CN102002876A

CN102002876A - 一种草类原料无氯无硫清洁制浆方法

Info

Publication number: CN102002876A
Application number: CN 201010284034
Authority: CN
Inventors: 王胜强; 于宏兵
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2011-04-06

Abstract

一种草类原料无氯无硫清洁制浆方法，涉及造纸制浆领域。本发明草类原料无氯无硫清洁制浆方法，是将破碎除尘后的草类原料与催化剂、表面活性剂、漂白剂组成的药液在反应釜内搅拌混合，搅拌，反应后得到漂白浆；药液与纸浆分离后，再补充少量药液后循环使用。本发明与传统工艺相比的优点：本方法通过一步反应得到漂白浆，操作简单，能耗和成本低；本制浆方法纸浆得率和白度高，可以直接筛选，无需洗涤和二次漂白；制浆过程采用无氯无硫工艺，无废水排放，大大降低了对环境的污染；投资少，见效快，便于充分利用农村废弃秸秆资源，有利于大面积推广应用。

Description

一种草类原料无氯无硫清洁制浆方法

技术领域

本发明涉及造纸制浆领域，具体地说是一种草类原料无氯无硫制浆方法。

背景技术

我国草类秸秆种类多、数量大、分布广，每年秸秆产量近7亿吨。目前草浆造纸技术主要采用化学制浆(碱法或酸法)工艺，环境污染严重，治理难度大，产生大量黑液无法处理，酸碱回收成本太高，严重限制了大量草类秸秆的利用，简单的焚烧处理方法既污染环境又浪费大量资源。

造纸原料草类秸秆主要由纤维素、半纤维素、木质素等成分组成。高得率清洁制浆技术的目的主要是提高纸浆得率和消除制浆造纸过程产生的污染。提取木质素得到纤维素的方法，可以分为以下五类：(1)碱法制浆，使用碱液处理植物原料。根据所用的碱料不同，又分为石灰法、烧碱法和硫酸盐法三种。(2)亚硫酸盐法，此法又分为酸性亚硫酸盐法、亚硫酸氢盐法、中性和碱性亚硫酸盐法几种。(3)有机溶剂法。(4)热磨机械法。(5)生物分离法。以上木质素、纤维素分离方法有各自的优缺点：碱法和亚硫酸盐法使用的溶剂均为水，制浆得到的大量废水(制浆黑液或红液)中，含有大量的有机物，尤其是木质素，不仅造成环境污染还造成资源的大量浪费。碱法和亚硫酸盐法大量使用含有硫的催化剂，在反应完成后，生成的SO₂或H₂SO₄很容易造成环境污染和反应设备的腐蚀。在热磨机械法中，由于已经将原料磨碎，故对制得的纤维的性质改变很大，如纤维长度，韧性等，对抄造出的纸张的影响很大。在生物处理法中，某些白腐菌的选择性很差，它不仅降解木质素，而且降解纤维素和半纤维素，这也极大地限制了此方法的实际应用；而白腐菌处理效率低，周期长，使得生物制浆法无法在工业生产中实施。要使麦草浆实现产业化，还需要解决成浆白度低、可漂性差的问题，我国碱法麦草浆的漂白多数采用次氯酸盐漂白，漂白废水中含有大量的有机氯化物，其污染负荷大，对环境造成了极大的危害。随着环保要求的日益严格，这些污染严重的制浆方式无疑会被全无氯无硫清洁制浆工艺所取代。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易行，成本较低的无氯无硫清洁制浆方法。

本发明草类原料无氯无硫清洁制浆方法，是将破碎除尘后的草类原料与催化剂、表面活性剂、漂白剂组成的药液在反应釜内搅拌混合，搅拌，反应后得到漂白浆；药液与纸浆分离后，再补充少量药液后循环使用。

所述的催化剂由硅酸钠，碳酸钠，过氧化钠的混合物组成，它们之间的比例范围分别为5％～60％、10％～75％、10％～75％，催化剂还可以包括氧化镁，其在催化剂中所占比例为0～20％。催化剂总用量为绝干草类原料的2％～8％。

所述的表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠中的一种或几种，其用量为绝干原料重量的0.10％～1.0％。

所述的漂白剂为双氧水溶液，其浓度为4％～30％，漂白剂用量为绝干原料的30.0％～90.0％。

所述草类原料无氯无硫清洁制浆方法，制浆过程的反应压力是常压下，温度50℃～90℃下，反应1.0～2.5小时或温度100℃～110℃下，反应0.5～1.0小时。

药液与纸浆分离后循环使用，无废水排放。将草类原料的蒸煮、疏解和漂白工艺耦合，对麦草中的木质素改性，提高纸浆得率，提高纸浆白度，减少废水排放，消除环境污染

本发明与传统工艺相比的优点：

1)本方法通过一步反应得到漂白浆，操作简单，能耗和成本低。

2)本制浆方法纸浆得率和白度高，可以直接筛选，无需洗涤和二次漂白。

3)制浆过程采用无氯无硫工艺，无废水排放，大大降低了对环境的污染。

4)投资少，见效快，便于充分利用农村废弃秸秆资源，有利于大面积推广应用。

具体实施方式

下面列举实施例子，说明草类原料无氯无硫清洁制浆的方法。

实施例1：

干麦草经备料破碎为3-7厘米，除尘后加入反应器内，按照1∶10液比加入配好的药液，药液中加入的硅酸钠、碳酸钠、过氧化钠、氧化镁、27％的浓度的双氧水、十六烷基磺酸钠的量分别为绝干草重量的1％、2％、2％、0.5％、50％、0.30％，在100℃下，在搅拌作用下反应40分钟得到漂白浆。纸浆得率71％，白度78°。

实施例2：

干麦草经备料破碎除尘后加入反应器内，按照1∶14液比加入配好的药液，药液中加入的硅酸钠、碳酸钠、过氧化钠、氧化镁、27％的浓度的双氧水、十二烷基苯磺酸钠的量分别为绝干草重量的1％、3％、3％、0.5％、60％、0.40％，在80℃下，在机械装置搅拌下反应120分钟得到漂白浆。制浆得率77％，白度75°。

Claims

1.一种草类原料无氯无硫清洁制浆方法，其特征是，破碎除尘后的草类原料与催化剂、表面活性剂、漂白剂组成的药液在反应釜内搅拌混合，搅拌，反应后得到漂白浆；药液与纸浆分离后，再补充少量药液后循环使用。

2.根据权利要求1所述草类原料无氯无硫清洁制浆方法，其特征是，催化剂由硅酸钠，碳酸钠，过氧化钠的混合物组成，它们之间的比例范围分别为5％～60％、10％～75％、10％～75％，催化剂总用量为绝干草类原料重量的2％～8％。

3.根据权利要求2所述草类原料无氯无硫清洁制浆方法，其特征是，催化剂还包括氧化镁，其在催化剂中所占比例为0～20％。

4.根据权利要求1所述草类原料无氯无硫清洁制浆方法，其特征是，表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠中的一种或几种，其用量为绝干原料重量的0.10％～1.0％。

5.根据权利要求1所述草类原料无氯无硫清洁制浆方法，其特征是，漂白剂为双氧水溶液，其浓度为4％～30％，漂白剂用量为绝干原料的30.0％～90.0％。

6.根据权利要求1所述草类原料无氯无硫清洁制浆方法，其特征是，制浆过程的反应压力是常压下，温度50℃～90℃下，反应1.0～2.5小时或温度100℃～110℃下，反应0.5～1.0小时。