提高棉稈製漿白度的製漿方法
2023-10-04 06:04:29
專利名稱：提高棉稈製漿白度的製漿方法
技術領域：
本發明屬於製造紙漿的方法，特別是提高棉稈製漿白度的製漿方法。
背景技術：
棉花是我國經濟發展戰略中的重要農作物，有著廣闊的種植面積，農業在收穫棉花的同時，也提供了豐富的棉稈資源。但是在農村許多地方對棉稈沒有進行利用，把棉稈作為農業廢料被焚燒在田間地頭，豐富的棉稈資源白白的浪費掉。
棉稈作為被子植物門，雙子葉植物的棉屬植物與闊葉木同綱，闊葉木作為造紙原料，已被廣泛應用於高得率及化學漿的製造。而棉稈富含果膠、色素、漿料難以漂白，目前已有人研究用棉稈製取不漂白的高得率漿或低白度化學漿用包裝紙板、瓦楞紙、牛皮紙和低檔衛生紙的抄造。
發明內容
本發明的目的在於提供一種提高棉稈製漿白度的製漿方法，用該方法生產棉稈製漿具有白度高、塵埃少，漿料強度高的特點，可以用於中高檔文化用紙的抄造。
本發明的目的是這樣實現的一種提高棉稈製漿白度的製漿方法，按以下步驟進行1、用皮杆分離機將棉稈破碎，同時去除棉稈的外層表皮和心部的髓；2、將被破碎的棉稈原料裝入蒸煮設備，加入水和化學藥品進行蒸煮，化學藥品為木素分解劑和蒸煮助劑，其中加入原料和水的重量比為1∶1.25-6.0，加入木素分解劑為原料重量的15.5-40％，加入蒸煮助劑為原料重量的0.01-3.0％，硫化度為15-30％，蒸煮時間為35-420min，蒸汽壓力為0.2-0.85Mpa，溫度為110℃-180℃；3、用水洗滌，洗去棉稈漿中溶解的雜質；4、進入氯化段，在待漂白的棉稈漿中加入氯氣，氯氣的用量為棉稈漿重量的1-8％，棉稈漿的濃度為1-6.0％，溫度為15℃-45℃；5、進入鹼處理段，加入NaOH和H2O2，其中NaOH的用量為棉稈漿重量的0.5-6％，H2O2的用量為棉稈漿重量的0.5-4.0％，棉稈漿濃度為6-15％，溫度為40℃-75℃；6、進入次氯酸鹽漂白段，加入次氯酸鹽和NaOH，其中次氯酸鹽的用量為棉稈漿重量的0.5-6.0％，NaOH的用量為棉稈漿重量的0.5-3.0％；7、用水洗滌，然後進入抄紙工序。
上述製漿方法有關步驟優選工藝參數為步驟2中加入原料與水的重量比為1∶1.3-5.0，加入木素分解劑為原料重量的25-33％，加入蒸煮助劑為原料重量的0.02-2.5％，硫化度為20-25％，蒸煮時間50-420min，蒸汽壓力0.5-0.8Mpa，溫度120℃-160℃；步驟4中氯氣的用量為棉稈漿重量的3-6％，棉稈漿的濃度為2-5％，溫度為20℃-40℃；步驟5中加入NaOH的用量為棉稈漿重量的3-5％，H2O2的用量為棉稈漿重量的1-3％，棉稈漿濃度為8-14％，溫度為50℃-70℃；步驟6中加入次氯酸鹽的用量為棉稈漿重量的2-5％，加入NaOH的用量為棉稈漿重量的1-2.5％。木素分解劑為A+B組合物，其中A的成分為NaOH或CaCO3，B的成分為Na2SO3或S2或Na2S或Na2Sx或Mg(HSO3)。木素分解劑中A的成分加入量為原料重量的15-30％，B的成分加入量為原料重量的0.5-10％。當A的成分為NaOH，B的成分為Na2SO3時，NaOH的加入量為原料重量的15-30％，Na2SO3加入量為原料重量的0.5-10％。
本發明的製漿方法步驟2中添加的蒸煮助劑為綠氧或蒽醌。當添加的蒸煮助劑為綠氧時，綠氧的加入量為原料重量的0.01％-0.1％。當添加的蒸煮助劑為蒽醌時，蒽醌的加入量為原料重量的0.1％-2％。其中綠氧是高分子化合物，不含致癌物質，不造成環境汙染，綠氧蒸煮能降低物耗(燒鹼、亞銨、亞鈉)，縮短蒸煮時間，提高漿得率、強度和白度，是造紙工業的綠色助蒸煮助劑。本發明使用的綠氧是淡綠色透明的液體。其生產單位河南省道純化工技術有限公司，地址鄭州市文化路128號航天大廈15樓A8，郵編450003，電話0371-63563761～63563766，傳真0371-63563936。
該單位生產的綠氧的技術指標
棉稈的構造由五個不同的部分組成，由外層表皮、韌皮纖維、中部木質纖維和心部的髓組成，韌皮纖維和中部的木質部含有能被造紙所用的纖維，芯部主要是雜細胞組成，在製漿過程中必須除去。外層表皮含有豐富的果膠和色素，在製漿過程中長時間高溫、高壓的鹼性條件下，使木素和色素縮合，生成難以漂白的成分。因此，在用皮杆分離機粉碎棉稈的同時，將棉稈的外層表皮和心部的髓去除。由於棉稈本身含有一定量的果膠和色素，用傳統的漂白工藝難以將棉稈漿料漂白到白度60％以上，而棉稈的木質層組織緊密，製漿時蒸煮液不易浸透，只有採取長時間緩和的升溫方式，使蒸煮液完全浸透，這樣蒸煮均勻，渣率低，使細漿得率提高，使漿料漂白的白度提高。經過多種蒸煮方式的試驗證明，採用單一成分的蒸煮藥劑很難提高漿料得率。本發明的製漿方法採用複合配製的木素分解劑，如加入佔原料重量15-30％的NaOH和加入佔原料重量0.5-10％的Na2SO3為主要的脫木素反應劑，達到去除木素的目的，加入佔原料重量0.1-3.0％的綠氧作為蒸煮助劑，以強化脫木素反應和保護原料纖維。應用氯氣、NaOH、H2O2作為漂白劑，並採用相應的複合漂白工藝，將棉稈破碎工藝、蒸煮工藝和漂白工藝的工藝參數不斷地進行優化。破碎工藝採用皮杆分離機使棉稈破碎、撕裂均勻，提高了原料的均整性，使棉稈原料蒸煮均勻。延長了蒸煮時間，使藥液能夠與木素充分反應，從而達到去除木素的目的，用本發明的製漿方法用棉稈原料製成的漂白棉稈漿的白度達到75-85％，塵埃少，漿料強度高，可以用於中高檔文化用紙的抄造。
我國有著豐富的棉稈資源，因棉稈的利用價值低，棉農基本上將棉稈焚燒或廢棄在田間地頭，既造成汙染，又浪費資源。本發明的製漿工藝用棉稈為原料製成的棉稈漂白漿料可以用於中高檔文化用紙的抄造，一方面使廢棄的棉稈廢物利用，充分利用資源，增加了棉農的收入，另一方面也解決了造紙行業纖維原料緊缺的難題。
具體實施例方式
實施例1，一種提高棉稈製漿白度的製漿方法，按以下步驟進行1、用皮杆分離機將棉稈破碎，同時去除棉稈的外層表皮和心部的髓；2、將被破碎的棉稈原料裝入蒸煮設備，加入水和化學藥品進行蒸煮，化學藥品為NaOH、Na2SO3和綠氧，其中加入原料和水的重量比為1∶5.0，加入NaOH為原料重量的15％，加入Na2SO3為原料重量的5％，加入綠氧為原料重量的0.02％，硫化度為20％，蒸煮時間為40min，蒸汽壓力為0.5Mpa，溫度為120℃；3、用水洗滌，洗去棉稈漿中溶解的雜質；4、進入氯化段，在待漂白的棉稈漿中加入氯氣，氯氣的用量為棉稈漿重量的4％，棉稈漿的濃度為3％，溫度為30℃；5、進入鹼處理段，加入NaOH和H2O2，其中NaOH的用量為棉稈漿重量的4％，H2O2的用量為棉稈漿重量的2％，棉稈漿濃度為8％，溫度為50℃；6、進入次氯酸鹽漂白段，加入次氯酸鹽和NaOH，其中次氯酸鹽的用量為棉稈漿重量的3％，NaOH的用量為棉稈漿重量的2％，棉稈漿的濃度為10％，溫度為40℃；7、用水洗滌，然後進入抄紙工序。
經檢測用本發明的製漿方法製成的棉稈漿質量其白度80％、裂斷長4900m、塵埃532mm2/500g漿。
實施例2，按所述的相同步驟重複進行實施例1，但是其中步驟2中加入原料與水的重量比為1∶4，加入NaOH為原料重量的25％，加入Na2SO3為原料重量的8％，加入蒽醌為原料重量的2.5％，硫化度為25％，蒸煮時間350min，蒸汽壓力0.8Mpa，溫度160℃；步驟4中氯氣的用量為棉稈漿重量的6％，棉稈漿的濃度為4.0％，溫度為40℃；步驟5中加入NaOH的用量為棉稈漿重量的5％，H2O2的用量為棉稈漿重量的3％，棉稈漿濃度為12％，溫度為60℃；步驟6中加入次氯酸鹽的用量為棉稈漿重量的4％，加入NaOH的用量為棉稈漿重量的2.5％，棉稈漿濃度為12％，溫度為45℃。
經檢測用本發明的製漿方法製成的棉稈漿質量其白度85％、裂斷長5979m、塵埃568mm2/500g漿。
附表為用本發明的方法製成的棉稈漂白漿料與闊葉木漿物理參數的對比。
從附表中的物理參數對比可以看出，棉稈漂白漿纖維平均長度為0.93mm，棉稈漂白漿纖維強度高於闊葉木漿，棉稈漿能夠代替部分木漿用於中高檔文化用紙的抄造。
中高檔文化用紙抄造紙漿的品質指標，白度76％、裂斷長大於4000m，塵埃不大於1000mm2/500g漿。
用本發明的製漿方法製成的棉稈漂白漿，經測試各項品質指標均滿足了生產中高檔文化用紙的紙漿的質量要求。
權利要求
1.一種提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是按以下步驟進行(1)、用皮杆分離機將棉稈破碎，同時去除棉稈的外層表皮和心部的髓；(2)、將被破碎的棉稈原料裝入蒸煮設備，加入水和化學藥品進行蒸煮，化學藥品為木素分解劑和蒸煮助劑，其中加入原料和水的重量比為1∶1.25-6.0，加入木素分解劑為原料重量的15.5-40％，加入蒸煮助劑為原料重量的0.01-3％，硫化度為15-30％，蒸煮時間為35-420min，蒸汽壓力為0.2-0.85Mpa，溫度為110℃-180℃；(3)、用水洗滌，洗去棉稈漿中溶解的雜質；(4)、進入氯化段，在待漂白的棉稈漿中加入氯氣，氯氣的用量為棉稈漿重量的1-8％，棉稈漿的濃度為1-6.0％，溫度為15℃-45℃；(5)、進入鹼處理段，加入NaOH和H2O2，其中NaOH的用量為棉稈漿重量的0.5-6％，H2O2的用量為棉稈漿重量的0.5-4.0％，棉稈漿濃度為6-15％，溫度為40℃-75℃；(6)、進入次氯酸鹽漂白段，加入次氯酸鹽和NaOH，其中次氯酸鹽的用量為棉稈漿重量的0.5-6.0％，NaOH的用量為棉稈漿重量的0.5-3.0％；(7)、用水洗滌，然後進入抄紙工序。
2.根據權利要求1所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是步驟(2)中加入原料與水的重量比為1∶1.3-5.0，加入木素分解劑為原料重量的25-33％，加入蒸煮助劑為原料重量的0.02-2.5％，硫化度為20-25％，蒸煮時間50-420min，蒸汽壓力0.5-0.8Mpa，溫度120℃-160℃；步驟(4)中氯氣的用量為棉稈漿重量的3-6％，棉稈漿的濃度為2-5％，溫度為20℃-40℃；步驟(5)中加入NaOH的用量為棉稈漿重量的3-5％，H2O2的用量為棉稈漿重量的1-3％，棉稈漿濃度為8-14％，溫度為50℃-70℃；步驟(6)中加入次氯酸鹽的用量為棉稈漿重量的2-5％，加入NaOH的用量為棉稈漿重量的1-2.5％。
3.根據權利要求1或2所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是木素分解劑為A+B組合物，其中A的成分為NaOH或CaCO3，B的成分為Na2SO3或S2或Na2S或Na2SX或Mg(HSO3)。
4.根據權利要求3所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是木素分解劑中A的成分加入量為原料重量的15-30％，B的成分加入量為原料重量的0.5-10％。
5.根據權利要求3或4所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是A的成分為NaOH，其加入量為原料重量的15-30％，B的成分為Na2SO3，其加入量為原料重量的0.5-10％。
6.根據權利要求1或2所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是蒸煮助劑為綠氧或蒽醌。
7.根據權利要求6所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是綠氧的加入量為原料重量的0.01％-0.1％。
8.根據權利要求6所述的提高棉稈製漿白度的製漿方法，其特徵是蒽醌的加入量為原料重量的0.1％-2％。
全文摘要
一種提高棉稈製漿白度的製漿方法，按以下步驟進行用皮杆分離機將棉稈破碎，去除外層表皮和心髓；對破碎的原料進行蒸煮，其中原料和水的重量比為1∶1.25－6.0，加入木素分解劑和蒸煮助劑，其中木素分解劑為15.5－40％，蒸煮助劑為0.01－3％，硫化度15－30％，蒸煮時間35－420min，蒸汽壓力0.2－0.85MPa，溫度110℃－180℃；進入氯化段，氯氣用量為1－8％，棉稈漿濃度1－6％，溫度15℃－45℃；鹼處理段，加入NaOH為0.5－6％，H
文檔編號D21C9/10GK1847519SQ200610075049
公開日2006年10月18日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者徐林, 楊明生, 趙永健, 母輝民, 愈忠, 徐延輝, 張贊華, 王新忠, 周文成, 楊傑 申請人:新疆博湖葦業股份有限公司