CN102312386B - 利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，包括投料和蒸煮步骤，将漂白化学纸浆投入到蒸球内，向蒸球内加入水解剂进行蒸煮后，常温下，将蒸球空运转20～40min；升温到110℃～130℃，升温时间30～50min；放汽使压力降为0MPa；然后继续升温到165℃～180℃，升温时间30～50min；然后保温120～180min；最后降温至常温、放料，得到溶解浆；本发明的优点在于：减少了化工原料消耗、简化了工艺流程、提高了产品得率和产品质量、降低了污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘胶纤维的木溶解浆的生产方法，具体地说是一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，属于粘胶纤维生产领域。
背景技术
采用漂白化学纸浆制备溶解浆是解决粘胶纤维行业原料短缺难题的非常重要的一项措施，造纸用的漂白化学纸浆，其中的木素等非碳水化合物类物质的含量已经非常少，因此只需要较为温和的蒸煮工艺就能达到粘胶纤维用溶解浆的质量要求。
专利名称为“纸浆氧解制备溶解浆的方法”，专利号为CN200810044656.8的中国专利，公开了一种纸浆制备溶解浆的方法，该方法是利用木、竹等纸浆制备成粘胶纤维生产的溶解浆。从已知的纸浆制溶解浆方法来看，该方法属于碱精制的方法，该方法虽然可以解决通常传统碱精制法带来的浆粕的反应性能差的缺点，但由于采用较高的碱浓度和碱量，从而造成了碱液回收困难，浆料不易洗涤等问题，而且需增加压榨设备和氧气的消耗，生产成本高。
专利名称为“本色未漂木纸浆改性制备木溶解浆的蒸煮工艺”，专利号为CN 200910263445.8的中国专利，公开了一种纸浆制备溶解浆的蒸煮工艺，该方法提供了一种本色未漂木浆（造纸级）改性制备粘胶纤维用木溶解浆的蒸煮工艺。该方法能制得具有较高含量的甲种纤维素和较高反应性能的溶解浆粕，虽然通过设定适宜的蒸煮温度、蒸煮时间、用碱量等，能够促进药液对纤维细胞壁的破坏，利于药液的渗透，提高了产品质量，但仍然存在着蒸煮用碱消耗量高、污染严重、能耗高等缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，该方法在制浆蒸煮时仅采用水作为水解剂进行蒸煮，从而实现了提升产品质量、简化工艺流程、减少化工料消耗、减少污染物排放的目的。
本发明的技术方案为：
利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法：
（1）投料：将漂白化学纸浆投入到蒸球内，向蒸球内加入水解剂进行蒸煮；水解剂的加入量为绝干原料与水解剂的质量比为1:1.5～5.0；
所述的水解剂为水，水解剂温度为20～100℃。
（2）蒸煮：常温下，将上述步骤（1）中的蒸球空运转20～40min；升温到110℃～130℃，升温时间30～50min；放汽使压力表值降为0.1MP；然后继续升温到165℃～180℃，升温时间30～50min；然后保温120～180min；最后降温至常温、放料，得到溶解浆。
蒸煮后蒸球的球口浆料呈酸性，pH值在3.2～5.6。
对于本发明还有其他替代方案同样能完成本发明目的，以常温的无机酸如盐酸、硫酸或亚硫酸作为水解剂或者以110～120℃的高温饱和水蒸汽作为水解剂来代替水。此类方法的共通之处就在于对漂白化学纸浆的酸性水解蒸煮。
该方法是利用碳水化合物的降解产物：乙醛酸、甘油酸、草酸、甲酸和二氧化碳等有机酸，在高温高压的条件下，能够促使碳水化合物发生酸性水解，从而实现半纤维素降解溶出和纤维素的降聚。
本发明也适用于制备用于纤维衍生物产品的化学溶解浆和精制浆。
本发明的优点在于：
1、减少了化工原料消耗：蒸煮用碱量（以氢氧化钠计）从传统工艺的15～30%（对绝干原料）直接变为零，成本节省效果明显；
2、简化了工艺流程：省去了蒸煮配碱，节省了生产时间，提高了效率；
3、提高了产品得率：蒸煮得率从传统工艺的78～85%（对绝干原料）提高到92～94%，效果显著；
4、提高了产品质量：降低了原料中半纤维素的含量，并改变其结构使其更易溶出，而且因避免了剥皮反应的发生，提高了甲种纤维素含量，甲种纤维素含量比传统工艺提高2%～3%；
提高了浆粕的化学反应性能，在酸性条件下，能够破坏纤维的初生壁，并使初生壁在制浆过程中脱落下来，使富含纤维素的次生壁充分暴露出来，从而提高浆粕在制备粘胶过程中与化学加工药剂NaOH、CS2等的反应能力；
5、降低了污染：产生的黑液有机物浓度CODcr从传统工艺的6×104mg/L以上降低到8×103mg/L以下，减排效果非常显著；
传统碱法、硫酸盐法蒸煮条件下，纤维素在发生碱性降解时，暴露出大量的还原性末端基，同样只有在碱性条件下才发生的剥皮反应，加速对甲种纤维素的破坏，产生大量的低分子物质，水解为多糖并溶解在黑液中，从而增加黑液中的有机物浓度。然而在酸性条件下，仅发生酸性水解，对纤维素起到降聚的作用，而不会发生剥皮反应。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1：
一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，具体操作如下：
将漂白化学纸浆投入到蒸球中，按1:3.5的质量比注入60℃的水，盖紧蒸球的球盖，空运转20分钟后开始升温，一次升温30分钟，温度110℃，压力0.32MPa，放汽至蒸球内压力为0.1MPa；二次升温40分钟，温度172℃，压力0.71MPa，172℃保温时间160分钟。
蒸煮后得到溶解浆pH值3.2，对蒸煮后的溶解浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理，水洗、后精选、抄浆制得成品。
该实施例与常规方法比较结果见下表：
表1. 本实施例与传统碱法制浆工艺的产品指标
。
实施例2：
一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，具体操作如下：
将漂白化学纸浆投入到蒸球中，按1:5.0的质量比注入20℃的清水，盖紧蒸球球盖，空运转30分钟后开始升温，一次升温40分钟，温度120℃，压力0.32MPa，放汽至蒸球内压力为0.1MPa；二次升温30分钟，温度165℃，压力0.64MPa，165℃保温时间180分钟。
蒸煮后得到溶解浆pH值5.6。对蒸煮后的溶解浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理，水洗、后精选、抄浆制得成品。
该实施例与常规方法比较结果见下表：
表2. 本实施例与传统碱法制浆工艺的产品指标
实施例3：
一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，具体操作如下：
将漂白化学纸浆投入到蒸球中，按1:1.5的质量比注入100℃的清水，盖紧蒸球球盖，空运转40分钟后开始升温，一次升温50分钟，温度130℃，压力0.32MPa，放汽至蒸球内压力为0.1MPa；二次升温50分钟，温度180℃，压力0.79MPa，180℃保温时间120分钟。
蒸煮后得到溶解浆的pH值4.4。对蒸煮后的溶解浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理，水洗、后精选、抄浆制得成品。
该实施例与常规方法比较结果见下表：
表3. 本实施例与传统碱法制浆工艺的产品指标
实施例4：
一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，具体操作如下：
将漂白化学纸浆投入到蒸球中，按质量比1:5通入110～120℃的高温饱和水蒸汽，盖紧蒸球球盖，空运转40分钟后开始升温，一次升温50分钟，温度130℃，压力0.32MPa，放汽至蒸球内压力为0.1MPa；二次升温50分钟，温度180℃，压力0.79MPa，180℃保温时间120分钟。
蒸煮后得到溶解浆的pH值5.4。对蒸煮后的溶解浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理，水洗、后精选、抄浆制得成品。
该实施例与常规方法比较结果见下表：
表4. 本实施例与传统碱法制浆工艺的产品指标
实施例5：
一种利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，具体操作如下：
将漂白化学纸浆投入到蒸球中，按质量比1:1.5加入分析纯的盐酸，盖紧蒸球球盖，空运转40分钟后开始升温，一次升温50分钟，温度130℃，压力0.32MPa，放汽至蒸球内压力为0.1MPa；二次升温50分钟，温度180℃，压力0.79MPa，180℃保温时间120分钟。
蒸煮后得到溶解浆的pH值3.4。对蒸煮后的溶解浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理，水洗、后精选、抄浆制得成品。
该实施例与常规方法比较结果见下表：
表5. 本实施例与传统碱法制浆工艺的产品指标
。
从以上实施例可以看出，对漂白化学浆粕采用水解的方法制备溶解浆工艺能够制备出符合质量要求的粘胶纤维用浆粕。由于水解工艺在弱酸环境下进行反应，从而避免了剥皮反应，减少了碱性水解，制浆甲种纤维素含量提升2%以上；制浆污染负荷明显减少；CODcr下降相当明显，由6×104mg/L以上降低到8×103mg/L以下；制浆得率提高5%以上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法，其特征在于，包括以下步骤：
将漂白化学纸浆投入到蒸球内，向蒸球内加入水解剂；水解剂的加入量为绝干原料与水解剂的质量比为1:1.5～5.0；
盖紧蒸球球盖，蒸球空运转20～40min；升温到110℃～130℃，升温时间30～50min；放汽使压力值降为0.1MPa；然后继续升温到165℃～180℃，升温时间30～50min；然后保温120～180min；最后降温至常温、放料，得到溶解浆；
蒸煮后蒸球的球口浆料呈酸性，pH值在3.2～5.6；
水解剂为20～100℃的水或110～120℃的高温饱和水蒸汽。
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