CN102535237A - 一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法，涉及阔叶木木片的烘干和压缩方法、压缩木片的硫酸盐法制浆工艺。本发明解决了散装阔叶木木片容重小、运输效率低、存储空间大等难题，同时对阔叶木压缩木片提出有针对性的硫酸盐法制浆工艺方案。相比未压缩木片，阔叶木木片经过烘干并压缩后，体积减至自然堆积时的1/3～1/4左右，可大幅度提高运输效率、降低运输成本；在相同的硫酸盐法蒸煮工艺条件下，成浆筛渣率减少20～50％；在达到相同的成浆硬度指标的前提下，蒸煮化学品用量减少2～5％，可以减少制浆成本、降低制浆废液污染负荷；在打浆至相同打浆度时，打浆时间缩短8～25％，可以明显降低打浆能耗。

Description

一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法
技术领域
本发明属于制浆造纸领域，是一种将阔叶木木片压缩成便于运输的方块然后进行硫酸盐法制浆的方法，涉及阔叶木木片的烘干和压缩方法、压缩木片的硫酸盐法制浆工艺。
背景技术
目前，国内制浆造纸企业所需纤维原料除少部分能够由自营林场供应或工厂周边收购外，大部分需要经过国内长途运输或从东南亚、澳洲等地跨国、跨洋运输来获取。但是由于木片自然堆积密度较小，因此木片运输又成为一个低效率、高成本的过程。如何提高木片运输的效率、降低原料运输成本，是制浆造纸企业急切盼望解决的难题。
木片作为一种植物组织，具有较弱的机械强度，因此经过机械压缩的阔叶木木片将不可避免地受到损伤，从而对其制浆造纸性能产生一定影响，如何将负面影响降至最低，保证制浆造纸企业生产出合格的浆纸产品，也是压缩木片能否获得行业认可的关键所在。
基于以上两点原因，本发明解决了散装阔叶木木片容重小、运输效率低、存储空间大等难题，同时对经过机械压缩的阔叶木木片提出有针对性的硫酸盐法制浆工艺方案，保证压缩木片的成浆质量。
发明内容
阔叶木削片后，经机械加压使其从松散的低容重状态变成形状规则的高密度长方体，然后以硫酸盐法进行制浆。
本发明的工艺流程如图1所示，具体实施方案如下：
(1)备料：将阔叶木原料用削片机切削成长20～30mm、宽20～40mm、厚1.5～2.5mm的木片，筛除其中的碎渣和泥沙；
(2)烘干：将阔叶木木片用滚筒式干燥机或网带式干燥机在100～180℃下烘干20～40min，至木片含水率为10～20％；
(3)压缩：将烘干后的阔叶木木片用全自动挤压机在400～800kg/cm2的压力下压缩成长为150-340mm、宽为75-340mm、高为60-140mm的长方体；
(4)蒸煮：采用硫酸盐法对阔叶木压缩木片进行蒸煮，总碱用量13～19％(相当于绝干原料重量的百分比，以NaOH计)，硫化度15～25％，液比1∶6～1∶3，最高温度150～170℃，升温时间100～180min，保温时间60～150min；
(5)打浆：对阔叶木压缩木片的硫酸盐浆进行打浆，打浆浓度、下刀轻重以尽量减少纤维切断为原则。
与常规的阔叶木木片硫酸盐法制浆方法相比，本发明的特点在于：
(1)阔叶木木片经过烘干并压缩后，体积减至自然堆积时的1/3～1/4左右，可以大幅缩小运输和存储空间、提高运输效率、降低运输成本，并且压缩木块性状规则，容易堆积码放，也可以提高短距离搬运的工作效率。
(2)阔叶木压缩木块完全由足够的机械作用压制成型，不添加任何的胶黏剂，对自然环境不增加任何的污染，木块遇水后可以马上膨胀散开，无需增加相关破解设备。
(3)阔叶木木片经过机械挤压后，原有的物理结构受到一定程度的破坏，为蒸煮过程中药液的渗透提供了有利条件，使蒸煮筛渣率明显降低，这将大大有益于木材密度较大的桉木、相思木等硬木原料的蒸煮。基于同样的原因，在达到相同成浆硬度指标的前提下，阔叶木压缩木片的蒸煮可比未压缩木片节约一定量的化学品，这样可以降低制浆成本和制浆废液的污染负荷。
(4)由于吸收机械能后原有的细胞壁层间结构受到破坏，阔叶木压缩木片的硫酸盐浆在受到较少的打浆作用时即可实现细胞壁外层的破除和内层的分丝帚化，打浆时间明显缩短，非常有利于打浆能耗的降低。
(5)以阔叶木压缩木块为原料的硫酸盐法制浆，只需要对制浆化学品用量和打浆工艺参数进行微调，无需更换生产设备和工艺流程，不会为制浆造纸企业带来投资风险。
附图说明
图1为本发明的阔叶木木片压缩及制浆工艺流程，图2为常规阔叶木制浆工艺流程。
具体实施方式
以桉木木片为原料，对桉木压缩木片和未压缩木片均以硫酸盐法制浆，分别比较本发明所涉及的相同制浆工艺条件下的成浆性能差异和达到相同成浆性能所需的制浆工艺条件差异。
实施例1
对桉木木片进行烘干、压缩的工艺条件：取桉木木片，在105℃下烘干至含水率为15％，然后在300kg/cm2的压力下将桉木木片压缩成15cm×7.5cm×6cm的长方体木块。
分别取压缩和未压缩的桉木木片2kg(绝干)以下列工艺条件进行硫酸盐法制浆：总碱16％(以NaOH计)，硫化度25％，最高温度170℃，保温100min，升温120min，液比1∶4.5。
两种成浆均采用0.25mm缝筛进行筛选，然后用PFI打浆机打浆，打浆浓度10％，目标打浆度44°SR。
成浆抄纸定量为60g/m2，浆张性能均按照造纸工业标准方法进行检测。
桉木压缩木片与未压缩木片的制浆性能对比如表1所示。
表1
  性能指标   压缩木片   未压缩木片
  容重(风干吨/m3)   0.98   0.23
  筛渣率/％   0.30   0.41
  kMnO4值   10.65   11.95
  打浆时间/s   270   297
  白度/％ISO   33.15   32.65
  抗张指数N·m/g   63.92   61.97
  撕裂指数/mN·m2·g-1   7.50   8.05
  耐破指数/kPa·m2·g-1   1.82   2.00
由表1可知，相比未压缩桉木木片，压缩后的桉木木片容重提高了3倍以上，成浆筛渣率降低了26.8％，kMnO4值降低了1.3，成浆白度提高了1.5个单位；在PFI打浆至44°SR时，桉木压缩木片的硫酸盐浆打浆时间缩短了9.1％，浆张强度性能没有显著变化。
实施例2
在达到相同成浆硬度的前提下，桉木压缩木片与未压缩木片的制浆工艺参数对比如表2所示。
表2
Figure BSA00000643945800051
由表2可知，在达到相同的成浆kMnO4值时，相比未压缩木片，桉木压缩木片的蒸煮总碱用量减少了0.6个百分点，蒸煮最高温度下调了5℃，升温时间延长了5min，蒸煮条件更加温和，PFI打浆至44°SR所需时间减少了8.33％，说明通过本发明可以降低制浆化学品和能量消耗。

Claims (5)

1.一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法，其特征在于，阔叶木削片后，经烘干和机械压缩使其从松散的低密度状态变成形状规则的高密度长方体，然后以硫酸盐法进行制浆，具体包括以下步骤：
(1)备料：将阔叶木原料用削片机切削成尺寸合格的木片，筛除其中的碎渣和泥沙；
(2)烘干：将阔叶木木片用滚筒式干燥机或网带式干燥机在70-230℃烘干20～40min，使木片含水率最适宜进行机械压缩；
(3)压缩：将烘干后的阔叶木木片用全自动挤压机在200-800kg/cm2压缩成长为150-340mm、宽为75-340mm、高为60-140mm的长方体；
(4)蒸煮：采用硫酸盐法对阔叶木压缩木片进行蒸煮，总碱用量13～19％(相当于绝干原料重量的百分比，以NaOH计)，硫化度15～25％，液比1∶6～1∶3，最高温度150～170℃，升温时间100～180min，保温时间60～150min；
(5)打浆：对阔叶木压缩木片的硫酸盐浆进行打浆，打浆浓度、下刀轻重以尽量减少纤维切断为原则。
2.如权利要求1所述的一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法，其特征在于，步骤(1)中所述的阔叶木为杨木、桉木、枫木、相思木、桦木、樟木、水曲柳、榆木、槭木、椴木中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法，其特征在于，在步骤(2)中阔叶木木片被烘干的温度为100～180℃，木片最适宜进行机械压缩的含水率为10～15％。
4.如权利要求1所述的一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法，其特征在于，在步骤(3)中阔叶木木片被压缩成型的机械压力为200～800kg/cm2。
5.如权利要求1所述的一种阔叶木压缩木片的硫酸盐法制浆方法，其特征在于，在步骤(5)中阔叶木压缩木片的硫酸盐浆打浆原则为高浓、轻刀打浆。
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