CN104963229A - 一种竹材溶解浆的漂白工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及造纸制浆技术领域，具体涉及一种竹材溶解浆的漂白工艺，其处理步骤包括两段脱木素漂白、第一次洗涤、强酸条件下的二氧化氯漂白、添加漂白剂促进剂、双氧水和氧气强化碱抽提、第三次洗涤、二氧化氯漂白、第四次洗涤和酶处理。与现有技术相比，本发明的漂白工艺通过聚戊糖酶处理，大大提高了浆料的纤维水解度和浆板白度，减少了漂白剂二氧化氯、双氧水的用量，而且简化了生产工艺，有利于节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及造纸制浆技术领域，具体涉及一种竹材溶解浆的漂白工艺。
背景技术
溶解浆广泛应用于纺织粘胶纤维、硝化纤维、醋酸纤维等纤维素衍生物产业，市场需求量巨大。目前新开发的竹材溶解浆市场前景广阔，可以填补我国溶解浆的缺口。然而，在造纸制浆过程中，竹材溶解浆的生产设备和工艺相对落后。现有技术中，竹材溶解浆的漂白工艺主要采用传统的含氯的 C~E~H（C~氯气、E~碱抽提、H~次氯酸盐）三段漂白工艺，该三段漂白工艺具有以下缺陷：1）三段漂白过程耗用大量的漂白剂（主要是二氧化氯、双氧水等化学试剂），不仅使漂白剂的原料成本高，而且产生的废水污染大，后续的废水处理成本相应增大，从而造成制浆的生产成本高，产能低；2）大量使用漂白剂的废水中，特别是氯气和次氯酸盐在漂白过程中会产生如三氯甲烷、二恶英等40多种有机氯化物（AOX），这些有毒物质不但致癌、致畸、毒性大而且难处理，对生态环境和人体健康构成了严重威胁；3）浆料的滤水性能差，导致所制成的浆板的含水量较高，达不到要求；4）传统的三段漂白仍无法满足对白度要求较高的产品需求，容易发生反黄；5）传统工艺为了提高浆料的纯度、使浆料中的纤维素降解，通常在漂白前还需要进行预水解工序，造成工艺复杂、能耗高、而且纤维素降解率较低，最终制得的纸浆纯度较低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够纸浆纯度高、提高浆板白度、降低漂白剂的用量、节约成本的竹材溶解浆的漂白工艺。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种竹材溶解浆的漂白工艺，包括以下处理步骤：
a、两段脱木素漂白：
a1）一段脱木素漂白：
向洗浆机洗涤浓缩后的浆料中加入占风干浆重量2.0%~3.0%的烧碱和1~3kg/admt的硫酸镁，经低压蒸汽加热至90~95℃后送入第一段中浓混合器，在第一段中浓混合器内加入20~25kg/admt氧气混合均匀后进入升/降流式反应管，浆料在升/降流式反应管内的停留时间为5~10min；
a2）二段脱木素漂白：
从第一段降流塔出来的浆料经中压蒸汽加热至95~102℃后，送入第二段中浓混合器，在第二段中浓混合器内加入20~25kg/admt氧气混合均匀，送至升流塔停留60~80min，浆料在升流塔顶部压力达到300~600kPa后，喷放至氧脱喷放槽内，备用；
b、第一次洗涤：
将步骤a得到的浆料经洗浆机洗涤浓缩后，备用；
c、强酸条件下的二氧化氯漂白：
将步骤b得到的浆料送入中浓立管，然后加入硫酸，调节pH值为2.0~3.0，接着用蒸汽将浆料加热至75~85℃后送入中浓混合器，然后向中浓混合器中加入 6~10 kg/admt、浓度为 9.0~10.0 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为 120~150min；
d、第二次洗涤：
浆料从降流塔抽出至洗浆机进行洗涤、浓缩，备用；
e、添加漂白促进剂：
将步骤d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入巴克曼公司生产的型号为AP8138的漂白促进剂原液，控制漂白促进剂添加量为0.2~0.3kg/ admt，温度为75~80℃，pH 值为11.5~12.0；
f、双氧水和氧气强化碱抽提：
将步骤 d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入烧碱、双氧水和氧气，调节 pH 值11.5~12后送入中浓混合器混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为60~70min，温度为80~85℃；
g、第三次洗涤：
经步骤e、f后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
h、二氧化氯漂白：
将步骤g洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入硫酸，调节 pH 值 3.5~4.5后送入中浓混合器，向中浓混合器内加入3~6 kg/admt、浓度为9.0~10.0 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为250~300min，温度为80~85℃；
浆料从漂白反应塔底部抽出时，加入0.5~2kg/admt、浓度为100~120g/l硫代硫酸钠溶液，中和浆料中未反应完的残氯；
i、第四次洗涤：
经步骤h后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
j、聚戊糖酶处理：
将步骤i洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入聚戊糖酶，控制聚戊糖酶添加量为0.05~0.15kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为47~65℃，pH 值为4.5~7.0，经过酶处理后的浆料输送至成品浆塔储存，备用。
优选的，所述步骤j中，聚戊糖酶的添加量为0.08kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为50℃，pH 值为6.0。
优选的，所述步骤j中，聚戊糖酶的添加量为0.12kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为58℃，pH 值为5.0。
优选的，所述步骤j中，聚戊糖酶的添加量为0.15kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为62℃，pH 值为5.5。
优选的，所述步骤e中，漂白促进剂添加量为0.25kg/ admt，温度为78℃，pH 值为11.8。
优选的，所述步骤e中，漂白促进剂添加量为0.2kg/ admt，温度为75℃，pH 值为11.5。
优选的，所述步骤e中，漂白促进剂添加量为0.3kg/ admt，温度为80℃，pH 值为12.0。
本发明的有益效果是：
本发明的一种竹材溶解浆的漂白工艺，依次经过两段脱木素漂白、第一次洗涤、强酸条件下的二氧化氯漂白、第二次洗涤、添加漂白剂促进剂、双氧水和氧气强化碱抽提、第三次洗涤、二氧化氯漂白、第四次洗涤和酶处理的漂白工序。与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明在传统的CEH三段漂白工艺的基础上，采用聚戊糖酶对纸浆进行酶处理，并进一步优化了工艺条件，控制聚戊糖酶添加量为0.05~0.15kg/ admt、反应温度为47~65℃，pH 值为4.5~7.0，经过酶处理后，大大提高了甲种纤维素的水解度，所制得的成品浆的聚合度为450~500，甲种纤维素含量≥93%，从而提高了纸浆的纯度，其质量更好，而且不再需要传统的预水解的工序，从而简化了生产工艺，节约了成本；
（2）本发明进一步优化了两段脱木素、二氧化氯以及双氧水和氧气强化碱抽提工序的工艺条件，在第二次洗涤后添加漂白剂促进剂，控制漂白促进剂添加量为0.2~0.3kg/ admt，温度为75~80℃，pH 值为11.5~12.0，采用该漂白剂促进剂以及结合后续聚戊糖酶的处理能够使漂白处理后制备的浆板的白度达到75~80%，而且不易发生反黄的现象；
（3）本发明通过添加漂白剂促进剂以及结合后续聚戊糖酶的处理，大大降低了漂白剂二氧化氯、双氧水等用量，使二氧化氯的用量下降0.89 kg/ admt，双氧水的用量下降1 kg/ admt，从而使制造每吨纸浆所需的漂白剂成本可降低5.62元，因此，本发明的漂白工艺大大降低了生产成本，在制造相同白度的浆板的条件下，本发明通过减少漂白剂的使用量能够实现每年节省约240万元的巨大经济效益；
（4）由于本发明整个漂白工序大大减少了漂白剂二氧化氯、双氧水等用量，从而降低了废水中的有害物质及后续废水处理难度；
（5）本发明通过添加漂白剂促进剂以及聚戊糖酶处理，能够显著提高浆料的滤水性能，降低浆板的含水量，从而有利于提高浆板的产能。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的一种竹材溶解浆的漂白工艺的流程图。
具体实施方式
结合以下实施例及附图对本发明作进一步说明。
实施例1。
本发明的一种竹材溶解浆的漂白工艺，如图1所示，包括以下处理步骤：
a、两段脱木素漂白：
a1）一段脱木素漂白：
向洗浆机洗涤浓缩后的浆料中加入占风干浆重量1.2%的烧碱和1kg/admt的硫酸镁，经低压蒸汽加热至90℃后送入第一段中浓混合器，在第一段中浓混合器内加入20kg/admt氧气混合均匀后进入升/降流式反应管，浆料在升/降流式反应管内的停留时间为6min；
a2）二段脱木素漂白：
从第一段降流塔出来的浆料经中压蒸汽加热至95℃后，送入第二段中浓混合器，在第二段中浓混合器内加入20kg/admt氧气混合均匀，送至升流塔停留65min，浆料在升流塔顶部压力达到380kPa后，喷放至氧脱喷放槽内，备用；
b、第一次洗涤：
将步骤a得到的浆料经洗浆机洗涤浓缩后，备用；
c、强酸条件下的二氧化氯漂白：
将步骤b洗涤后得到的浆料浓缩后送入中浓立管，然后加入硫酸，调节pH值为2.0，接着用蒸汽将浆料加热至75℃后送入中浓混合器，然后向中浓混合器中加入 6 kg/admt、浓度为 9.0 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为 120min；
d、第二次洗涤：
浆料从降流塔抽出至洗浆机进行洗涤、浓缩，备用；
e、添加漂白促进剂：
将步骤d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入巴克曼公司生产的型号为AP8138的漂白促进剂原液，控制漂白促进剂添加量为0.2kg/ admt，温度为75℃，pH 值为11.5；
f、双氧水和氧气强化碱抽提：
将步骤 d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入烧碱、双氧水和氧气，调节 pH 值11.5~12后送入中浓混合器混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为60min，温度为8℃；
g、第三次洗涤：
经步骤e、f后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
h、将步骤g洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入硫酸，调节 pH 值 3.5后送入中浓混合器，向中浓混合器内加入3 kg/admt、浓度为9.0g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为250min，温度为80℃；
浆料从漂白反应塔底部抽出时，加入1kg/admt、浓度为100g/l硫代硫酸钠溶液，中和浆料中未反应完的残氯；
i、第四次洗涤：
经步骤h后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
j、聚戊糖酶处理：
将步骤i洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入聚戊糖酶，控制聚戊糖酶添加量为0.08kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为50℃，pH 值为6.0，经过酶处理后的浆料输送至成品浆塔储存，备用。
本发明所制得的成品浆的聚合度为450，甲种纤维素含量达到94%，白度达到76%，而且不易发生反黄的现象。
实施例2。
本发明的一种竹材溶解浆的漂白工艺，如图1所示，包括以下处理步骤：
a、两段脱木素漂白：
a1）一段脱木素漂白：
向洗浆机洗涤浓缩后的浆料中加入占风干浆重量2.5%的烧碱和2kg/admt的硫酸镁，经低压蒸汽加热至93℃后送入第一段中浓混合器，在第一段中浓混合器内加入22kg/admt氧气混合均匀后进入升/降流式反应管，浆料在升/降流式反应管内的停留时间为7min；
a2）二段脱木素漂白：
从第一段降流塔出来的浆料经中压蒸汽加热至98℃后，送入第二段中浓混合器，在第二段中浓混合器内加入22kg/admt氧气混合均匀，送至升流塔停留70min，浆料在升流塔顶部压力达到500kPa后，喷放至氧脱喷放槽内，备用；
b、第一次洗涤：
将步骤a得到的浆料经洗浆机洗涤浓缩后，备用；
c、强酸条件下的二氧化氯漂白：
将步骤b洗涤后得到的浆料浓缩后送入中浓立管，然后加入硫酸，调节pH值为2.5，接着用蒸汽将浆料加热至80℃后送入中浓混合器，然后向中浓混合器中加入 8 kg/admt、浓度为 9.5g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为135min；
d、第二次洗涤：
浆料从降流塔抽出至洗浆机进行洗涤、浓缩，备用；
e、添加漂白促进剂：
将步骤d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入巴克曼公司生产的型号为AP8138的漂白促进剂原液，控制漂白促进剂添加量为0.25kg/ admt，温度为78℃，pH 值为11.8；
f、双氧水和氧气强化碱抽提：
将步骤 d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入烧碱、双氧水和氧气，调节 pH 值11.5~12后送入中浓混合器混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为65min，温度为83℃；
g、第三次洗涤：
经步骤e、f后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
h、将步骤g洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入硫酸，调节 pH 值4.0后送入中浓混合器，向中浓混合器内加入5 kg/admt、浓度为9.6 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为280min，温度为82℃；
浆料从漂白反应塔底部抽出时，加入1.5kg/admt、浓度为110g/l硫代硫酸钠溶液，中和浆料中未反应完的残氯；
i、第四次洗涤：
经步骤h后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
j、聚戊糖酶处理：
将步骤i洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入聚戊糖酶，控制聚戊糖酶添加量为0.12kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为58℃，pH 值为5.0，经过酶处理后的浆料输送至成品浆塔储存，备用。
本发明所制得的成品浆的聚合度为480，甲种纤维素含量达到96%，白度达到78%，而且不易发生反黄的现象。
实施例3。
本发明的一种竹材溶解浆的漂白工艺，如图1所示，包括以下处理步骤：
a、两段脱木素漂白：
a1）一段脱木素漂白：
向洗浆机洗涤浓缩后的浆料中加入占风干浆重量3.0%的烧碱和3kg/admt的硫酸镁，经低压蒸汽加热至95℃后送入第一段中浓混合器，在第一段中浓混合器内加入25kg/admt氧气混合均匀后进入升/降流式反应管，浆料在升/降流式反应管内的停留时间为10min；
a2）二段脱木素漂白：
从第一段降流塔出来的浆料经中压蒸汽加热至100℃后，送入第二段中浓混合器，在第二段中浓混合器内加入25kg/admt氧气混合均匀，送至升流塔停留80min，浆料在升流塔顶部压力达到600kPa后，喷放至氧脱喷放槽内，备用；
b、第一次洗涤：
将步骤a得到的浆料经洗浆机洗涤浓缩后，备用；
c、强酸条件下的二氧化氯漂白：
将步骤b洗涤后得到的浆料浓缩后送入中浓立管，然后加入硫酸，调节pH值为3.0，接着用蒸汽将浆料加热至75~85℃后送入中浓混合器，然后向中浓混合器中加入10 kg/admt、浓度为10.0g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为150min；
d、第二次洗涤：
浆料从降流塔抽出至洗浆机进行洗涤、浓缩，备用；
e、添加漂白促进剂：
将步骤d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入巴克曼公司生产的型号为AP8138的漂白促进剂原液，控制漂白促进剂添加量为0.3kg/ admt，温度为80℃，pH 值为12.0；
f、双氧水和氧气强化碱抽提：
将步骤 d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入烧碱、双氧水和氧气，调节 pH 值11.5~12后送入中浓混合器混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为70min，温度为85℃；
g、第三次洗涤：
经步骤e、f后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
h、将步骤g洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入酸，调节 pH 值4.5后送入中浓混合器，向中浓混合器内加入6 kg/admt、浓度为10.0 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为300min，温度为85℃；
浆料从漂白反应塔底部抽出时，加入2kg/admt、浓度为120g/l硫代硫酸钠溶液，中和浆料中未反应完的残氯；
i、第四次洗涤：
经步骤h后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
j、聚戊糖酶处理：
将步骤i洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入聚戊糖酶，控制聚戊糖酶添加量为0.15kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为62℃，pH 值为5.55，经过酶处理后的浆料输送至成品浆塔储存，备用。
本发明所制得的成品浆的聚合度为500，甲种纤维素含量达到98%，白度达到80%，而且不易发生反黄的现象。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：包括以下处理步骤：
a、两段脱木素漂白：
a1）一段脱木素漂白：
向洗浆机洗涤浓缩后的浆料中加入占风干浆重量2.0%~3.0%的烧碱和1~3kg/admt的硫酸镁，经低压蒸汽加热至90~95℃后送入第一段中浓混合器，在第一段中浓混合器内加入20~25kg/admt氧气混合均匀后进入升/降流式反应管，浆料在升/降流式反应管内的停留时间为5~10min；
a2）二段脱木素漂白：
从第一段降流塔出来的浆料经中压蒸汽加热至95~102℃后，送入第二段中浓混合器，在第二段中浓混合器内加入20~25kg/admt氧气混合均匀，送至升流塔停留60~80min，浆料在升流塔顶部压力达到300~600kPa后，喷放至氧脱喷放槽内，备用；
b、第一次洗涤：
将步骤a得到的浆料经洗浆机洗涤浓缩后，备用；
c、强酸条件下的二氧化氯漂白：
将步骤b得到的浆料送入中浓立管，然后加入硫酸，调节pH值为2.0~3.0，接着用蒸汽将浆料加热至75~85℃后送入中浓混合器，然后向中浓混合器中加入 6~10 kg/admt、浓度为 9.0~10.0 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为 120~150min；
d、第二次洗涤：
浆料从降流塔抽出至洗浆机进行洗涤、浓缩，备用；
e、添加漂白促进剂：
将步骤d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入巴克曼公司生产的型号为AP8138的漂白促进剂原液，控制漂白促进剂添加量为0.2~0.3kg/ admt，温度为75~80℃，pH 值为11.5~12.0；
f、双氧水和氧气强化碱抽提：
将步骤 d洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入烧碱、双氧水和氧气，调节 pH 值11.5~12后送入中浓混合器混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为60~70min，温度为80~85℃；
g、第三次洗涤：
经步骤e、f后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
h、二氧化氯漂白：
将步骤g洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽加入硫酸，调节 pH 值 3.5~4.5后送入中浓混合器，向中浓混合器内加入3~6 kg/admt、浓度为9.0~10.0 g/l 的二氧化氯溶液并混合均匀，然后浆料进入到升流塔内，从升流塔顶部溢流至降流塔，浆料在升流塔和降流塔的停留时间为250~300min，温度为80~85℃；
浆料从漂白反应塔底部抽出时，加入0.5~2kg/admt、浓度为100~120g/l硫代硫酸钠溶液，中和浆料中未反应完的残氯；
i、第四次洗涤：
经步骤h后的浆料送至洗浆机洗涤浓缩，备用；
j、酶处理：
将步骤i洗涤后得到的浆料在洗浆机尾槽的加入聚戊糖酶，控制聚戊糖酶添加量为0.05~0.15kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为47~65℃，pH 值为4.5~7.0，经过酶处理后的浆料输送至成品浆塔储存，备用。
2.根据权利要求 1 所述的一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：所述步骤j中，所述成品浆的聚合度为450~500，甲种纤维素含量≥93%，白度为75~80%。
3.根据权利要求 1 所述的一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：所述步骤j中，聚戊糖酶的添加量为0.12kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为58℃，pH 值为5.0。
4.根据权利要求 1 所述的一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：所述步骤j中，聚戊糖酶的添加量为0.08kg/ admt，然后浆料输送至中浓塔，控制温度为50℃，pH 值为6.0。
5.根据权利要求 1 所述的一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：所述步骤e中，漂白促进剂添加量为0.25kg/ admt，温度为78℃，pH 值为11.8。
6.根据权利要求 1 所述的一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：所述步骤e中，漂白促进剂添加量为0.2kg/ admt，温度为75℃，pH 值为11.5。
7.根据权利要求 1 所述的一种竹材溶解浆的漂白工艺，其特征在于：所述步骤e中，漂白促进剂添加量为0.3kg/ admt，温度为80℃，pH 值为12.0。
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