专利名称：一种球内洗涤分级蒸煮工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及用非木材纤维原料生产纸浆的工艺，更具体地说是用禾草类纤维生产纸浆的球内洗涤分级蒸煮工艺。
背景技术：
用植物纤维生产纸浆的方法有化学法、机械法、化学机械法。在化学法中又分石灰法、烧碱法、蒽醌-烧碱法、硫酸盐法。
现有技术中的烧碱法是以植物纤维为原料。其工艺过程是首先进行备料，将进行过预处理的生产纸浆的原料装入蒸球或立锅(蒸煮锅、立式蒸煮锅)等设备中，再加入氢氧化钠等化学药品进行气相蒸煮，就是直接通蒸汽加热、保温而生产合格的纸浆。
现有技术中所述的预处理有干法预处理、湿法预处理、干湿法预处理。干法预处理就是把禾草类植物叶、芒、泥土等杂质尽可能除去。湿法预处理就是用水洗涤原料除去叶、芒、泥土等杂质，以泥土为主。干湿法预处理就是进行上述干、湿法预处理的二个过程。
由于直接通蒸汽加热、化学反应激烈，即脱木素的化学反应激烈。原料中不但有造纸浆所要的纤维，也含有生产纸浆不需要的半纤维素、木素及树脂、果胶、淀粉、单宁、色素、无机化合物的其他组分。在蒸煮时首先在较低的温度下进行，这时就有木素和纤维部分分离，待升高温度进行蒸煮时，低温反应产物中的木素、聚戊糖等又缩合附在纤维的表面上，很难再从纤维上洗除，所以纸浆的均匀性差、浆渣多、浆的硬度高、滤水性差，需要大量的水洗涤和置换除去杂细胞、半纤维素、木素组成的黑液，造成污水污染环境，更使得生产纸浆的成本增高，也给下步的漂白造成困难。现有技术的这种工艺每生产1吨纸浆产生10-12吨，甚至18吨黑液，而且这种黑液粘度高(一般在浓度42％时100度时为460厘泊左右)。黑液的处理是造纸厂的共同技术难题，将黑液直接进行排出造成对环境的严重污染。
草类制浆技术是一个系统工程，要根据禾草纤维原料的生物结构的不均一性和化学组成的特殊性对制浆的全过程进行研究，禾草类纤维制浆具有以下特点1.重备料，除硅，除杂细胞，提高纸浆质量，滤水性，减少黑液的回收；2.禾草纤维脱木素的特性。由于禾草纤维中有较多的碱易溶木素，使其制浆难度降低，但同时它又要求有较高的脱木素率才能使纤维解离，因此它的制浆方法应与木材有很大的不同。3.由于原料中硅含量高，碳水化合物含量高，造成其黑液粘度高，回收难度大。4.禾草类现为中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材好，易采用短流程，无氯漂白达到高白度。
有不少技术人员致力于这方面的研究，比如中国专利ZL98111534.9的一种造纸黑液的处理方法，属造纸废料处理方法领域，包括以下几个工艺步骤将蒸煮后的黑液排入黑液储存池，下次蒸煮时，再将该黑液放入蒸球后，测定黑液的含碱量，再根据蒸煮的需要添加入烧碱，进行蒸煮。该发明的目的是为了降低生产成本、降低能耗、提高生产率、降低环境污染，但该方法只是提出了一个构思，没有任何工艺参数。
湖北工学院学报99年14卷3期发表了题为“强化禾草备料和改革蒸煮的设想与初步实践”的文章，该文章公开了的一种蒸煮思路低温快速蒸煮、大液比蒸煮、二级蒸煮。具体地包括，热黑液预浸(可补碱)-预蒸-排黑液-白液二蒸-冷喷放。其采用白液置换进行二蒸，然后依次用温黑液、洗涤水置换，并且采用了冷喷放。从工艺上讲，比较复杂，并且没有任何工艺参数。
轻工机械99年3期发表了“间歇蒸煮工段的节能减污改造(作者王锡元)”的文章，该文献在总结了RDH(快速置换加热)工艺的基础上认为，木浆深度脱木素蒸煮和草浆低温快速蒸煮应该具备如下条件温黑液、热黑液预浸(利用残碱，起蒸时具有较低碱浓)；主脱木素初期加白液(形成高碱、硫氢根离子浓度)；蒸煮后期采用洗涤黑液置换(降低溶出木素强度和离子浓度)；蒸煮开始和结束具有较低温度；全过程采用大液比、低固形物均匀加热蒸煮；冷喷放。该文献提出的将各段洗出的污染物和锅内提出的温黑液合并，然后在预热预浸中回收热量和部分化学药品，该文献只是一设想，并没有提供相应的参数。
江苏造纸99年4期公开了一篇题为“蒸球置换蒸煮工艺流程的设想”的文章，该文献的基本原则是大液比(1∶4.5-5)；二级蒸煮(间接加热温黑液一蒸，热黑液置换二蒸)，球内置换洗涤，冷喷放，用白液补充碱浓。该文献采用白液球外预浸，没有公开具体的工艺参数。
国际造纸20卷1期公开了一篇题为“麦草置换蒸煮的小试研究”的文章，该文章认为，麦草碱法蒸煮的条件是碱浓在整个蒸煮过程中均匀分配；保持蒸煮液中低的木素或其他溶出物的浓度；蒸煮温度不要太高。该文献提出锅内进行白液温黑液预浸(加热至120℃)，采用不同的液比的白液和热黑液置换并完成蒸煮，用洗涤水置换黑液。
针对以上现有技术存在地缺陷，本发明的研究人员提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经过浸渍预处理过的原料进行球内洗涤分级蒸煮的新工艺，该工艺对排放的热量和化学剂进行回用，大大降低能源的消耗，所形成的浆料颜色浅，白度高、硬度低、强度耐折高、易打浆、易漂白。
本发明所述的球内洗涤分级蒸煮工艺，包括以下步骤1)在蒸球内经过对禾草类原料进行浸渍预处理后向蒸球内补加碱和黑液形成第一次蒸煮液，在蒸球旋转下，向蒸球内通入蒸汽到所需要的蒸汽压后，进行小放气至蒸球内的压力接近于零；2)再向蒸球内加蒸汽使达到所要求的压力后，在蒸球旋转的条件下保温，于要求所需要的时间，进行第一次蒸煮反应；3)第一次蒸煮反应时间到，从蒸球的喷放口进行抽、排液，排出浓黑液；4)排出浓黑液后补加碱和黑液，形成第二次蒸煮液，向蒸球内通入蒸气，使蒸球内达到所需要的蒸气压，小放气使蒸球内的蒸气压降至所需要的压力后，再向蒸球加蒸气，再次达到所需的压力；5)在再次升到所达到的压力下，保持所需要的时间后进行热喷放排放，洗涤即得草浆。
具体地说，一种球内洗涤分级蒸煮工艺，在蒸球内经过对禾草类进行浸渍处理后，向蒸球内补加碱和黑液形成第一次蒸煮液，在蒸球旋转下向蒸球内通入蒸汽至所需要的蒸汽压后，进行小放气至蒸球内的压力接近于零，再向蒸球内加蒸气使达到所需要的压力后，在蒸球旋转的条件下保温所需要的时间进行第一次蒸煮反应，之后保温一段时间，此时已达到球内大部分纤维中的杂细胞、半纤维素被降解，同时也有部分木素被降解，此时球内保持着蒸气压力，从蒸球的喷放口进行抽、排液，这过程相当于在球内进行一次湿法洗涤去除叶，芒，茎髓等杂质随黑液排出，这时排出的浓黑液叫1号黑液。
排出1号浓黑液后补碱和黑液(2号黑液)，再形成第二次蒸煮液，向蒸球内通入蒸汽，使蒸球内达到所需要的蒸气压，小放气使蒸球内的蒸气压降至所需要的压力后，再向蒸球内加蒸气再次达到所需的压力，在再次所到达的压力下，保持所需要的时间后，进行热喷放排放，用传统的洗浆机对浆进行逆流洗涤，所形成的洗涤液称作2号黑液。
本发明所述原料的浸渍预处理工艺，包括下列步骤(a)将经过干法处理过的禾草类纤维原料，置于浸渍容器中；(b)向浸渍容器中加入加热的所需要的碱和黑液形成的浸渍液后，在常压下，浸渍容器旋转所需要的时间和蒸煮容器静止所需要的时间；(c)在蒸煮容器静止的条件下或在蒸煮容器旋转的条件下，加热到所需要的温度，在该温度下蒸煮容器静止的条件下或蒸煮容器旋转的条件下，保温所需要的时间；(d)所说的浸渍容器为浸渍螺旋机，所说的蒸煮容器为蒸球。
本发明所述的禾草类原料包括麦秸、稻草、芦苇、荻苇、高梁杆、甘蔗渣、芒杆，又以麦秸、芦苇为佳。本发明中所说的干法处理，就是在上述的现有技术中的干法预处理过程，就是把叶、芒、泥土等杂质的去除过程具体到用麦秸作原料时，就是把麦草中的叶、芒、麦粒、髓等杂质去掉，麦杆的杆高最好在1米以上，茎杆直径4毫米，杆壁厚0.3-0.4毫米髓腔，又以将麦秸切成2-3厘米为佳。由麦草的木素含量比稻草稍高，故比稻草难于蒸煮。所用的蒸煮容器为蒸球，蒸球是一个回转的球状压力容器，两端轴颈承于轴承上，经转动装置旋转，蒸球的球身借助两端轴颈安置在轴承上，轴承又固定在机座上。(详见“制浆工艺及设备”中国轻工艺出版社，2000年10月出版P114-115)。
向浸渍容器中加入加热的所需要的碱和2号黑液浸渍后，在常压下使浸渍螺旋机旋转0.1-0.4小时为好，这样使浸渍液与原料充分地进行接触，使原料的浸渍均匀完全，可充分利用黑液中的热和碱，将草料中的可碱溶物质，从草料中分离出来，为蒸煮提供条件。
在常压的条件下蒸球静止浸渍0.1-0.4小时后，在蒸球旋转的条件下，使装入蒸球内的原料混合均匀，在常压下于85摄氏度以上保温和混合10分钟以上，其中在85-95度的条件保温和混合10-40分钟为好。蒸球的旋转速度一般控制在3-6转/分。
所加入的黑液是下文中所述的2号黑液为好。向浸渍螺旋机和蒸球中加入的碱和黑液所形成的浸渍液中，所用的碱可为碱溶液，为氢氧化钠或蒽醌-氢氧化钠，浓度为13-15％绝干草重量百分数。
在浸液中碱的含量为25-35克/升，绝干原料量(T)与浸渍液总液量的重量比为1∶2.1-4.5。
由于在第一次蒸煮前对原料进行了浸渍预处理，利用了作为废料的黑液，使黑液得到了循环再利用，减少了环保对黑液处理的压力，由于对原料浸渍预处理，使得在第一次蒸煮时所脱出杂细胞、半纤维素、木素为主的浓黑液(一号黑液)分离排出。第一次蒸煮时所排出的浓黑液叫一号黑液。
向蒸球内补加碱和黑液(2号黑液)形成的第一次蒸煮液中，含碱量26克/升以上，又以28-32克/升为佳。绝干原料量(T)与第一次蒸煮液总液量的重量比为1∶3.5-5.0(4.4-4.9)。向蒸球内通入水蒸汽，使蒸汽的压力为0.3-0.4Mpa后，放气至球内的压力为零或接近零，又以放至球内压力为0-0.02Mpa为好。在蒸球的旋转下，再次使蒸球内的压力达到0.3-0.4Mpa，在0.3-0.4Mpa的压力条件下(相当于温度140度左右)进行第一次蒸煮，蒸煮时间为40-80分钟，在0.3-0.4Mpa的压力下保温10-40分钟，从蒸球喷放口进行抽排液，在排液后加入碱和2号黑液所形成的第二次蒸煮液中含有碱16克/升以上，又以16-25克/升为佳，绝干原料量(T)与第二次蒸煮液的总液量比为1∶3.5-5.0。在加入碱和2号黑液所形成的第二次蒸煮液后，蒸球内加蒸气压力升至0.5-0.6MPa。
由于第一次蒸煮产生的一号浓黑液排出，就相当于用第一次蒸煮液对蒸球内的纤维进行了一次湿法除杂质的洗涤，进行第一次蒸煮后，又再进行第二次蒸煮，继续进行脱木素反应，所以这种工艺叫作球内洗涤分级蒸煮工艺。再次小放气至蒸球内的压力降至0.3-0.4MPa后，再使蒸球的压力上升至0.6-0.7Mpa(相当于温度在155度左右)，使球内的温度上升，在06～0.7Mpa的压力下，蒸球旋转下进行第二次蒸煮，蒸煮时间40-80分钟，保温20～60分钟，从蒸球喷放口进行热喷放排出，用本领域所属技术人员所知的传统洗浆机进行逆流洗涤，形成2号黑液。在蒸球旋转时，其旋转速度为3-6转/分，用碱在配制第一次蒸煮液、第二次蒸煮液时所用的黑液均为2号黑液。
为了降低碱耗和提高纸浆率，在第一次蒸煮或第一次、第二次蒸煮时，均加入蒽醌及其衍生物中的一种，蒽醌及其衍生物的加入量为绝干原料量的0.6-0.8％。蒸煮助剂蒽醌及其衍生物具有提高脱木素和保护碳水化合物的作用。蒽醌的使用效果因原料和制浆方法不同而有所差别。
由于进行第一次蒸煮后，第一次蒸煮过程中所生成的聚戊糖类、部分木素排出。第一次蒸煮时水蒸汽的压力比较低，球内的温度低(在130度左右)。使得第一次蒸煮时所生成的木素不缩合粘附在纤维表面上，使浆滤水性能好与木浆接近，黑液提取后浆中残碱0.09-0.2克/升。
在第一次蒸煮后所生产的1号黑液，一吨纸浆仅排出3立方米左右的1号黑液，一吨浆生产的1号黑液和2号黑液的体积在7立方米左右。这工艺生产出的纸浆质量好，可以部分代替阔叶木浆。
在生产纸浆的过程中，采用了球内洗涤分级蒸煮的工艺，黑液可以重复循环使用，减少了对环境的污染，每吨浆排出的黑液可减少50％，可节省水50％。而且所形成的浆料颜色浅，白度高、硬度低、强度耐折高、易打浆、易漂白，与现有技术传统烧碱AQ工艺相比其纸浆的物理性质性能分别为烧碱AQ工艺，粗浆硬度K 15.0-18.0，粗浆得率47.5-50％，细浆硬度K 10-13，细浆白度(1SO)36-39％，打浆度28-32°SR，湿重2-2.6克，裂断长2-2.8Km，耐折度，8-15次，而本工艺粗浆硬度K 9-14，粗浆得率49.5-52.5％，细浆硬度K 7-12，细浆白度(1SO)39-48.7％，打浆度SR 18～28，湿重4.2-10.2克，裂断长2.7-4.0Km，耐折度50-150次(以上是14个蒸球的统计数据)。
其纸浆漂白性能分别为常规浆漂白，漂前硬度k 13.2，漂前浓度5.2％，漂白时间4小时，漂液浓度28g/l，漂率7.5％，终点白度(1SO)74.5％，终点残氯0.35％，打浆度28°SR，湿重1.8g，裂断长2.875km，耐折度10次，而后本工艺漂前硬度k 10.8，漂前浓度4.3％，漂白时间4小时，漂液浓度24.7g/l，漂率6.7％，终点白度(1SO)76.8％，终点残氯0.369/l，打浆度30°SR，湿重2.1克，裂断长3.675km，耐折度79次。
打浆后纸浆物理性能本工艺打浆度35°SR，湿重1.69g，裂断长3.65km，耐折度68次，撕裂度480Nm，白度(1SO)76.8％；而常规蒸煮打浆度31°SR，湿重1.7g，裂断长3.254Km，耐折度26次，撕裂度440Nm，白度(1SO)74.5％。
黑液循环使用，当黑液的固形物浓度达到一定值时不再增加，此黑液应该排出。
本发明所述的黑液，除非特别指出，定义如下浓黑液(1号黑液)和黑液(2号黑液)均以所含的残碱，固形物，无机物，有机物，COD量，PH值，波美度来表征。所说的浓黑液中含有残碱6.5-8.5克/升，固形物浓度220-260克/升，无机物为硫酸盐灰(以NaOH计)为85-95克/升，有机物145-165克/升，有机物/无机物1.55~1.85，二氧化硅6-8.5克/升，总碱(以氧化钠计)50-70克/升，惰性氧化物0.1~0.3％，所说的百分含量均为对黑液总固形物计。所说的浓黑液(1号黑液)的PH 11.6-13.0，COD 24-26万毫克/升，波美度为15～18°Be′(20℃)；黑液(2号黑液)含有残碱9-11克/升，固形物浓度165-185克/升，无机物硫酸盐灰(以NaOH计)为65-75克/升，有机物101-131克/升，有机物/无机物1.35-1.65，二氧化硅3.5-6.5克/升，总碱(以氧化钠计)40-58克/升，惰性氧化物0.1-0.3％，所说的百分含量均对黑液总固形物计。所说的黑液(2号黑液)PH 12.6-13.9；COD 15-18.5万毫/升；波美度为11～14°Be′(20℃)。
本发明的技术人员通过多年的研究及大量试验发现，本发明采用的球内洗涤分级蒸煮工艺，完全可以应用于非林木纤维原料的制浆，在同等均匀的条件下禾草类纤维原料进行脱木素，而且蒸煮液是在一定碱浓下不断循环加热，被脱出的木素随着蒸煮液的不断循环加热流动，不容易在纤维上缩合，因此原浆白度可提高5-8％。非常适合生产低硬度的纸浆，也易漂白且强度高。
本发明采用球内洗涤分级蒸煮工艺，使浸渍液与原料充分地进行接触，使原料的浸渍均匀完全，可充分利用黑液中的热和碱，将草料中的可碱溶物质，从草料中分离出来，然后再经两次蒸煮，在第一次蒸煮时，即驱除髓、麦芒、泥土及硅，并去除全部多戊糖和部分木素；在第二次蒸煮时，进一步脱木素，氧化溶出的多戊糖和木素，这样所得的浆滤水性好、易打浆、易漂白，而且黑液粘度低，浓度高，提取容易，可回收利用。
图1为蒸球剖面示意图。(为“制浆工艺及设备”，P114-115)图2为球内洗涤分级蒸煮工艺示意图。
图中1、7为进气管；2、3为截止阀；4为安全阀；5为蜗轮蜗杆传动系统；6为止逆阀；8为喷放弯管；9为喷放口；10为预浸渍处理；11为第一次蒸煮；12为第二次蒸煮；13为逆流洗涤；a为排出的1号黑液；b为排出的2号黑液。
具体实施例方式
以下用具体的实施例对本发明作进一步的说明，将有助于对本发明及具其优点更好的理解，下述实施例对本发明的保护范围没有限定作用，本发明的保护范围由权利要求决定。
实施例1在本实施例中对碱法制浆所用浸渍处理工艺，以25立方米的蒸球作为蒸煮容器，将经过初步处理的麦秸长2-3厘米，4.8吨绝干麦秸置于浸渍螺旋机中加入加热的浸渍液，浸渍液由液碱和2号黑液组成。加碱的浓度为14％绝干草重量的百分数的NaOH(氢氧化钠)溶液，浸渍液中氢氧化钠的含量为28克/升，绝干麦秸量(T)与浸渍液总液量的重量比为1∶2.8，向浸渍螺旋机中加入浸渍液麦秸后，在常压下旋转浸渍0.25小时，使浸渍液与原料充分地接触，使原料浸渍均匀。在蒸球装料后，在90摄氏度下旋转保温和混合均匀15分钟。配制浸渍液所用的2号黑液，残碱10.2克/升，12.22°Be′(20℃)，固形物浓度177.9克/升，COD 152567mg/升，有机物106.17克/升，有机物/无机物的比例1.48，二氧化硅4.86克/升，总碱(以氧化钠计)48.26克/升。
实施例2本实施例中所用设备和工艺条件基本与实施例1同，唯不同的是加碱的浓度为13％绝干草重量百分数，浸渍液中NaOH含量35克/升，绝干麦秸量(T)与浸渍液总液量的重量比为1∶3.6，常压下旋转浸渍0.4小时，浸渍液加热至95度和麦秸混合，旋转保温30分钟。
实施例3本实施例中所用的设备和工艺条件基本与实施例1同，唯不同的是加碱的浓度为15％绝干草重量百分数，浸渍液中氢氧化钠的含量为32克/升，绝干麦秸量(T)与浸渍液总液量的重量比为1∶3.2，在常压下旋转浸渍0.3小时，浸渍液加热至85度和麦秸混合，旋转保温40分钟。
实施例4本实施例所用设备和工艺条件基本与实施例1同，唯不同的是绝干麦秸量(Kg)与浸渍液总液量的重量比为1∶2.5。
实施例5本实施例的球内洗涤分级蒸煮工艺，用上述实施例1中经过对麦秸进行浸渍预处理后，向蒸球内补加碱和2号黑液形成第一次蒸煮液，在第一次蒸煮液中含有氢氧化钠30克/升，绝干麦秸原料量(T)与第一次蒸煮液的总液量的重量比为1∶4.8，在蒸球以4.5转/分的旋转下，向蒸球中，通入蒸汽使其压力为0.35MPa，小放气至蒸球内的压力接近于0，在蒸球旋转下又使蒸球内的蒸气压力升至0.35MPa，在0.35MPa的压力下进行第一次蒸煮，蒸煮时间为60分钟后，在0.35MPa的压力下保温25分钟后，从蒸球喷放口进行抽、排液，排出的为1号黑液，在排出1号黑液后加入碱和2号黑液所形成的第二次蒸煮液，第二次蒸煮液中含有氢氧化钠26克/升，绝干麦秸量(T)与第二次蒸煮的总量的重量比为1∶4.6。在排液过程中，排出1号黑液后通过加蒸气补入碱和黑液所形成的第二次蒸煮液的同时，向蒸球内通入蒸气使球内的压力升至0.55Mpa，蒸球内的温度连续升高。
配制预处理浸渍液时，所用的2号黑液PH 13.33，残碱10.2克/升，12.22°Be′(20℃)，固形物浓度177.9克/升，COD 152567mg/升，无机物(硫酸盐灰分，以氢氧化钠计)71.73g/升，有机物106.17g/升，有机物/无机物1.48，二氧化硅4.86g/升，总碱(以氧化钠计)48.26g/升。
在本实施例中所排出的1号黑液PH12.6，残碱7.8克/升，16.12°Be′(20℃)，固形物浓度250.9克/升，COD 247128毫克，无机物(硫酸盐灰分，以氢氧化钠计)92.96克/升，有机物157.89克/升，有机物/无机物1.7，二氧化硅7.21克/升，总碱(以氧化钠计)60.28克/升。
进行第一次蒸煮后，排出1号黑液后通过加蒸气口补充碱和2号黑液，向蒸球内通入蒸气，使蒸球内压力达到0.55MPa，小放气至蒸球内的压力降至0.35MPa，再使蒸球内压力升到0.65MPa，在0.65MPa的压力蒸球以4.5转/分的旋转下进行第二次蒸煮，蒸煮时间40分钟，静止保温60分钟，从蒸球的喷放口进行热喷放，用平水带式洗浆机进行逆流洗涤生成2号黑液。所生成的2号黑液PH 13.6，残碱10.6克/升，12.5°Be′(20℃)，固形物浓度179.92克/升，COD 153790毫克/升，有机物112克/升，有机物/无机物1.51，二氧化硅4.90克/升，总碱(以氧化钠Na2O)50.15克/升。
实施例6本实施例的球内洗涤分级蒸煮工艺及其设备基本同实施例6，唯不同的是第一次蒸煮液中含有氢氧化钠28克/升，绝干麦秸原料量(T)与第一次蒸煮液总液量的重量比为1∶4.4，在蒸球施转下向蒸球中通水蒸气使其压力为0.3MPa，放气至球内压力为0.02，又使蒸球压力为0.3MPa，在0.3MPa的压力下进行第一次蒸煮，蒸煮时间80分钟后，在0.3MPa的压力下保温10分钟。第二次蒸煮液中含有氢氧化钠16克/升，绝干麦秸量(T)与第二次蒸煮液总液量的重量比为1∶4.4，球内压力升至0.5MPa。小放气至球内压力降至0.3MPa，再使蒸球内压力升到0.6MPa，在0.6MPa的压力下蒸煮60分钟，保温30分钟。
在第一、二次蒸煮时分别加入蒽醌，其加入量为绝干麦秸量(T)的0.8‰。
实施例7本实施例的球内洗涤分级蒸煮工艺及其设备基本同实施例6，唯不同的是，第一次蒸煮液中含有氢氧化钠32克/升，绝对麦秸原料量(T)与第二次蒸煮总液量的重量比为1∶4.9，在蒸球旋转下，向蒸球中通入水蒸汽，使其压力为0.4MPa，在0.4MPa的压力下，进行第一次蒸煮80分钟后，在0.4MPa的压力下保温40分钟，第二次蒸煮液中含有氢氧化钠25克/升，绝干麦秸量与第二次蒸煮液总液量比为1∶4.8，球内压力升至0.6MPa。进行第一次蒸煮后，向蒸球内通入蒸汽，使蒸球内的压力为0.6MPa，放气至0.4MPa，再使蒸球压力为0.6MPa，在0.7MPa的压力下蒸煮70分钟，保温20分钟。
在第二次蒸煮时加入蒽醌，其加入的量为绝干麦秸原料量的0.6‰。
本发明所述的蒸煮工艺，还具有降低纸浆硬度，提高纸浆质量，降低碱耗，减少对环境的污染等一系列的优点。而且采用本发明研究人员研制的工艺路线，制备的草浆完全可以代替阔叶木浆，浆料颜色浅、白度高；硬度低、强度、耐折高；滤水性好、易打浆、易漂白。
权利要求
1.一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，包括以下步骤1)在蒸球内经过对禾草类原料进行浸渍预处理后向蒸球内补加碱和黑液形成第一次蒸煮液，在蒸球旋转下，向蒸球内通入蒸汽到所需要的蒸汽压后，进行小放气至蒸球内的压力接近于零；2)再向蒸球内加蒸汽使达到所要求的压力后，在蒸球旋转的条件下保温，于要求所需要的时间，进行第一次蒸煮反应；3)第一次蒸煮反应时间到，从蒸球的喷放口进行抽、排液，排出浓黑液；4)排出浓黑液后补加碱和黑液，形成第二次蒸煮液，向蒸球内通入蒸气，使蒸球内达到所需要的蒸气压，小放气使蒸球内的蒸气压降至所需要的压力后，再向蒸球加蒸气，再次达到所需的压力；5)在再次升到所达到的压力下，保持所需要的时间后进行热喷放排放，洗涤即得草浆。
2.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，所述原料的浸渍预处理工艺，包括下列步骤1)将经过干法处理过的禾草类纤维原料，置于浸渍容器中；2)向浸渍容器中加入加热的所需要的碱和黑液形成的浸渍液后，在常压下，浸渍容器旋转所需要的时间和蒸煮容器保温所需要的时间；3)在蒸煮容器静止的条件下或在蒸煮容器旋转的条件下，加热到所需要的温度，在该温度下蒸煮容器静止的条件下或蒸煮容器旋转的条件下，保温所需要的时间；4)所说的浸渍容器为浸渍螺旋机，所说的蒸煮容器为蒸球。
3.根据权利要求2的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，在常压的条件下蒸球浸渍0.1-0.4小时后，在蒸球旋转的条件下，使装入蒸球内的原料混合均匀，在常压下于85摄氏度以上保温和混合10分钟以上。
4.根据权利要求2的一种烧碱法制浆所用原料的浸渍预处理工艺，其特征是，向蒸球中加入的碱和黑液形成的浸渍液中，所用的碱可为碱溶液，为氢氧化钠或蒽醌-氢氧化钠，浓度为13-15％绝干草重量百分数，浸渍液中碱的含量为25-35克/升，绝干原料量与浸渍液总液量的重量比为1∶2.1-4.5。
5.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，向蒸球内补加碱和黑液形成的第一次蒸煮液中，含碱量26克/升以上，优选为28～32克/升，绝干原料量与第一次蒸煮液总液量的重量比为1∶3.5-5.0，向蒸球内通入水蒸汽，使蒸汽的压力为0.3-0.4Mpa后，放气至球内的压力为零或接近零，优选为0～0.02MPa。
6.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，步骤3)中向蒸球中通入水蒸气，使蒸球内的压力再次达到0.3～0.4MPa，在0.3～0.4MPa的压力下，进行第一次蒸煮，蒸煮时间40～80分钟后，在0.3～0.4MPa的压力下静止10～40分钟。
7.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是在排液的过程中，加入碱和黑液，所形成的第二次蒸煮液中含有碱16克/升以上，优选为16～25克/升，绝干原料量与第二次蒸煮液的总液量的重量比为1∶3.5-5.0。
8.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，在加入碱和黑液所形成的第二次蒸煮液后，蒸球内的压力升至0.5～0.6MPa。
9.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是，再次小放气至蒸球内的压力降至0.3～0.4MPa，再使蒸球内的压力上升至0.6～0.7MPa。
10.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是在0.6～0.7MPa压力下，在蒸球旋转下进行第二次蒸煮，蒸煮时间40～80分钟，静止保温20～60分钟，从蒸球的喷放口进行热喷放排出，用洗浆机对浆进行逆流洗涤，形成黑液。
11.根据权利要求1的一种球内洗涤分级蒸煮工艺，其特征是在第一次蒸煮或第一次、第二次蒸煮时，均加入蒽醌及其衍生物中的一种，蒽醌及其衍生物的加入量为绝干原料量的0.6-0.8‰。
全文摘要
本发明涉及用禾草类纤维原料制造纸浆的工艺，更具体的说是利用黑液为配制第一、二次蒸煮液的原料，循环利用黑液。在较低的温度下进行第一次蒸煮，用第二次蒸煮液置换排出浓黑液的同时，对蒸球中的经第一次蒸煮的纤维进行了洗涤，在较高温下进行第二次蒸煮，对浆进行逆流洗涤，该工艺用于制浆，黑液可以循环使用，减少对环境的污染，每吨浆排出的黑液可减少50％，可节省水50％。
文档编号D21C9/02GK1590640SQ20041005685
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月25日 优先权日2003年8月26日
发明者陈松涛, 宋明信, 杨吉慧, 孙利军, 路敦所 申请人:山东泉林纸业有限责任公司