CN111996828A - 以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粘胶纤维生产技术领域，是一种以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，按照下述步骤进行：将漂白纸浆与软水混合进行漂白降聚处理，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料后，经湿抄机进行脱水、挤压，得到湿浆粕；湿浆粕的克重及干度稳定后，所需量的湿浆粕与所需量碱液进行充分混合，得到碱性混合浆粥；混合浆粥在浸渍桶内经二次浸渍和二次压榨后得到能满足粘胶生产要求的碱纤维素。本发明实现了浆纤一体化工艺，降低了全流程生产能量消耗，解决了漂白纸浆聚合度高的问题，不仅降低了漂白纸浆灰分及铁质含量，提高了纸浆的甲纤含量，而且降低了湿浆粕后续干燥、切理纸、称重、打包的能源消耗及用工成本，使粘胶纤维生产企业实现利润最大化。

Description

以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法

技术领域

本发明涉及粘胶纤维生产技术领域，是一种以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法。

背景技术

普通（造纸用）硫酸盐漂白浆都含有一定量的碳水化合物（主要是多缩戊糖)，这影响了纤维素用化学方法转化成粘胶纤维和醋酸纤维产品。因此，已研究出在碱煮前将木片进行水解处理，以降低聚戊糖含量，获得高比例的a-纤维素。通常预水解所用的方法是直接进行汽蒸。蒸汽的作用是析出木材中的有机酸，在高温下，使半纤维素水解成可溶性糖类。于是随后的硫酸盐蒸煮就生产出了适用于粘胶生产的溶解浆。通常，经预水解处理的蒸煮后浆粕，得率比普通硫酸盐蒸煮要低5%至7%(对干木材），故纸浆的销售价格较溶解浆差价约2000元/t。

从漂白纸浆与溶解浆指标分析，存在以上3方面的不足：

1.纸浆较溶解浆聚合度较高，不能满足粘胶生产需求；

2.纸浆较溶解浆灰分、铁质含量较高，不能满足粘胶生产需求；

3.纸浆较溶解浆甲纤含量低，不能满足粘胶生产需求。

如解决上述3个问题，即可解决纸浆在粘胶纤维生产使用的问题。

发明内容

本发明提供了一种以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决纸浆在粘胶纤维生产中现有存在漂白纸浆聚合度、灰分及铁质含量高、甲纤含量低以及粘胶生产能耗高的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，按照下述步骤进行：第一步，将漂白纸浆与软水在水力碎浆机内进行混合得到混合浆料，混合浆料浓度控制在4.5%至5%时放入碎浆池内，经泵输送至漂白降聚池内，进行漂白降聚处理，去除混合浆料中的灰分和铁质，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料；第二步，将漂白净化浆料输送至成浆池内混合均匀后，进入湿抄机生产工序进行脱水、挤压，得到湿浆粕；第三步，湿浆粕的克重及干度稳定后，根据湿抄机的车速、克重、幅宽的情况，计算出湿浆粕中每小时的加碱量，所需量的湿浆粕与所需量碱液在碎浆机内充分混合，使碱液通过纤维间的毛细管进入到纤维的内部，使纤维膨胀变厚后，得到混合浆粥；第四步，混合浆粥输送至浸渍桶，经二次浸渍和二次压榨后，将混合浆粥中的半纤维素溶出，得到能满足粘胶生产要求的碱纤维素。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，混合浆料漂白降聚处理的方法按照下述步骤进行：第一步，混合浆料蒸汽升温至55至58℃，加入碱液，将混合浆料含碱调整至120mg/L至150mg/L；第二步，向加碱后的混合浆料中加入次氯酸钠进行漂白，混合浆料中有效氯含量调整至0.3g/L至0.8g/L，漂白时间为2h至4h；第三步，向加入次氯酸钠后的混合浆料中加入硫代硫酸钠至混合浆料中的氯脱除干净，终止漂白降聚反应；第四步，向加入硫代硫酸钠后的混合浆料中加入盐酸，将混合浆料中盐酸含量控制在0.6g/L至0.8g/L后，再加入草酸、六偏磷酸钠和螯合剂进行酸化40分钟至60分钟，其中，生产出的每五吨浆料中加入草酸10kg至15kg、六偏磷酸钠10kg至15kg；第五步，通过网带式洗浆和除砂将混合浆料中的酸、灰分和铁质去除，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料。

上述第二步中，湿抄机生产工序进行脱水、挤压时，漂白净化浆料上浆温度为45℃至50℃、漂白净化浆料浓度为1%至3%、漂白净化浆料流量为300m³/h至500m³/h、进冲浆塔流量为120m³/h至200m³/h、上伏辊加压为0.05MPa至0.1MPa，一压区加压为0.1MPa至0.2MPa、二压区加压为0.2MPa至0.3MPa、三压区加压为0.35MPa至0.45MPa。

上述湿浆粕的水分定值控制采用以水分为主参数、各压区压力为副参数、纸机转速为修正量的串级加前馈自动控制。

上述湿浆粕的克重控制采用以克重为主参数、漂白净化浆料流量为副参数、纸机转速为前馈修正量的串级加前馈自动控制。

上述湿抄机的流浆箱采用封闭气垫式流浆箱。

上述第三步中，湿浆粕的克重及干度稳定时，克重为500g/㎡至520g/㎡，干度为55%以上。

上述第三步中，混合浆粥浓度为4.5%。

本发明实现了浆纤一体化工艺，降低了全流程生产能量消耗，解决了漂白纸浆聚合度高的问题，不仅降低了漂白纸浆灰分及铁质含量，提高了纸浆的甲纤含量，而且降低了湿浆粕后续干燥、切理纸、称重、打包的能源消耗及用工成本，使粘胶纤维生产企业实现利润最大化。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：该以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，按照下述步骤进行：第一步，将漂白纸浆与软水在水力碎浆机内进行混合得到混合浆料，混合浆料浓度控制在4.5%至5%时放入碎浆池内，经泵输送至漂白降聚池内，进行漂白降聚处理，去除混合浆料中的灰分和铁质，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料；第二步，将漂白净化浆料输送至成浆池内混合均匀后，进入湿抄机生产工序进行脱水、挤压，得到湿浆粕；第三步，湿浆粕的克重及干度稳定后，根据湿抄机的车速、克重、幅宽的情况，计算出湿浆粕中每小时的加碱量，所需量的湿浆粕与所需量碱液在碎浆机内充分混合，使碱液通过纤维间的毛细管进入到纤维的内部，使纤维膨胀变厚后，得到混合浆粥；第四步，混合浆粥输送至浸渍桶，经二次浸渍和二次压榨后，将混合浆粥中的半纤维素溶出，得到能满足粘胶生产要求的碱纤维素。

本发明中，当湿浆粕克重及干度稳定后，根据湿抄机的车速、克重、幅宽的情况，利用本领域现有公知的计算方法，计算出每小时加碱量，干度为55%的湿浆粕浸在质量浓度约为22%的碱液里，使碱液通过纤维间的毛细管进入到纤维的内部，纤维膨胀变厚。浆粕的纤维素是极细的“纤维毛”，是由纤维素分子组成的，在浸渍过程中，碱向纤维素分子内部渗透，使纤维素分子之间的距离加大，纤维素膨胀变粗，达到纤维素膨胀的目的。

本发明中，二次浸渍、二次压榨，可将降聚后的纸浆原料中的半纤维素溶出，最大程度提高纸浆的甲纤含量，降低黄化副反应，得到能满足粘胶生产要求的碱纤维素，其中，随机抽取生产线三个运行班组的A/B/C三条生产线得到的碱纤维素进行检测，碱纤维素组成数据如表1所示，表1可以看出，利用漂白纸浆为原料，采用浆纤一体化试验路线，压榨后碱纤维素组成数据稳定且正常，完全满足粘胶生产要求。

在浸渍过程中，纤维素分子与氢氧化钠分子间发生化学反应变成碱纤维素维素，同时将夹杂在纤维素里的半纤维素、有机物、木质素、棉脂、蜡脂等物被浸渍溶解。

实施例2：该以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，按照下述步骤进行：第一步，将漂白纸浆与软水在水力碎浆机内进行混合得到混合浆料，混合浆料浓度控制在4.5%至5%时放入碎浆池内，经泵输送至漂白降聚池内，进行漂白降聚处理，去除混合浆料中的灰分和铁质，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料；第二步，将漂白净化浆料输送至成浆池内混合均匀后，进入湿抄机生产工序进行脱水、挤压，得到湿浆粕；第三步，湿浆粕的克重及干度稳定后，根据湿抄机的车速、克重、幅宽的情况，计算出湿浆粕中每小时的加碱量，所需量的湿浆粕与所需量碱液在碎浆机内充分混合，使碱液通过纤维间的毛细管进入到纤维的内部，使纤维膨胀变厚后，得到混合浆粥；第四步，混合浆粥输送至浸渍桶，经二次浸渍和二次压榨后，将混合浆粥中的半纤维素溶出，得到能满足粘胶生产要求的碱纤维素。

实施例3：作为上述实施例的优化，第一步中，混合浆料漂白降聚处理的方法按照下述步骤进行：第一步，混合浆料蒸汽升温至55至58℃，加入碱液，将混合浆料含碱调整至120mg/L至150mg/L；第二步，向加碱后的混合浆料中加入次氯酸钠进行漂白，混合浆料中有效氯含量调整至0.3g/L至0.8g/L，漂白时间为2h至4h；第三步，向加入次氯酸钠后的混合浆料中加入硫代硫酸钠至混合浆料中的氯脱除干净，终止漂白降聚反应；第四步，向加入硫代硫酸钠后的混合浆料中加入盐酸，将混合浆料中盐酸含量控制在0.6g/L至0.8g/L后，再加入草酸、六偏磷酸钠和螯合剂进行酸化40分钟至60分钟，其中，生产出的每五吨浆料中加入草酸10kg至15kg、六偏磷酸钠10kg至15kg；第五步，通过网带式洗浆和除砂将混合浆料中的酸、灰分和铁质去除，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料。

混合浆料经过漂白降聚后，漂白纸浆聚合度由1100至1200下降至450至550；灰分由0.12至0.15%下降至0.06%至0.08%；铁质含量由12mg/kg至15mg/kg下降至5mg/kg至8mg/kg，满足粘胶用浆粕质量指标。

在酸化处理的过程中加入螯合剂，可以降低漂白净化浆料的灰分及铁质含量。

实施例4：作为上述实施例的优化，第二步中，湿抄机生产工序进行脱水、挤压时，漂白净化浆料上浆温度为45℃至50℃、漂白净化浆料浓度为1%至3%、漂白净化浆料流量为300m³/h至500m³/h、进冲浆塔流量为120m³/h至200m³/h、上伏辊加压为0.05MPa至0.1MPa，一压区加压为0.1MPa至0.2MPa、二压区加压为0.2MPa至0.3MPa、三压区加压为0.35MPa至0.45MPa。

湿抄机生产工序进行脱水、挤压后，纸张干度为55%以上，浆纤一体化实施的核心在于稳定湿浆的干度及克重，才可保证进入碱浸渍后的浆粥浓度及浆浓的恒定，为后续生产出高品质粘胶奠定基础。

纸产品的匀度和均一性取决于纤维和填料的均匀分散程度,流浆箱系统的设计和运行对纸张的克重来说就显得特别重要。

实施例5：作为上述实施例的优化，湿浆粕的水分定值控制采用以水分为主参数、各压区压力为副参数、纸机转速为修正量的串级加前馈自动控制。

压榨部出湿浆粕的水分定值控制成纸的水分由各压榨辊的压力给定有关，同时为了减小压力波动对水分控制的滞后，设计以水分为主参数、各压区压力为副参数、纸机转速为修正量的串级加前馈自动控制。

实施例6：作为上述实施例的优化，湿浆粕的克重控制采用以克重为主参数、漂白净化浆料流量为副参数、纸机转速为前馈修正量的串级加前馈自动控制。

当纸浆浓度恒定时，成纸的克重由纸浆的流量和纸机转速而定。为了减小流量干扰的调节滞后，设计以克重为主参数、浆流量为副参数、纸机转速为前馈修正量的串级加前馈控制方案。

串级加前馈自动控制中的克重水分最小方差控制器能够适应系统环境变化及过程时变的影响，特别是对大的干扰有较强的克服能力，当系统存在小的偏差时，最小方差控制器控制作用较弱。经过现场实际运行，结合控制的优点，自控系统采用和最小方差结合使用的控制方案，当克重和水分的偏差都在克以内时采用控制，当其中任一个超出范围时采用最小方差控制，两种控制采用互相跟踪的办法以保证在切换时系统无扰动。

实施例7：作为上述实施例的优化，湿抄机的流浆箱采用封闭气垫式流浆箱。

本发明中，湿抄机的流浆箱采用封闭气垫式流浆箱，流浆箱的作用是接受冲浆泵送来浆料,将管道浆流转换成匀称的宽度与纸机相等并在纸机纵向有均一流速的矩形浆流。最终纸产品的匀度和均一性取决于纤维和填料的均匀分散程度,流浆箱系统的设计和运行对纸张的克重来说就显得特别重要。封闭气垫式流浆箱，可实现散浆料使其均匀地流经纸机全宽，消除横流与浓度波动，消除纵向流速的梯度差，产生可控的湍动以消除纤维絮凝物，以正确的位置和角度从堰板口均匀地排出并喷射到成形网。

湿抄机通过采用封闭气垫式流浆箱，解决湿浆粕恒量、恒重进入粘胶生产系统，达到浸渍浆粥浆浓、碱浓稳定的目的，同时降低了湿浆粕后续干燥、切理纸、称重、打包的能源消耗及用工成本，使粘胶纤维生产企业实现利润最大化。

实施例8：作为上述实施例的优化，第三步中，湿浆粕的克重及干度稳定时，克重为500g/㎡至520g/㎡，干度为55%以上。

实施例9：作为上述实施例的优化，混合浆粥浓度为4.5%。

本发明实施后，粘胶纤维与莱赛尔纤维在2019年至2020年拥有210万吨至260万吨的产能扩张预期，市场上漂白纸浆供应量较溶解浆有较大空间，且较溶解浆而言，漂白纸浆价格稳定，市场供应充足。漂白纸浆（阔叶类）与溶解浆市场售价相差约2000元/t。因此，本发明实现浆纤一体化工艺，降低全流程生产能量消耗，将粘胶生产成本控制在止亏线以内，将有利于粘胶行业健康长远发展。

综上所述，本发明实现了浆纤一体化工艺，降低了全流程生产能量消耗，解决了漂白纸浆聚合度高的问题，不仅降低了漂白纸浆灰分及铁质含量，提高了纸浆的甲纤含量，而且降低了湿浆粕后续干燥、切理纸、称重、打包的能源消耗及用工成本，使粘胶纤维生产企业实现利润最大化。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，将漂白纸浆与软水在水力碎浆机内进行混合得到混合浆料，混合浆料浓度控制在4.5%至5%时放入碎浆池内，经泵输送至漂白降聚池内，进行漂白降聚处理，去除混合浆料中的灰分和铁质，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料；第二步，将漂白净化浆料输送至成浆池内混合均匀后，进入湿抄机生产工序进行脱水、挤压，得到湿浆粕；第三步，湿浆粕的克重及干度稳定后，根据湿抄机的车速、克重、幅宽的情况，计算出湿浆粕中每小时的加碱量，所需量的湿浆粕与所需量碱液在碎浆机内充分混合，使碱液通过纤维间的毛细管进入到纤维的内部，使纤维膨胀变厚后，得到混合浆粥；第四步，混合浆粥输送至浸渍桶，经二次浸渍和二次压榨后，将混合浆粥中的半纤维素溶出，得到能满足粘胶生产要求的碱纤维素。

2.根据权利要求1所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于第一步中，混合浆料漂白降聚处理的方法按照下述步骤进行：第一步，混合浆料蒸汽升温至55至58℃，加入碱液，将混合浆料含碱调整至120mg/L至150mg/L；第二步，向加碱后的混合浆料中加入次氯酸钠进行漂白，混合浆料中有效氯含量调整至0.3g/L至0.8g/L，漂白时间为2h至4h；第三步，向加入次氯酸钠后的混合浆料中加入硫代硫酸钠至混合浆料中的氯脱除干净，终止漂白降聚反应；第四步，向加入硫代硫酸钠后的混合浆料中加入盐酸，将混合浆料中盐酸含量控制在0.6g/L至0.8g/L后，再加入草酸、六偏磷酸钠和螯合剂进行酸处理40分钟至60分钟，其中，生产出的每五吨浆料中加入草酸10kg至15kg、六偏磷酸钠10kg至15kg；第五步，通过网带式洗浆和除砂将混合浆料中的酸、灰分和铁质去除，得到质量浓度为4.5%至5%的漂白净化浆料。

3.根据权利要求1或2所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于第二步中，湿抄机生产工序进行脱水、挤压时，漂白净化浆料上浆温度为45℃至50℃、漂白净化浆料浓度为1%至3%、漂白净化浆料流量为300m³/h至500m³/h、进冲浆塔流量为120m³/h至200m³/h、上伏辊加压为0.05MPa至0.1MPa，一压区加压为0.1MPa至0.2MPa、二压区加压为0.2MPa至0.3MPa、三压区加压为0.35MPa至0.45MPa。

4.根据权利要求1或2或3所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于湿浆粕的水分定值控制采用以水分为主参数、各压区压力为副参数、纸机转速为修正量的串级加前馈自动控制。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于湿浆粕的克重控制采用以克重为主参数、漂白净化浆料流量为副参数、纸机转速为前馈修正量的串级加前馈自动控制。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于湿抄机的流浆箱采用封闭气垫式流浆箱。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于第三步中，湿浆粕的克重及干度稳定时，克重为500g/㎡至520g/㎡，干度为55%以上。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的以纸浆为原料实现浆纤一体化生产的方法，其特征在于混合浆粥浓度为4.5%。