CN112726257B - 一种化学制浆强化氧脱木素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学制浆强化氧脱木素的方法，该强化氧脱木素的方法，包括酶处理、活化处理、第一段氧脱木素和第二段氧脱木素，在氧脱木素前对浆料进行酶处理和活化处理，有利于改善氧脱木素效果，减少纤维素的降解，提高后续氧脱木素阶段氧气和木素的反应活性，更加有利于木素大量溶出，采用本发明化学制浆强化氧脱木素的方法，提高了氧脱木素效率，氧脱木素效率55‑65%，减少了纤维降解，浆液粘度降低率达到5‑15%。
Description
技术领域
本发明属于化学制浆技术领域，具体涉及一种化学制浆强化氧脱木素的方法。
背景技术
随着环保要求的日益严格，全木浆已逐步成为我国制浆造纸工业的主要原材料，木材原料包括针叶木和阔叶木两种。目前，针叶木和阔叶木生产化学浆主要有两种方法，一种是硫酸盐法，一种是氢氧化钠蒽醌法。化学纸浆中的纤维素含量高，成纸强度大、易漂白、不易返黄、耐久性好的特点，是抄造高档纸张的必不可少的纸浆。
漂白是生产纸浆的重要过程，对纸浆的外观以及加工性起重要的作用。传统的漂白技术采用氯气和含氯化合物漂白纸浆，其价格便宜，漂白能力好，但是该种技术在漂白过程中会产生大量含氯废水，对人体及环境均有害，实现清洁生产，降低废水排放，是符合环境和社会要求的举措，而且迫在眉睫。人们开发了含氧漂白技术，主要使用过氧化氢、过氧化物、臭氧、氧气等氧化剂。氧脱木素作为蒸煮脱木素的延续，被认为是蒸煮脱除木素之后成本最低且最简单的脱木素方法，可有效低降低浆中木素的含量。
CN104988781B公开一种木片制浆工艺，并同时公开了一种氧脱木素方法，在浆料进入氧脱喂料中浓泵时，加入氧化白液和NaOH，在进入一段氧反应器前加入O2，且在进入二段氧反应器之前补加氧化白液、NaOH和O2；但是传统氧脱木素技术的木素脱出率仅可达到35-40%，且纤维降解严重，通过延长时间氧脱效率提高不明显。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种化学制浆强化氧脱木素的方法，以实现提高木素脱除率、减少纤维降解的发明目的。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种化学制浆强化氧脱木素的方法，其特征在于，所述强化氧脱木素的方法，包括洗涤浓缩、酶处理、活化处理、第一段氧脱木素和第二段氧脱木素；
所述洗涤浓缩，浓缩至浆浓为10-11%；
所述酶处理，所用生物酶，为木聚糖酶、果胶酶的一种或者几种；所述生物酶用量4-6kg/adt；
所述活化处理，需加入活化剂；所述活化剂，组分包括：表面活性剂2-3kg/adt，过氧乙酸5-6kg/adt，螯合剂2.5-3kg/adt；
所述表面活性剂为木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的一种或者几种的复配；
所述活化处理，浆浓为10-11%；
所述活化处理，pH为6.2-6.8，温度为75-80℃；
所述第一段氧脱木素，压力6-7bar，时间15-20分钟，温度95-100℃；
所述第一段氧脱木素，氧化白液用量为15-20kg/adt；
所述第一段氧脱木素，加入镁盐为硫酸镁，用量为4-5kg/adt；
所述第二段氧脱木素，压力2.5-3bar，时间60-65分钟，温度108-110℃；
所述第二段氧脱木素，氧化白液用量为8-10kg/adt；
所述第二段氧脱木素，硫酸镁用量为4-5kg/adt；
所述氧化白液，有效碱118-120g/L，硫化钠含量1.0-1.5g/l。
本发明在氧脱木素前对浆料进行酶处理以及活化处理，表面活性剂可改变两相物质间的界面性质,可起润湿,渗透等作用，与过氧乙酸的配合使用，一是提高了过氧乙酸的反应效率，二是在氧脱木素阶段能够增加氧气与浆料反应面积，在不发生纤维素降解的情况下提高氧脱木素效率，改善氧脱木素效果，减少纤维素的降解，提高了后续氧脱木素阶段氧气和木素的反应活性，有利于木素大量溶出，提高了氧脱木素效率，减轻后续漂白压力和药品的消耗，降低了生产成本。本发明的方案产生的可吸附有机氯（AOX）排放量完全符合国家标准，属于清洁漂白，其漂后废水，送至碱回收处理，废液排放量大大减少，容易集中处理。使这些溶出物转化为一种能源而不是污染物，大大降低环保负荷。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、采用本发明化学制浆强化氧脱木素的方法，可提高木素脱除率，氧脱木素效率55-65%；
2、采用本发明化学制浆强化氧脱木素的方法，减少了纤维降解，浆液粘度降低率达到5-15%；
3、采用本发明化学制浆强化氧脱木素的方法，残碱0.02-0.03g/L,残碱去除率95-97%；
4、采用本发明化学制浆强化氧脱木素的方法，制得氧脱木素后纸浆白度62-68%ISO；
5、采用本发明化学制浆强化氧脱木素的方法，明显减少废水中的有毒物质，降低污染负荷：废水AOX在30-40 kg/admt；废水COD在10-20kg/admt。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1一种化学制浆强化氧脱木素的方法
所述强化氧脱木素方法，包括以下步骤：
1、洗涤浓缩：蒸煮完成之后的纸浆从喷放锅打洗浆机中进行洗涤，采用逆流滤液洗涤法分段洗涤，脱水，后调节浆料至浆浓为10.8%，洗涤废水进入碱回收车间处理；
所述浆料，洗涤后残碱0.7 g/L，卡伯值18.8，粘度1097dm³/kg；
2、酶处理：调节浆料pH调节至6.5，然后加入生物酶，使生物酶与浆料充分混合，温度55℃，处理20分钟，后离心抽提出处理液；
所述生物酶，用量5kg/adt；
所述生物酶，为木聚糖酶；
3、活化处理：加入活化剂，调节液体浆浓至11%，调节PH值为6.2，处理温度75℃，处理时间30min；
所述活化剂，组分包括：表面活性剂3kg/adt，过氧乙酸6kg/adt，螯合剂3kg/adt；
所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；
所述螯合剂为EDTA；
4、第一段氧脱木素：在1#混合器中加入氧化白液和镁盐，混合后，通入氧气，氧脱木素反应器顶部的运行压力为6bar，PH值为10.8，反应时间为20分钟，运行温度为100℃；
所述氧化白液，有效碱120g/L，硫化钠含量1.4g/l；
所述氧化白液，泵送浓度为12%；
所述第一段氧脱木素，氧化白液用量为15kg/adt；
所述第一段氧脱木素，镁盐为硫酸镁，用量为4kg/adt；
5、卸料脱气：浆料通过中浓卸料器，过程中进行脱气处理；
6、第二段氧脱木素：在2#氧气反应器之前利用中压蒸汽对纸浆进行加热，加入氧化白液和镁盐，通入氧气，反应器顶部的运行压力为3bar，PH值为11.2，反应时间为60分钟，运行温度大约为110℃；
所述第二段氧脱木素，氧化白液用量为8kg/adt；
所述第二段氧脱木素，硫酸镁用量4kg/adt；
7、后处理
经氧脱木素后得到的浆料，PH值10，残碱排放0.03g/L，卡伯值8.1，粘度911dm³/kg，后进行两次洗涤，筛选，进行后续ECF漂白处理。
木素脱除率和粘度降低率分别按下式计算：
木素脱除率=[(漂前卡伯值一漂后卡伯值)/漂前卡伯值]×100；
粘度降低率=[(漂前粘度值一漂后粘度值)/漂前粘度值]×100
经计算，采用本发明实施例1化学制浆强化氧脱木素方法，氧脱木素效率57%；粘度降低率9%；残碱去除率95%；氧脱后浆ISO白度62%；
废水排放负荷：废水AOX32 kg/ADMT；废水COD 16kg/ADMT。
实施例2一种化学制浆强化氧脱木素的方法
所述强化氧脱木素方法，包括以下步骤：
1、洗涤浓缩：蒸煮完成之后的纸浆从喷放锅打洗浆机中进行洗涤，采用逆流滤液洗涤法分段洗涤，脱水，后调节浆料至浆浓为10.1%，洗涤废水进入碱回收车间处理；
所述浆料，洗涤后残碱0.6 g/L，卡伯值17.2，粘度927dm³/kg；
2、酶处理：调节浆料pH调节至6.8，然后加入生物酶，使生物酶与浆料充分混合，温度55℃，处理20分钟，后离心抽提出处理液；
所述生物酶，用量5kg/adt；
所述生物酶，为木聚糖酶和果胶酶，木聚糖酶与果胶酶的质量比为3：1；
3、活化处理：加入活化剂，调节液体浆浓至10.5%，调节PH值为6.7，处理温度75℃，处理时间30min；
所述活化剂，组分包括：表面活性剂2kg/adt，过氧乙酸6kg/adt，螯合剂2.5kg/adt；
所述表面活性剂为木质素磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，木质素磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为0.2：1；
所述螯合剂为EDTA；
4、第一段氧脱木素：在1#混合器中加入氧化白液和镁盐，混合后，通入氧气，氧脱木素反应器顶部的运行压力为7bar，PH值为10.5，反应时间为15分钟，运行温度为100℃；
所述氧化白液，有效碱118g/L，硫化钠含量1.2g/l；
所述氧化白液，泵送浓度为13%；
所述第一段氧脱木素，氧化白液用量为20kg/adt；
所述第一段氧脱木素，镁盐为硫酸镁，用量为5kg/adt；
5、卸料脱气：浆料通过中浓卸料器，过程中进行脱气处理；
6、第二段氧脱木素：在2#氧气反应器之前利用中压蒸汽对纸浆进行加热，加入氧化白液和镁盐，通入氧气，反应器顶部的运行压力为2.5bar，PH值为11.7，反应时间为60分钟，运行温度为108℃；
所述第二段氧脱木素，氧化白液用量为10kg/adt；
所述第二段氧脱木素，硫酸镁用量4kg/adt；
7、后处理
经氧脱木素后得到的浆料，PH值10.7，残碱排放0.02g/L，卡伯值6.4，粘度813dm³/kg，后进行两次洗涤，筛选，进行后续ECF漂白处理。
采用本发明实施例2化学制浆强化氧脱木素方法，氧脱木素效率62.7%；粘度降低率14.4%；残碱去除率96.6%；氧脱后浆ISO白度67%；
废水排放负荷：废水AOX 38 kg/ADMT；废水COD 19kg/ADMT。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种化学制浆强化氧脱木素的方法，其特征在于，所述强化氧脱木素的方法，包括酶处理、活化处理、第一段氧脱木素和第二段氧脱木素；
所述酶处理，所用生物酶，为木聚糖酶、果胶酶的一种或者几种；所述生物酶用量4-6kg/adt；
所述活化处理，需加入活化剂；所述活化剂，组分包括：表面活性剂2-3kg/adt，过氧乙酸5-6kg/adt，螯合剂2.5-3kg/adt；
所述表面活性剂为木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的一种或者几种的复配；
所述螯合剂为EDTA；
所述活化处理，pH为6.2-6.8，温度为75-80℃；
所述第一段氧脱木素，压力6-7bar，时间15-20分钟，温度95-100℃；
所述第二段氧脱木素，压力2.5-3bar，时间60-65分钟，温度108-110℃；
所述第一段氧脱木素，氧化白液用量为15-20kg/adt；
所述第二段氧脱木素，氧化白液用量为8-10kg/adt；
所述氧化白液，有效碱118-120g/L，硫化钠含量1.0-1.5g/l。
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