CN101634117B - 一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法，依次包括备料、蒸煮、洗选、漂白和抄浆工序，其特征在于，所述蒸煮是将苇片和氢氧化钠、绿氧、亚硫酸钠、蒸汽、水一起在150～180℃条件下进行脱木素反应；所述漂白采用CEPH、OQPQP、CEPHAP、CEHAP或CEHP漂白工艺。本发明选用芦苇用作制浆原料，通过控制蒸煮条件、封闭洗选条件、优化漂白工艺条件，能够降低蒸煮硬度，提高纸浆板的强度和白度。

Description

一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法
技术领域
本发明涉及造纸用纸浆板的制备方法，具体涉及一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法。
背景技术
造纸行业是与国民经济发展和社会文明建设息息相关的产业。纸的消费增长速度与国民生产总值增长速度基本同步。近10年来我国对纸张的需求量平均年增长率为8.77％。
我国是森林资源匮乏的国家，木浆造纸原料匮乏，每年国产木浆不到国内所需量的10％，绝大部分生产原料需进口木浆及废纸来弥补原料的缺口。近期，国际能源和木材价格上涨加大了造纸成本，国际市场纸浆价格普遍上升，带动纸浆价格上升。目前，国内众多造纸企业主要采用非木浆尤其是草浆取代进口木浆以降低生产成本。
化学纸浆或化学浆一般是通过蒸煮纤维原料所获得的纸浆，由蒸煮所获得的化学浆通常要进行许多脱木素和/或漂白处理阶段，开始的几个阶段是通过蒸煮来完成脱木素，接着是漂白阶段。
在结束这些脱木素和漂白处理时，纸浆通常有一个符合行业标准的白度和很低的卡伯值(Kappa number)，同时保留良好的机械性能，即没有明显的纤维素降解。
现有的草浆生产工艺得到的低质量纤维难以满足最终市场产品的强度、耐久性以及光亮度要求；其纸浆漂白工艺一般采用氯气、碱处理、次氯酸盐或两次次氯酸盐或一次次氯酸盐漂白工艺，将草类漂白浆的白度漂白到76％左右。由于产业原料结构不合理，国产纸和纸板的质量多数为中低档产品，高档纸品严重短缺，大部分依赖进口，市场缺口大。
发明内容
本发明的目的是提供一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法，采用该方法获得的纸浆板的白度和强度均高于目前市场上销售的草类浆板的白度和强度。
为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：
一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法，依次包括备料、蒸煮、洗选、漂白和抄浆工序，其中，所述蒸煮是将苇片和氢氧化钠、绿氧、亚硫酸钠、蒸汽、水一起在150～180℃条件下蒸煮0.45～3.0小时，其中以苇浆总重量计氢氧化钠占12％～23％、绿氧占0.02％～0.2％、亚硫酸钠占0.1％～5.0％。
其中，所述漂白采用CEPH、OQPQP、CEPHAP、CEHAP或CEHP漂白工艺。
其中，所述CEPH漂白工艺C段用氯量3％～6％，浆料浓度2％～4.5％，室温条件下反应；EP段为双氧水强化的碱处理段用碱量2％～5％，浆料浓度8％～12％，双氧水用量0.5％～3.5％，温度50～70℃；H段用碱量2％～5％，浆料浓度8％～12％，漂率1.5％～6.0％，温度30～50℃。上述重量百分比是基于绝干苇浆的含量，所用碱为苛性碱，如NaOH或KOH。
上述高锰酸钾值(K值)的概念是用高锰酸钾值表示的未漂浆硬度，硬度的定义是造纸纤维原料经过蒸煮后，所得到纸浆中残留的木素和其它还原性有机物的量。
其中，洗选后所得苇浆残碱控制在0.2g/l以下。
其中，所述洗选采用封闭筛选，具体是利用真空洗浆机和单辊挤浆机将蒸煮黑液从未漂浆料中提取出来，并经筛选除去所含有的纤维束片和尘沙成为细浆。
本发明选用芦苇用作制浆原料，通过控制蒸煮条件、封闭洗选条件、优化漂白工艺条件，能够降低蒸煮硬度，提高纸浆板的强度和白度。。本发明洗选后未漂细浆尘埃≤3500mm2/500g浆，漂白浆尘埃控制在≤450mm2/500g浆；漂白浆板的白度不低于84％，高于目前市场上销售的草类浆板76％的白度，并且漂白浆强度高，裂断长达到了4500m，显著高于现有技术草类浆板的断裂长是3800m。
具体实施方式
本发明提供一种使用芦苇为纤维原料来源的纸浆板制备工艺，其基本工艺过程包括：原料首先经备料包括除杂并切成料片，然后用蒸煮液蒸煮成为粗浆，粗浆经洗选去除蒸煮废液，并经筛选除杂以除去所含有的纤维束片和尘沙成为细浆，细浆经漂白和抄浆得到漂白浆板。
本发明中具体使用的芦苇的产地是新疆的博斯腾湖。芦苇在冬季采割上岸后，人工打成长度80cm，重量60～80kg的苇包，苇包通过干法备料或湿法备料，切成长2.5～5.0cm的苇片，再到连续蒸煮器和蒸球中蒸煮。
蒸煮是将纤维原料在高温、高压、碱性条件下，依靠蒸煮液中的OH-、SH-将连接木素大分子间的一些键断开，使木素溶解而从纤维细胞壁和胞间层中脱除出来，溶解纤维原料中的木素、半纤维素，保留纤维素。苇片经脱木素后即分散成为纤维状态。本发明具体采用天津轻机厂从瑞典顺智公司引进连续蒸煮器，在蒸煮工序中向蒸煮液中加入苛性碱如氢氧化钠或氢氧化钾，蒸煮助剂绿氧和亚硫酸钠，并控制反应时间和温度，缩短了蒸煮时间，降低了蒸煮硬度，能有效地保护纤维，阻止纤维剥皮反应，成浆纤维强度大，浆得率高，浆匀度好。其中，蒸煮后苇浆的硬度以高锰酸钾值计为10～15，连续蒸煮器的高锰酸钾值不超过13.5，蒸球硬度的高锰酸钾值不超过15。
洗选是将蒸煮后的粗浆进行洗涤和筛选以去除废液和杂质，本发明具体采用封闭筛选的方式，利用真空洗浆机和单辊挤浆机将蒸煮黑液从未漂浆料中提取出来，并经筛选除去所含有的纤维束片和尘沙成为细浆。洗选出的废液则由碱回收系统制成蒸煮液，重复使用。本发明洗选后未漂细浆尘埃≤3500mm2/500g浆，洗选后所得苇浆残碱控制在0.2g/l以下。
漂白是将上述细浆采用多段漂白处理，具体可采用CEPH、OQPQP、CEPHAP、CEHAP或CEHP漂白工艺。CEpH三段漂白工艺具体是C用氯气漂白，Ep用双氧水强化的碱处理，H为次氯酸盐漂白；OQPQP漂白工艺为：O为氧脱木素漂白工艺、Q为螯合剂处理工艺、P为双氧水漂白；CEPHAP漂白工艺为：C为氯气漂白、EP为双氧水强化的碱处理漂白、H为次氯酸盐漂白、A为酸处理、P为双氧水漂白；CEHAP漂白工艺为：C为氯气漂白、E为用氢氧化钠处理漂白浆、H为次氯酸盐漂白、A为酸处理工艺、P为双氧水漂白；CEHP漂白工艺为：C为氯气漂白工艺、E为用氢氧化钠处理漂白浆、H为次氯酸盐漂白、P为双氧水漂白。
以CEpH三段漂白为例具体说明漂白工艺。C段用氯量3％～6％，浆料浓度2％～4.5％，室温条件下反应；EP段为双氧水强化的碱处理段用碱量2％～5％，浆料浓度8％～12％，双氧水用量0.5％～3.5％，温度50～70℃；H段用碱量2％～5％，浆料浓度8％～12％，漂率1.5％～6.0％，温度30～50℃。漂白工序采用控制进氯化塔阀门开度的方式稳定漂白工段过浆量，上述EP段碱处理后的浆料白度从50％～55％提高到60％～65％，H次氯酸盐段浆料的白度从80％～82％提高到不小于84％。
抄浆是将漂白浆料中的水份用蒸汽为间接加热源，加热蒸发，得到水份20％左右的漂白浆板。本发明中抄浆工序具体采用12#和7#长网多缸浆板机(7#浆板机是鸭绿江丹东造纸机械厂的产品，12#浆板机是上海造纸机械厂产品)。
经上述处理后的漂白浆板的白度不低于84％，高于目前市场上销售的草类浆板76％的白度，并且漂白浆强度高，裂断长达到了4500m，显著高于现有技术草类浆板的断裂长是3800m。
实施例1
博斯腾湖的芦苇在冬季采割上岸后，人工打成长度80cm，重量80kg的苇包，苇包通过干法备料，切成长5.0cm的苇片，再到连续蒸煮器和蒸球中，苇片和以苇浆总重量计占12％的氢氧化钠、0.02％的绿氧、0.1％的亚硫酸钠、蒸汽、水一起在温度180℃条件下蒸煮，苇浆的未漂浆硬度(高锰酸钾值)为10，随后未漂苇浆用洗浆机提取出蒸煮的废液--黑液，并用压力筛提取出未蒸解的粗大纤维束，再进入漂白工段，漂白采用双氧水强化碱处理的CEPH漂白工艺，C段为氯化段用氯量6％，浆料浓度4.5％，室温条件下反应；EP段为双氧水强化的碱处理段，其中NaOH占5％，浆料浓度12％，双氧水用量3.5％，温度70℃；H段中NaOH占5％，浆料浓度12％，漂率6.0％，温度50℃。将漂白浆料中的水份用蒸汽为间接加热源，加热蒸发，得到水份20％左右的漂白浆板。
实施例2
博斯腾湖的芦苇在冬季采割上岸后，人工打成长度80cm，重量60kg的苇包，苇包通过湿法备料，切成长2.5cm的苇片，再到连续蒸煮器和蒸球中，苇片和以苇浆总重量计占20％的氢氧化钠、0.1％的绿氧、3％的亚硫酸钠、蒸汽、水一起在温度150℃条件下蒸煮，苇浆的未漂浆硬度(高锰酸钾值)15，随后未漂苇浆用洗浆机提取出蒸煮的废液--黑液，并用压力筛提取出未蒸解的粗大纤维束，再进入漂白工段，漂白采用双氧水强化碱处理的CEPH漂白工艺，C段为氯化段用氯量3％，浆料浓度2％，室温条件下反应；EP段为双氧水强化的碱处理段，其中NaOH占2％，浆料浓度8％，双氧水用量0.5％，温度50℃；H段中NaOH占2％，浆料浓度8％，漂率1.5％，温度30℃]。将漂白浆料中的水份用蒸汽为间接加热源，加热蒸发，得到水份20％左右的漂白浆板。
实施例3
博斯腾湖的芦苇在冬季采割上岸后，人工打成长度80cm，重量70kg的苇包，苇包通过干法备料和湿法备料，切成长4cm的苇片，再到连续蒸煮器和蒸球中，苇片和以苇浆总重量计占23％的氢氧化钠、0.2％的绿氧、5％的亚硫酸钠、蒸汽、水一起在温度160℃条件下蒸煮，苇浆的未漂浆硬度(高锰酸钾值)12，随后未漂苇浆用洗浆机提取出蒸煮的废液--黑液，并用压力筛提取出未蒸解的粗大纤维束，再进入漂白工段，漂白采用双氧水强化碱处理的CEPH漂白工艺，C段为氯化段用氯量5％，浆料浓度3％，室温条件下反应；EP段为双氧水强化的碱处理段，其中NaOH占4％，浆料浓度10％，双氧水用量2％，温度60℃；H段中NaOH占3％，浆料浓度10％，漂率4％，温度40℃。将漂白浆料中的水份用蒸汽为间接加热源，加热蒸发，得到水份20％左右的漂白浆板。
需要指出的是，本发明的保护范围不限于上述实施方式所述的技术方案，而应以权利要求书所述的实质内容为准，任何可能的工艺参数的改变只要不脱离本发明权利要求的实质内容均属于本发明所保护的范围。

Claims (1)

1.一种以芦苇为原料制备纸浆板的方法，依次包括备料、蒸煮、洗选、漂白和抄浆工序，其特征在于，所述备料是指芦苇在冬季采割上岸后，人工打成长度80cm，重量60～80kg的苇包，苇包通过干法备料或湿法备料，切成长2.5～5.0cm的苇片，再到连续蒸煮器中蒸煮；所述蒸煮是将苇片和氢氧化钠、绿氧、亚硫酸钠、蒸汽、水一起在150～180℃条件下在连续蒸煮器中蒸煮0.45～3.0小时，其中以苇浆总重量计氢氧化钠占12％～23％、绿氧占0.02％～0.2％、亚硫酸钠占0.1％～5.0％；所述漂白采用CEPH漂白工艺，其中C段用氯量3％～6％，浆料浓度2％～4.5％，室温条件下反应，EP段为双氧水强化的碱处理段用碱量2％～5％，浆料浓度8％～12％，双氧水用量0.5％～3.5％，温度50～70℃；H段用碱量2％～5％，浆料浓度8％～12％，漂率1.5％～6.0％，温度30℃～50℃；所述洗选采用封闭筛选，具体是利用真空洗浆机和单辊挤浆机将蒸煮黑液从未漂浆料中提取出来，并经筛选除去所含有的纤维束片和尘沙成为细浆，洗选后所得苇浆残碱控制在0.2g/l以下；所述抄浆是将漂白浆料中的水份用蒸汽为间接加热源，加热蒸发，得到水份20％的漂白浆板。
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