一種改進(jìn)堿性過氧化氫機(jī)械漿工藝提高紙漿強(qiáng)度的新方法
【專利摘要】一種改進(jìn)堿性過氧化氫機(jī)械漿工藝提高紙漿強(qiáng)度的新方法。本發(fā)明屬于造紙領(lǐng)域高得率制漿，是針對(duì)堿性過氧化氫機(jī)械法制漿工藝改進(jìn)的新方法。該發(fā)明將壓力氧-過氧化氫處理技術(shù)應(yīng)用于P-RC?APMP制漿，可有效提高紙漿白度與結(jié)合強(qiáng)度等。在現(xiàn)有P-RC?APMP制漿工藝，一段磨漿后增加壓力氧-過氧化氫處理工序，利用高剪切混合器將漿料與氧氣混合后送入漂白塔，維持進(jìn)口壓力0.1-0.4MPa，漿濃15-30％，溫度90-130℃，在漂白塔內(nèi)停留15-45分鐘后噴放，進(jìn)行常壓磨漿。本發(fā)明充分利用了氧堿條件下脫除高濃磨漿后纖維表面部分木素，提高紙漿的白度和纖維親水能力、改善磨漿性能并提高紙漿結(jié)合強(qiáng)度。
【專利說明】一種改進(jìn)堿性過氧化氫機(jī)械漿工藝提高紙漿強(qiáng)度的新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于造紙領(lǐng)域的高得率制漿技術(shù)，針對(duì)堿性過氧化氫機(jī)械漿制漿工藝改進(jìn)的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化機(jī)漿是在傳統(tǒng)的機(jī)械漿基礎(chǔ)上發(fā)展起來的現(xiàn)代清潔高效制漿新技術(shù)，是近十幾年來發(fā)展最快的漿料種類，具有高得率、高松厚度、低成本、低污染等優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)及使用的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到造紙行業(yè)的充分肯定。在國家《造紙工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中確立了造紙工業(yè)以廢紙纖維、木纖維為主，合理利用竹、蘆葦和秸桿等可再生資源的原料路線，要求加快走上林紙一體化道路，所以化機(jī)漿在造紙工業(yè)中所占的比重將越來越大。化機(jī)漿的發(fā)展從最初期的亞硫酸鹽處理化學(xué)熱磨機(jī)械漿，到我國目前常用的P-RC APMP生產(chǎn)線，其生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)，產(chǎn)量和紙漿性能不斷提高。然而，化機(jī)漿的生產(chǎn)過程中主要是靠機(jī)械的作用處理木片，磨漿過程中纖維的分離主要發(fā)生在胞間層，因此纖維表面覆蓋了大量的木質(zhì)素，增加了磨漿時(shí)的能耗，同時(shí)纖維表面覆蓋大量木素，使纖維的吸水潤脹能力下降，纖維在磨漿過程切斷作用增加，纖維平均長度下降，同時(shí)表面覆蓋的木質(zhì)素也降低了纖維的結(jié)合強(qiáng)度，減少了其在配抄文化用紙等紙種中的比重，增加了紙張成本。因此，提高纖維的吸水潤脹能力是改善化機(jī)漿性能的關(guān)鍵。
[0003]為了提高纖維的吸水潤張能力和降低磨漿能耗，國內(nèi)外的很多專家學(xué)者進(jìn)行了多方面的研究，例如利用混合酶和真菌等對(duì)木片進(jìn)行預(yù)處理；通過薄片切削技術(shù)對(duì)于處理前的木片進(jìn)行切削，使預(yù)處理使要也能夠滲透到薄片的內(nèi)部，降低磨漿時(shí)的能耗，提高紙漿強(qiáng)度；增加化學(xué)藥品的用量，優(yōu)化添加比，從而改善紙漿的白度和物理性能等。這些方法均在一定程度上提高了紙漿纖維的吸水潤脹能力，改善了纖維的強(qiáng)度和白度，然而，這些方法又或多或少地存在一些局限。增加化學(xué)藥品的用量，提高了成本；酶和微生物用作用時(shí)間長，同時(shí)對(duì)紙漿的白度造成了影響；預(yù)處理前切削薄片技術(shù)，對(duì)設(shè)備要求高，在大量生產(chǎn)時(shí)也不易實(shí)施等。所以這些技術(shù)很難在目前化機(jī)漿生產(chǎn)線上對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造，改善紙漿的吸水潤脹能力和紙漿強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的P-RC APMP生產(chǎn)線在預(yù)處理壓力磨漿后纖維表面覆蓋較多木質(zhì)素，使得解離后纖維束表面吸水性能差的問題；通過減少纖維表面木質(zhì)素的含量，提高纖維的吸水潤脹能力，減少常壓磨漿時(shí)纖維被切斷，提高漿料結(jié)合強(qiáng)度和紙漿白度，降低磨漿能耗的目的。本發(fā)明提供了一種在P-RC APMP生產(chǎn)工藝中，在一段高濃壓力磨磨漿之后，利用壓力氧-過氧化氫處理代替目前高濃停留的新方法，能夠比較容易地選擇性脫除部分一段磨漿后纖維表面覆蓋的木素，在損失較少紙漿得率的前提下，改善纖維表面的特性，為后續(xù)常壓磨漿階段能夠降低能耗和提高纖維平均長度和紙漿白度性能，為降低文化用紙中配抄化學(xué)木漿的含量創(chuàng)造條件，從而降低造紙生產(chǎn)成本。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]壓力氧-過氧化氫處理P-RC APMP —段高濃壓力磨后的解離木材纖維，P-RCAPMP 一段高濃壓力磨漿后的漿料，經(jīng)過渡槽調(diào)節(jié)漿料濃度在15-30%，溫度為90-130°C，利用高濃混合器將氧氣與漿料進(jìn)行混合，氧壓控制在0.1-0.4MPa，在壓力漂白塔內(nèi)停留15-45min，適當(dāng)加水稀釋后進(jìn)入下一階段的常壓磨漿，經(jīng)消潛、濃縮后送造紙車間。與目前P-RC APMP工藝相比，本發(fā)明的原理是:首先在于，一段高濃壓力磨漿之后大部分的木片已經(jīng)被分離成纖維，相比于預(yù)處理階段，該段磨漿后的纖維更容易進(jìn)行纖維表面木質(zhì)素的改性處理；而一段高濃壓力磨后的漿料，由于磨漿時(shí)木片纖維的分離一部分發(fā)生在胞間層區(qū)域，大量的胞間層木素沉積在纖維表面，通過壓力氧-過氧化氫處理可以有效脫除部分木素。通過比較壓力氧-過氧化氫處理前后的漿料表面X-射線光電子能譜分析，可以看出，經(jīng)壓力氧-過氧化氫處理后的漿料表面木質(zhì)素含量和漿料中總木質(zhì)素含量都有所降低。通過掃描電子顯微鏡對(duì)處理前后的漿料進(jìn)行表面形貌觀察分析，也可以發(fā)現(xiàn)纖維表面分布大量的胞間層物質(zhì)木質(zhì)素，與X-射線光電子能譜分析的結(jié)果相一致；其次，木質(zhì)素含有大量的疏水性基團(tuán)，纖維表面覆蓋大量的木素，相當(dāng)于在纖維表面覆蓋了一層疏水介質(zhì)，從而使纖維之間的結(jié)合能力下降，纖維的吸水潤脹能力降低，但經(jīng)過壓力氧-過氧化氫處理后的漿料，由于木質(zhì)素的部分溶出、纖維之間的吸水潤脹能力得到提高，纖維的強(qiáng)度和紙漿白度也得到了提高。在用BET比表面積儀分析發(fā)現(xiàn)，處理后的漿料纖維表面孔隙率提高，同時(shí)纖維的比表面積變大，在損失較少得率的情況下，可以有效提高纖維的吸水潤脹能力和紙漿強(qiáng)度，說明在壓力氧-過氧化氫處理時(shí)，不僅脫除表面的木素，而且可以導(dǎo)致纖維細(xì)胞壁上部分木質(zhì)素溶出，增加了纖維吸水性能和纖維內(nèi)部接觸面積。第三，在漿料的性質(zhì)方面。①能夠有效提高紙漿白度。本發(fā)明在化學(xué)藥品用量未改變的情況下，經(jīng)過壓力氧-過氧化氫處理的漿料白度可以得到有效提高。②能夠有效提高漿料抗張和撕裂強(qiáng)度?，F(xiàn)行工藝在第二、三段磨漿過程中，由于纖維表面大量木質(zhì)素覆蓋，磨漿過程纖維切斷增加、分絲帚化現(xiàn)象減少不利于成紙的 強(qiáng)度。本發(fā)明有效改善纖維表面，增加纖維的吸水性能，提高了成紙的強(qiáng)度。
[0007]因此，本發(fā)明可以針對(duì)現(xiàn)有P-RC APMP生產(chǎn)流程進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，在損失較少紙漿得率的基礎(chǔ)上，達(dá)到改善紙漿性能、提高紙漿白度、節(jié)約能耗和增加其在造紙過程該漿種添加量的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1 一般P-RC APMP制漿工藝路線圖，其中虛線部分是本發(fā)明的改進(jìn)之處?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]壓力氧-過氧化氫處理應(yīng)用于P-RC APMP制漿工藝改進(jìn)的新方法:
[0010]下面結(jié)合圖表和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0011]以取自江蘇某大型造紙廠的高濃壓力磨后的楊木漿料為例:
[0012]--------原料處理:在原料中加入如下用量的的化學(xué)藥品(藥品用量是相對(duì)原料
的絕干重量計(jì)算)、漿濃控制在25%左右:
[0013]對(duì)比例:[0014]
【權(quán)利要求】
1.壓力氧-過氧化氫處理應(yīng)用于P-RCAPMP制漿工藝的新方法，其特征是將P-RC APMP制漿工藝中一段高濃壓力磨漿后適當(dāng)稀釋的紙漿利用高剪切混合器將漿料與氧氣混合后送入壓力升流式漂白塔后噴放，進(jìn)行常壓磨漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力氧-過氧化氫處理應(yīng)用于P-RCAPMP制漿工藝的新方法，其特征在于:壓力氧-過氧化氫處理時(shí)的漿濃控制在15-30%，通入氧氣的量控制在氧壓為0.1-0.4MPa，保溫的時(shí)間控制為15-45min，溫度控制為90_130°C。
3.壓力氧-過氧化氫處理段介于P-RCAPMP制漿的高濃壓力磨漿或者第一段磨漿，與常壓磨漿或第二段盤磨之間。
【文檔編號(hào)】D21B1/16GK103757955SQ201410003394
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】童國林, 劉佳, 秦昀昌 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)