专利名称：提高棉秆制浆白度的制浆方法
技术领域：
本发明属于制造纸浆的方法，特别是提高棉秆制浆白度的制浆方法。
背景技术：
棉花是我国经济发展战略中的重要农作物，有着广阔的种植面积，农业在收获棉花的同时，也提供了丰富的棉秆资源。但是在农村许多地方对棉秆没有进行利用，把棉秆作为农业废料被焚烧在田间地头，丰富的棉秆资源白白的浪费掉。
棉秆作为被子植物门，双子叶植物的棉属植物与阔叶木同纲，阔叶木作为造纸原料，已被广泛应用于高得率及化学浆的制造。而棉秆富含果胶、色素、浆料难以漂白，目前已有人研究用棉秆制取不漂白的高得率浆或低白度化学浆用包装纸板、瓦楞纸、牛皮纸和低档卫生纸的抄造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高棉秆制浆白度的制浆方法，用该方法生产棉秆制浆具有白度高、尘埃少，浆料强度高的特点，可以用于中高档文化用纸的抄造。
本发明的目的是这样实现的一种提高棉秆制浆白度的制浆方法，按以下步骤进行1、用皮杆分离机将棉秆破碎，同时去除棉秆的外层表皮和心部的髓；2、将被破碎的棉秆原料装入蒸煮设备，加入水和化学药品进行蒸煮，化学药品为木素分解剂和蒸煮助剂，其中加入原料和水的重量比为1∶1.25-6.0，加入木素分解剂为原料重量的15.5-40％，加入蒸煮助剂为原料重量的0.01-3.0％，硫化度为15-30％，蒸煮时间为35-420min，蒸汽压力为0.2-0.85Mpa，温度为110℃-180℃；3、用水洗涤，洗去棉秆浆中溶解的杂质；4、进入氯化段，在待漂白的棉秆浆中加入氯气，氯气的用量为棉秆浆重量的1-8％，棉秆浆的浓度为1-6.0％，温度为15℃-45℃；5、进入碱处理段，加入NaOH和H2O2，其中NaOH的用量为棉秆浆重量的0.5-6％，H2O2的用量为棉秆浆重量的0.5-4.0％，棉秆浆浓度为6-15％，温度为40℃-75℃；6、进入次氯酸盐漂白段，加入次氯酸盐和NaOH，其中次氯酸盐的用量为棉秆浆重量的0.5-6.0％，NaOH的用量为棉秆浆重量的0.5-3.0％；7、用水洗涤，然后进入抄纸工序。
上述制浆方法有关步骤优选工艺参数为步骤2中加入原料与水的重量比为1∶1.3-5.0，加入木素分解剂为原料重量的25-33％，加入蒸煮助剂为原料重量的0.02-2.5％，硫化度为20-25％，蒸煮时间50-420min，蒸汽压力0.5-0.8Mpa，温度120℃-160℃；步骤4中氯气的用量为棉秆浆重量的3-6％，棉秆浆的浓度为2-5％，温度为20℃-40℃；步骤5中加入NaOH的用量为棉秆浆重量的3-5％，H2O2的用量为棉秆浆重量的1-3％，棉秆浆浓度为8-14％，温度为50℃-70℃；步骤6中加入次氯酸盐的用量为棉秆浆重量的2-5％，加入NaOH的用量为棉秆浆重量的1-2.5％。木素分解剂为A+B组合物，其中A的成分为NaOH或CaCO3，B的成分为Na2SO3或S2或Na2S或Na2Sx或Mg(HSO3)。木素分解剂中A的成分加入量为原料重量的15-30％，B的成分加入量为原料重量的0.5-10％。当A的成分为NaOH，B的成分为Na2SO3时，NaOH的加入量为原料重量的15-30％，Na2SO3加入量为原料重量的0.5-10％。
本发明的制浆方法步骤2中添加的蒸煮助剂为绿氧或蒽醌。当添加的蒸煮助剂为绿氧时，绿氧的加入量为原料重量的0.01％-0.1％。当添加的蒸煮助剂为蒽醌时，蒽醌的加入量为原料重量的0.1％-2％。其中绿氧是高分子化合物，不含致癌物质，不造成环境污染，绿氧蒸煮能降低物耗(烧碱、亚铵、亚钠)，缩短蒸煮时间，提高浆得率、强度和白度，是造纸工业的绿色助蒸煮助剂。本发明使用的绿氧是淡绿色透明的液体。其生产单位河南省道纯化工技术有限公司，地址郑州市文化路128号航天大厦15楼A8，邮编450003，电话0371-63563761～63563766，传真0371-63563936。
该单位生产的绿氧的技术指标
棉秆的构造由五个不同的部分组成，由外层表皮、韧皮纤维、中部木质纤维和心部的髓组成，韧皮纤维和中部的木质部含有能被造纸所用的纤维，芯部主要是杂细胞组成，在制浆过程中必须除去。外层表皮含有丰富的果胶和色素，在制浆过程中长时间高温、高压的碱性条件下，使木素和色素缩合，生成难以漂白的成分。因此，在用皮杆分离机粉碎棉秆的同时，将棉秆的外层表皮和心部的髓去除。由于棉秆本身含有一定量的果胶和色素，用传统的漂白工艺难以将棉秆浆料漂白到白度60％以上，而棉秆的木质层组织紧密，制浆时蒸煮液不易浸透，只有采取长时间缓和的升温方式，使蒸煮液完全浸透，这样蒸煮均匀，渣率低，使细浆得率提高，使浆料漂白的白度提高。经过多种蒸煮方式的试验证明，采用单一成分的蒸煮药剂很难提高浆料得率。本发明的制浆方法采用复合配制的木素分解剂，如加入占原料重量15-30％的NaOH和加入占原料重量0.5-10％的Na2SO3为主要的脱木素反应剂，达到去除木素的目的，加入占原料重量0.1-3.0％的绿氧作为蒸煮助剂，以强化脱木素反应和保护原料纤维。应用氯气、NaOH、H2O2作为漂白剂，并采用相应的复合漂白工艺，将棉秆破碎工艺、蒸煮工艺和漂白工艺的工艺参数不断地进行优化。破碎工艺采用皮杆分离机使棉秆破碎、撕裂均匀，提高了原料的均整性，使棉秆原料蒸煮均匀。延长了蒸煮时间，使药液能够与木素充分反应，从而达到去除木素的目的，用本发明的制浆方法用棉秆原料制成的漂白棉秆浆的白度达到75-85％，尘埃少，浆料强度高，可以用于中高档文化用纸的抄造。
我国有着丰富的棉秆资源，因棉秆的利用价值低，棉农基本上将棉秆焚烧或废弃在田间地头，既造成污染，又浪费资源。本发明的制浆工艺用棉秆为原料制成的棉秆漂白浆料可以用于中高档文化用纸的抄造，一方面使废弃的棉秆废物利用，充分利用资源，增加了棉农的收入，另一方面也解决了造纸行业纤维原料紧缺的难题。
具体实施例方式
实施例1，一种提高棉秆制浆白度的制浆方法，按以下步骤进行1、用皮杆分离机将棉秆破碎，同时去除棉秆的外层表皮和心部的髓；2、将被破碎的棉秆原料装入蒸煮设备，加入水和化学药品进行蒸煮，化学药品为NaOH、Na2SO3和绿氧，其中加入原料和水的重量比为1∶5.0，加入NaOH为原料重量的15％，加入Na2SO3为原料重量的5％，加入绿氧为原料重量的0.02％，硫化度为20％，蒸煮时间为40min，蒸汽压力为0.5Mpa，温度为120℃；3、用水洗涤，洗去棉秆浆中溶解的杂质；4、进入氯化段，在待漂白的棉秆浆中加入氯气，氯气的用量为棉秆浆重量的4％，棉秆浆的浓度为3％，温度为30℃；5、进入碱处理段，加入NaOH和H2O2，其中NaOH的用量为棉秆浆重量的4％，H2O2的用量为棉秆浆重量的2％，棉秆浆浓度为8％，温度为50℃；6、进入次氯酸盐漂白段，加入次氯酸盐和NaOH，其中次氯酸盐的用量为棉秆浆重量的3％，NaOH的用量为棉秆浆重量的2％，棉秆浆的浓度为10％，温度为40℃；7、用水洗涤，然后进入抄纸工序。
经检测用本发明的制浆方法制成的棉秆浆质量其白度80％、裂断长4900m、尘埃532mm2/500g浆。
实施例2，按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是其中步骤2中加入原料与水的重量比为1∶4，加入NaOH为原料重量的25％，加入Na2SO3为原料重量的8％，加入蒽醌为原料重量的2.5％，硫化度为25％，蒸煮时间350min，蒸汽压力0.8Mpa，温度160℃；步骤4中氯气的用量为棉秆浆重量的6％，棉秆浆的浓度为4.0％，温度为40℃；步骤5中加入NaOH的用量为棉秆浆重量的5％，H2O2的用量为棉秆浆重量的3％，棉秆浆浓度为12％，温度为60℃；步骤6中加入次氯酸盐的用量为棉秆浆重量的4％，加入NaOH的用量为棉秆浆重量的2.5％，棉秆浆浓度为12％，温度为45℃。
经检测用本发明的制浆方法制成的棉秆浆质量其白度85％、裂断长5979m、尘埃568mm2/500g浆。
附表为用本发明的方法制成的棉秆漂白浆料与阔叶木浆物理参数的对比。
从附表中的物理参数对比可以看出，棉秆漂白浆纤维平均长度为0.93mm，棉秆漂白浆纤维强度高于阔叶木浆，棉秆浆能够代替部分木浆用于中高档文化用纸的抄造。
中高档文化用纸抄造纸浆的品质指标，白度76％、裂断长大于4000m，尘埃不大于1000mm2/500g浆。
用本发明的制浆方法制成的棉秆漂白浆，经测试各项品质指标均满足了生产中高档文化用纸的纸浆的质量要求。
权利要求
1.一种提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是按以下步骤进行(1)、用皮杆分离机将棉秆破碎，同时去除棉秆的外层表皮和心部的髓；(2)、将被破碎的棉秆原料装入蒸煮设备，加入水和化学药品进行蒸煮，化学药品为木素分解剂和蒸煮助剂，其中加入原料和水的重量比为1∶1.25-6.0，加入木素分解剂为原料重量的15.5-40％，加入蒸煮助剂为原料重量的0.01-3％，硫化度为15-30％，蒸煮时间为35-420min，蒸汽压力为0.2-0.85Mpa，温度为110℃-180℃；(3)、用水洗涤，洗去棉秆浆中溶解的杂质；(4)、进入氯化段，在待漂白的棉秆浆中加入氯气，氯气的用量为棉秆浆重量的1-8％，棉秆浆的浓度为1-6.0％，温度为15℃-45℃；(5)、进入碱处理段，加入NaOH和H2O2，其中NaOH的用量为棉秆浆重量的0.5-6％，H2O2的用量为棉秆浆重量的0.5-4.0％，棉秆浆浓度为6-15％，温度为40℃-75℃；(6)、进入次氯酸盐漂白段，加入次氯酸盐和NaOH，其中次氯酸盐的用量为棉秆浆重量的0.5-6.0％，NaOH的用量为棉秆浆重量的0.5-3.0％；(7)、用水洗涤，然后进入抄纸工序。
2.根据权利要求1所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是步骤(2)中加入原料与水的重量比为1∶1.3-5.0，加入木素分解剂为原料重量的25-33％，加入蒸煮助剂为原料重量的0.02-2.5％，硫化度为20-25％，蒸煮时间50-420min，蒸汽压力0.5-0.8Mpa，温度120℃-160℃；步骤(4)中氯气的用量为棉秆浆重量的3-6％，棉秆浆的浓度为2-5％，温度为20℃-40℃；步骤(5)中加入NaOH的用量为棉秆浆重量的3-5％，H2O2的用量为棉秆浆重量的1-3％，棉秆浆浓度为8-14％，温度为50℃-70℃；步骤(6)中加入次氯酸盐的用量为棉秆浆重量的2-5％，加入NaOH的用量为棉秆浆重量的1-2.5％。
3.根据权利要求1或2所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是木素分解剂为A+B组合物，其中A的成分为NaOH或CaCO3，B的成分为Na2SO3或S2或Na2S或Na2SX或Mg(HSO3)。
4.根据权利要求3所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是木素分解剂中A的成分加入量为原料重量的15-30％，B的成分加入量为原料重量的0.5-10％。
5.根据权利要求3或4所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是A的成分为NaOH，其加入量为原料重量的15-30％，B的成分为Na2SO3，其加入量为原料重量的0.5-10％。
6.根据权利要求1或2所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是蒸煮助剂为绿氧或蒽醌。
7.根据权利要求6所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是绿氧的加入量为原料重量的0.01％-0.1％。
8.根据权利要求6所述的提高棉秆制浆白度的制浆方法，其特征是蒽醌的加入量为原料重量的0.1％-2％。
全文摘要
一种提高棉秆制浆白度的制浆方法，按以下步骤进行用皮杆分离机将棉秆破碎，去除外层表皮和心髓；对破碎的原料进行蒸煮，其中原料和水的重量比为1∶1.25－6.0，加入木素分解剂和蒸煮助剂，其中木素分解剂为15.5－40％，蒸煮助剂为0.01－3％，硫化度15－30％，蒸煮时间35－420min，蒸汽压力0.2－0.85MPa，温度110℃－180℃；进入氯化段，氯气用量为1－8％，棉秆浆浓度1－6％，温度15℃－45℃；碱处理段，加入NaOH为0.5－6％，H
文档编号D21C9/10GK1847519SQ200610075049
公开日2006年10月18日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者徐林, 杨明生, 赵永健, 母辉民, 愈忠, 徐延辉, 张赞华, 王新忠, 周文成, 杨杰 申请人:新疆博湖苇业股份有限公司