CN111218833A

CN111218833A - 一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法

Info

Publication number: CN111218833A
Application number: CN202010247798.5A
Authority: CN
Inventors: 李孝亭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2020-06-02

Abstract

本发明公开了一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法，是用沸水溶解亚硫酸氢钠为浓度10~50%亚硫酸氢钠溶液，在硫酸盐溶解浆预水解段加入亚硫酸氢钠溶液，使其与木材中的木质素反应生成木质素磺酸钠，消除酸溶解木质素在后续生产流程的聚积。本发明利用亚硫酸氢钠溶液中存在的‑‑HSO3游离基与木材中的木质素反应生成溶解度高，不聚积的木质素磺酸钠，消除回收预水解液中的酸溶解木质素（微胶粒）在后续回收利用生产过程中的聚积现象，使回收的预水解液可以使用膜技术浓缩和分离产品，提高了产品和高附加值产品的转换率和生产效率。

Description

一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法

技术领域

本发明涉及硫酸盐溶解浆制造技术，特别是涉及一种防止硫酸盐溶解浆水解液酸溶解木质素聚积的方法。

背景技术

绿色环保节约能源是企业追求的生产目标，硫酸盐溶解浆是一种高纯度纤维，其纤维纯度在92%以上，目前通常应用的一种工艺是木片经高温下预水解，将木片中的半纤维素（主要是聚戊糖）水解入预水解液。硫酸盐溶解浆回收的预水解液中含有低聚木糖，单糖，醋酸，糠醛和酸溶解木质素（微胶粒）等有机物，他们可分离浓缩成单独产品，更可以深加工成为高附加值木糖醇，木糖酶和木质素磺酸钠。由于目前硫酸盐溶解浆主要是由热水和蒸汽作为水解液，回收的预水解液中含有的酸溶解木质素是以一种微胶颗粒的形式存在，他们很容易聚积一起形成胶黏物，粘附在生产设备上，尤其是堵塞渗透膜和过滤膜，因而降低了产品转化率和生产效率。去除酸溶解木质素（微胶粒）或使其成为不聚积的木质素磺酸盐，使回收的预水解液可以使用膜技术浓缩和分离产品，是提高分离产品和高附加值产品产量和生产效率的关键。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术存在的不足而提供一种有效防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法。

为实现上述目的而提出的技术方案是：

一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法，是用沸水溶解亚硫酸氢钠为浓度10~50%亚硫酸氢钠溶液，在硫酸盐溶解浆预水解段加入亚硫酸氢钠溶液，使其与木材中的木质素反应生成木质素磺酸钠，消除酸溶解木质素在后续生产流程的聚积。

进一步地，所述在使用连续蒸煮的硫酸盐溶解浆生产线上，在菱形木片仓出口和木片泵入口之间按用量泵入亚硫酸氢钠溶液与木片混合，所述的亚硫酸氢钠溶液浓度为10~50%，亚硫酸氢钠用量为木片重量的1~10%，预水解反应温度160~180度，反应时间140~200分钟。

进一步地，所述在使用蒸煮锅间接蒸煮的硫酸盐溶解浆的生产线上，按用量将亚硫酸氢钠溶液泵入蒸煮锅前的管道中与预水解液混合进入蒸煮锅，亚硫酸氢钠溶液浓度10~50%，亚硫酸氢钠用量为木片重量的1~10%，预水解反应温度160~180度，反应时间140~200分钟。

本发明的依据是亚硫酸盐制浆法，亚硫酸氢钠作为良好的脱木质素无机物在偏酸性范围制浆，亚硫酸钠可在强碱条件下制浆，亚硫酸氢钠对硫酸盐溶解浆产品质量无负面影响，在不改变企业生产流程和工艺条件下，在预水解段加入10~50%浓度的亚硫酸氢钠溶液，使其与木材中的木质素反应生成木质素磺酸钠，解决酸溶解木质素（微胶粒）在后续生产过程的聚积问题。

本发明利用亚硫酸氢钠溶液中存在的（--HSO3)游离基与木材中的木质素反应生成溶解度高，不聚积的木质素磺酸钠，消除回收预水解液中的酸溶解木质素（微胶粒）在后续回收利用生产过程中的聚积现象，使回收的预水解液可以使用膜技术浓缩和分离产品，提高了产品和高附加值产品的转换率和生产效率。

具体实施方式

本发明在现有预水解硫酸盐溶解浆生产流程和工艺条件不变的情况下，实施简单易行，具体实施步骤如下：

1. 本发明亚硫酸氢钠的使用量因木材品种和溶解浆质量的不同而不同，以在后续生产流程不发生影响生产的木质素聚积为基本标准。

确定亚硫酸氢钠最佳用量：大型生产使用前实验室按水解反应温度160~170度和生产实际预水解反应时间为参数做试验，最佳用量以聚木糖水解量最多，葡萄糖（纤维素）损失最小，脱木质素量适中为标准确定最佳用量。

2.采购储存纯度98%的亚硫酸氢钠，建亚硫酸氢钠沸水溶解罐，配备计量泵和连接管线。

3.按亚硫酸氢钠用量将亚硫酸氢钠用沸水在溶解罐中溶解成浓度10~50%溶液。

4.按每吨最佳用量用计量泵向木片泵入口注入亚硫酸氢钠溶液与木片混合：在使用连续蒸煮的硫酸盐溶解浆生产线上，在菱形木片仓出口和木片泵入口之间按用量泵入亚硫酸氢钠溶液与木片混合；在使用蒸煮锅间接蒸煮的硫酸盐溶解浆的生产线上，按用量将亚硫酸氢钠溶液泵入蒸煮锅前的管道中与预水解液混合。

其他生产流程依旧，亚硫酸氢钠溶液与木质素在反应温度160~170度下,反应时间140~200分钟,反应生成溶解度高的木质素磺酸钠，消除了酸溶解木质素（微胶粒）在后续回收流程的聚积。

表1和表2的是杨木生产硫酸盐溶解浆实验数据。

固液比为 1：4(w／v，g／mL)，在 80℃下预浸 30min后，以 1℃／min的速率升温至160℃，继续保温处理 60 min完成预处理。结果显示：亚硫酸氢钠预处理用量对杨木浆料化学成分的变化有显著影响。随着亚硫酸氢钠的用量的提高，杨木中木质素脱除增多。当亚硫酸氢钠用量超过 8％时，预处理后木质素脱除率均在 45％以上生成木质素磺酸钠。

根据实验结果，生产预水解硫酸盐溶解浆的最佳亚硫酸氢钠的用量4%。此时的水解聚木糖量最多17.3%（没水解2.2%），葡萄糖（纤维素）损失2.1%，木质素生成木质素磺酸钠7.8%（预原木材重量比）。据此，大型生产中亚硫酸氢钠用量按4%配液。

表1 杨木原料的主要化学成分（w/%）

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表2 杨木在亚硫酸氢钠预处理中主要化学成分的变化

。

Claims

1.一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法，其特征是用沸水溶解亚硫酸氢钠为浓度10~50%亚硫酸氢钠溶液，在硫酸盐溶解浆预水解段加入亚硫酸氢钠溶液，使其与木材中的木质素反应生成木质素磺酸钠，消除酸溶解木质素在后续生产流程的聚积。

2.根据权利要求1所述一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法，其特征是在使用连续蒸煮的硫酸盐溶解浆生产线上，在菱形木片仓出口和木片泵入口之间按用量泵入亚硫酸氢钠溶液与木片混合，所述的亚硫酸氢钠溶液浓度为10~50%，亚硫酸氢钠用量为木片重量的1~10%，预水解反应温度160~180度，反应时间140~200分钟。

3.根据权利要求1所述一种防止硫酸盐溶解浆预水解液酸溶解木质素聚积的方法，其特征是在使用蒸煮锅间接蒸煮的硫酸盐溶解浆的生产线上，按用量将亚硫酸氢钠溶液泵入蒸煮锅前的管道中与预水解液混合进入蒸煮锅，亚硫酸氢钠溶液浓度10~50%，亚硫酸氢钠用量为木片重量的1~10%，预水解反应温度160~180度，反应时间140~200分钟。