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新型蒸煮助劑——木素凈及其應用

2005-05-05
 
    一、概述

    本助劑主要用于木類為主要原料的堿性亞鈉——蒽醌法造紙漿中代替蒽醌,本助劑在促進木素的脫除,保留纖維強度,提高漿得率,減少蒸解成份,改善紙漿洗滌和漂白性能,節省用堿及氯氣用量,降低制漿生產成本等方面具有獨特的使用效果和顯著的經濟效益。

    二、產品理化指標

    2-1.外觀:淺黃色粉末固體
    2-2.易溶于水
    2-3.有效含量95%以上,表面活性>20%,醌化衍生物>65%,特效成份>10%,水份<5%。

    三、性能

    3-1.該助劑由于含有表面活性物質,具有優良的分散性,能與木片均勻混合,能與藥液一起滲透到木片之中,可以加快蒸煮液對原料的濕滲透,從而增加裝鍋量,大大加快蒸煮時間。
    3-2.本助劑能夠加速木素降解,加快脫木素速度,而且能夠使碳水化合物的溶出也變的緩慢,有效地提高得漿率,降低堿耗,氯耗,縮短漂白時間。
    3-3.本助劑可以提高紙張的耐折度,耐撕裂度,裂斷度,耐破度。
    3-4.由于本品能夠降低黑液粘度,使濃縮和洗滌更快捷,紙漿的白度明顯提高,是理想的蒽醌的替代產品,而價格比蒽醌降低1/3。

    四、蒸球工藝技術條件

    蒸煮助劑在麥木蒸煮時應執行如下工藝:

    A.裝球量:8000kg+500kg(絕干麥木);
    B.用堿量:12.5%—13.5%(對絕干麥木);
    C.助劑量:0.03—0.05%;
    D.液比:1:2.6—1:2.8;
    E.總堿:45—55g/L

    操作工藝:

    A.裝球時間:1:00—2:00小時;
    B.空運轉時間:0:10;
    C.升溫時間:1:00—1:30—07MPa;
    D. 保溫時間:30分鐘;
    E.噴放時間:20分鐘; 
    F.全程:3:00—4:30。

    其它與蒽醌使用方法相同,若把該助劑放入水中攪拌成乳液狀,其效果會更好。如果與酒精相溶可制成紅棕色液體,使用更方便。

    五、操作要點及質量要求

    (1)操作要點

    5-1.1總堿化驗必須準確,用量穩定。
    5-1.2助劑必須分次加(至少五次);
    5-1.3慢升溫階段必須緩慢均勻升溫;
    5-1.4煮料必須及時,避免過煮;
    5-1.5氣壓偏低,可適當延長蒸煮時間,并隨時查料,避免生球;
    5-1.6預漫要掌握均勻,控制堿量與木片一起用完。

    (2)質量要求:

    5-2.1成漿硬度控制在13—18K之間;
    5-2.2殘堿控制在6—9K/I范圍內;
    5-2.3粗漿蒸煮均勻,質量一致,未蒸解成份不得超過5%;
    5-2.4粗漿要易于洗滌,洗后呈灰黃或灰褐色。

    六、漂白工藝條件(多段漂)

    6-1.漂白濃度:8—9%;
    6-2.漂前PH值:8—9;
    6-3.漂前殘堿:<0.35g/L;
    6-4.漂前濃度:25—2g/L;
    6-5.漂白溫度:35—38度;
    6-6.有效氯用量:1.8%。

    七、應用實例

    山東某造紙廠用全麥木漿生產文化用紙,采用NaOH—AQ法制漿和次氯酸鹽單段漂白漿料,白度只能達到70%左右,為此他們使用我廠的木素凈后對原有工藝作了一些改進,以期在保證紙張質量的前提下,使白度有所提高。現將使用后情況介紹如下,供用戶參考:

     7-1.蒸煮工段
原工藝使用的是NaOH—AQ法制漿,后使用木素凈代替蒽醌,并減少了NaOH用量。改用前后具體參數如表1,相對于原工藝,改用后的工藝主要有以下變化:

    表1:

    NaOH量(%)----改用前:15,改用后:13;
    蒽醌(%) ----改用前:0.05;改用后:0;
    木素凈(%)----改用前0,改用后:0.4--0.5;
    粗漿得率(%)----改用前45,改用后48;
    漂率(%)----改用前:7.2,改用后:6.3;
    K 值----改用前:10—12,改用后:9—10。
    注:該漂率是將前后兩種漿漂至相同白度(70%)的值。

    7-1.1木素凈的加入,使蒸煮過程兼有硫酸鹽法和NaOH—AQ法的優點。木素凈的有些成份在蒸煮液中生成Na2S.Na2S2O3。部分多硫化鈉Na2S可以加速脫木素反應,多硫化鈉可以使碳水化合物的還原性末端醛基氧化成羧基,使碳水化合物穩定,不發生剝皮反應,從而達到盡量快地除掉大部分木素,又盡可能多地保留碳水化合物的目的。由表1可知,改進后紙漿K值有所下降,而粗漿得率由45%上升至48%。這證實了改進后的工藝對碳水化合物的保留有所增加而木素則較多地除掉了。
    7-1.2改用木素凈后,由于蒸煮時多硫化物可以將還原性醛基氧化成羧基,從而減少在漂白時醛基被氧化成羧基的數量,而羧基的存在會使纖維素易被氧化而生成發色物質使紙漿白度下降。因此經改進后的工藝,紙漿白度提高且返黃程度較輕。
    7-1.3改用木素凈后,木素較多地被除掉而保留了較多的碳水化合物,使漿料更易漂白,如果采用與改用前相同的漂率,則可以得到更高的白度,而漂后漿料得率接近。
    7-1.4相應減少了NaOH用量,NaOH用量由15%降至13%,使碳水化合物三性降解有所緩和。
h:min
    7-1.5縮短了蒸煮時間,改進前后蒸煮曲線如下:(CDD5MPa)

    原曲線:1:00------0.20----1:00-----2:30----0.15
    預浸------→0---→0-----→0.65-----→0.65---------→0
    -----裝鍋-----空轉---升溫--------保溫--------全壓噴放

    改后蒸煮曲線:1:00-----0.20----1:30----1:30----0.15
    預浸-----------→0--→0-----→0.65-----→0.65--------→0
    --------裝鍋------空轉---升溫--------保溫--------全壓噴放

    使用木素凈代替蒽醌改進后流程比原蒸煮節約30分鐘。

    7-2.漂白工段
原工藝采用次氯酸鹽單段漂,漂后加放增白劑和顯白劑(絡合劑)。經改用木素凈后,有如下變化:
    7-2.1在次氯酸鹽漂白后,加入2.5%NaOH(對絕干漿)稀堿液處理漂后洗凈的漿料,利用堿液溶解除去漿中殘存的有色物質;同時堿性條件下,纖維易潤脹,使纖維內部有色物質易于擴散溶出。
    7-2.2用木素凈由于能堤謫漿料濃縮和洗滌效果,使漂前洗凈度由0.11—0.12g/L提高到0.09g/L,漂后洗凈度由0.09g/L提高到0.07/L。
    7-2.3關于增白劑和顯白劑的加入方式,我們做了以下三種嘗試(原漿白度73%):
    方案1(原流程)和改進后方案2、方案3的增白劑用量分別為2.3、1.6和1.6KG/T漿,顯白劑加入量分別為55g和100g/t漿,則漿白度分別為78%、80%和84%。
可見,方案3增白效果最好,而且減少了增白劑用量,具本工藝指標如表2:


    表2:(“前”表改用前;“后”表改用后)

    ---漂率/溫度/時間/用堿量/漂后白度/增白劑/顯白劑/成品白度/漿濃度--(%)(度)(h)(%)--(%)---(‰)(g/t漿)-(%)---(%)
    前:7.2--32--1-1.5---0-----70------2.3----5.0-------75------5
--38(冬) 
    后:7.2--35--1-1.5--2.5----73------1.6----10.0---82到84-----5
------(夏)

    7-3結果
    7-3.1改用后,紙張白度大幅度提高,由70%—75%上升至82%—84%,且白度穩定,返黃明顯減輕。
    7-3.2成紙減輕了原工藝紙張脆性大的毛病,韌性提高,且撕裂度也有所增大。

    八、效益分析:

    由于該助劑減少堿及氯的用量,可以大幅度降低制漿成本,減少環境污染,葉片過濾機濾布使用壽命提高,并且該產品的價格比蒽醌便宜,噸漿,綜合成本可降低50—100元,具有明顯的經濟效益和社會效益。

 
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