术领域

本发明涉及一种禾草制浆过程中的洗涤工艺。

背景技术

禾草类原料由于纤维细小，杂细胞多，灰分和五碳糖含量高，用碱法制浆蒸煮得到的黑液黏度也大。因此，因此，当碱法蒸煮过的禾草原料在真空洗涤机中进行洗涤的时候，易形成紧密的滤层，过滤阻力大，洗涤效率也比木浆差。

在《制浆和造纸》杂志的2006年5月第25卷中公开了题为“从黑液提取计算谈鼓式真空洗浆机与双螺旋挤浆机的组合流程”一文，文中提到现有的许多生产厂家为了达到洗涤过程中的黑液提取率高，在洗浆机前加装1台双螺旋挤浆机，直接提取喷放后粗浆中的浓黑液，效果也不错，因此，在洗浆机前面增加1台螺旋挤浆机之类的高浓度提取黑液设备，把麦草浆黑液提取率提高到90％以上，似已形成共识。

通常认为纸浆的种类不同，洗涤的难易程度也不同，一般长纤维滤水滤水性能好，易于洗涤，禾草类浆因含杂细胞较多，且半纤维含量也多，容易水化，滤水性能相对于木浆差，比较难于洗涤，同时使用碱法制得的木浆比使用酸法制得的木浆更难于洗涤。

对于草浆来说，浆的硬度高，粘度小，开始滤水性能好，但最后洗净度却较差，这是由于一部分废液存在纤维内部，硬度高的浆料，纤维破坏少，内部的废液主要是通过纸孔由细胞腔内向外扩散，硬度高的纸浆，纤维内的废液扩散阻力就达，越不易洗涤。对于碱法制得的草浆相对于木浆来说，洗涤的难度更大。

本发明所提供了技术方案正是为解决是用碱法制得的草浆的洗涤难度大而展开的。

发明内容

本发明提供了一种禾草制浆过程中的洗涤工艺。

本发明提供了一种禾草制浆过程中的洗涤工艺，包括如下步骤：

A)将蒸煮后得到的浆输送到挤浆机中进行挤浆，得到粗浆，

B)将所述的粗浆经过跳筛得到跳筛后的浆，

C)将所述的跳筛后的浆送入洗浆机中进行洗涤，

其中的跳筛后的浆的硬度为16-28高锰酸钾值，相当于卡伯价24-50，洗浆后的溶剂残留为90-150ppm。上述的溶剂是指残留的蒸煮液，对于采用碱法蒸煮的，上述的溶剂即为含残碱溶液，对于采用亚硫酸铵法的，上述的溶剂即为含残铵溶液，以此类推，上述的溶剂还可以为其它在蒸煮过程中经常使用的溶液。

在洗涤工艺中所用的溶剂是和蒸煮过程中的溶剂是相同的，但是它的浓度要远远的低于在蒸煮过程中的溶剂浓度，这是为了在洗涤过程中在细胞纤维内外之间形成浓度差，为了达到细胞内外的压力平衡，溶剂中的水进入细胞内部，同样细胞内的溶质向细胞外进行扩散，从而达到细胞内外的压力平衡。从而可以宏观的表现为：在洗涤的过程中将禾草类的纤维细胞内溶剂残留降低，从而达到洗净粗浆的效果。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中在所述的步骤A中，对蒸煮后得到的浆用所述的溶剂进行浓度的调节。进行上述的浓度调节的时候是的温度可以与高温蒸煮的温度相同的条件下进行，也可以在蒸煮后温度降低之后进行，优选与高温蒸煮温度相同的条件下进行。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中所述的洗涤是用温度为20℃时，浓度为3-6.2°Be′并且PH 8-8.3的溶剂或者清水中的一种或者两种进行洗涤。为了达到更好的洗净效果，可以在通过溶剂洗涤之后，再用清水进行洗涤。当然为了在洗涤过程中有洗涤效果还可以采用清水进行多次洗涤。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中所述的洗涤工艺是在真空条件下进行的。采用真空洗浆机的目的是更容易形成在洗涤过程中的纤维细胞内外的压强差，这样更有利于在洗涤过程中达到高的洗净度。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中所述的洗浆是采用真空洗浆机、水平带式洗浆机、压力洗浆机、高速洗浆机、斜筛洗浆机。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中的真空洗浆机是鼓式真空洗浆机和水平带真空洗浆机。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中跳筛前浆的浓度为2.8-3.2％，PH值7-9。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中所述的禾草为稻草，并且所述的跳筛后的浆的叩解度为36-39°SR。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中所述的禾草为麦草，并且所述的跳筛后的浆的叩解度为22-25°SR。

本发明还提供了一种洗涤工艺，其中洗涤过程中的温度60-70℃，洗涤后得到的浆料的湿重1.8-2.1g，洗涤后得到的浆料的浓度为9-14％。。

以上实施方式之间的任意组合都可以达到本发明洗涤效果。

与现有技术不同的是本发明所处理的禾草类浆料的硬度为16-28高锰酸钾值相当于卡伯价24-50，同时本发明所处理的禾草浆料是经过碱法以及亚硫酸盐法蒸煮后得到的高硬度浆。对于这种高硬度的禾草浆本领域技术人员通常是认为无法得到很好的洗涤效果，然而在本发明的洗涤之后，却可以达到溶剂残留为90-150ppm。

本发明首先采用挤压的办法一般可提取游离于纤维之间的黑液，对于存在于细胞腔内和细胞壁中的部分黑液，只能用扩散的办法才能提取出来。为此，要得到洗净度高的纸浆以及高的溶剂提取率，必须选用兼有挤压，扩散及置换三种作用的洗涤系统。

本发明中所采用的用溶剂或者清水中的一种或者溶剂和清水先后进行一次或者多次的洗涤，正是利用了置换作用，和扩散的作用。这两种作用常常是同时进行的，扩散作用是：存在于纤维内部的废液可以用稀释的方法，造成纤维内外溶液的浓度差，使纤维内的溶解物质扩散出来，然后压滤浓缩加以分离，扩散作用就是在浓度差的推动下产生迁移置换作用，亦即浓度高的一方的高浓物分子就向低的一方移动，同时浓度低的一方的水分子也就会向浓度高的一方迁移，置换。所以纤维内外的废液浓度差是扩散的推动力，对扩散速度的影响较大，扩散面积与纸浆种类及其硬度有关，扩散系数取决于纤维内废液溶解的固形物向外扩散时的渗透能力，又与洗涤温度，黏度和压力有关。

用水或者较稀的废液借助过滤作用，较均匀地渗入浆层，置换出浆料中的流动空间的废液并将它过滤分离，即以洗涤取代浆中原有的液体，在置换过程中，由于废液浓度差的影响，扩散作用也同时进行。

在洗涤之后，还需要对得到的浆料再进行漂白才能够得到纸浆。漂白可以采用现有技术中的三段漂白化学、补充漂白的化学、无元素氯漂白系统ECF、全无氯漂白系统TCF浆的漂白化学、氧碱漂白的化学浆、臭氧漂白的化学、置换漂白以及生物漂白都可。

本发明的有益效果在于：本发明的高硬度浆，以本发明所述的高硬度浆为原料，经过挤压洗涤后制备漂白化学浆，所述的漂白化学浆的白度为68-82％ISO，木素脱除率为84-98％。用所述的高硬度浆为原料所制备的漂白化学浆，其打浆度为25-36°SR，裂断长为4500-8000m，耐折次数为20-70，优选20-60，白度为68-82％ISO，所制备的以禾草类植物为原料制备的漂白化学浆的质量比得上现有的阔叶木纸浆，甚至还超过了现有的阔叶木纸浆的质量。

具体实施方式

以下实施例用于更好的理解本发明，但是不用于限制本发明

实施例1：

稻草经过亚铵法进行蒸煮，蒸煮后得到稻草浆的硬度为16高锰酸钾值，相当于卡伯价24，稻草浆用黑液调节浓度到10％，接着通过泵输送到螺旋挤浆机进行排“浓”黑液处理，所得的浓黑液可以用于后序的蒸发作肥料，挤出的浆的浓度从挤浆前的10％提高到18％，此时浆的PH值为8，挤出的黑液浓度为9°Be’(20℃)，残铵8g/L，再将挤浆后得到的稻草浆用来稀释至浆的浓度至2.5-3.0％，送到跳筛进行粗浆筛选，跳筛损失为0.3％，再将跳筛后得到的稻草浆采用鼓式真空洗浆机进行洗涤，洗涤过程中的温度为65℃，进入洗浆机的粗浆的叩解度为36°SR，洗涤首先采用浓度为温度为20℃时，浓度为6.1°Be′，并且PH 8.1黑液进行洗涤，接着采用氧脱木素黑液进行再次洗涤，洗涤后的浆料的湿重为1.8g，洗浆后的亚铵溶剂的残留为140ppm。并从真空洗浆机中排出的浆又通过高浓度除渣器除去杂质，损失0.1％，洗涤后浆料的浓度为9％，最后将浆料输送到次氯酸单段漂白工艺中进行单段漂白，再用泵将漂白后浆料泵入真空洗浆机进行洗涤，得到的漂白化学浆的白度为68％ISO，木素脱除率为86％。

实施例2：

麦草经过亚铵法进行蒸煮，蒸煮后得到麦草浆的硬度为18高锰酸钾值相当于卡伯价29，麦草浆在刚刚结束蒸煮的同时，温度为160℃时，用黑液调节浓度到10％，将该麦草浆通过泵输送到螺旋挤浆机进行挤浆，将挤出的黑液蒸发作肥料，挤出的浆的浓度从挤浆前的8％提高到19％，此时浆的PH值为8，挤出的黑液浓度为11°Be’(20℃)，残铵8g/L，再将所得到的麦草浆用黑液来稀释至浆的浓度至2.5-3.0％，送到跳筛进行粗浆筛选，跳筛损失为0.2％，再将跳筛后得到的麦草浆采用水平带真空洗浆机进行洗涤，洗涤过程中的温度为60℃，真空洗涤的浆浓度为2.8％，洗涤过程中采用清水进行二次洗涤，进入洗浆机的浆的叩解度为22°SR。洗涤后的浆的湿重为1.8g，浆中的残余亚铵为110ppm，洗浆的洗净度为从洗浆机中出来的浆浓度为10％，并从真空洗浆机中排出的浆又通过高浓度除渣器除去杂质，损失0.1％，最后将浆料输送到次氯酸单段漂白工艺中进行单段漂白，再用泵将漂白后浆料泵入真空洗浆机进行洗涤，得到的漂白化学浆的白度为68％ISO，木素脱除率为86％。

实施例3：

稻草经过碱法进行蒸煮，蒸煮后得到棉秆浆的硬度为20高锰酸钾值相当于卡伯价34，将该稻草浆通过泵输送到单螺旋挤浆机进行挤浆，挤出的浆的浓度从挤浆前的8％提高到20％，此时浆的PH值为8.5，将得到的浆，加入黑液进行跳筛，跳筛之前调节浆的浓度，将浆的浓度稀释至3.0％，跳筛损失为0.2％，再将跳筛后得到的浆输送到疏解机中进行疏解，同时向疏解设备中加入浓度为38g/L的碱，碱液的重量是绝干浆质量的3％，疏解前的稻草浆的叩解度为20°SR，通过肉眼可以看到，经过疏解操作的稻草浆掰开后，没有棒状的纤维，这说明通过疏解操作，可以达到纤维束分离的效果，疏解后的稻草浆的叩解度为24°SR，疏解之前的稻草浆的温度为60℃，疏解之后的稻草浆的温度为70℃。再将疏解后得到的稻草浆采用压力洗浆机进行洗涤，进入洗涤机的稻草浆扣解度为39°SR。洗涤首先采用浓度为残碱为0.6g/L，温度为80℃时，浓度为3.6°Be′黑液进行洗涤，接着采用清水进行再次洗涤，为了达到更好的洗涤效果可以用清水洗涤三次以上，洗涤过程中保持70℃，洗涤的浆浓度为3.0％，洗浆的残碱浓度为90ppm，从洗浆机中出来的浆浓度为11％，洗涤后得到的浆料的湿重1.8-2.1g。

最后将浆料输送到过氧化氢漂白工艺中进行漂白，用泵将漂白后浆料泵入真空洗浆机进行洗涤，得到的漂白化学浆的白度为72％ISO，木素脱除率为84％。

实施例4：

稻草经过碱法进行蒸煮，蒸煮后得到稻草浆的硬度为22高锰酸钾值相当于卡伯价30，蒸煮结束后保持蒸煮液在150℃的温度下，用稀碱对粗浆进行调节，直到浆的浓度达到10％，将该稻草浆通过泵输送到单螺旋挤浆机进行挤浆，挤出的浆的浓度从挤浆前的10％提高到19％，此时浆的PH值为8.5，将得到的浆，加入黑液调浓至2.5％后进入跳筛，跳筛损失为0.2％，再将跳筛后得到的稻草浆采用高速洗浆机进行洗涤，洗涤的浆浓度为3.2％，洗浆后的残碱的浓度为150ppm，从洗浆机中出来的浆浓度为14％，洗涤过程中保持62-65℃，进入洗涤机的粗浆叩解度为39°SR。洗涤首先采用残碱为0.6g/L，4.0°Be′83℃黑液进行洗涤，从洗浆机中出来的浆浓度为12％，洗涤后得到的浆料的湿重2.0g。将洗浆后得到的浆料输送到氧碱漂白工艺中进行漂白，用泵将漂白后浆料泵入用水平带真空洗浆机进行洗涤，得到的漂白化学浆的白度为74％ISO，木素脱除率为86％。

实施例5：

稻草经过亚铵法进行蒸球蒸煮，蒸煮后得到稻草浆的硬度为25高锰酸钾值相当于卡伯价42，蒸煮终点的PH值为8，黑液的残铵控制在9g/L，将蒸球内的浆的浓度控制在10％，接着将蒸煮后的稻草浆通过泵输送到螺旋挤浆机进行排“浓”黑液处理，挤出的浆的浓度从挤浆前的9％提高到21％，所得的浓黑液可以用于后序的蒸发作肥料，此时浆的PH值为8，挤出的黑液浓度为20℃时10°Be’，残铵10g/L，温度75℃，再将挤浆后得到的稻草浆用黑液来稀释至浆的浓度至2.5-3.0％，送到跳筛进行粗浆筛选，跳筛损失为0.2％，又通过高浓度除渣器除去杂质，损失0.1％，再将除渣后得到的稻草浆进入水平带式洗浆机进行洗涤，洗涤的浆浓度为3.0％，洗浆后的残铵浓度为250ppm，从洗浆机中出来的浆浓度为9％，洗涤过程中保持68-70℃，进入洗涤机的粗浆叩解度为39°SR。经氧脱后再经二段真空洗浆机置换洗涤残铵浓度为90ppm，洗涤后得到的浆料的湿重为1.9g。将洗涤后的浆料进行三段漂白完成之后用泵将浆料泵入真空洗浆机进行洗涤，得到的漂白化学浆的白度为78％，木素脱除率为90％从洗浆机中出来的浆浓度为11％。

实施例6：

麦草经过亚铵法进行蒸煮，蒸煮后得到稻草浆的硬度为27或者28高锰酸钾值相当于卡伯价48-50，调节蒸煮锅中的浆的浓度到9％，将该麦草浆通过泵输送到单螺旋挤浆机进行挤浆，挤出的浆的浓度从挤浆前的10％提高到18％，此时浆的PH值为8.0，将得到的浆，加入黑液调浓至2.5％后进入跳筛，跳筛损失为0.3％，再将跳筛后得到的浆输送到盘式粉碎机中进行疏解，疏解前的麦草浆的叩解度为20°SR，通过肉眼可以看到，经过疏解操作的浆掰开后，没有棒状的纤维，这说明通过疏解操作，可以达到纤维束分离的效果，疏解后的麦草浆的叩解度为32°SR，疏解之前的麦草浆的温度为60℃，疏解之后的麦草的温度为65℃。再将疏解后得到的粗浆采用真空洗浆机进行三段洗涤，首先用浓度为5°Be′58℃的黑液进行置换洗涤，洗涤的浆浓度为2.8％，洗浆后的亚铵残留率为170ppm，洗浆机的粗浆的叩解度为24°SR，从洗浆机中出来的浆浓度为11％，此时浆的湿重为2.0g，洗涤过程中的温度为70℃，洗涤的后浆经过中浓泵输送到氧脱木素反应塔，最后将浆料输入二段真空洗浆机洗涤浆料，得到的漂白化学浆的白度为78％ISO，木素脱除率为95％。

Claims (9)

1.一种禾草制浆过程中的洗涤工艺，包括如下步骤：

A)将蒸煮后得到的浆输送到挤浆机中进行挤浆，得到粗浆，

B)将所述的粗浆经过跳筛得到跳筛后的浆，

C)将所述的跳筛后的浆送入洗浆机中进行洗涤，

其特征在于所述的跳筛后的浆的硬度为16-28高锰酸钾值，洗浆后的溶剂残留为90-150ppm，所述的洗涤是用温度为20℃时，浓度为3-6.2°Be′并且PH8-8.3的溶剂进行洗涤。

2.根据权利要求1所述的洗涤工艺，其特征在于在所述的步骤A中，对蒸煮后得到的浆用所述的溶剂进行浓度的调节。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的洗涤工艺是在真空条件下进行的。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的洗浆是采用真空洗浆机、压力洗浆机、高速洗浆机、斜筛洗浆机。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的真空洗浆机是鼓式真空洗浆机和水平带真空洗浆机。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于跳筛前浆的浓度为2.8-3.2％，PH值7-9。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的禾草为稻草，并且所述的跳筛后的浆叩解度为36-39°SR。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的禾草为麦草，并且所述的跳筛后的浆的叩解度为22-25°SR。

9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于洗涤过程中的温度60-70℃，洗涤后得到的浆料的湿重1.8-2.1g，洗涤后得到的浆料的浓度为9-14％。