一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆、其制备方法及其应用的制作方法

专利名称：一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆、其制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低白度浆及其制备方法，特别是一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮 制备的低白度浆、其制备方法及其应用。
背景技术：
目前，世界纸浆原料大部分是木材，特别是美国、加拿大、北欧各国和俄罗斯 等发达国家，几乎全部用木材制浆。随着木材需求量的逐年增加，木材价格也不断 上涨。许多木材资源少的国家需要大量引进木材，而即使是木材资源较丰富的国家， 如加拿大，也预计不久就会出现原木供不应求的局面。因此，原料问题已经成为各 国发展制浆工业的重大问题，制浆原料的来源也在不断扩大。
在制浆造纸行业，利用禾草类原料进行制桨在我国是较为常见的一种制浆方法。 禾草类植物制浆原料主要包括稻草、麦草、甘蔗渣、龙须草、芦苇、竹、麦秆、棉 秆、高粱秆等，其常用的制浆工艺可以参考《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》 以及中国造纸学会碱法草浆专业委员会编写的《常用非木材纤维碱法制浆实用手 册》。
用植物纤维生产纸浆的方法有化学法、机械法、化学机械法。化学法制浆是 借助化学作用，通过除去植物纤维原料中的某些成分使原料离解成浆，是一种应用 最广泛的制浆方法，在化学法蒸煮中又分石灰法、烧碱法、蒽醌-烧碱法、硫酸盐法、 亚硫酸盐法蒸煮。
如现有技术中的亚硫酸盐法，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、立锅和连蒸(蒸煮锅、立式蒸煮锅、连续蒸煮器)等设备中， 再加入亚硫酸铵等化学药品，往蒸球、立锅或连蒸中通入蒸汽加热、保温一段时间 后得到粗浆。
目前，多数制浆造纸企业都面临着造纸原料紧缺、能源紧张、环境污染、纸浆 特别是草浆质量不高的问题。随着我国加入世界贸易组织，造纸工业面临的形势更 加严峻，企业之间的竞争也日趋激烈。如何降低生产成本，降低污染，提高产品质 量来满足以纸为原料的下游产业，如印刷、新闻出版、包装、巻烟等行业，是造纸
4工作者需要考虑的问题。基于上述因素，使得人们不得不进'一步研究如何降低造》E
的成本。
禾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，提高纸浆质量和滤水性，减少黑液的排放；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.禾草类纤维中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材 好，易采用短流程进行漂白。
稻草是我国普遍使用的纤维原料。与木材比较，稻草的纤维素和木素含量都较 少，半纤维素含量较多，组织结构松疏，碱液容易浸人原料内部，燕煮用碱量较少、 温度较低、时间较短，纸浆得率较低，制浆比较容易。可用烧碱法、硫酸盐法、中 性和碱性亚硫酸钠法制得本色浆和漂白浆。稻草还可用石灰法制取供草纸板用的粗 纸浆，但在亚硫酸氢盐法和酸性业硫酸盐法蒸煮中却成浆质量不佳。
黑龙江造纸2003年第4期发表了题为"稻草亚硫酸铵法优化蒸煮工艺条件"的 文章，该文章公开了稻草亚硫酸铵法蒸煮的优化条件，但是该蒸煮的方法所制备的 纸桨的质量不高。
另外，白度低于70%IS0的低白度浆所制成的纸品的应用范围越来越广，如新 闻纸，书籍，餐巾纸等，但是由稻草原料制得的低白度浆强度还不能达到直接应用 的要求，需要加入其他由木材制得的浆，因而提高了成本。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆， 该浆强度好，具有较高的裂断长、撕裂度和耐折次数。
为了实现本发明的目的，提供一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆， 所述的低白度浆的白度为50 — 60XISO，裂断长为4.5 —7.2km，撕裂度为200 — 300mN，耐折次数为30—121次，打桨度为32-38。SR;优选所述的低白度浆的裂断长 为5.0—7.2km，撕裂度为220—274mN，耐折次数为50—121次，打浆度为32-36°SR; 更优选所述的低白度浆的裂断长为5.5 —7.2km，撕裂度为240—274mN，耐折次数为 70—121次。本发明的另外一个目的在于提供一种上述低白度浆的带l备方法，包货亚硫酸铵' 法蒸煮、氧脱木素、氯化和碱处理，所述的亚硫酸铵法蒸煮是将稻草原料蒸煮成硬 度为高锰酸钾值16—28、相当于卡伯价24-50的高硬度浆；所述的高硬度浆优选硬度 为高锰酸钾值18-27相当于卡伯价29-48;所述的高硬度浆最优选硬度为高锰酸钾值 20-25相当于卡伯价34-42。
传统的技术往往将浆的硬度煮得很低，造成桨料强度的大幅下降，本发明通过 蒸煮得到硬度较高的桨，再进行后续的处理步骤，保证了得到的低白度浆的强度。
本发明亚硫酸铵法蒸煮包括如下步骤
1) 在稻草原料中加入蒸煮药剂，其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量9一13%，
液比为l: 2 — 4;
2) 通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为120-14(TC时保温20—40分钟，进行小 放汽，继续加热升温至165 — 173'C，保温60—90分钟。
蒸煮过程是制浆的关键步骤，由于木材与草类原料的组织结构、微观结构、化 学组成以及木素分子结构等均有差异，因此，在蒸煮过程中脱木素反应历程也有很 大的差别。稻草原料中一般含有较多的半纤维素和较少的木素，而且半纤维素主要 存在于细胞壁里，这就有助于蒸煮脱木素的过程。本发明的方法中，对化学蒸煮药 液进行了严格的控制，将其浓度降低，减少对制浆所需要成分如纤维素、半纤维素 的降解和损伤。同时，尽可能减少保温时间，使得稻草原料处于高温的时间縮短， 因而减少了原料中的纤维素和半纤维素的降解。因此，本发明的方法中最大限度的 保护了禾草类植物原料中制浆所需的成分，同时大大縮短了保温时间，减少了能耗。
本发明优选的氧脱木素包括
1) 调节蒸煮后所得的高硬度浆的浓度为8 — 18%;;
2) 将该浆泵送至氧脱木素反应塔，并通入氢氧化钠和氧气；以及
3) 该浆在该氧脱木素反应塔内进行脱木素反应，得到硬度为高锰酸钾值10-14， 相当于卡伯价13-19.8的浆。
其中，更优选步骤3)中氧脱木素之后得到的浆的硬度为高锰酸钾值14.5-17.7。 本发明对氧脱木素后浆的硬度进行控制，是为了一方面保证木素被尽可能的脱 去，另外一方面又保证了得到的奖的强度。同样，氧脱木素的方法可以釆用现有技 术的任何方法，只需控制处理后浆的硬度在本发明限定的范围即可。
本发明调节高硬度浆的浓度是指将所述的高硬度浆的浓度调节为8_18%，也就是说在中浓条件下进行氧脱木素。中浓氧脱木素的主要优点'是:'投资较少厂—由于'中— 浓混合和泵送技术的成功，浆料的处理比高浓容易得多；浆料浓度较低，设备的腐 蚀少，也没有在氧气中燃烧的危险。
本发明所述的氧脱木素为单段氧脱木素，在氧脱木素反应塔中进行。在氧脱木 素过程中，所述的浆在该反应塔进口处的温度为95—100'C，压力为0.9—1.2MPa， 出口处的温度为100—105'C，压力为0.2 — 0.6MPa。所述的氧脱木素中用碱量为以氢 氧化钠计对绝干浆量的2—4%,氧气的加入量为20—40kg每吨浆；所述的浆在该反 应塔内的反应时间为75 — 90分钟。采用单段氧脱木素主要是为了进一步保证纸桨的 强度，相对多段氧脱木素来说，单段氧脱木素的进行对纤维素的降解作用较小。本 发明的单段氧脱木素的工艺参数总的来说温度较低，相对来说时间较长，主要是为 了更加温和的进行脱木素反应，尽量避免对纤维素的降解。
本发明所述的氧脱木素过程中木素脱除率为86—98%。
本发明在所述的氧脱木素处理之前将采用螺旋输送机将高硬度浆料加热到70-80 'C再输送到一中浓浆管，并在该中浓浆管中对浆进行调质处理排除浆内的空气，经 离心式中浓浆泵输送至氧脱木素反应塔。
本发明的氧脱木素过程中加入镁盐作为保护剂，用量为绝干浆量0.2 — 1%。
本发明所述的氯化在用氯量为绝干浆的2.5—3%、浆的浓度为3—3.5%、温度为 50—55'C的条件下进行45—60分钟。
本发明所述的碱处理在用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量2-4%、浆的浓度为IO —12%、温度为50—55'C的条件下进行100—150分钟。
本发明在蒸煮前还包括对原料进行浸渍的过程，所述浸渍在浸渍螺旋器中进行。
所说的浸渍处理采用的方式为将浸渍液浸渍原料，使液比达到l: 2_4，在常压下
于85。C以上于螺旋浸渍器中保温和混合10分钟以上，其中在85 — 95'C之间保温混合 10 — 40分钟为好。这样使浸渍液与原料充分接触，使原料的浸渍均匀完全。所述的 浸渍液可以为一定浓度的碱溶液，如用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的4%的碱 溶液，也可以是碱与黑液的混合液，所用黑液的浓度为11一14。 Be' (20°C)。
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， 减少了环境对黑液处理的压力，由于对原料浸渍预处理，使得在加热处理时所脱出 的杂细胞、半纤维素、木素为主的黑液分离排出，为下一步的蒸煮过程做准备。
本发明还可在对原料进行浸渍之前，可以采用现有技术对原料进行初步处理，
7即采用常规的千、湿法备料，以除去叶、穗、谷粒、髓等杂质，这样可以减轻后续 工艺的压力，并提高稻草浆的质量。千、湿法备料可采用现有常规设备，如切草机、 筛选机、除尘机、湿法洗涤搓草机、斜螺旋脱水机等。经过备料后的去除水分的原 料也可以为精料，扣除水分为绝干草，一般草片的长度在15—30mm，原料的备料工 艺为本领域技术人员公知技术。
本发明优选在蒸煮后、氧脱木素前对蒸煮后的浆料进行挤浆。可将蒸煮之后所 得浓度为8 —15%高硬度浆从挤浆机的入口迸入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓度为 20—30%的浆从挤浆机的出口排出。该高硬度浆在进行挤浆之前的叩解度为22—28° SR，挤浆之后的叩解度为23—29eSR。所挤出的黑液在20'C时波美度为7-9°Be'， 黑液中的残余的亚硫酸铵的浓度为8-10g/L。从挤浆机的出口出来的浆用后续工艺中 洗浆置换出的黑液来稀释，所述黑液在2(TC波美度为3-6°Be',使浆的浓度为 2.5—3%送到跳筛进行筛选。
本发明中所述的挤浆机为现有技术中用来提取黑液的单螺旋或双螺旋挤浆机。 使用挤浆机进行挤浆时，由于在挤浆的过程会产生很大的挤压力，温度迅速上升， 促使纤维分离、分丝、帚化、压溃，初生壁遭到破坏，纤维吸收足够能量，使纤维 内部产生很大的应力，高硬度浆的反应性能得到很大提高。同时，纤维产生细纤维 化，表皮有机物及纤维间杂质溶解到蒸煮黑液中，通过出液槽排出，纤维纯度得到 极大提高。黑液中的一些灰分和杂质也随着黑液被排出，为下一步的洗浆和漂白做 好了充分的准备。优选所述的挤浆机为变径的螺旋挤浆机。利用变径螺旋挤浆机， 使浆料在缓慢变小的空间里，使被压縮的浆层里外脱水一致。本发明所选用的嫘旋 挤浆机，在对高硬度浆进行挤浆后，所述的高硬度浆的叩解度变化不大，也就是说， 所述的高硬度浆经过挤浆机挤浆之后，能将纤维固有的纤维长度保持得比较好，最 大限度地减少了纤维的损伤。
本发明中采用的挤浆机还可为双棍挤浆机，同样能实现本发明所要达到的效果。 而且用水量会大大的减少。
本发明的方法中还可以在蒸煮后氧脱木素前对浆料进行疏解，可采用现有的疏 解设备，如高频疏解机、揉搓机、盘式粉碎机、打浆设备中的盘磨疏解机、以及纤 维分离机等，因为它们都可以起到疏解纤维而尽可能减少切断纤维的作用。在疏解 的过程中，纤维自然分开，易于将其中的木素暴露出来，使后续的脱木素处理变得 更加容易，效果更好。该疏解可以在蒸煮后立即进行，也可以在氧脱木素前进行，
8还可以在挤浆后进行。事实上，在蒸煮和氧脱木素之间的任意工艺步骤之间都可以 进行该疏解，都能达到需要的效果。
本发明所述的低白度浆是指将原料蒸煮、氧脱木素、氯化和碱处理后所得到的浆。
另外，本发明的低白度浆可用于制备新闻纸、超级压光纸、包装纸、纸尿裤、 皱纹卫生纸、纸巾纸、面巾纸、餐巾纸、擦手纸，厨房用纸、书写纸、胶印书刊纸、 胶版印刷纸、单面书写纸、单面胶版印刷纸以及瓦楞纸。
还可用于制备纸浆模塑制品，所述制品包括碗、盆、杯、桶、碟、盘、托盘 以及餐盒；托架、电焊防护罩、室内装饰板、模塑花盆、模塑育苗杯、模塑拖鞋、 以及吸水垫卫生间座垫；模塑医用托盘容器、模塑医用护理品、以及一次性医疗器 皿。
本发明的有益效果在于本发明的低白度桨强度较高，尤其是裂断长和耐折次 数已经超过了阔叶木浆的水平，可以直接用于制造新闻纸，书籍，餐巾纸等，或者 仅需加入很少的木桨而更广泛的应用于制造其他纸品，大大减少了产品的成本，同 时又保证了产品的强度。本发明的方法通过控制蒸煮得到的浆的硬度，然后进行氧 脱木素处理，既使得其中的木素得到有效的脱除，又尽量减少了纤维的降解，其氧
脱木素过程中木素脱除率86—98%，从而能够得到强度好的低白度浆。
具体实施例方式
实施例l
将经过备料后30mm的稻草进行浸渍，采用浸渍螺旋器，浸渍液为含碱量为以 氢氧化钠计对绝干原料量的4%的碱溶液，液比l: 4，在常压下85'C保温混合40分 钟后，浸渍后的原料送至蒸球中。在蒸球中加入蒸煮药剂，亚硫酸铵的用量为绝干 原料量11%,液比为1: 3;往蒸球中通入蒸汽进行加热，加热升温至125'C时保温 40分钟，进行小放汽，继续加热升温至170'C，保温75分钟。
蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值18，相当于卡伯价27的高硬度浆。然后对蒸煮后 的浆料进行挤浆。可将蒸煮之后所得浓度为15%的高硬度浆从双棍挤浆机的入口进 入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓度为30%的浆从挤浆机的出口排出。该高硬度浆在 进行挤浆之前的叩解度为28。SR，挤浆之后的叩解度为29。SR。挤浆挤出的黑液的波 美度在2(TC为7。Be'，黑液中的残余的亚硫酸铵的浓度为8g/L。
从挤浆机的出口出来的浆用6(TC的温水进行稀释，使浆的浓度为2.5%送到跳筛进行筛选，然后按照常规的方法进行洗浆，洗浆后调节浆的浓度至10%。接下来将所 得到的浆料采用高频疏解机进行疏解。然后通过螺旋输送机加热该浆至70。C并输送 到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经 离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的 20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4%的碱溶液混合，并在管 路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素 反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1%,进口温度95'C，压力0.9Mpa， 停留75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为100'C，压力保持为O. 5MPa， 氧脱木素过程中木素脱除率为86%。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆 的硬度降低到高锰酸钾值IO，相当于卡伯价13。之后用泵将稀释的浆泵入二段真空 洗浆机洗涤，再进行氯化和碱处理，氯化时用氯量为绝干浆的3%，浆的浓度为3.2%， 漂白的温度为55'C，漂白的时间为45分钟；碱处理时用碱量为以氢氧化钠计对绝干 浆量的2.5%，浆的浓度为12%，漂白温度为50'C,时间为120分钟，即可得到一种稻 草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆，白度为55。/。ISO，裂断长为5.21011,撕裂度 为240mN，耐折次数为85次，打浆度为36。SR。
实施例2
将经过常规干法备料后长度为15-20mm的稻草进行蒸煮在蒸球中加入蒸煮药 剂，其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量9%，液比为1: 4;再向蒸球中通入蒸汽进 行加热，加热升温至温度为13CTC时保温20分钟，进行小放汽，继续加热升温至165 'C，保温90分钟。蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值24，相当于卡伯价39的高硬度浆。 然后对蒸煮后的高硬度浆进行挤浆，将蒸煮之后所得浓度为10%的高硬度浆从变径 单螺旋挤浆机的入口进入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓度为25%的浆从挤浆机的 出口排出。该高硬度浆在进行挤浆之前的叩解度为24。SR，挤浆之后的叩解度为25 。SR。挤浆挤出的黑液的波美度在2(TC为8°Be'，黑液中的残余的亚硫酸铵的浓度 为9g/L。
从挤浆机的出口出来的浆用后续工艺中洗浆置换出的黑液来稀释，所述黑液在 2(TC波美度为6。Be'，使浆浓到3%送到跳筛进行筛选，然后进行洗浆后调节浆的浓 度至12%。
浆料在氧脱木素前进行高频疏解机进行疏解，疏解后将该浆加热至70°C并通过
容积式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的200710300204.7 40kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干桨量的2%的碱溶液混合，并在管 路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素 反应塔，进口温度10trC，压力1.2Mpa，停留90分钟内使该浆能进行充分的脱木素 反应，塔顶温度为105'C，压力保持为0.2MPa，氧脱木素过程中木素脱除率为90% 。 处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆的硬度(高锰酸钾值)降低到14，相 当于卡伯价I9，叩解度为28。SR。之后用泵将稀释的浆泵入二段真空洗浆机洗涤，即 可得到一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的未漂浆，氯化时用氯量为绝干浆的5%， 浆的浓度为3%，漂白的温度为52'C,漂白的时间为60分钟；碱处理时加入氢氧化 钠的量为绝干浆量2%，浆的浓度为12%，漂白温度为55°C,时间为100分钟，即 可得到一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆，其特征在于，所述的低白度 浆的白度为50XISO，裂断长为7.2km，撕裂度为200mN，耐折次数为60次，打浆 度为35。SR。
实施例3
将经过常规备料后的长度为20-25mm的稻草放入蒸球中进行蒸煮，往蒸球中加 入蒸煮药剂，亚硫酸铵的用量为对绝干原料量的10%，液比为l: 2，通入蒸汽进行加 热，加热升温至温度为120'C时保温30分钟，进行小放汽25分钟，继续加热升温至173 'C，保温60分钟。蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值25，相当于卡伯价43的高硬度浆， 然后对所述的高硬度浆进行挤浆，即将蒸煮之后所得浓度为8%的高硬度衆从变径双 螺旋挤浆机的入口进入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓度为20%的浆从挤桨机的出口 排出。该高硬度浆在进行挤浆之前的叩解度为22。SR，挤浆之后的叩解度为23。SR。 挤浆挤出的黑液的波美度在20'C为9eBe'，黑液中的残余的亚硫酸铵的浓度为 10g/L。
从挤浆机的出口出来的浆用后续工艺中洗浆置换出的黑液来稀释，所述黑液在 20'C波美度为4。Be'，使浆浓到2.8%送到跳筛进行筛选，然后按常规的方法进行洗 浆，之后调节浆的浓度至18%。
在氧脱木素前对浆料采用盘式粉碎机进行疏解，然后加热该浆至80°C并输送到
浆塔。该桨在浆塔中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓
浆泵输送到氧脱木素反应塔，进塔前加入20kg每吨衆的氧气和含碱量为以氢氧化钠
计对绝干浆量的3.5%的碱溶液，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该桨在
混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆
11重量的1%，进口温度90'C，压力1.2Mpa，停留85分钟，塔顶温度为105'C，压力 保持为0.4MPa,氧脱木素过程中木素脱除率为98%，将该浆喷放到浆池并稀释，此 时浆的硬度K (高锰酸钾值)降低到14，相当于卡伯价19。之后用泵将稀释的浆泵 入二段真空洗浆机洗涤，再进行氯化和碱处理，氯化时用氯量为绝干浆的4%，浆的 浓度为3%，漂白的温度为55'C，漂白的时间为50分钟；碱处理时用碱量为以氢氧 化钠计对绝干浆量2%,浆的浓度为12%，漂白温度为52'C，时间为100分钟，即 可得到一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度桨，白度为52%ISO，裂断长为 6.5km，撕裂度为230mN，耐折次数为110次，打浆度为32eSR。
实施例4
将经过常规干法备料后20mm的稻草，放入螺旋浸渍器中，再加入用碱量为以氢 氧化钠计对绝干原料量的4%的碱溶液进行浸渍处理，液比l: 3，在常压下85'C保M 混合30分钟。之后，将经过浸渍处理的原料送入蒸煮器中，加入蒸煮药剂，其中亚 硫酸铵的加入量为绝干原料量的11%，液比为I: 3;再通入蒸汽进行加热，加热升温 至温度为130'C时保温40分钟，进行小放汽，继续加热升温至170'C，保温80分钟。
蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值20,相当于卡伯价31的高硬度浆，然后对蒸煮后 的浆料进行挤浆。将蒸煮之后所得浓度为12%的高硬度浆从变径的单螺旋挤浆机的入 口进入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓度为26%的浆从挤浆机的出口排出。该高硬度 浆在进行挤浆之前的叩解度为25。SR,挤浆之后的叩解度为26。SR。挤浆挤出的黑液 的波美度在2(TC为9。Be'。黑液中残留的亚硫酸铵为12g/L。从挤浆机的出口出来的 浆用后续工艺中洗浆置换出的黑液来稀释，所述黑液在20'C波美度为5。Be'，使浆 的浓度至3%送到跳筛进行筛选，然后按照常规的方法进行洗浆，并调节浆的浓度至 15%。
然后通过螺旋输送机加热该浆至80。C并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先 经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反 应塔，进塔前加入20kg每吨桨的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4y。的碱
溶液，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后
进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的0.5%，进口温度IOO
。C,压力0.9Mpa,停留90分钟，塔顶温度为104。C,压力保持为0.4MPa,氧脱木素过
程中木素脱除率为92%，将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆的硬度(高锰酸钾值)
降低到IO，相当于卡伯价12。之后用泵将稀释的浆泵入二段真空洗浆机洗涤，再进
12行漂白，氯化时用氯量为绝干浆量的5%，浆的浓度为3.2%，漂白的温度为50'C,漂 白的时间为60分钟；碱处理时用碱量为绝干浆量2.5%，浆的浓度为10%，漂白温度 为55'C，时间为120分钟，即可得到一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆， 所述的低白度浆的白度为58XISO，裂断长为6.8km，撕裂度为280mN，耐折次数为 121次，打浆度为34。SR。
实施例5
将经过常规干法备料后长度为15-20mm的稻草放入浸渍螺旋器中，加入用碱量 为以氢氧化钠计对绝干原料量的3%的浸渍溶液，液比l: 4,在常压下95'C保温混 合40分钟，将黑液排出后，向蒸锅中加入蒸煮药剂，其中亚硫酸铵的用量为以绝干 原料量的12%，液比为1: 4，通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为125'C时保温 30分钟，进行小放汽，继续加热升温至168'C，保温75分钟。
蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值22，相当于卡伯价34的高硬度浆。将蒸煮之后所 得浓度为13%的高硬度浆从变径变螺距的双辊挤桨机的入口进入，进行挤浆，挤出黑 液之后，浓度为28%的浆从挤浆机的出口排出。该高硬度浆在进行挤桨之前的叩解度 为24。SR，挤浆之后的叩解度为25。SR，挤浆挤出的黑液的波美度在2(TC为irBe'， 黑液中残留的亚硫酸铵为13g/L。将经过挤浆的浆料调节浓度到2.5%，送到跳筛进行 筛选，然后运用三段真空洗浆机进行洗浆，洗浆后调节浆的浓度至14%。
在氧脱木素前对浆料进行疏解，采用打浆设备中的盘磨疏解机，加热该浆至70。C 并经容积式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加 入的30kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的3X的碱溶液混合，并
在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱 木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆量的0.5%,进口温度98'C，压力 l.OMpa，停留80分钟内使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为102'C，压力保 持为0.4MPa，氧脱木素过程中木素脱除率为88%。处理完成后将该浆喷放到浆池并 稀释，此时浆的硬度(高锰酸钾值)降低到13，相当于卡伯价18，之后用泵将稀释 的浆泵入二段真空洗浆机洗涤，再进行漂白，氯化时用氯量为绝干浆的4%，浆的浓 度为3.5%,漂白的温度为5(TC，漂白的时间为50分钟；碱处理时用碱量为以氢氧化 钠计对绝干浆量3%，浆的浓度为10%，漂白温度为52'C,时间为150分钟，即可得到 一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆，白度为60XISO，裂断长为5.8km，
13撕裂度为270mN，耐折次数为卯次，打浆度为33。SR。
实施例6
将经过常规干法备料后长度为25-30mm的稻草放入浸渍螺旋器中，加入用碱量 为以氢氧化钠计对绝干原料量的3.5%的碱溶液与黑液的混合液，所用黑液的浓度为 14° Be'(20。C)，液比l: 2，在常压下85。C保温混合40分钟。浸渍处理完之后将原 料输送至立式蒸煮锅中，亚硫酸铵的用量为对绝干原料量13%，液比为l: 2.5;往 蒸煮锅中通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为140'C时保温40分钟，进行小放汽 30分钟后，继续加热升温至173'C，保温90分钟。
蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值16，相当于卡伯价24的高硬度浆，再将蒸煮所得 的浓度为14%的高硬度浆从双棍挤浆机的入口进入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓 度为28%的浆从挤浆机的出口排出。该高硬度浆在进行挤浆之前的叩解度为26。SR， 挤桨之后的叩解度为27°SR。挤浆挤出的黑液的波美度在2(TC为10。Be'，黑液中 参与的亚硫酸铵为9g/L。从挤浆机的出口出来的浆用60'C的温水进行稀释，使浆的 浓度为3%时送到跳筛进行筛选，然后用常规的方法洗涤。之后调节浆浓为25%，通 过螺旋输送机加热该浆至80°C并输送到浆管溜槽并由单转子式高浓浆泵输送到氧脱 木素反应塔。反应塔中加入20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量 的4%的碱溶液馄合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温，之后该浆在混合器中经 过充分混合后进入该氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的0.8 %，进口温度95'C，压力l.OMpa，停留80分钟，塔顶温度为105°C，压力保持为 0.4MPa。氧脱木素过程中木素脱除率为91%，将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆的 硬度(高锰酸钾值)降低到14,相当于卡伯价19，之后用泵将稀释的浆泵入二段真 空洗浆机洗涤，氯化时用氯量为绝干浆的3%，浆的浓度为3.5%，漂白的温度为52 'C，漂白的时间为45分钟；碱处理时加入氢氧化钠的量为绝干浆量3%，浆的浓度 为11%，漂白温度为5(TC，时间为150分钟，即可得到一种稻草原料亚硫酸铵法蒸 煮制备的低白度浆，白度为58%ISO，裂断长为4.5km，撕裂度为300mN，耐折次 数为50次，打浆度为360SR。
实施例7
将经过常规干法备料后长度为20-40mm的稻草进行浸渍，放入浸渍螺旋器中，
加入用碱量为以氢氧化钠计对绝千原料量的4%的碱溶液与黑液的混合液，所用黑液的浓度为14° Be，(20'C)，液比l: 2，在常压下85'C保温混合25分钟。浸渍处理完
之后将原料输送至立式蒸煮锅中，亚硫酸铵的用量为对绝干原料量11%,液比为l:
2.8;往蒸煮锅中通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为134'C时保温40分钟，进行 小放汽25分钟后，继续加热升温至170'C，保温60分钟。
蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值23，相当于卡伯价34的高硬度浆，将蒸煮之后所 得浓度为12%的高硬度浆从变径单螺旋挤浆机的入口进入，进行挤浆，挤出黑液之后， 浓度为24%的奖从挤浆机的出口排出。该高硬度浆在进行挤浆之前的叩解度为24。 SR，挤浆之后的叩解度为25。SR。然后直接用稀黑液进行稀释，使浆的浓度为2.5% 送到跳筛进行筛选，然后进行洗浆，调节浆的浓度为20%。
在氧脱木素前对浆料进行疏解，采用纤维分离机，加热该浆至70。C并经齿轮式 高浓浆泵输送到氧脱木素反应塔并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。反应塔中加 入30kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的狄的碱溶液，保护剂为 硫酸镁，加入量为绝干浆重量的0.5%，进口温度10trC，压力l.lMpa，停留90分钟 内使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为105'C，压力保持为O. 5MPa，氧脱木 素过程中木素脱除率为94%。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆的硬度 (高锰酸钾值)降低到13，相当于卡伯价17。之后用泵将稀释的浆泵入二段真空洗 浆机洗涤，再进行漂白处理氯化时用氯量为绝干浆的3%，浆的浓度为3%，漂白的 温度为52'C，漂白的时间为50分钟；碱处理时用碱量为以氢氧化钠计对绝干奖量3%， 浆的浓度为12%，漂白温度为50'C，时间为150分钟，即可得到一种稻草原料亚硫酸 铵法蒸煮制备的低白度浆，白度为50XISO，裂断长为5.0km，撕裂度为240mN，耐 折次数为30次，打浆度为37。SR。
实施例8
将经过常规干法备料后长度为30-35mm的稻草放入蒸球中进行蒸煮，加入蒸煮 药剂，其中亚硫酸铵的用量为对绝干原料量9%，液比为l: 2;再通入蒸汽进行加热， 加热升温至120'C时保温20分钟，进行小放汽20分钟，继续加热升温至165'C，保温 60分钟。
蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值28，相当于卡伯价50的高硬度浆，然后对蒸煮后
的浆料进行挤浆。将蒸煮之后所得浓度为11%的高硬度浆从变径的单螺旋挤浆机的入
口进入，进行挤浆，挤出黑液之后，浓度为22%的浆从挤浆机的出口排出。该高硬度
浆在进行挤浆之前的叩解度为27。SR，挤浆之后的叩解度为28。SR。从挤浆机的出口出来的浆用后续工艺中洗浆置换出的黑液来稀释，使浆浓到3。/。送到跳筛进行筛选， 然后洗浆，调节浆浓为23%，接着加热该浆至80。C并经容积式高浓浆泵输送到氧脱 木素反应塔。反应塔中加入30kg每吨浆的氧气和以氢氧化钠计对绝干浆量的3. 5%的 碱溶液，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。保护剂为硫酸镁，加入量为绝千浆 重量的0.8%，进口温度100'C，压力0.9Mpa，停留75分钟内使该浆能进行充分的脱 木素反应，塔顶温度为108'C，压力保持为0.6MPa，氧脱木素过程中木素脱除率为86 %。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆的硬度(高锰酸钾值)降低到14， 相当于卡伯价19.5。之后用泵将稀释的浆泵入二段真空洗浆机洗涤。再进行漂白处理， 氯化时用氯量为绝干浆的4%，浆的浓度为3.2%，漂白的温度为50'C，漂白的时间为 55分钟；碱处理时用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量3%，浆的浓度为12%，漂白温 度为52'C，时间为120分钟，即可得到一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆， 白度为60XISO，裂断长为4.5km，撕裂度为200mN，耐折次数为40次，打浆度为38。SR。 以上实施例用于解释本发明，而非限制本发明。如氧脱木素的方法、蒸煮的方 法等的简单变化都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆，其特征在于，所述的低白度浆的白度为50—60％ISO，裂断长为4.5—7.2km，撕裂度为200—300mN，耐折次数为30—121次，打浆度为32-38°SR。
2. 如权利要求l所述的低白度浆，其特征在于，所述低白度浆的裂断长为5.0 — 7.2km， 撕裂度为220 — 274mN，耐折次数为50—121次，打浆度为32-36° SR。
3. 如权利要求l所述的低白度浆，其特征在于，所述低白度浆的裂断长为5.5 — 7.2km， 撕裂度为240 — 274mN，耐折次数为70 —121次。
4. 一种制造如权利要求l-3任一项所述的低白度浆的方法，包括亚硫酸铵法蒸煮、 氧脱木素、氯化和碱处理，其特征在于，所述的亚硫酸铵法蒸煮将稻草原料蒸 煮成硬度为高猛酸钾值16-28的高硬度浆。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在蒸煮前对原料进行浸渍的过 程。
6. 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述亚硫酸铵法蒸煮包括如下步 骤1) 在稻草原料中加入蒸煮药剂，其中亚硫酸铵的用量为对绝干原料量9—13 %的亚硫酸铵溶液，其中液比为l: 2—4;2) 通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为120-14(TC时保温20—40分钟，进 行小放汽，继续加热升温至165 — 173。C，保温60—90分钟。
7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的氧脱木素包括1) 先将高硬度浆的浓度调节为8—18%;2) 将该浆泵送至氧脱木素反应塔，并加入氢氧化钠和氧气；以及3) 该浆在该氧脱木素反应塔内进行氧脱木素反应，得到硬度为高锰酸钾值 10_14的浆。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3)中得到的氧脱木素之后的浆硬度 为高锰酸钾值11一13。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的氧脱木素为单段氧脱木素，在氧脱木素反应塔中进行；所述的桨在该反应塔进口处的温度为95 — 10(TC，压力为 0. 9 — 1.2MPa，出口处的温度为100—105。C，压力为O. 2 — 0. 6MPa。
10. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的氧脱木素中用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的2-4%，氧气的加入量为20—40kg每吨'浆；所述的浆在该反应— 塔内的反应时间为75 — 90分钟。
11. 如权利要求7-10任意一项所述的方法，其特征在于，所述的氧脱木素过程中木 素脱除率为86—98%。
12. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的氯化在用氯量为绝干浆的2.5 — 3 %、浆的浓度为3 — 3.5%，温度为50—55'C的条件下进行45 — 60分钟。
13. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的碱处理在用碱量为以氢氧化钠计 对绝干浆量2-4%，桨的浓度为10—12%，漂白温度为50 — 55'C的条件下进行100 一150分钟。
14. 权利要求l-3任一项所述的低白度浆在制备新闻纸、超级压光纸、包装纸、纸尿 裤、皱纹卫生纸、纸巾纸、面巾纸、餐巾纸、擦手纸，厨房用纸、书写纸、胶印 书刊纸、胶版印刷纸、单面书写纸、单面胶版印刷纸以及瓦楞纸中的应用。
15. 权利要求l-3任一项所述的低白度浆在制备纸浆模塑制品中的应用，所述制品包括碗、盆、杯、桶、碟、盘、托盘以及餐盒；托架、电焊防护罩、室内装饰板、 模塑花盆、模塑育苗杯、模塑拖鞋、以及吸水垫卫生间座垫；模塑医用托盘容器、 模塑医用护理品、以及一次性医疗器皿。
全文摘要
本发明涉及一种稻草原料亚硫酸铵法制备的低白度浆及其方法，低白度浆的白度为50-60％ISO，裂断长为4.5-7.2km，撕裂度为200-300mN，耐折次数为30-121次。所述的制备方法包括亚硫酸铵法蒸煮、氧脱木素，氯化，碱处理，亚硫酸铵法蒸煮是将原料蒸煮成硬度为高锰酸钾值16-28，相当于卡伯价24-50的高硬度浆。本发明的低白度浆强度较高，尤其是裂断长和耐折次数已经超过了阔叶木浆的水平，可以直接用于制造新闻纸，书籍，餐巾纸等，或者仅需加入很少的木浆而更广泛的应用于制造其他纸品，大大减少了产品的成本，又保证了产品的强度。
文档编号D21H11/06GK101451319SQ20071030020
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者宋明信, 李洪法, 杨吉慧, 陈松涛 申请人:山东泉林纸业有限责任公司