全棉稈原料生產漂白化機漿預處理工藝

權利要求書

1.一種全棉稈原料生產漂白化機漿預處理工藝，其特征在于：

其預處理工藝步驟為：

（1）棉稈原料準備：對棉稈原料洗凈泥沙、摘除棉桃及枝葉；

（2）NaOH、草酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、草酸鉀或過氧化鈉預處理：添加為棉稈原料質量的0.5%～1.0%的NaOH或添加為棉稈原料質量的1.0%～2.0%的草酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、草酸鉀或過氧化鈉并與棉桿原料混合，加水稀釋使原料液比為 1∶4，在 80～90℃溫度條件下浸漬 25～35 min；

（3）進行I段螺旋擠壓：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）進行I段化學浸漬：同時向棉稈原料中添加為棉稈原料質量 3.0%的 NaOH、2%的 H2O2、2%的Na2SiO3、0.5%的 DTPA，在 65～75 ℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（5）II段螺旋擠壓疏解：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）進行II段化學浸漬：同時添加為棉稈原料質量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 Na2SiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（7）在磨漿機上進行高濃磨漿：磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa；

（8）補充漂白：向磨漿后所產生的漿液內同時添加為棉稈原料質量1.2%的NaOH、3.0%的H2O2、1.1%的 Na2SiO3，0.3%的 DTPA， 充分混合攪拌；

（9）篩選：過0.15 mm縫篩，良漿消潛備用。

技術領域

本發(fā)明屬于一種制漿造紙領域，尤其一種適用于APMP制漿工藝的全棉稈原料生產漂白化機漿預處理工藝。

背景技術

木材原料的高得率制漿技術在國內外均具有較長的發(fā)展歷史，其制漿方法從早期的磨石磨木漿、木片磨木漿發(fā)展到后來的CTMP，所采用的原料主要為各種針葉木材，產品主要用于新聞紙生產。在最近的幾十年中，隨著造紙技術的不斷進步，帶補充漂白的TMP、BCTMP以及APMP和改型的 PRC-APMP等新的生產工藝不斷產生，生產原料也從最初的馬尾松、云衫等針葉材擴展到桉木、楊木、楓木等闊葉材以及少量的棉、麻全稈，其產品的應用范圍亦不斷拓展，除原有的新聞紙、紙板、瓦楞原紙和衛(wèi)生紙外，在銅版紙、LWC紙、白卡紙等高級紙張中的應用也不斷獲得成功的范例。以TMP和CTMP為例，其產品質量如表1所示。

表1 云衫、楊木化機漿質量指標

我國在20世紀80年代末和90年代初對于棉稈等非木材原料的化學漿、半化漿應用進行了大量的研究研究工作，由于棉稈材質致密程度差異較大，不利于備料和蒸煮液的均勻滲透以及漂白困難(棉稈化學漿經過兩段次氯酸鹽漂后的ISO白度可達到70%)等問題，棉稈的應用范圍具有一定的局限性，特別是限制了棉稈原料在高白度文化紙張中的應用。

國內的非木材原料化機漿生產工藝研究工作目前尚處于起步階段，2003年，江蘇鹽城雙燈集團利用當地60萬噸/年的棉稈資源建設一條年產20萬噸的棉稈CTMP生產線用于高強瓦楞紙生產，已經通過中試，目前處于投產試運行階段，根據我們初步的檢索結果顯示，棉稈漂白化機漿的研究工作尚未開展。本課題組利用實驗室現(xiàn)有的設備條件，受晨鳴紙業(yè)集團委托，進行了棉稈APMP制漿可行性的探索性實驗，在總用堿量為6%、總H2O2用量為5.5%的條件下進行的初步實驗結果如表2所示。

根據表2結果分析認為：在該預處理組實驗中，雖然棉稈APMP的強度指標較好，優(yōu)于通常的楊木化機漿強度(參見表1)，但對于漂白化機漿來說，本次實驗的白度略低，可能對配抄高白度紙和紙板造成不利影響。因此，目前的棉稈化機漿技術還不是十分完善，尚存在許多改善之處。

表2 課題組棉稈APMP初步實驗結果

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，在基本上不增加化學品消耗的情況下通過預處理技術，提供一種可有效提高棉稈化機漿白度、有利于獲得良好的成漿質量的全棉稈原料生產漂白化機漿預處理工藝。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

該全棉稈原料生產漂白化機漿預處理工藝的步驟為：

其預處理工藝步驟為：

（1）棉稈原料準備：對棉稈原料洗凈泥沙、摘除棉桃及枝葉；

（2）NaOH或堿式鹽預處理：添加為棉稈原料質量的0.5%～1.0%的NaOH或添加為棉稈原料質量的1.0%～2.0%的堿式鹽并與棉桿原料混合，加水稀釋使原料液比為1∶4，在80～90℃溫度條件下浸漬25～35 min；

（3）進行I段螺旋擠壓：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）進行I段化學浸漬：同時向棉稈原料中添加為棉稈原料質量 3.0%的 NaOH、2%的 H2O2、2%的Na2SiO3、O.5%的 DTPA，在 65～75℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（5）II段螺旋擠壓疏解：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）進行II段化學浸漬：同時添加為棉稈原料質量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 Na2SiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（7）在磨漿機上進行高濃磨漿：磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12MPa；

（8）補充漂白：向磨漿后所產生的漿液內同時添加為棉稈原料質量 1.2%的 NaOH、3.0%的 H2O2、1.1%的Na2SiO3，0.3%的DTPA，充分混合攪拌；

（9）篩選：過0.15 mm縫篩，良漿消潛備用。

而且，所述的NaOH或堿式鹽是濃度為≥99.9%的工業(yè)原料；所述的H2O2是濃度為≥50%的工業(yè)原料；所述的Na2SiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；所述的DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

而且，所述的堿式鹽為草酸鈉或硼氫化鈉或硼氫化鉀或草酸鉀或過氧化鈉。具體實施方式

下面對本發(fā)明的最佳實施例做進一步詳述：以棉稈原料質量為1 000 kg進行詳細描述。

本發(fā)明所采用的堿式鹽包括草酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、草酸鉀、過氧化鈉等，由于這些堿式鹽的添加量、功能、效果基本上相同，因此，本實施例僅以草酸鈉為例進行敘述，其他堿式鹽的舉例予以省略。

該全棉稈原料生產漂白化機漿預處理工藝的步驟為：

（1）棉稈原料準備：要求對棉稈原料洗凈泥沙、摘除未凈棉桃及枝葉，最終形成1 000 kg棉稈原料；

（2）對棉稈原料進行NaOH或堿式鹽如草酸鈉預處理：將80 kg的NaOH或者200 kg如草酸鈉混合浸入棉稈原料，并加水稀釋使原料液比為1∶4，在90℃溫度條件下浸漬30 min；

（3）將浸漬后的棉稈原料在擠壓機上進行I段螺旋擠壓，該螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）對螺旋擠壓后的棉稈原料進行I段化學浸漬，即向棉稈原料中同時添加30 kg的NaOH、20 kg的 H2O2、20 kg的 Na2SiO3、5 kg的 DTPA，在 70 ℃溫度條件下浸漬60 min；

（5）對I段化學浸漬后的棉稈原料進行II段螺旋擠壓疏解，螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）進行II段化學浸漬，向棉稈原料中添加20 kg的 NaOH、35 kg 的 H2O2、15 kg 的 Na2SiO3、3 kg 的DTPA，在80℃溫度條件下浸漬60 min；

（7）在磨漿機上進行高濃磨漿：磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa；

（8）補充漂白：向上述所形成的漿液內同時添加12 kg 的 NaOH、30 kg 的 H2O2、11 kg 的 Na2SiO3，3 kg的DTPA，并充分混合攪拌；

（9）篩選：在篩選機上過0.15 mm目的縫篩，良漿消潛備用。

上述步驟中的NaOH及堿式鹽均是濃度為≥99.9%的工業(yè)原料；H2O2是濃度為≥50%的工業(yè)原料；Na2SiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

本發(fā)明充分考慮了典型的5萬噸/年兩段APMP基本工藝情況，為達到本發(fā)明所提出的質量指標，對現(xiàn)有工藝、設備是這樣調整的：

1.增加原料預浸漬倉，及附帶的化學藥品輸送與計量裝置，條件許可的廠家可將現(xiàn)有木片洗滌倉內襯抗堿蝕材料后代用；

2.對腐朽情況較為嚴重的陳棉稈，一段螺旋擠壓之后應增設洗滌塔，強化果膠等粘性物質的去除效果，減小對后續(xù)工段的不良影響。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1.采用堿式鹽預處理工藝的棉稈APMP制漿技術，與普通棉稈漂白化機漿工藝相比，在總用堿量不增加的條件下，手抄片物理強度不同程度提高；總H2O2用量不變條件下，其白度明顯優(yōu)于普通化機漿漂白工藝，且經過補充漂白后，可以達到一般文化用紙要求。

2.由于采用預處理工藝，在成漿指標不變條件下，可以降低化學品消耗，提高原料制漿得率、降低污染物排放。

采用本發(fā)明的預處理工藝后，棉稈APMP制漿的強度、白度指標如表3所示。

表3 本發(fā)明工藝的棉稈APMP制漿的強度、白度指標