CN103422380B

CN103422380B - 一种针叶木高得率制浆的方法

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Publication number: CN103422380B
Application number: CN201310353940.4A
Authority: CN
Inventors: 庞志强; 陈嘉川; 董翠华; 杨桂花; 刘玉; 王振
Original assignee: Qilu University of Technology
Current assignee: Qilu University of Technology
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2033-08-15
Also published as: CN103422380A

Abstract

本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种针叶木高得率制浆的方法。该针叶木高得率制浆的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：（1）化学处理；（2）磨浆；（3）洗涤、消潜。本流程针对针叶木结构和化学组成的特点，设计了化学预处理、机械挤压、蒸汽爆破、漂白处理和机械磨浆技术及其合理组合，生产出了高质量的针叶木高得率浆，通过化学预处理和物理机械处理强化纤维软化分离，减少了纤维的机械损伤，提高了纸浆的物理强度和光学性能，降低了HYP制浆能耗，降低了生产成本。

Description

一种针叶木高得率制浆的方法

（一）技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种针叶木高得率制浆的方法。

（二）背景技术

高得率浆的范围很广，一般来说，制浆得率超过化学浆的都称高得率浆。主要具有以下优点：得率高（85～95%），纤维损失少；化学药剂用量少，生产成本低；设备较简单，基建投资省，建厂规模较小；原料适应范围广及产品用途多、废液污染少；浆中含有细小和相对挺硬的纤维，成纸松厚度好。目前增长速度很快，是发展的主要浆种。

高得率制浆过程主要包括温和化学处理和机械磨浆，制浆过程中保留了大部分木素，相应成纸不透明度高，印刷吸墨性好。随着对纸张品质要求的提高，同时，造纸企业在环保节能的基础上也更加追求效益的提高，高得率制浆技术作为具有较好的机械性能以及较高的得率的迅速发展新兴制浆技术，其在以后的制浆造纸工业中必将得到更好、更快的发展。而与高得率制浆技术息息相关的制浆设备也将会得到进一步的改进与发展。因此，设计优化高得率制浆技术和流程对于改善纸浆性能，减轻污染负荷，降低生产能耗，进而降低生产成本，创造经济效益至关重要。

（三）发明内容

本发明提供了一种降低生产能耗，提高纸浆品质的针叶木高得率制浆的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种针叶木高得率制浆的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

（1）化学处理：针叶木木片加入化学药液A进行第一段化学处理，然后进行高压爆破处理，再加入化学药液B进行第二段化学处理，其中化学药液A包括占针叶木木片质量0.5-1.5%的NaOH，4.0-12.0%的Na₂SO₃，0.1-0.2%的顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，0.1-0.2%的脂肪酸甲酯磺酸钠，0.1-0.2%的硬脂酸聚氧乙烯酯，化学药液B包括占针叶木木片质量3.2-4.6%的NaOH，3.0-4.8%的H₂O₂，2.0-5.0%的Na₂SiO₃，0.01-0.10%的MgSO₄，0.05-0.5%的乙二胺四乙酸；

（2）磨浆：化学处理后，进行磨浆处理；

（3）洗涤、消潜：磨浆后的纸浆进行洗涤、消潜处理得到针叶木高得率浆。

本发明的阔叶木高得率浆的生产方法，步骤（1）中，第一段化学处理后进行挤压处理。

本发明的阔叶木高得率浆的生产方法，木片挤压采用压缩比为4:1的压缩比进行挤压，爆破的处理的压力1.1-1.6MPa，时间3-5min。

本发明的阔叶木高得率浆的生产方法，第一段化学处理为温度110-145℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温时间50min，保温时间30-90min，在浆的质量浓度20-25%，温度70-80℃，进行第二段化学处理，处理时间为50-70min，然后进行第一段磨浆，再继续第二段化学处理，最后进行第二段磨浆。

本发明的有益效果是：本流程针对针叶木结构和化学组成的特点，设计了化学预处理、机械挤压、蒸汽爆破、漂白处理和机械磨浆技术及其合理组合，生产出了高质量的针叶木高得率浆，通过化学预处理和物理机械处理强化纤维软化分离，减少了纤维的机械损伤，提高了纸浆的物理强度和光学性能，降低了HYP制浆能耗，降低了生产成本。

（四）具体实施方式

实施例1

采用常规爆破法生产落叶松高得率浆，生产流程为：100kg落叶松木片先经化学处理、爆破、一段磨浆、二段磨浆，然后经洗涤、消潜，再漂白、洗涤制浆。化学预处理条件为：1.0kgNaOH，14.5kgNa₂SO₃，温度150℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温70min，保温35min，化学处理后采用压力1.85MPa，时间5min高压爆破处理木片。漂白工艺条件为：4.0kgNaOH，4.2kgH₂O₂，3kgNa₂SiO₃，0.05kgMgSO₄，0.3kg乙二胺四乙酸，温度70℃，浆的质量浓度15%，时间120min。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为51.2OSR，能耗为1851kW·h/t浆，制浆得率84.6%，白度76.8%ISO，松厚度2.16cm³·g^-1，耐破指数2.94KPa·m²·g^-1、抗张指数42.5N·m/g，撕裂指数2.81mN·m²·g^-1，成本3945元/吨。

采用本发明技术进行落叶松HYP浆生产。100kg落叶松木片首先进行一段化学处理，处理条件为：化学药液A包括1.0kgNaOH，8.5kgNa₂SO₃，0.15kg顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，0.2kg脂肪酸甲酯磺酸钠，0.1kg硬脂酸聚氧乙烯酯，温度125℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温时间50min，保温时间30min。处理后采用4:1的压缩比挤压处理木片，挤压后采用压力1.1MPa，时间5min。高压爆破处理木片，之后采用进行第二段化学处理，处理条件为：化学药液B包括4.0kgNaOH，4.2kgH₂O₂，3.5kgNa₂SiO₃，0.05kgMgSO₄，0.2kg乙二胺四乙酸，在浆的质量浓度25%温度80℃处理50min后进行第一段磨浆，然后继续在浆的质量浓度23%温度70℃处理70min后进行第二段磨浆，磨浆后的纸浆进行洗涤、消潜处理，得到落叶松HYP浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为51.0OSR，能耗为1635kW·h/t浆，制浆得率86.7%，白度79.9%ISO，松厚度2.14cm³·g^-1，耐破指数3.15KPa·m2·g-1、抗张指数46.7N·m/g，撕裂指数2.99mN·m²·g^-1，吨纸成本3714元。与常规爆破法制浆技术相比，磨浆能耗降低了11.7%，相同漂白剂用量情况下白度提高了3.1%ISO，纸浆物理强度得到显著改善，生产成本降低了231元/吨。相比较常规爆破法制浆，化学预处理温度高，预处理药品用量大，制浆得率高；本发明流程可改善漂白性能，相同的化学漂剂用量下漂白浆白度更高。

实施例2

采用APMP（碱性过氧化氢机械制浆）流程制取云杉高得率浆，生产流程为：100kg云杉木片经汽蒸、一段挤压、一段化学浸渍、二段挤压、二段化学浸渍，然后经一段磨浆、洗涤、二段磨浆，最后经消潜制浆。一段化学处理条件为：3.5gNaOH，3.6kgH₂O₂，2.8kgNa₂SiO₃，0.05kgMgSO₄，0.3kg乙二胺四乙酸，温度70℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，时间60min。二段化学处理工艺条件为：3.6kgNaOH，3.8kgH₂O₂，3kgNa₂SiO₃，0.05kgMgSO₄，0.3kg乙二胺四乙酸，温度70℃，木材质量与化学药液A体积的之比为1:4，时间60min。之后进行一段磨、洗涤、二段磨浆和消潜处理，得到云杉APMP纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为51.8OSR，能耗为1762kW·h/t浆，白度77.8%ISO，松厚度2.15cm³·g^-1，耐破指数2.92KPa·m²·g^-1、抗张指数42.8N·m/g，撕裂指数2.86mN·m²·g^-1，成本3942元/吨。

采用本发明技术进行云杉HYP浆生产。100kg云杉木片首先进行一段化学处理，处理条件为：化学药液A包括0.5kgNaOH，4.0kgNa₂SO₃，0.10kg顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，0.15kg脂肪酸甲酯磺酸钠，0.2kg硬脂酸聚氧乙烯酯，温度145℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温时间50min，保温时间50min。处理后采用4:1的压缩比挤压处理木片，挤压后采用压力1.6MPa，时间3min。高压爆破处理木片，之后采用进行第二段化学处理，处理条件为：化学药液B包括3.2kgNaOH，3.0kgH₂O₂，2.0kgNa₂SiO₃，0.01kgMgSO₄，0.05kg乙二胺四乙酸，在浆的质量浓度23%温度75℃处理70min后进行第一段磨浆，然后继续在浆的质量浓度20%温度80℃处理50min后进行第二段磨浆，磨浆后的纸浆进行洗涤、消潜处理，得到云杉HYP浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为51.5OSR，能耗为1594kW·h/t浆，白度80.2%ISO，松厚度2.14cm³·g^-1，耐破指数3.08KPa·m²·g^-1、抗张指数45.9N·m/g，撕裂指数3.05mN·m²·g^-1，吨纸成本3656元/吨。与APMP生产流程相比，在相近的打浆度下，采用本发明流程生产的纸浆的质量得到提升，白度和物理强度得到改善，能耗降低了9.5%，生产成本降低了286元/吨。

实施例3

采用常规BCTMP（漂白化学热磨机械浆）流程生产马尾松高得率浆，生产流程为：木片经化学处理、一段压力磨浆、二段磨浆、洗涤、消潜，然后经漂白、洗涤制浆。化学预处理条件为：1.5kgNaOH，4.0kgNa₂SO₃，温度145℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温50min，保温25min。漂白工艺条件为：4.6kgNaOH，4.8kgH₂O₂，4.0kgNa₂SiO₃，0.05kgMgSO₄，0.3kg乙二胺四乙酸，温度70℃，浆的质量浓度18%，时间150min。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为51.5OSR，能耗为2218kW·h/t浆，白度78.4%ISO，松厚度2.15cm³·g^-1，耐破指数2.78KPa·m²·g^-1、抗张指数38.3N·m/g，撕裂指数2.74mN·m²·g^-1，成本3896元/吨。

采用本发明技术进行马尾松生产HYP浆。木片首先进行一段化学处理，处理条件为：化学药液A包括1.5kgNaOH，12.0kgNa₂SO₃，0.2kg顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，0.1kg脂肪酸甲酯磺酸钠，0.15kg硬脂酸聚氧乙烯酯，温度110℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温时间50min，保温时间90min。处理后采用4:1的压缩比挤压处理木片，挤压后压力1.3MPa，时间4.0min。高压爆破处理木片，之后采用进行第二段化学处理，处理条件为：化学药液B包括4.6kgNaOH，4.8kgH₂O₂，5.0kgNa₂SiO₃，0.10kgMgSO₄，0.5kg乙二胺四乙酸，在浆的质量浓度20%温度70℃处理70min后进行第一段磨浆，然后继续在浆的质量浓度25%温度75℃处理60min后进行第二段磨浆，磨浆后的纸浆进行洗涤、消潜处理，得到马尾松HYP浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为51.5OSR，磨浆能耗为1984kW·h/t浆，白度81.4%ISO，松厚度2.14cm³·g^-1，耐破指数3.15KPa·m²·g^-1、抗张指数42.2N·m/g，撕裂指数2.97mN·m²·g^-1，吨纸成本3650元。与常规技术相比，能耗降低了10.6%，白度提高了3.0%ISO，纸浆物理强度得到显著改善，生产成本降低了246元/吨浆。

上述实施例1-3中列举出的化学处理条件和工艺参数，只是为了说明本发明的技术方案而列举的一部分，本发明的技术方案并不仅仅限于上述的化学品用量及处理工艺，化学品用量的选择是多种多样的，不管哪种用量的组合，本发明所提供的HYP制浆流程都能够生产出高质量的纸浆，大大降低生产成本，这是本领域的技术人员可以根据上述记载能够推测出的，因为无法穷举，在此就不多举例了。其中化学药液为化学试剂加水制成。

Claims

1.一种针叶木高得率制浆的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）化学处理：针叶木木片加入化学药液A进行第一段化学处理，然后进行高压爆破处理，再加入化学药液B进行第二段化学处理，其中化学药液A包括占针叶木木片质量0.5-1.5%的NaOH，4.0-12.0%的Na₂SO₃，0.1-0.2%的顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，0.1-0.2%的脂肪酸甲酯磺酸钠，0.1-0.2%的硬脂酸聚氧乙烯酯，化学药液B包括占针叶木木片质量3.2-4.6%的NaOH，3.0-4.8%的H₂O₂，2.0-5.0%的Na₂SiO₃，0.01-0.10%的MgSO₄，0.05-0.5%的乙二胺四乙酸，第一段化学处理后进行挤压处理；

（2）磨浆：化学处理后，进行磨浆处理；

2.根据权利要求1所述的针叶木高得率制浆的方法，其特征在于：木片挤压采用压缩比为4:1的压缩比进行挤压，爆破的处理的压力1.1-1.6MPa，时间3-5min。

3.根据权利要求1或2所述的针叶木高得率制浆的方法，其特征在于：第一段化学处理为温度110-145℃，木材质量与化学药液A体积之比为1:4，升温时间50min，保温时间30-90min，在浆的质量浓度20-25%，温度70-80℃，进行第二段化学处理，处理时间为50-70min，然后进行第一段磨浆，再继续第二段化学处理，最后进行第二段磨浆。