專利名稱：一種以禾草類植物為原料制備漂白化學漿的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備漂白化學漿的方法，更具體地說，本發明是一種以未草類 植物為原料制備漂白化學漿的方法。
背景技術：
用植物纖維生產紙漿的方法有化學法、機械法、化學機械法。在化學法中又 分石灰法、燒堿法、蒽醌-燒堿法、硫酸鹽法。
紙張的主要成分是纖維素和半纖維素，作為造紙原料的植物纖維有木材纖維和 非木材纖維兩種，它們的主要成分是纖維素、半纖維素和木素。制槳就是一個盡量 出去木素，保留纖維素和半纖維素的過程，木材纖維是優質的造紙原料，在造紙工 業中占有很大的優勢。隨著工業的迅速發展，木材供需發生矛盾，森林資源的日益 缺乏與造紙工業及其它工業發展的需求之間的矛盾日益顯著，因此，尋求非木材纖 維造紙原料資源是一個現實又急待解決的問題。
草類制漿技術是一個系統工程，要根據禾草纖維原料的生物結構的不均一性和 化學組成的特殊性對制漿的全過程進行研究，禾草類纖維制漿具有以下特點l.重備 料，除硅，除雜細胞，提高紙漿質量，濾水性，減少黑液的回收；2.未草纖維脫木素 的特性。由于禾草纖維中有較多的堿易溶木素，使其制漿難度降低，但同時它又要 求有較高的脫木素率才能使纖維解離，因此它的制漿方法應與木材有很大的不同。
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，回收難度大。4.禾 草類現為中含有大量雜細胞，對造紙形成一系列危害。5.草漿的漂白性能較木材好， 易采用短流程，無氯漂白達到高白度。
稻麥草是造紙的廉價非木材纖維原料。由于纖維長度比大，纖維間接觸較多， 有利于相互交織結合，可以增加紙張的勻度平滑度和透明度。我國有十分豐富和廉 價的稻草資源，未能充分合理利用。據統計，我國年產稻草1.78億噸，麥草0.87億 噸，但現在造紙每年耗用稻麥草量不足500萬噸，漂白稻草漿可以抄成一般文化紙, 與木漿搭配使用可抄較高質量的印刷、書寫紙張。
有不少技術人員致力于這方面的研究，比如
黑龍江造紙2003年第4期發表了題為"稻草亞銨法優化蒸煮工藝條件"的文章，該文章公開了稻草亞銨法蒸煮的優化條件，但是該蒸煮的方法中蒸煮時間長，亞硫 酸銨的用量較大，使得消耗的能源比較大，成本也比較大，所制備的紙漿的質量不 咼。
黑龍江造紙2003年第4期發表了題為"麥草亞銨法制漿造紙的特點和應用"的 文章，該文章公開了針對麥草這種特殊的植物纖維原料亞銨法制紙漿的方法，該方 法的硬度低，保溫的時間長，保溫的溫度較高，且黑液中殘余亞硫酸銨的濃度比較 高，同樣存在消耗能源比較大，紙漿的質量不高的問題。
林產化學與工業1981年第4期發表了題為"馬尾松亞銨法制漿"的文章，該文 章公開的是以馬尾松為原料亞硫酸銨法蒸煮法所制備的漿，該方法中亞銨的用量為 20-25%，蒸煮的溫度達到了 163-165°C，保溫時間5_6小時。該方法是以樹木為原料， 在森林資源缺乏的今天，以樹木為原料造紙的問題越來越突出。
化工時刊2002年第2期發表了題為"稻草低壓低溫制漿研究"的文章，該文章 以稻草為原料，經過預浸漬、蒸煮、洗篩、漂白的步驟得到了漂白漿，該方法的保 溫時間長達3.5個小時，需要消耗大量能源。
禾草類植物纖維纖維原料屬于非木材纖維原料，包括稻草、麥草、蘆葦、甘蔗 渣、高粱稈、玉米稈、棉稈等。我國的森林資源缺乏，用于造紙的主要原料是草類 原料。 一般而言，作為造紙原料，木材原料優于草類原料，木材原料中針葉木又優 于闊葉木。在我國森林資源日益缺乏的嚴重形勢下，如何利用草類原料制備高質量 的紙漿是現在急需解決的問題。

發明內容
本發明的另一目的在于提供一種以未草類植物為原料的漂白化學漿的制備方 法。所述的方法通過氧脫木素與一般的漂白方法配合，生產出的漂白化學漿木素脫 除率高，強度高。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為
一種以禾草類植物為原料制備漂白化學漿的方法，所述的方法包括以下步驟
(1) 將備料后的禾草類原料進行蒸煮得到硬度為高錳酸鉀值12-15的漿；
(2) 將蒸煮后的漿料進行擠漿，洗滌，然后進行疏解處理；
(3) 將經過疏解處理所得的漿料進行氧脫木素處理和漂白處理，得到所述的漂白化學漿。
本發明所述的禾草類植物為稻草、麥草、棉桿、甘蔗渣、或蘆葦中的一種或幾種的組合。
本發明所述的備料為
(1) 將禾草類原料在摩擦力、沖擊力以及碾壓力的作用下進行切斷搓揉處理，得 到切斷搓揉后的原料長度為20-80mm;
(2) 將切斷搓揉后的原料進行除塵處理；
(3) 將經過除塵處理的原料進行篩選處理。
本發明所述禾草類原料進行切斷搓揉處理的過程在綞式破碎機中進行；所述的
錘式破碎機優選為現有技術中選礦或者樹皮粉碎用的錘式破碎機。
本發明所述的蒸煮為亞硫酸銨法蒸煮、蒽醌-燒堿法蒸煮或硫酸鹽法蒸煮中的一
種；
所述的亞硫酸銨法蒸煮為
(1) 在禾草類植物原料中加入蒸煮藥劑，其中亞硫酸銨的用量為對絕干原料量 14-20%,液比為1: 2-4;
(2) 通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為120-140'C時保溫60-120分鐘，進行小 放汽，繼續加熱升溫至160-170°C，保溫90-150分鐘； 所述的蒽醌-燒堿法蒸煮為
(1) 在未草類植物原料中加入蒸煮藥劑，其中用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量 13-16%，液比為l: 2-4，蒽醌加入量為絕干原料量的0.5-0.8%;
(2) 通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為120-14(TC時保溫60-120分鐘，進行小 放汽，繼續加熱升溫至160-170'C，保溫90-150分鐘； 所述的硫酸鹽法蒸煮為
(1) 在禾草類植物原料中加入蒸煮藥劑，其中用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量 12-15%，液比為l: 2-4，硫化度為5-8%;
(2) 通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為120-140'C時保溫60-120分鐘，進行小 放汽，繼續加熱升溫至160-170°C，保溫90-150分鐘。
本發明所述的擠漿為將所述高硬度漿調節濃度至8-15%后從擠漿機的入口進入， 在擠壓力的作用下進行擠漿，擠出黑液之后，濃度為20-35%的漿從擠漿機的出口排 出；所述的擠漿機為現有技術中提取黑液用的變徑單螺旋擠漿機或者雙輥擠漿機。
本發明所述的洗漿為利用常溫的清水或者濃度為3-6.2。Be'并且pH8-8.3的黑液 為洗滌液在三段真空洗漿機中進行洗滌。
本發明所述的疏解為將洗漿后的漿料利用疏解機進行疏解，使纖維結構變得疏 松；所述的疏解機為高頻疏解機、揉搓機、盤式粉碎機、打漿設備中的盤磨疏解機或纖維分離機中的一種。
本發明所述的氧脫木素處理為在氧脫木素反應塔中進行；所述的經疏解處理
的漿料在該反應塔進口處的溫度為95 — 100。C，壓力為0.9—1.2MPa,出口處的溫度
為100—105。C，壓力為0.2—0.6MPa;用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量的2—4%，
氧氣的加入量為每噸漿20—40kg;所述漿料在該反應塔內的反應時間為60—90分鐘。
本發明所述的漂白處理包括氯化、堿處理；所述的氯化為在用氯量為絕干漿 的2.5-3%，漿的濃度為3-3.5%，溫度為50-55'C的條件下處理45-60分鐘；所述的堿 處理為在用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量2-4%，漿的濃度為10-12%，溫度為 50-55。C的條件下處理100-150分鐘。
本發明中所述的漂白化學漿是指白度為68-82%ISO，木素脫除率為84-98%的化 學漿。
在本發明的方法中，首先可以采用現有技術對原料進行備料，即采用常規的干、 濕法備料，以除去葉、穗、谷粒、髓等雜質，這樣可以減輕后續工藝的壓力，并提 高草漿的質量。干、濕法備料可采用現有常規設備，如切草機、篩選機、除塵機、 濕法洗滌搓草機、斜螺旋脫水機等。經過備料后的去除水分的未草類纖維原料也可 以為精料，扣除禾草的水分為絕干草， 一般草片的長度在20-80mm，原料的備料工 藝為本領域技術人員公知技術。
在本發明中的備料過程中，也可以利用錘式破碎機進行干法備料，包括以下步
驟
(1)將麥草原料利用錘式破碎機進行切斷搓揉處理，得到切斷搓揉后的原料； 該步驟中麥草原料通過皮帶輸送機或者其它輸送機送至錘式破碎機中，所述的
錘式破碎機包括輸送喂料段、破碎及搓揉段和打散排出段。麥草原料首先進入錘式 破碎機的輸送喂料段，這一段主要起輸送喂料的作用，再進入破碎及搓揉段，在該 段中麥草受到擠壓力和敲擊力的作用，進入錘式破碎機時長度為300-800mm的麥草 被錘斷，因此該錘式破碎機首先起到了切草機的作用，而且麥草在受到擠壓力的作 用下，橫截面為圓形的麥草被壓扁，使葉、穗、麥粒、髓等雜質與秸稈分離，分離 率為70-90%。從錘式破碎機搓揉段過來的麥草經過打散排出段，將擠壓在一起的麥 草打散，因此在蒸煮時原料與蒸煮藥液的接觸面大，蒸煮藥液容易滲透，從而加速 脫木素的過程，最后麥草從綞式破碎機的出口排出。所排出的麥草草片長度為 20-50mm。
本發明中的錘式破碎機為現有技術中選礦或者樹皮粉碎用的錘式粉碎機。所述的錘式破碎機的轉速為500-800rpm,麥草進入錘式破碎機的速度為0.5-1.0m/s，轉速 過低或者進料過快的話，會導致一些麥草不能被完全搓揉，影響之后蒸煮藥液的滲 透，進而影響低白度漿的質量。
麥草外層有一層蠟質，且其桿內部有一層髓，在一般的備料方法中，當外層被 蒸煮藥液浸漬時，蠟很快就能除去，但是由于其桿的內層有空氣，因此蒸煮藥液很 難進入。將麥草利用錘式破碎機進行切斷和搓揉之后，有利于原料的充分浸漬，蒸 煮后容易得到質量好的漿。
(2) 將切斷破碎后的原料進行除塵處理； 經過切斷破碎后的麥草進行除塵處理，這是由于切斷后的草片中含有塵土、砂
石、草葉、草穗等雜質，經過除塵處理，上述雜質大部分被除去，因此在備料后的 蒸煮過程中，可以減少蒸煮時的化學藥品消耗，蒸煮的時間也會相應的縮短。
本發明中進行除塵處理所采用的除塵機可以為現有技術中麥草備料所用的除塵 機，包括輥式除塵機、雙圓錐除塵機和旋風除塵機，優選所述的除塵機為旋風除塵 機。在旋風除塵器中進行除塵處理時風量為30000-38000m3/h,風壓210mmHgO。在 這樣的條件下能大量除去麥草中所含的灰塵，減輕后續蒸煮的負擔。
(3) 將經過除塵處理的原料進行篩選處理。
麥草經過除塵處理后，往往帶有粗大草片和碎末等雜物，在蒸煮過程中，這些 雜物有的不易為蒸煮藥液所滲透，以致產生未蒸解物；有的碎末雖然與蒸煮液反應， 但是使黑液粘度增加，影響蒸煮藥液的循環，致使蒸煮不均，引起操作困難，影響 紙漿黑液提取的量和漿的洗凈度，因此篩選處理這一步驟是麥草干法備料中十分重 要的步驟。
本發明所述的圓筒篩為現有技術中用于未草類原料干法備料的圓筒篩。所述圓 筒篩的轉速為18-23r/min，傾斜角為6-12°，本發明所述的圓筒篩為雙層圓筒篩，圓 筒篩的里層篩板正方形篩孔的邊長為30-50mm，外層篩板篩孔的直徑為4-8mm，在這 個篩選處理的過程中，大的草片以及其他細小的雜質如泥沙、塵土等被篩選出來， 保證了之后紙漿的干凈。
本發明的干法備料方法，使麥草原料的除雜率達到90%以上，而一般的方法進 行干法備料的除雜率約為80%，這樣不僅可減少漿中的塵埃，使得所制備的漿干凈， 得率高。采用本發明的方法進行備料時制衆的得率比一般的方法提高1-3%，生產成 本降低0.5-2%。本發明的方法中可以在蒸煮之前對原料進行浸漬處理，將浸漬液浸漬麥草原料， 使液比達到l: 2-4,在常壓下于85'C以上于螺旋浸漬器中保溫和混合10分鐘以上， 其中在85-95'C之間保溫混合10-40分鐘為好。這樣使浸漬液與麥草原料充分接觸， 使麥草原料的浸漬均勻完全。所述的浸漬液可以為一定濃度的堿溶液，如用堿量為 以氫氧化鈉計對絕干原料量為4%，也可以是上述堿溶液與黑液的混合液，所用黑液 的濃度為11-14° Be' (2CTC)。對原料進行了浸漬處理，利用了作為廢料的黑液，使 黑液得到了循環再利用，減少了環境對黑液處理的壓力，由于對原料浸漬預處理， 使得在加熱處理時所脫出的雜細胞、半纖維素、木素為主的黑液分離排出，為下一 步的蒸煮過程做準備。所述的對原料進行浸漬處理的過程屬于預處理過程，其主要 目的在于為了之后蒸煮過程中蒸煮液的滲透作好準備，所以這個步驟可以省略。
接下來的蒸煮過程是制漿的關鍵步驟，由于木材與草類原料的組織結構、微觀 結構、化學組成以及木素分子結構等均有差異，因此，在蒸煮過程中脫木素反應歷 程也有很大的差別。對于草類原料堿法蒸煮脫木素反應歷程，包括升溫和保溫兩段。 草類原料的共同特點是木素脫除較為容易，而與木材原料相比，木素大量溶出的溫 度提前較多。在草類原料硫酸鹽蒸煮時，就發現次生壁木素、符合胞間層和細胞角 木素都在蒸煮一開始就同時進行脫除。草類原料一般含有較多的半纖維素和較少的 木素，而且半纖維素主要存在于細胞壁里，這就有助于蒸煮脫木素的過程。本發明 的方法中可以采用亞硫酸銨法蒸煮、亞硫酸鈉法、蒽醌-燒堿法、硫酸鹽法等進行蒸 煮。
在蒸煮結束之后，將所得的高硬度漿保持一定的壓力稀釋后噴放至噴放鍋中， 所述的壓力為0.75MPa。稀釋液可以為清水，也可以為前述浸漬處理所用的黑液。 此時噴放鍋內的高硬度漿的濃度為8-15%，硬度為高猛酸鉀值12-15，噴放鍋與螺旋 擠漿機之間通過輸送泵相連接，輸送泵將噴放鍋中的漿輸送到螺旋擠漿機的入口， 高硬度漿從螺旋擠漿機的入口進入，經過擠漿之后，上述高硬度漿從擠漿機的出口 送出，送出的漿料的濃度由8-15%提高到20-38%，變成了高濃度的高硬度漿，溫度 為70-80'C。在擠漿的同時，大部分黑液被擠出后在黑液槽中貯存。所選用的擠漿機 為現有技術中提取黑液用的螺旋擠漿機，優選為變徑單螺旋擠漿機或者雙輥擠漿機。
所述的螺旋擠漿機可以為一臺，也可以為兩臺，即所述擠漿可以為經過一道螺 旋擠漿機進行擠漿，也可以為經過第一道螺旋擠漿機擠漿之后再經過第二道螺旋擠 漿機擠漿。使用擠漿機進行擠漿時，由于在擠漿的過程會產生很大的擠壓力，溫度迅速上 升，促使纖維分離、分絲、帚化、壓潰，初生壁遭到破壞，纖維吸收足夠能量，使 纖維內部產生很大的應力，高硬度漿的反應性能得到很大提高。同時，纖維產生細 纖維化，表皮有機物及纖維間雜質溶解到蒸煮黑液中，通過出液槽排出，纖維純度 得到極大提高。黑液中的一些灰分和雜質也隨著黑液被排出，為下一步的洗漿和漂 白做好了充分的準備。
本發明中選擇變徑單螺旋擠漿機或者雙輥擠漿機，是因為用這兩種擠漿機處理 漿料對漿料中的纖維損傷小，有利用保持漿料的強度。
將從擠漿中出來的漿先經過跳篩篩選，然后進行洗滌，可采用真空洗漿機或者 壓力洗滌機進行洗滌。出洗漿機后漿的濃度在9-11%之間，將此漿經過螺旋輸送機送 到疏解機處理，處理后的漿料濕重為1.5—1.7g，溫度65-70'C。所述的疏解機為現有 的疏解設備，如高頻疏解機，盤磨疏解機。通過疏解，可以將纖維搓開，纖維與纖 維之間的木質素被裸露出來，有利于后面的漂白工藝的進行。
本發明所述的氧脫木素處理為在氧脫木素反應塔中進行；所述的經疏解處理 的漿料在該反應塔進口處的溫度為95 — 10(TC，壓力為0.9—1.2MPa，出口處的溫度 為100—105。C，壓力為0.2—0.6MPa;用堿量為以氫氧化鈉計對絕干槳量的2—4%， 氧氣的加入量為每噸漿20—40kg;所述漿料在該反應塔內的反應時間為60—90分鐘。
本發明所述的漂白處理包括氯化、堿處理；所述的氯化為在用氯量為絕干漿
的2.5-3%，漿的濃度為3-3.5%，溫度為50-55'C的條件下處理45-60分鐘；所述的堿 處理為在用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量2-4%,漿的濃度為10-12%，溫度為 50-55'C的條件下處理100-150分鐘。
本發明的有益效果是以未草類植物為原料制備的漂白化學漿，裂斷長為
4500-6500m，耐折次數為20-50，白度為68-82°/。ISO，木素脫除率為84-98%。所述 的漂白化學漿可作為制備生產高質量文化用紙的漿料。而且，本發明中所用的原料 為禾草類植物，包括稻草、麥草、棉桿、甘蔗渣、蘆葦等，這些原料十分豐富，而 且價格低。本發明中所述的漂白化學漿可以抄成一般文化紙，由于它本身的性能優 良，因此在制備更高質量的紙張時，與現有技術相比，可與更少的木漿搭配使用， 因此在森林資源日益缺乏的今天，大大緩解了髙質量紙張需求與木材資源缺乏之間 的矛盾，同時也降低了企業的生產成本，為企業帶來良好的經濟效益。本發明的制 備方法中，通過蒸煮與擠漿、洗漿、氧脫木素和氯化及堿處理的結合，不需要進行次氯酸鹽漂白即可使漿料達到所需的白度，次氯酸鹽漂白帶來的一系列環境問題。
具體實施例方式
實施例1
將麥草原料除去草料中的葉、穗、霉爛部分，長度為300-500mm麥草原料通過 皮帶輸送機以喂料速度為0.8m/s從錘式破碎機的入口進入，所述的錘式破碎機的轉 速為500rpm，原料進入錘式破碎機時經過切斷搓揉處理后，長度為20-40mm的麥草 原料從錘式破碎機的出口排出。所述的錘式破碎機為現有技術中選礦或者樹皮的錘 式破碎機。從錘式破碎機中排出的麥草原料進入旋風除塵機中，在風量為30000m3/h， 風壓為200mm水柱的條件下進行除塵處理。從除塵機中出來的麥草原料進入圓筒篩 中進行篩選，篩選時圓筒篩轉速19r/min，傾斜角為8°。所述的圓筒篩為現有技術中 在未草類制漿中的備料中起篩選作用的雙層圓筒篩。最后，從圓筒篩的出料口中出 來的麥草原料進入蒸煮器中進行蒸煮。本發明的備料方法除雜率達到90%。
將備料后的麥草經過亞硫酸銨法蒸煮，預浸漬在螺旋浸漬器中進行，預浸漬時 用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量4%，液比為1: 4，溫度為8(TC，時間為40分鐘， 然后將預浸漬所得到的原料送入蒸煮器中，加入蒸煮藥劑，其中亞硫酸銨用量為絕 干原料量的14%，液比l: 4，第一次加熱升溫至140'C，在此溫度下保溫90分鐘， 再小放汽20-30分鐘，二次加熱升溫40分鐘至溫度為168°C，保溫120分鐘，蒸煮 之后得到硬度為15的槳。將蒸煮后得到的漿調節濃度至10%送入變徑單螺旋擠漿機 進行擠漿，得到25%的漿料，然后利用三段真空洗漿機進行洗滌，洗滌后的漿料在 高頻疏解機中進行疏解，再通過螺旋輸送機加熱該漿至70。C并輸送到中濃漿管。該 漿在中濃漿管中先經過調質處理排除漿內的空氣使之流態化，后經離心式中濃漿泵 輸送到氧脫木素反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的20kg每噸漿的氧 氣和含堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量4%的堿溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該 漿加熱升溫。之后該漿在混合器中經過充分混合后進入氧脫木素反應塔，保護劑為 硫酸鎂，加入量為絕干漿量的1%，進口溫度95。C，壓力0.9Mpa，停留75分鐘使該 漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為IOO'C，壓力保持為0.6MPa。處理完成后 將該漿噴放到漿池并稀釋，再進行兩段漂白，用氯量為絕干漿的2.5%,漿的濃度為 3%，漂白的溫度為52'C，漂白的時間為60分鐘，堿處理為用堿量為以氫氧化鈉 計對絕干漿量的2%，漿的濃度為10%，漂白溫度為52'C，時間為120分鐘。即可
得到白度為82XISO，裂斷長6500米，耐折度45次的優質未草漿。實施例2
將稻草原料除去草料中的葉、穗、霉爛部分，長度為500-800mm稻草原料通過 皮帶輸送機以喂料速度為0.6m/s從錘式破碎機的入口進入，所述的錘式破碎機的轉 速為600rpm，原料進入錘式破碎機時的經過切斷搓揉處理后，長度為30-50mm的稻 草原料從綞式破碎機的出口排出。所述的錘式破碎機為現有技術中選礦或者樹皮用 的錘式破碎機。從錘式破碎機中排出的稻草原料進入旋風除塵機中，在風量為 35000m3/h，風壓為220mm水柱的條件下進行除塵處理。從除塵機中出來的稻草原 料進入圓筒篩中進行篩選，篩選時圓筒篩轉速20r/min,傾斜角為10°。所述的圓筒 篩為現有技術中在禾草類制漿中的備料中起篩選作用的雙層圓筒篩。圓筒篩的里層 篩板方形篩孔30x30mm，外層篩板篩孔的直徑4-6mm。最后，從圓筒篩的出料口中出
來的稻草原料進入蒸煮器中進行蒸煮。采用本方法進行干法備料除雜率達到92%。
將備料的稻草經過燒堿一蒽醌法蒸煮，具體為燒堿加入量為絕干原料量的13%， 蒽醌加入量為絕干原料量的0.7%，液比l: 4，第一次加熱升溫至140°C，在此溫度 下保溫卯分鐘，再小放汽20-30分鐘，第二次加熱升溫30分鐘至溫度為17(TC，保 溫90分鐘。蒸煮后得到硬度為13的漿，調節濃度后得到濃度為12%的漿，送入雙 輥擠漿機進行擠漿后，黑液擠出，得到濃度為25%的漿，然后將所得的漿用清水調 節濃度至12%，再通過螺旋輸送機加熱該漿至70。C并輸送到中濃漿管。該漿在中濃 漿管中先經過調質處理排除漿內的空氣使之流態化，后經離心式中濃漿泵輸送到氧 脫木素反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的30kg每噸漿的氧氣和含堿 量為以氫氧化鈉計對絕干漿量的3%的堿溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該漿加熱 升溫。之后該漿在混合器中經過充分混合后進入氧脫木素反應塔，保護劑為硫酸鎂， 加入量為絕干漿重量的1.2%，進口溫度98'C，壓力1.05Mpa，停留85分鐘使該漿 能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為102°C，壓力保持為0.4MPa。處理完成后將 該漿噴放到漿池并稀釋。將所得漿料進行兩段漂白，用氯量為絕干漿的2.8%，漿的 濃度為3.2%，漂白的溫度為55'C，漂白的時間為45分鐘，堿處理為用堿量為以 氫氧化鈉計對絕干漿量4%，漿的濃度為12%，漂白溫度為50'C，時間為120分鐘。 即可得到白度為74XISO，裂斷長5500米，耐折度35次的優質禾草漿。
實施例3
將麥草和盧葦按照l: 1混合后經過亞硫酸銨法蒸煮，在蒸球中進行，加入蒸煮藥劑，其中亞硫酸銨的用量為對絕干原料量16%,液比l: 3，第一次加熱升溫至140 °C，在此溫度下保溫120分鐘，再小放汽20-30分鐘，第二次加熱升溫30分鐘至溫 度為168°C，保溫150分鐘。蒸煮后得到硬度為12的漿，將漿調節濃度至12%后經 過變徑單螺旋擠漿機進行擠漿，擠漿之后得到濃度為20%的漿，再用三段真空洗漿機 進行洗滌。洗滌后的漿料送入揉搓機中進行疏解，再進行氧脫木素。該漿在進入氧 脫木素反應塔之前在管路中與加入的30kg每噸漿的氧氣和含堿量為以氫氧化鈉計對 絕干漿量3%的堿溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。之后該漿在混合 器中經過充分混合后進入氧脫木素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量 的0. 2%，該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的35kg每噸漿的氧氣和含堿量為 以氫氧化鈉計對絕干漿量的3.5%的堿溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升 溫。之后該漿在混合器中經過充分混合后進入氧脫木素反應塔，保護劑為硫酸鎂， 加入量為絕干漿重量的1.5%，進口溫度10(TC，壓力1.2Mpa，停留60分鐘使該漿 能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為105°C，壓力保持為0.6MPa。處理完成后將 該漿噴放到漿池并稀釋，再進行兩段漂白，用氯量為絕干漿的3%,漿的濃度為3.5%， 漂白的溫度為52'C，漂白的時間為55分鐘，堿處理為用堿量為絕干漿量3.5%, 漿的濃度為11.5%，漂白溫度為53。C，時間為140分鐘。即可得到白度為80%IS0， 裂斷長7000米，耐折度50次的優質禾草漿。
實施例4
將長度為400-700mm棉稈原料通過皮帶輸送機以喂料速度為0.5m/s從錘式破碎 機的入口進入，所述的錘式破碎機的轉速為700rpm，原料進入錘式破碎機時的經過 切斷及搓揉處理后，長度為25-35mm的棉稈原料從錘式破碎機的出口排出。所述的 錘式破碎機為現有技術中樹皮粉碎用的錘式破碎機。從錘式破碎機中排出的棉稈原 料進入旋風除塵機中，在風量為32000mVh，風壓為210mm水柱的條件下進行除塵 處理。從除塵機中出來的棉稈原料進入圓筒篩中進行篩選，篩選時圓筒篩轉速 23r/min，傾斜角為12°。所述的圓筒篩為現有技術中在禾草類制漿中的備料中起篩 選作用的雙層圓筒篩。圓筒篩的里層篩板篩孔直徑為30mm，外層篩板篩孔的直徑 4-6mm最后，從圓筒篩的出料口中出來的棉稈原料進入蒸煮器中進行蒸煮。采用此方 法進行干法備料除雜率達到91.5%。
經過干法備料后的棉稈經過浸漬螺旋機，在浸漬螺旋機中與含堿量為以氫氧化鈉計對絕干棉稈量為4%的氫氧化鈉溶液混合液混合浸漬，然后送入蒸球，加入對絕 干原料量往蒸球中加入蒸煮藥劑，其中亞硫酸銨的用量為對絕干原料量20%，液比1: 2.5，棉稈裝滿后蒸球空轉20分鐘；之后，通蒸汽進行一次加熱升溫，升溫至13(TC， 在此溫度下保溫100分鐘，再小放汽20-30分鐘，二次加熱開始通蒸汽，升溫30分 鐘至溫度為165'C，保溫110分鐘；在噴放前，向蒸球內加入黑液進行稀釋，同時壓 力保持0.75MPa進行噴放，此時漿的硬度為高錳酸鉀值13。將蒸煮完之后所得漿料 調節濃度至15%,再送入雙輥擠漿機進行擠漿，得到濃度為32%的漿料，用溫水稀 釋后在三段真空洗漿機中進行洗漿，洗漿之后采用盤式粉碎機進行疏解，然后加熱 該漿至76°C并經容積式中濃漿泵輸送到氧脫木素反應塔。該漿在進入反應塔之前在 管路中與加入的20kg每噸漿的氧氣和含堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量的4%的堿 溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干 漿重量的1%，進口溫度95。C，壓力0.9Mpa，停留75分鐘使該漿能進行充分的脫木 素反應，塔頂溫度為100度，壓力保持為0.6MPa。處理完成后將該漿噴放到漿池并 稀釋，再進行兩段漂白，用氯量為絕干漿的3%，漿的濃度為3.5%，漂白的溫度為 5(TC，漂白的時間為60分鐘，堿處理為用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量4%， 漿的濃度為12%，漂白溫度為5(TC，時間為150分鐘漂白結束后，紙漿的白度為 72%ISO，裂斷長為8000m，耐折度為70次，是一種高質量的漿。
實施例5
將稻草進行蒽醌-燒堿法蒸煮加入蒸煮藥劑，其中用堿量為以氫氧化鈉計對絕 干原料量14%，其中液比為l: 2，蒽醌加入量為絕干原料量的0.6%;通入蒸汽進行
加熱，加熱升溫至溫度為12(TC時保溫100分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至160 。C，保溫90分鐘，得到硬度為高錳酸鉀值15的漿。先用雙輥擠漿機進行擠漿，經 過擠漿將黑液擠出，同時黑液中的雜質也隨同黑液一起排出，之后將所得的漿用三 段真空洗滌機洗滌，再利用纖維分離機進行疏解，然后通過螺旋輸送機加熱該漿至 70°C并輸送到中濃漿管。該漿在中濃漿管中先經過調質處理排除漿內的空氣使之流 態化，后經離心式中濃槳泵輸送到氧脫木素反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路 中與加入的20kg每噸漿的氧氣和含堿量為以氫氧化鈉計對絕干槳量的4%的堿溶液 混合，并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。之后該漿在混合器中經過充分混合后 進入氧脫木素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的1%，進口溫度95 。C，壓力0.9Mpa，停留75分鐘使該漿能進行度，壓力保持為0.6MPa。處理完成后將該漿噴放到漿池并稀釋，再進行兩段漂白， 用氯量為絕干漿的3%，漿的濃度為3%，漂白的溫度為55°C，漂白的時間為50分 鐘，堿處理為用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量4%,漿的濃度為12%，漂白溫度 為55'C，時間為120分鐘。所得到的漂白化學漿的白度為75y。IS0，裂斷長為5200m， 耐折度30次，是一種高質量的漿。
實施例6
將長度為600-800mm蘆葦原料通過皮帶輸送機以喂料速度為0.9m/s從錘式破碎 機的入口進入，所述的錘式破碎機的轉速為800rpm，原料進入錘式破碎機時的經過 切斷搓揉處理后，長度為35-50mm的蘆葦原料從錘式破碎機的出口排出。所述的錘 式破碎機為現有技術中選礦用的錘式破碎機。從綞式破碎機中排出的蘆葦原料進入 旋風除塵機中，在風量為38000mVh，風壓為230mm水柱的條件下進行除塵處理。 從除塵機中出來的蘆葦原料進入圓筒篩中進行篩選，篩選時圓筒篩轉速21r/min，傾 斜角為11° 。所述的圓筒篩為現有技術中在禾草類制漿中的備料中起篩選作用的雙層 圓筒篩。圓筒篩的里層篩板篩孔30x30mm，外層篩板篩孔的直徑4-6mm。最后，從圓 筒篩的出料口中出來的蘆葦原料進入蒸煮器中進行蒸煮。
將備料后的蘆葦進行蒽醌-燒堿法蒸煮用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量 15%,液比為l: 2，蒽醌加入量為絕干原料量的0.6%;通入蒸汽進行加熱，加熱升 溫至溫度為135'C時保溫90分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至163°C，保溫140 分鐘。將蒸煮完之后所得的硬度為高錳酸鉀值14的漿，先用變徑單螺旋擠漿機進行 擠漿，經過擠漿將黑液擠出，同時黑液中的雜質也隨同黑液一起排出，之后將所得 的漿用三段真空洗漿機洗滌，洗滌之后將高硬度漿進行稀釋，稀釋到濃度為12%。 然后利用盤磨疏解機進行疏解，疏解之后該漿送至在中濃漿管中先經過調質處理排 除漿內的空氣使之流態化，后經離心式中濃漿泵輸送到氧脫木素反應塔。該漿在進 入反應塔之前在管路中與加入的30kg每噸漿的氧氣和含堿量為以氫氧化鈉計對絕干 漿量的4%的堿溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該槳加熱升溫。之后該漿在混合器 中經過充分混合后進入氧脫木素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的1 %，進口溫度95°C，壓力0.9Mpa，停留75分鐘使該漿能進行充分的脫木素反應， 塔頂溫度為IO(TC，壓力保持為0.6MPa。處理完成后將該漿噴放到漿池并稀釋，再 進行兩段漂白，用氯量為絕干漿的3%，槳的濃度為3.5%，漂白的溫度為5(TC,漂 白的時間為60分鐘，堿處理為用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量3.5%，漿的濃度為10%，漂白溫度為54。C，時伺為130分鐘。漂白結束后所得到的漂白化學漿的白 度為72。/。ISO，裂斷長為5500m,耐折度為60次，是一種高質量的漿。
實施例7
將稻草和甘蔗渣按照l: 1混合后經過硫酸鹽法蒸煮，具體為用對絕干原料量4% 的氫氧化鈉溶液和黑液混合液混合浸漬，然后送入蒸球，加入對絕干原料量12%的燒 堿溶液，硫化度為10%，液比1: 2.5，第一次加熱升溫至140°C，在此溫度下保溫 40分鐘，再小放汽20-30分鐘，第二次加熱升溫30分鐘至溫度為173°C，保溫90 分鐘。蒸煮后得到硬度為28相當于卡伯價50的漿，經過雙輥擠漿機擠漿后再用三 段真空洗漿機進行洗漿，從洗漿機中出來的漿濃度為12%，洗滌過程中保持68-70 'C，再將其輸送到高頻疏解機中進行疏解，然后通過螺旋輸送機加熱該漿至70°C并 輸送到中濃漿管。該漿在中濃漿管中先經過調質處理排除漿內的空氣使之流態化， 后經離心式中濃漿泵輸送到氧脫木素反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加 入的20kg每噸漿的氧氣和用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量的4%的堿溶液，并在 管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。之后該漿在混合器中經過充分混合后進入氧脫木 素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的1%，進口溫度102°C，壓力 1.12Mpa,停留90分鐘使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為104°C，壓力保 持為0.5MPa。處理完成后將該漿噴放到漿池并稀釋，再進行兩段漂白，用氯量為絕 干漿的2.5%，漿的濃度為3%，漂白的溫度為5(TC，漂白的時間為58分鐘，堿處理 為:用堿量為以氫氧化鈉計對絕干槳量3%，漿的濃度為10%，漂白溫度為5(TC， 時間為150分鐘。即可得到白度為78%IS0，裂斷長6500m，耐折度50次的優質未 草漿。
實施例8
將麥草、棉桿和甘蔗渣按照1: 1: 1混合后經過硫酸鹽法蒸煮，具體為往蒸球 中加入蒸煮藥劑，用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量12%，硫化度為8%，液比l:
3，第一次加熱升溫至120°C，在此溫度下保溫120分鐘，再小放汽20-30分鐘，第 二次加熱升溫30分鐘至溫度為168°C，保溫90分鐘。蒸煮后得到硬度為13的漿， 經過變徑單螺旋擠漿機擠漿后再用三段真空洗漿機進行洗滌，再用清水調節濃度至 15%，然后進入高頻疏解機中進行疏解，再通過螺旋輸送機加熱該漿至70°C并輸送到中濃漿管。該漿在中濃漿管中先經過調質處理排除漿內的空氣使之流態化，后經 離心式中濃漿泵輸送到氧脫木素反應塔。該槳在進入反應塔之前在管路中與加入的 20kg每噸漿的氧氣和含堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量的4%的堿溶液混合，并在
管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。之后該漿在混合器中經過充分混合后進入氧脫木
素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的1%，進口溫度95°C，壓力 0.9Mpa，停留75分鐘使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為100度，壓力保 持為0.6MPa。處理完成后將該漿噴放到漿池并稀釋，再進行兩段漂白，用氯量為絕 干漿的3%，漿的濃度為3%，漂白的溫度為55°C，漂白的時間為50分鐘，堿處理 為用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量4%，漿的濃度為12%，漂白溫度為55'C， 時間為120分鐘。即可得到白度為78XIS0，裂斷長6300米，耐折度45次的優質禾 草漿。
實施例9
將稻草、甘蔗渣和戸葦按照1: 1: 1混合后經過硫酸鹽法蒸煮，往蒸球中加入 蒸煮藥劑，其中用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量的15%，硫化度為5%，液比l:
3，之后，通蒸汽進行第一次加熱升溫，升溫至14(TC，在此溫度下保溫120分鐘， 再小放汽30分鐘，第二次加熱開始通蒸汽，升溫30分鐘至溫度為17CTC,保溫150 分鐘。蒸煮后得到硬度為12的漿，再經過雙輥擠漿機進行擠漿，然后送入三段真空 洗漿機進行洗滌，然后利用纖維分離機進行疏解俄，再加熱該漿至80。C并經容積式 高濃漿泵輸送到氧脫木素反應塔。反應塔中加入35kg每噸槳的氧氣和含堿量為以氫 氧化鈉計對絕干漿量3%堿溶液，并在管路中通入蒸汽將該槳加熱升溫。保護劑為硫 酸鎂，加入量為絕干漿重量的0.8%，之后該漿在混合器中經過充分混合后進入氧脫 木素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的0.2%，先在入口溫度為95 °C，壓力為l.OMPa,出口溫度為10(TC，壓力為0.7MPa的條件下進行一段氧脫木素 處理60分鐘；再將經過一段氧脫木素處理后的漿料在入口溫度為IO(TC，壓力為 0.7MPa，出口溫度為108°C，壓力為0.4MPa的條件下進行二段氧脫木素處理40分 鐘。處理完成后將該漿噴放到漿池并稀釋，此時漿的硬度K (高錳酸鉀值)降低到 10相當于卡伯價13，叩解度為38。SR。之后用泵將稀釋的漿泵入二段真空洗漿機洗 滌，后面采用傳統的CEH三段漂白，具體為C段用氯量為絕干漿的4%，漿的濃度 為3.2%,漂白的溫度為5(TC，漂白的時間為45分鐘；E段用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量3%，漿的濃度為12%，漂白溫度為52'C，時間為120分鐘，即可得到白 度為81XIS0，裂斷長6800米，耐折度48次的優質未草漿。
實施例10
將蘆竹經過亞硫酸銨法蒸煮，在立式蒸鍋中進行，加入蒸煮藥劑，亞硫酸銨的 用量為對絕干原料量18%，液比l: 4，裝滿后蒸球空轉20分鐘；之后，通蒸汽進行 第一次加熱升溫，升溫至13(TC，在此溫度下保溫100分鐘，再小放汽20-30分鐘， 第二次加熱開始通蒸汽，升溫30分鐘至溫度為168°C,保溫90分鐘。蒸煮后得到硬 度為13. 5的漿，再用變徑單螺旋擠漿機進行擠漿，然后進入三段真空洗漿機中進行 洗滌，洗滌之后得到濃度為10%的漿，然后利用盤式粉碎機進行疏解，再通過螺旋 輸送機加熱該漿至70°C并輸送到中濃漿管。該漿在中濃漿管中先經過調質處理排除 漿內的空氣使之流態化，后經離心式中濃漿泵輸送到氧脫木素反應塔。該漿在進入 反應塔之前在管路中與加入的20kg每噸漿的氧氣和含堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿 量4%的堿溶液混合，并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。之后該漿在混合器中經 過充分混合后進入氧脫木素反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿量的1%，進 口溫度95'C，壓力0.9Mpa，停留75分鐘使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫 度為IO(TC，壓力保持為0.6MPa。處理完成后將該漿噴放到漿池并稀釋，再進行兩 段漂白，用氯量為絕干漿的2.5%,漿的濃度為3%，漂白的溫度為52'C，漂白的時 間為60分鐘，堿處理為用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量的2%，漿的濃度為10%， 漂白溫度為52r，時間為120分鐘。即可得到白度為77%IS0，裂斷長5500米，耐 折度40次的優質禾草漿。
權利要求
1、一種以禾草類植物為原料制備漂白化學漿的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟(1)將備料后的禾草類原料進行蒸煮得到硬度為高錳酸鉀值12-15的漿；(2)將蒸煮后的漿料進行擠漿，洗滌，然后進行疏解處理；(3)將經過疏解處理所得的漿料進行氧脫木素處理和漂白處理，得到所述的漂白化學漿。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的禾草類植物為稻草、麥草、棉 桿、甘蔗渣、或蘆葦中的一種或幾種的組合。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的備料為(1) 將未草類原料在摩擦力、沖擊力以及碾壓力的作用下進行切斷搓揉處理，得到切斷搓揉后的原料長度為20-80mm;(2) 將切斷搓揉后的原料進行除塵處理；(3) 將經過除塵處理的原料進行篩選處理。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述禾草類原料進行切斷搓揉處理的 過程在錘式破碎機中進行；所述的錘式破碎機優選為現有技術中選礦或者樹皮粉碎 用的錘式破碎機。
5、 根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于所述的蒸煮為亞硫酸銨法蒸 煮、蒽醌-燒堿法蒸煮或硫酸鹽法蒸煮中的一種； 所述的亞硫酸銨法蒸煮為(1) 在禾草類植物原料中加入蒸煮藥劑，其中亞硫酸銨的用量為對絕干原料量 14-20%，液比為1: 2-4;(2) 通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為120-14(TC時保溫60-120分鐘，進行小 放汽，繼續加熱升溫至160-170°C，保溫90-150分鐘;所述的蒽醌-燒堿法蒸煮為(1) 在禾草類植物原料中加入蒸煮藥劑，其中用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量13-16%，液比為l: 2-4，蒽醌加入量為絕干原料量的0.5-0.8%;(2) 通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為120-140'C時保溫60-120分鐘，進行小 放汽，繼續加熱升溫至160-170°C,保溫90-150分鐘； 所述的硫酸鹽法蒸煮為(1)在禾草類植物原料中加入蒸煮藥劑，其中用堿量為以氫氧化鈉計對絕干原料量12-15%，液比為l: 2-4，硫化度為5-8%;(2)通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為120-14(TC時保溫60-120分鐘，進行小 放汽，繼續加熱升溫至160-17(TC，保溫90-150分鐘。
6、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的擠漿為將所述高硬度漿調節濃 度至8-15%后從擠槳機的入口進入，在擠壓力的作用下進行擠漿，擠出黑液之后， 濃度為20-35%的漿從擠漿機的出口排出；所述的擠漿機為現有技術中提取黑液用的 變徑單螺旋擠漿機或者雙輥擠漿機。
7、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的洗漿為利用常溫的清水或者濃 度為3-6.2°Be'并且pH8-8.3的黑液為洗滌液在三段真空洗漿機中進行洗滌。
8、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的疏解為將洗漿后的漿料利用疏 解機進行疏解，使纖維結構變得疏松；所述的疏解機為高頻疏解機、揉搓機、盤式 粉碎機、打漿設備中的盤磨疏解機或纖維分離機中的一種。
9、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧脫木素處理為在氧脫木素 反應塔中進行；所述的經疏解處理的漿料在該反應塔進口處的溫度為95 — 10(TC,壓 力為0.9—1.2MPa，出口處的溫度為100—105°C，壓力為0.2—0,6MPa;用堿量為以 氫氧化鈉計對絕干漿量的2_4%，氧氣的加入量為每噸漿20—40kg;所述漿料在該 反應塔內的反應時間為60—90分鐘。
10、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的漂白處理包括氯化、堿處理； 所述的氯化為在用氯量為絕干漿的2.5-3%，漿的濃度為3-3.5%，溫度為50-55°C 的條件下處理45-60分鐘；所述的堿處理為在用堿量為以氫氧化鈉計對絕干漿量 2-4%，漿的濃度為10-12%，溫度為50-55。C的條件下處理100-150分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種以禾草類植物為原料制備漂白化學漿的方法。所述的方法包括以下步驟(1)將備料后的禾草類原料進行蒸煮得到硬度為高錳酸鉀值12-15的漿；(2)將蒸煮后的漿料進行擠漿，洗滌，然后進行疏解處理；(3)將經過疏解處理所得的漿料進行氧脫木素處理和漂白處理，得到所述的漂白化學漿。所述的漂白化學漿可作為制備生產高質量文化用紙的漿料。而且，原料十分豐富，價格低。本發明的制備方法中，通過蒸煮與擠漿、洗漿、氧脫木素和氯化及堿處理的結合，不需要進行次氯酸鹽漂白即可使漿料達到所需的白度，次氯酸鹽漂白帶來的一系列環境問題。
文檔編號D21C3/00GK101451313SQ20081009386
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月5日 優先權日2007年12月5日
發明者宋明信, 李洪法, 楊吉慧, 畢衍金, 陳松濤 申請人:山東泉林紙業有限責任公司