一种无氯微漂针叶木浆制备方法与流程

文档序号:14733639发布日期:2018-06-19 20:01阅读:481来源:国知局

本发明涉及浆料制备技术领域,具体地说是一种无氯微漂针叶木浆制备方法。



背景技术:

纸浆漂白是制浆工艺的重要工序,其目的是提高木浆的亮度,以适应不同纸张的要求。造纸的原料主要是木材,木材中除含纤维素外,还含有相当多的木质素。木质素中既含有一定量的发色基团,又存在相当多的活性反应部位,在漂白过程中,除一定量的色团未能被破坏外,某些活性反应基团还可转化成色团。因此,木质素的存在很大程度地制约了纸浆白度及其可漂性。

脱木质素漂白是纸浆漂白的主要方式。传统的脱木质素漂白主要以次氯酸盐为漂白剂,通常和氯化,碱处理相结合进行多段漂,这种漂白方式废液中产生大量的有机卤化物,对环境污染较大。



技术实现要素:

本发明的技术任务是针对现有技术的不足,提供一种无氯微漂针叶木浆制备方法,解决了现有技术中存在的有氯漂白带来环境污染问题。

该方法以针叶木为原料,利用DDS置换蒸煮生产工艺、配以OAB+生物酶微漂技术生产环保浆,彻底改变原先本色浆的色泽,做到既微漂,又做到无氯,用该环保浆做成的纸代替国外进口的高端产品,所有指标达到出口欧盟标准。

其一,DDS置换蒸煮工艺,是在RDH(快速置换蒸煮)间歇蒸煮技术基础上研发的新技术,彻底消除臭气污染,降低蒸汽消耗,减少污水排放负荷,改善产品质量,节能与环保效果显著。

其二,OAB微漂技术,为实现无氯微漂,加入氧气和碱进行软化纤维、脱出木质素。

其三,生物酶助漂技术,单纯靠OAB微漂技术达不到浆的亮度和部分纸种的要求,结合生物酶技术,生物酶的加入可选择性地降解木质素与贪睡化合物之间的连接键,破坏LCC结构,降解蒸煮过程再吸附和沉降在纤维表面的木聚糖,破坏木质素结构中酚羟基和紫丁香基基团,同时没有破坏纤维素化学结构,增加了纤维间的间隙,起到了漂白的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种无氯微漂针叶木浆制备方法,该方法以针叶木为原料,

先通过DDS置换蒸煮生产工艺,使木质素溶出;

之后对DDS置换蒸煮所得浆料进行一段氧脱,软化纤维、脱出木质素;

最后通过二段氧脱+生物酶助漂进行处理,降解木质素与碳水化合物之间的LCC连接键,降解蒸煮过程再吸附和沉淀在纤维表面的木聚糖,破坏木质素结构中的有色基团。

作为本发明进一步改进的,以针叶木为原料,包括步骤如下:

1)木片经过筛选、洗涤、预浸工序后取出,将预浸后软化的木片送入蒸煮工序,使木片中的木质素溶出;

蒸煮工序采用DDS置换蒸煮生产工艺进行蒸煮,在木片蒸煮工序中所用的蒸煮药液占绝干原料的2%-3%wt,随着蒸煮过程进行,蒸煮药液分阶段送入蒸煮锅内;

2)将蒸煮后的浆料进行洗涤,保留纤维,将废液从浆料中分离除去,洗涤后的浆料经净化、筛选,分离出未蒸煮完全成浆的未蒸解物及杂质;

3)经净化、筛选后的浆料送入一段氧脱工序,在一段氧脱塔中加入氢氧化钠、氧气进行一段氧脱木素,其中,氢氧化钠用量占绝干浆的1.0%-2.0%wt,氧气用量占绝干浆的1.0%-2.0%wt;

4)经一段氧脱后的浆料送入二段氧脱工序,在中浓混合器中加入氢氧化钠、氧气、过氧化氢、促漂酶、抑垢剂、螯合剂进行二段氧脱木素,其中,氢氧化钠用量占绝干浆的0.8%-1.0%wt,氧气用量占绝干浆的1.0%-1.5%wt,过氧化氢用量占绝干浆的1%-2%wt,促漂酶用量占绝干浆的0.01%-0.04%wt,抑垢剂用量占绝干浆的0.05%-0.08%wt,螯合剂用量占绝干浆的0.02%-0.04%wt;

5)浆料二段氧脱之后进行洗涤、脱水浓缩、输送储存。

作为本发明进一步改进的,步骤1)中DDS置换蒸煮生产工艺包括如下步骤:

a)蒸煮过程中升保温,先用温黑液和热黑液对蒸煮锅内低温黑液进行置换升温至156~163℃,之后用0.8MPa蒸汽加热至蒸煮最高温度170~172℃进行保温,升保温控制在100-120分钟;

b)升保温结束后,开始用低温黑液对蒸煮锅内热黑液进行置换,按照温度由高到低依次进入热黑液槽、温黑液槽和回收槽,直至将蒸煮锅内温度降至100℃以下,此过程30-40分钟。

作为本发明进一步改进的,步骤1)中所述蒸煮药液组成为:16%-20%wt氢氧化钠、5%-8%wt硫化钠、助剂A为0.02%-0.05%wt、助剂B为0.05%-0.08%wt。

其中,氢氧化钠、硫化钠与纤维材料中的木素等非纤维物通过与药液反应,生成溶于蒸煮液的化合物,从而由纤维中脱除,使纤维解离。

作为本发明进一步改进的,助剂A为分散剂,其作用是降低蒸煮药液的表面张力,使蒸煮药液均匀分布在木片表面,帮助药液渗透,如纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯,助剂B为催化剂,其作用是蒸煮助剂,促进木素溶出及保护纤维,如蒽醌及其衍生物。

作为本发明进一步改进的,步骤4)中促漂酶为生物酶,其作用是促进木素溶出降低浆硬度,如木糖醇酶、半纤维素酶,抑垢剂作用是防止包括草酸钙在内的沉积物形成,如有机磷酸盐,螯合剂为一种掩蔽剂,其作用是蔽重金属离子,如有机磷酸、聚羧酸复合物。

作为本发明进一步改进的,步骤1)中,DDS置换蒸煮生产工艺包括:

①装锅LC,加入碱2.0%~3.0%wt(对蒸煮药液,加入碱量比重为氢氧化钠和硫化钠之和,下同),温度为70~80℃;

②初级蒸煮IC,加入碱量4.0%-4.3%wt,温度为128~133℃,同时加入助剂A加入量为0.3kg/吨;

③中级蒸煮MC,加入余量碱,温度为156~163℃,同时加入助剂B,加入量为0.5kg/吨;

④升保温FC,用0.8MPa新鲜蒸汽加热升温至172℃,开始保温,蒸煮H因子达到1550升保温结束;

⑤回收置换RC,用低温黑液将蒸煮内热黑液置换出来,使锅内温度降至100℃以下;

⑥放锅DC,使用放锅泵将锅内浆料送至喷放锅。

本发明的一种无氯微漂针叶木浆制备方法,与现有技术相比所产生的有益效果是:

本发明采用DDS置换蒸煮生产工艺、配以OAB+生物酶微漂技术生产环保浆,所生产产品既做到微漂改色,又实现无氯。使用无氯微漂环保本色浆生产的品种可替代进口的高端产品,所有指标达到出口欧盟标准。产品可用于生产高档包装纸,工业技术用纸和本色或原色生活用纸。

具体实施方式

下面对本发明的一种无氯微漂针叶木浆制备方法作以下详细说明。

实施例一

本发明的一种无氯微漂针叶木浆制备方法,以针叶木为原料,包括步骤如下:

1)木片经过筛选、洗涤、预浸工序后取出,将预浸后软化的木片送入蒸煮工序,使木片中的木质素溶出;【由于木片预浸后已软化,可促使木片更加松疏,利于蒸煮药液浸透木片内部,从而缩短制浆时间,降低筛渣率。】

蒸煮工序采用DDS置换蒸煮生产工艺进行蒸煮,在木片蒸煮工序中所用的蒸煮药液占绝干原料的2%wt,随着蒸煮过程进行,蒸煮药液分阶段送入蒸煮锅内;

所涉及蒸煮药液组成为:16%wt氢氧化钠、5%wt硫化钠、助剂A为0.03%wt、助剂B为0.05%wt,其中;

助剂A为纤维素衍生物,用作分散剂,其作用是降低蒸煮药液的表面张力,使蒸煮药液均匀分布在木片表面,帮助药液渗透。助剂B为蒽醌,用作催化剂,其作用是蒸煮助剂,促进木素溶出及保护纤维。

DDS置换蒸煮生产工艺包括如下步骤:

①装锅LC,加入碱2.0%wt(对蒸煮药液,加入碱量比重为氢氧化钠和硫化钠之和,下同),温度为70℃;

②初级蒸煮IC,加入碱量4.0%wt,温度为133℃,同时加入助剂A加入量为0.3kg/吨;

③中级蒸煮MC,加入余量碱,温度为156℃,同时加入助剂B,加入量为0.5kg/吨;

步骤①-③中采用温黑液和热黑液对蒸煮锅内低温黑液进行置换升温控制;

④升保温FC,用0.8MPa新鲜蒸汽加热升温至172℃,开始保温,升保温控制在100分钟,蒸煮H因子达到1550升保温结束;

⑤回收置换RC,用低温黑液将蒸煮内热黑液置换出来,按照温度由高到低依次进入热黑液槽、温黑液槽和回收槽,使锅内温度降至100℃以下,此过程30分钟;

⑥放锅DC,使用放锅泵将锅内浆料送至喷放锅。

2)将蒸煮后的浆料进行洗涤,保留纤维,将废液从浆料中分离除去,废液送至回收系统回收,防止污染,洗涤后的浆料经净化、筛选,分离出未蒸煮完全成浆的未蒸解物及杂质;

对于针叶木浆而言,未蒸解物主要是没有蒸煮好的木块,杂质主要是沙石、金属物等;

3)经净化、筛选后的浆料送入一段氧脱工序,在一段氧脱塔中加入氢氧化钠、氧气进行一段氧脱木素:其中,氢氧化钠用量占绝干浆的1.0%wt,氧气用量占绝干浆的1.0%wt;

4)经一段氧脱后的浆料送入二段氧脱工序,在中浓混合器中加入氢氧化钠、氧气、过氧化氢、促漂酶、抑垢剂、螯合剂进行二段氧脱木素,其中,氢氧化钠用量占绝干浆的0.8%wt,氧气用量占绝干浆的1.0%wt,过氧化氢用量占绝干浆的1%wt、促漂酶用量占绝干浆的0.01%wt、抑垢剂用量占绝干浆的0.05%%wt、螯合剂用量占绝干浆的0.02%%wt;

促漂酶为木糖醇酶,用作生物酶,其作用是促进木素溶出降低浆硬度。抑垢剂为有机磷酸盐,其作用是防止包括草酸钙在内的沉积物形成。螯合剂为有机磷酸,用作掩蔽剂,其作用是蔽重金属离子。

5)浆料二段氧脱之后进行洗涤、脱水浓缩、输送储存。

本发明中,氧脱木素是使用碱和氧气除去蒸煮后剩余的大部分木质素。

对比例为现有技术的针叶木浆制备方法,以针叶木为原料,其方法为:RDH硫酸盐法蒸煮+次氯酸盐漂白。

实施例二

本发明的一种无氯微漂针叶木浆制备方法,以针叶木为原料,包括步骤如下:

1)木片经过筛选、洗涤、预浸工序后取出,将预浸后软化的木片送入蒸煮工序,使木片中的木质素溶出;【由于木片预浸后已软化,可促使木片更加松疏,利于蒸煮药液浸透木片内部,从而缩短制浆时间,降低筛渣率。】

蒸煮工序采用DDS置换蒸煮生产工艺进行蒸煮,在木片蒸煮工序中所用的蒸煮药液占绝干原料的2.5%wt,随着蒸煮过程进行,蒸煮药液分阶段送入蒸煮锅内;

所涉及蒸煮药液组成为:18%wt氢氧化钠、7%wt硫化钠、助剂A为0.02%wt、助剂B为0.07%wt,其中;

助剂A为脂肪酸聚乙二醇酯,用作分散剂,其作用是降低蒸煮药液的表面张力,使蒸煮药液均匀分布在木片表面,帮助药液渗透。助剂B为蒽醌衍生物,用作催化剂,其作用是蒸煮助剂,促进木素溶出及保护纤维。

DDS置换蒸煮生产工艺包括如下步骤:

①装锅LC,加入碱2.5%wt(对蒸煮药液,加入碱量比重为氢氧化钠和硫化钠之和,下同),温度为75℃;

②初级蒸煮IC,加入碱量4.3%wt,温度为128℃,同时加入助剂A加入量为0.2kg/吨;

③中级蒸煮MC,加入余量碱,温度为160℃,同时加入助剂B,加入量为0.7kg/吨;

步骤①-③中采用温黑液和热黑液对蒸煮锅内低温黑液进行置换升温控制;

④升保温FC,用0.8MPa新鲜蒸汽加热升温至170℃,开始保温,升保温控制在110分钟,蒸煮H因子达到1550升保温结束;

⑤回收置换RC,用低温黑液将蒸煮内热黑液置换出来,按照温度由高到低依次进入热黑液槽、温黑液槽和回收槽,使锅内温度降至100℃以下,此过程35分钟;

⑥放锅DC,使用放锅泵将锅内浆料送至喷放锅。

2)将蒸煮后的浆料进行洗涤,保留纤维,将废液从浆料中分离除去,废液送至回收系统回收,防止污染,洗涤后的浆料经净化、筛选,分离出未蒸煮完全成浆的未蒸解物及杂质;

对于针叶木浆而言,未蒸解物主要是没有蒸煮好的木块,杂质主要是沙石、金属物等;

3)经净化、筛选后的浆料送入一段氧脱工序,在一段氧脱塔中加入氢氧化钠、氧气进行一段氧脱木素:其中,氢氧化钠用量占绝干浆的1.5%wt,氧气用量占绝干浆的1.5%wt;

4)经一段氧脱后的浆料送入二段氧脱工序,在中浓混合器中加入氢氧化钠、氧气、过氧化氢、促漂酶、抑垢剂、螯合剂进行二段氧脱木素,其中,氢氧化钠用量占绝干浆的0.9%wt,氧气用量占绝干浆的1.2%wt,过氧化氢用量占绝干浆的1.5%wt、促漂酶用量占绝干浆的0.03%wt、抑垢剂用量占绝干浆的0.06%wt、螯合剂用量占绝干浆的0.03%wt;

促漂酶为半纤维素酶,用作生物酶,其作用是促进木素溶出降低浆硬度。抑垢剂为有机磷酸盐,其作用是防止包括草酸钙在内的沉积物形成。螯合剂为聚羧酸复合物,用作掩蔽剂,其作用是蔽重金属离子。

5)浆料二段氧脱之后进行洗涤、脱水浓缩、输送储存。

本发明中,氧脱木素是使用碱和氧气除去蒸煮后剩余的大部分木质素。

实施例三

本发明的一种无氯微漂针叶木浆制备方法,以针叶木为原料,包括步骤如下:

1)木片经过筛选、洗涤、预浸工序后取出,将预浸后软化的木片送入蒸煮工序,使木片中的木质素溶出;【由于木片预浸后已软化,可促使木片更加松疏,利于蒸煮药液浸透木片内部,从而缩短制浆时间,降低筛渣率。】

蒸煮工序采用DDS置换蒸煮生产工艺进行蒸煮,在木片蒸煮工序中所用的蒸煮药液占绝干原料的3%wt,随着蒸煮过程进行,蒸煮药液分阶段送入蒸煮锅内;

所涉及蒸煮药液组成为:20%wt氢氧化钠、8%wt硫化钠、助剂A为0.05%wt、助剂B为0.08%wt,其中;

助剂A为纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯的混合物,用作分散剂,其作用是降低蒸煮药液的表面张力,使蒸煮药液均匀分布在木片表面,帮助药液渗透。助剂B为蒽醌及其衍生物的混合物,用作催化剂,其作用是蒸煮助剂,促进木素溶出及保护纤维。

DDS置换蒸煮生产工艺包括如下步骤:

①装锅LC,加入碱3.0%wt(对蒸煮药液,加入碱量比重为氢氧化钠和硫化钠之和,下同),温度为80℃;

②初级蒸煮IC,加入碱量4.2%wt,温度为130℃,同时加入助剂A加入量为0.5kg/吨;

③中级蒸煮MC,加入余量碱,温度为163℃,同时加入助剂B,加入量为0.8kg/吨;

步骤①-③中采用温黑液和热黑液对蒸煮锅内低温黑液进行置换升温控制;

④升保温FC,用0.8MPa新鲜蒸汽加热升温至171℃,开始保温,升保温控制在110分钟,蒸煮H因子达到1550升保温结束;

⑤回收置换RC,用低温黑液将蒸煮内热黑液置换出来,按照温度由高到低依次进入热黑液槽、温黑液槽和回收槽,使锅内温度降至100℃以下,此过程40分钟;

⑥放锅DC,使用放锅泵将锅内浆料送至喷放锅。

2)将蒸煮后的浆料进行洗涤,保留纤维,将废液从浆料中分离除去,废液送至回收系统回收,防止污染,洗涤后的浆料经净化、筛选,分离出未蒸煮完全成浆的未蒸解物及杂质;

对于针叶木浆而言,未蒸解物主要是没有蒸煮好的木块,杂质主要是沙石、金属物等;

3)经净化、筛选后的浆料送入一段氧脱工序,在一段氧脱塔中加入氢氧化钠、氧气进行一段氧脱木素:其中氢氧化钠用量占绝干浆的2.0%wt,氧气用量占绝干浆的2.0%wt;

4)经一段氧脱后的浆料送入二段氧脱工序,在中浓混合器中加入氢氧化钠、氧气、过氧化氢、促漂酶、抑垢剂、螯合剂进行二段氧脱木素,其中,氢氧化钠用量占绝干浆的1.0%wt,氧气用量占绝干浆的1.5%wt,过氧化氢用量占绝干浆的2%wt、促漂酶用量占绝干浆的0.04%wt、抑垢剂用量占绝干浆的0.08%wt、螯合剂用量占绝干浆的0.04%wt;

促漂酶为木糖醇酶、半纤维素酶的混合物,用作生物酶,其作用是促进木素溶出降低浆硬度。抑垢剂为有机磷酸盐,其作用是防止包括草酸钙在内的沉积物形成。螯合剂为有机磷酸、聚羧酸复合物的混合物,用作掩蔽剂,其作用是蔽重金属离子。

5)浆料二段氧脱之后进行洗涤、脱水浓缩、输送储存。

本发明中,氧脱木素是使用碱和氧气除去蒸煮后剩余的大部分木质素。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

除说明书所述的技术特征外,均为本专业技术人员的已知技术。

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