蒸煮滲透劑在楊木片堿法制漿中的應(yīng)用

王長(zhǎng)建 王代啟 曾金枝 王秋云

(1.山東輕工業(yè)學(xué)院制漿造紙科學(xué)與技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南，250353;2.中冶紙業(yè)銀河有限公司，山東聊城，252600)

就燒堿法制漿來講，已經(jīng)經(jīng)歷了3個(gè)非常成熟的改良時(shí)期，即單純的燒堿法、硫酸鹽法、燒堿-蒽醌法。每一次改良，都對(duì)制漿產(chǎn)生了非常重要的影響。目前，用于草類原料制漿的燒堿法為燒堿-蒽醌法，制得的漿料硬度合適，均勻性好，易于后續(xù)漂白。

隨著國(guó)內(nèi)草漿產(chǎn)量的增大及農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高，草類原料越來越緊缺，原來以草類原料為主的制漿線不得不開發(fā)使用其他原料。在這種背景下，各種木材加工廠剩余木片 (板皮)作為新的制漿原料被各大制漿造紙廠廣泛采用，但采用常規(guī)的燒堿-蒽醌法制漿時(shí)，木片與草類原料相比，木片制漿存在耗堿量大、蒸煮漿硬度高、原漿白度低等缺陷。而在燒堿-蒽醌法制漿中增添蒸煮滲透劑能在一定程度上克服以上不足。

1 蒸煮滲透劑

1.1 產(chǎn)品特性

脂肪醇類表面活性劑，乳白色粉末，輕微油脂味，水中微溶，易分散，沸點(diǎn)為1160℃，不揮發(fā)。

1.2 作用原理

蒸煮滲透劑是一種脂肪醇類表面活性劑，在燒堿-蒽醌法制漿中添加蒸煮滲透劑，利用蒸煮滲透劑中的脂肪醇與蒸煮原料表面油脂、蠟質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似性，降低蒸煮藥液與蒸煮原料的界面張力，增加蒸煮藥液對(duì)原料的潤(rùn)濕能力，從而加速蒸煮液的滲透、擴(kuò)散以及對(duì)原料的潤(rùn)脹作用，使蒸煮液能有效、快速地發(fā)揮作用，加速蒸煮，減少蒸煮液用量，降低蒸煮硬度，提高蒸煮漿均勻性，利于后續(xù)漂白。在蒸煮滲透劑幫助加速脫除木素的同時(shí)，氧化性助劑蒽醌氧化纖維素的末端基，阻止剝皮反應(yīng)發(fā)生，保護(hù)纖維免受損傷，提高蒸煮得率和成漿質(zhì)量。

2 生產(chǎn)中試

2012年4月6—15日在連蒸連漂化學(xué)制漿線上進(jìn)行生產(chǎn)中試，具體如下:

(1)制漿原料為100%楊木片。

(2)藥品:蒽醌蒸煮助劑，湖北仙桃長(zhǎng)江化工有限公司提供;蒸煮滲透劑，亞什蘭赫克力士水技術(shù)部門提供。

(3)蒸煮工藝條件:采用四根橫管串聯(lián)蒸煮，蒸煮壓力0.75～0.80 MPa，最高溫度 168℃，用堿量 21%(對(duì)風(fēng)干木片)，蒽醌蒸煮助劑用量1 kg/t漿，蒸煮時(shí)間約80 min。

(4)蒸煮滲透劑使用工藝。①用量:0.4 kg/t漿。②加入方法:與蒽醌一起加入堿液貯存槽，混勻后，通過高壓泵打入預(yù)蒸螺旋，在預(yù)蒸螺旋與濕法備料后的木片混合，然后一起進(jìn)入螺旋喂料器。蒸煮滲透劑使用流程見圖1。

3 中試期間生產(chǎn)運(yùn)行情況

剛開始試驗(yàn)時(shí)，蒸煮漿硬度呈下降趨勢(shì)，試驗(yàn)中及時(shí)減小堿液流量，保證蒸煮漿硬度 (高錳酸鉀值)在13～15;取樣觀察蒸煮漿外觀，非常均勻;蒸煮后漿料送提取工段洗選，漿渣量明顯減少，并且易于洗滌;洗選后漿料送漂白車間漂白，該漿易于漂白，有效氯用量、H2O2用量均下降。

4 中試結(jié)果及分析

為驗(yàn)證在燒堿-蒽醌法制漿中添加蒸煮滲透劑的使用效果，將中試前和中試期間數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，中試前數(shù)據(jù)為4月1—5日生產(chǎn)正常時(shí)數(shù)據(jù)的平均值，中試期間數(shù)據(jù)為4月6—10日生產(chǎn)正常時(shí)數(shù)據(jù)平均值，見表1。

表1 蒸煮運(yùn)行及蒸煮質(zhì)量數(shù)據(jù)

4.1 蒸煮運(yùn)行結(jié)果及分析

圖1 蒸煮滲透劑使用流程

漿產(chǎn)量與銷鼓轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，一般每小時(shí)漿產(chǎn)量(噸)為銷鼓轉(zhuǎn)速 (r/min)的1.2倍。由表1可知，中試期間，添加蒸煮滲透劑，蒸煮漿硬度平均下降0.37，殘堿平均提高0.53 g/L，原漿白度提高0.6個(gè)百分點(diǎn)，噸漿用堿量下降:(13.98－13.02)×140÷(3.5×1.2)=32.0(kg)。

在中試期間，由于添加了蒸煮滲透劑，改善了蒸煮藥液對(duì)蒸煮原料的滲透性和溶脹性，加快了藥液與木素的反應(yīng)，獲得了最佳的脫木素作用，使蒸煮用堿量下降，硬度降低，殘堿提高，原漿白度提高，利于后續(xù)漂白。

4.2 漂白結(jié)果及分析

采用CEpH漂白，結(jié)果見表2。

表2 漂白化學(xué)品消耗和漂白漿質(zhì)量對(duì)比

使用FQA纖維分析儀對(duì)中試前和中試期間的漂白漿進(jìn)行纖維分析，結(jié)果見表3。

表3 漂白漿纖維分析結(jié)果

由表2可知，中試期間，漂白漿白度基本不變，漂白化學(xué)品消耗量均下降，從而減少AOX的外排，降低中段水污染負(fù)荷。由表3可知，中試期間，漂白漿細(xì)小纖維含量從12.8%下降到10.9%，纖維質(zhì)均長(zhǎng)度提高0.045 mm，提高了漂白漿纖維強(qiáng)度。其原因主要是蒸煮時(shí)添加蒸煮滲透劑，改善了原漿的均勻性，提高了原漿白度，使?jié){易于漂白，從而降低漂白化學(xué)品消耗，且有利于保護(hù)纖維強(qiáng)度。

5 蒽醌-燒堿法制漿中添加蒸煮滲透劑的優(yōu)點(diǎn)

(1)降低污染負(fù)荷

在蒽醌-燒堿法制漿過程中添加蒸煮滲透劑，降低了蒸煮用堿量，提高了殘堿濃度，提高了木素在蒸煮階段的脫除效率，避免了纖維局部過蒸，改善了成漿的均勻性，進(jìn)而降低漂白化學(xué)品消耗，降低AOX的外排和降低中段水污染負(fù)荷。

(2)改善漿的質(zhì)量

中試期間，由于添加了蒸煮滲透劑，提高了蒸煮藥液對(duì)蒸煮原料的滲透性和溶脹性，使蒸煮均勻合適，在獲得最佳脫木素的同時(shí)，保護(hù)了纖維強(qiáng)度，原漿打漿度降低，濕重提高，白度提高，進(jìn)而降低漂白化學(xué)品消耗，漂化學(xué)品消耗的降低，進(jìn)一步保護(hù)纖維強(qiáng)度。中試期間，纖維質(zhì)均長(zhǎng)度提高，細(xì)小纖維含量降低。

(3)降低制漿成本

中試期間，雖然增添了蒸煮滲透劑，但降低了蒸煮用堿量和漂白化學(xué)品消耗，其綜合成本下降。表4為中試前和中試期間制漿藥品成本比較。

表4 中試前和中試期間制漿藥品成本比較

由表4可知，中試期間，在燒堿-蒽醌法過程中增添蒸煮滲透劑，由于改善了蒸煮藥液的滲透性，降低了蒸煮用堿量和漂白消耗，其制漿綜合成本噸漿可節(jié)約:413.2－404.0=9.2(元)。

6 結(jié)論

6.1 在楊木片蒽醌-燒堿法制漿過程中增添蒸煮滲透劑，能降低蒸煮用堿量，提高原漿白度，減少漿渣量，提高蒸煮漿質(zhì)量，降低漂白化學(xué)品消耗，提高漂白漿強(qiáng)度。

6.2 在楊木片蒽醌-燒堿法制漿過程中增添蒸煮滲透劑，可降低污染負(fù)荷，還可使制漿綜合成本下降，噸制漿成本可節(jié)約9.2元。

6.3 中試結(jié)果表明，脂肪醇類表面活性劑可作為蒽醌的協(xié)同蒸煮助劑用于制漿，能提高蒸煮藥液的活性，達(dá)到降低制漿成本、提高成漿質(zhì)量、降低污染負(fù)荷的目的。

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