專利名稱：：一種在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬制漿造紙領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種在低濃(濃度在5%以下)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)中濃(6%8%)磨漿的方法。該方法制得的漿料，可直接用于造紙生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
："十分造紙，七分打漿"，打漿設(shè)備的重要性，對(duì)造紙行業(yè)顯得尤為重要。打漿設(shè)備近幾十年來(lái)發(fā)展也很快，從早期的槽式打漿機(jī)，發(fā)展到后來(lái)的錐型磨漿機(jī)、圓柱精槳機(jī)以及現(xiàn)在廣泛使用的雙盤磨槳機(jī)等；由間隙式磨漿，發(fā)展到連續(xù)式磨漿，在提升打槳質(zhì)量的同時(shí)，也兼顧到了實(shí)際大生產(chǎn)的需求。特別是，九十年代末期，隨著金東紙業(yè)等一系列工廠高車速大幅寬紙機(jī)的實(shí)施，雙盤磨漿機(jī)的發(fā)展又提升到一個(gè)新的高度。為了滿足高車速大幅寬紙車的用漿需求，雙盤磨漿機(jī)尺寸由最初的十幾英寸，發(fā)展到四十幾、五十幾英寸，同時(shí)，也由最先的單磨區(qū)雙盤磨發(fā)展成雙磨區(qū)的雙盤磨。刀盤型號(hào)也由開始的十幾種，發(fā)展到數(shù)十個(gè)系列上百種型號(hào)，成漿質(zhì)量也有了顯著的提高。但雙盤磨漿機(jī)的應(yīng)用，也有著諸多的不足之處。(1)雙盤磨適用打漿濃度很低，一般生產(chǎn)常用的打漿濃度為3%4%，(最高使用濃度一般也不會(huì)超過(guò)5%)，屬于低濃打漿。在低濃打漿時(shí)，由于低濃漿料可以近似看作是牛頓性流體。故其流動(dòng)性較好，使得部分纖維受打漿作用較少甚至未受到任何打漿作用而甩出，而其它的纖維受磨片磨齒剪切劇烈而被過(guò)度切斷，所得的磨后漿料質(zhì)量極不均勻，從而負(fù)面影響到紙頁(yè)的表觀勻度、兩面差和紙張的物理強(qiáng)度等指標(biāo)。為改善這種狀況，部分企業(yè)追求高打漿度而減少磨片間隙，雖然從結(jié)果上來(lái)看成漿均勻性有所改善，但同時(shí)也導(dǎo)致漿料的劇烈切斷、雜細(xì)胞碎片化，從而降低了短纖維漿種的適用品質(zhì)和漿料的使用范圍，影響紙頁(yè)強(qiáng)度并造成漿料流失較大、打漿能耗過(guò)高，結(jié)果亦是得不償失！(2)由于傳統(tǒng)的雙盤磨僅適用于低濃打漿，磨片施加于纖維本身的有效打漿能耗較低，能量利用率較低，大部分的能量消耗于機(jī)械摩擦損耗和對(duì)水的無(wú)效搬運(yùn)，故使得低濃打漿設(shè)備絕干漿單位能耗較大，設(shè)備效率較低，客觀上也增加了短纖維漿種的抄造成本。中濃磨漿技術(shù)的發(fā)展，可大幅解決上述問(wèn)題。因?yàn)橄鄬?duì)于傳統(tǒng)的低濃打漿技術(shù)和設(shè)備，中濃打漿技術(shù)體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為:(l)較好地保留了纖維的長(zhǎng)度，從而保留了短纖維的固有強(qiáng)度，為纖維良好的結(jié)合能力提供了較好的基礎(chǔ)；(2)對(duì)纖維具有較好的分絲、帚化和細(xì)纖維化能力，中濃打漿主要靠中濃打漿湍流中纖維之間的"內(nèi)摩擦形變效應(yīng)"而不是靠磨齒的機(jī)械剪切力來(lái)完成上述作用，所以在纖維分絲、帚化的同時(shí)并不對(duì)纖維造成切斷，大大增強(qiáng)了纖維之間的結(jié)合能力；(3)成漿抄造的紙頁(yè)的物理強(qiáng)度指標(biāo)大大提高，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表明提高的范圍一般為(1555)%;(4)打漿通過(guò)量增加，噸漿打漿電耗下降，節(jié)能一般為(3050)%。中濃磨漿相對(duì)低濃磨漿而言，優(yōu)勢(shì)非常明顯。但目前，我國(guó)約有50%以上的造紙廠仍在使用低濃雙盤磨漿方式，例如正在新建的APP海南紙廠、南通日本王子等，在所有工廠內(nèi)直接切換成中濃磨漿方式，顯然是不現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。主要受以下條件限制1、設(shè)備投資。使用中濃磨漿，必須更換成中濃磨漿機(jī)、槳料的散漿設(shè)備及流送設(shè)備均需要更換。2、效益影響。在更換成中濃磨漿設(shè)備時(shí)，需停機(jī)更換上述設(shè)備，影響紙車抄造效率。3、設(shè)備穩(wěn)定性影響。高車速大幅寬的紙機(jī)對(duì)于設(shè)備的穩(wěn)定性要求極高，目前中濃磨漿的發(fā)展歷程尚短，其設(shè)備的穩(wěn)定性，尚有待進(jìn)一步驗(yàn)證。在低濃系統(tǒng)，直接將濃度提升至中濃(6%15%)，勢(shì)必會(huì)因?yàn)闈{料濃度提升后，槳料流動(dòng)性變差的原因，造成以下問(wèn)題1、碎漿機(jī)的無(wú)法工作。一般低濃系統(tǒng)配備的是低濃碎漿機(jī)，其最大碎漿濃度一般不超過(guò)6%，如將其濃度提升至中濃范圍內(nèi)，則碎槳機(jī)無(wú)法正常工作，堆漿、堵塞現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，并嚴(yán)重影響碎漿效果。2、磨漿機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在低濃系統(tǒng)中，磨漿機(jī)所能承受的最大磨槳濃度一般不超過(guò)6%，將濃度提升至中濃范圍內(nèi)，因槳料流動(dòng)性問(wèn)題，使得漿料無(wú)法在刀盤中正常流動(dòng)，漿料堵塞刀盤現(xiàn)象日趨非常嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致磨漿機(jī)卡死，無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)燒毀等問(wèn)題。3、泵送及管路無(wú)法承載。在低濃情況下，漿液可以近似看作是牛頓性流體，其流動(dòng)性極好，基本不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。但在中濃情況下，因漿濃的增加，漿液的流動(dòng)性明顯降低，管路出現(xiàn)堵管再象，泵送無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在低濃系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，必須克服漿料濃度提升后，導(dǎo)制的漿料流動(dòng)性降低這一難題。只有克服了這一難題后，才有可能實(shí)現(xiàn)中濃技術(shù)的普及與推廣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法。該方法簡(jiǎn)單、安全、可以在不需要設(shè)備投資的情況下，在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，并且所制得的漿料，可作為普通漿料進(jìn)行應(yīng)用，提升紙張品質(zhì)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，使得磨漿濃度提升后，漿料流動(dòng)性不變，從而完成在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，具體步驟如下1)將紙漿放入碎漿機(jī)碎漿，在碎漿機(jī)碎漿的過(guò)程中，加入漿料流變改質(zhì)劑，流變改質(zhì)劑的用量為相對(duì)于絕干漿用量的0.005%5%;2)將加入漿料流變改質(zhì)劑后的6%8%中濃漿料在低濃磨漿設(shè)備中磨漿。本發(fā)明中，所述紙漿包括木材類、禾草類、棉、麻和其它農(nóng)林廢棄物為原料，以化學(xué)法、機(jī)械法或化學(xué)機(jī)械法制得，或兼用其中的任幾種紙漿組合后使用。其中化學(xué)法制得的紙漿采用蘇打漿、硫酸鹽漿、漂白硫酸鹽漿、亞硫酸鹽漿、漂白亞硫酸鹽漿中的任一種或幾種的混合物；機(jī)械法制得的紙漿采用木片磨木漿、磨石磨木漿、熱磨機(jī)械漿中的任一種或幾種的混合物；化學(xué)機(jī)械法制得的紙漿采用化學(xué)熱磨機(jī)械漿、堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿、盤磨化學(xué)預(yù)處理的堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿、漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿中的任一種或幾種的混合物。本發(fā)明中，所述漿料流變改質(zhì)劑包括陽(yáng)性漿料流變改質(zhì)劑、陰性漿料流變改質(zhì)劑和無(wú)機(jī)類槳料流變改質(zhì)劑。所述陽(yáng)性漿料流變改質(zhì)劑為陽(yáng)離子淀粉、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子瓜爾膠、聚氧化乙烯、聚乙烯醇中的一種或幾種混合物。所述陰性漿料流變改質(zhì)劑為陰離子淀粉、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子瓜爾膠、羧甲基纖維及其鈉鹽、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物所述無(wú)機(jī)類漿料流變改質(zhì)劑為氫氧化鈉、硬脂酸鈉、硅酸鈉、焦磷酸鉀、六甲基磷酸鈉中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的漿料流動(dòng)性測(cè)試方法中，利用實(shí)驗(yàn)室高濃碎漿機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)漿液的旋渦高低來(lái)評(píng)估漿料的流動(dòng)性。即流動(dòng)性好，漿液的旋渦就高，其到達(dá)高濃碎漿機(jī)頂部的距離就小，也就是說(shuō)，該方法測(cè)試的數(shù)值越小，說(shuō)明漿料的流動(dòng)性越好。在漿料流動(dòng)性測(cè)試方法中所述的高濃碎漿機(jī)包括帶加熱或不加熱功能的實(shí)驗(yàn)室高濃碎漿機(jī)、具有高濃攪拌能力的攪拌器等設(shè)備。通過(guò)漿料流動(dòng)性測(cè)試方法，用來(lái)評(píng)估漿料濃度提升后，漿料流動(dòng)性的變化情況，確保在低濃系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)中濃磨漿時(shí)，不對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。本發(fā)明在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，通過(guò)漿料流變改質(zhì)劑的作用，實(shí)現(xiàn)磨漿濃度提升后，漿料流動(dòng)性的不變，從而達(dá)到在低濃磨漿設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的目的。使用流變改質(zhì)劑后，漿料的流動(dòng)性明顯增加，6%8%中濃漿料的流動(dòng)性，可以做到與5%以下低濃流動(dòng)性相當(dāng)，從而實(shí)現(xiàn)在低濃設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)中濃磨槳。當(dāng)使用流變改質(zhì)劑后的中濃漿料(6%8%)通過(guò)高濃除渣器、纖維高頻疏解機(jī)及雙盤磨漿機(jī)時(shí)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，無(wú)堵漿、堵管等現(xiàn)象產(chǎn)生，而以上設(shè)備的原最大處理濃度為不超過(guò)6%。本發(fā)明具有以下有益效果-1、本發(fā)明在不需要任何投資的情況下，在目前普遍應(yīng)用的低濃磨漿設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)中濃磨漿。2、本發(fā)明利用中濃磨漿機(jī)理，實(shí)現(xiàn)纖維帚化的增強(qiáng)，提升漿料強(qiáng)度，從而達(dá)到提升紙張強(qiáng)度的目的。同時(shí)，用該方法處理后的槳料，與正常漿料基本一致，可直接應(yīng)用造紙生產(chǎn)中，不會(huì)對(duì)紙機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生任何的負(fù)面影響。3、本發(fā)明在低濃系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，有助于在我國(guó)推廣應(yīng)用中濃磨漿技術(shù)，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)用闊葉木取代針葉木造紙的目標(biāo)邁出堅(jiān)實(shí)的一步。有助于緩解我國(guó)因針葉木漿供應(yīng)不足，而產(chǎn)生的巨大的漿料供需矛盾。有助于保護(hù)日益萎縮的森林資源，促進(jìn)我國(guó)非木材類紙漿的開發(fā)應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、安全，可以在不需要設(shè)備投資的情況下，在低濃磨槳設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，并且所制得的漿料，可作為普通漿料進(jìn)行應(yīng)用，提升紙張品質(zhì)。具體實(shí)施例方式以下列舉實(shí)施例更加具體地說(shuō)明本發(fā)明，并且本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1(實(shí)驗(yàn)室評(píng)估)在7.0%濃度的漿液中，添加5.0%(相對(duì)絕干漿量)的陽(yáng)離子淀粉，其漿液的流動(dòng)性與5.0%濃度的漿液基本相當(dāng)，磨漿后漿料強(qiáng)度明顯增加，見以下表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2(實(shí)驗(yàn)室評(píng)估)在4.5%濃度漿液的基礎(chǔ)上，通過(guò)濃縮等手段，將槳液濃度提高至6.5%，添加2500ppm的陰離子聚丙烯酰胺，槳料流動(dòng)性可確保與4.5%濃度的漿液相當(dāng)，磨漿后，漿料強(qiáng)度明顯提升，見以下表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3(實(shí)驗(yàn)室評(píng)估)在4.5%濃度漿液的基礎(chǔ)上，通過(guò)濃縮等手段，將漿液濃度提高至7.5%，添加0.5%的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，漿料流動(dòng)性可確保與4.5%濃度的漿液相當(dāng)，磨漿后，漿料強(qiáng)度明顯提升，表3為漿料強(qiáng)度變化比較情況。帚化現(xiàn)象明顯增強(qiáng)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例4(生產(chǎn)實(shí)例)在碎漿機(jī)稀釋水中，添加600ppm的陰離子聚丙烯酰胺(以漿料絕干計(jì))，在漿料碎漿時(shí)，濃度控制由原先4.5%，提高至6.0%，碎漿機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，漿料泵送正常，可以正常通過(guò)高濃除渣器及纖維高頻疏解機(jī)，且各部分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率沒有受到任何影響。當(dāng)6.0%的漿料輸送到雙盤磨時(shí)，雙盤磨峰值電耗略有上升，但磨漿產(chǎn)能明顯增加，盤磨機(jī)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間大大縮短，噸紙總能耗有所降低。同時(shí)，濃度提升后，雙盤磨盤齒間的纖維網(wǎng)絡(luò)層厚度增加，纖維與纖維相互磨擦力增強(qiáng)，纖維帚化作用提高，漿料強(qiáng)度明顯提高，帚化現(xiàn)象明顯增強(qiáng)。表4為漿料強(qiáng)度比較情況；表5為成紙強(qiáng)度比較情況。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，使得磨漿濃度提升后，漿料流動(dòng)性不變，從而完成在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，具體步驟如下1)將紙漿放入碎漿機(jī)碎漿，在碎漿機(jī)碎漿的過(guò)程中，加入漿料流變改質(zhì)劑，流變改質(zhì)劑的用量為相對(duì)于絕干漿用量的0.005％～5％；2)將加入漿料流變改質(zhì)劑后的6％～8％中濃漿料在低濃磨漿設(shè)備中磨漿。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述紙漿包括木材類、禾草類、棉、麻為原料，以化學(xué)法、機(jī)械法或化學(xué)機(jī)械法制得的一種或幾種紙漿混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述化學(xué)法制得的紙漿為蘇打漿、硫酸鹽漿、漂白硫酸鹽漿、亞硫酸鹽漿、漂白亞硫酸鹽漿中的任一種或幾種的混合物。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述機(jī)械法制得的紙漿為木片磨木漿、磨石磨木漿、熱磨機(jī)械漿中的任一種或幾種的混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述化學(xué)機(jī)械法制得的紙漿為化學(xué)熱磨機(jī)械漿、堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿、盤磨化學(xué)預(yù)處理的堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿、漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿中的一種或幾種的混合物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述漿料流變改質(zhì)劑為陽(yáng)性漿料流變改質(zhì)劑，陽(yáng)性漿料流變改質(zhì)劑為陽(yáng)離子淀粉、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子瓜爾膠、聚氧化乙烯、聚乙烯醇中的一種或幾種混合物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述漿料流變改質(zhì)劑為陰性漿料流變改質(zhì)劑，陰性漿料流變改質(zhì)劑為陰離子淀粉、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子瓜爾膠、羧甲基纖維及其鈉鹽、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述漿料流變改質(zhì)劑為無(wú)機(jī)類漿料流變改質(zhì)劑，無(wú)機(jī)類漿料流變改質(zhì)劑為氫氧化鈉、硬脂酸鈉、硅酸鈉、焦磷酸鉀、六甲基磷酸鈉中一種或幾種的混合物。全文摘要本發(fā)明公開了一種在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿的方法，在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，使得磨漿濃度提升后，漿料流動(dòng)性不變，從而完成在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，具體步驟為將紙漿放入碎漿機(jī)碎漿，在碎漿機(jī)碎漿的過(guò)程中，加入漿料流變改質(zhì)劑，流變改質(zhì)劑的用量為相對(duì)于絕干漿用量的0.005％～5％；將加入漿料流變改質(zhì)劑后的6％～8％中濃漿料在低濃磨漿設(shè)備中磨漿。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、安全，可以在不需要設(shè)備投資的情況下，在低濃磨漿設(shè)備中實(shí)現(xiàn)中濃磨漿，并且所制得的漿料，可作為普通漿料進(jìn)行應(yīng)用，提升紙張品質(zhì)。文檔編號(hào)D21D1/00GK101654884SQ200910184公開日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年8月27日優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日發(fā)明者萬(wàn)曉玲,明張,王仁榮,劍陳,丹韋申請(qǐng)人:金東紙業(yè)(江蘇)股份有限公司