專利名稱：一種以禾草類植物為原料制備的漂白化學漿及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種紙漿及其制備方法，更具體地說，本發明是一種以禾草類植物為原料制備的漂白化學漿及其制備方法。
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。制漿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1.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.禾草纖維脫木素的特性。由于禾草纖維中有較多的堿有易溶木素，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高。
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℃，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
本發明的目的在于提供一種以禾草類植物為原料制備的漂白化學漿。
本發明的另一目的在于提供一種以禾草類植物為原料的漂白化學漿的制備方法。
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的漂白化學漿，所述的漂白化學漿以禾草類植物為原料制備，所述的漂白化學漿的裂斷長為4500-8000米，耐折度為20-70次。
所述的漂白化學漿的優選裂斷長為5500-8000米，耐折度為35-60次。
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。
一種制備禾草類漂白化學漿的方法，包括蒸煮、洗滌和漂白的步驟，其特征在于所述的蒸煮為亞硫酸銨法蒸煮、蒽醌-燒堿法蒸煮和硫酸鹽法蒸煮中的一種，蒸煮之后所得的高硬度漿的硬度為高錳酸鉀值16-28相當于卡伯價26-50。
所述的亞硫酸銨法包括如下步驟(1)在禾草類植物原料中加入對絕干原料量9-13％的亞硫酸銨溶液，其中液比為1∶2-4；(2)通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為100-120℃時保溫20-40分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165-173℃，保溫60-90分鐘。
所述的蒽醌-燒堿法包括如下步驟(1)在禾草類植物原料中加入對絕干原料量9-12％的氫氧化鈉溶液，其中液比為1∶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100-120℃時保溫20-40分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165-173℃，保溫60-90分鐘。
所述的硫酸鹽法包括如下步驟(1)在禾草類植物原料中加入對絕干原料量8-11％的氫氧化鈉溶液，其中液比為1∶2-4，硫化度為5-15％；(2)通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為110-140℃時保溫20-40分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165-173℃，保溫60-90分鐘。
本發明的方法中在蒸煮之后，洗滌之前對所得到的高硬度漿用現有技術中提取黑液用的擠漿機進行擠漿。
本發明所述的擠漿包括第一道螺旋擠漿機擠漿和第二道螺旋擠漿機擠漿。
本發明所述的漂白包括氧堿漂白，所述的氧堿漂白為在氫氧化鈉的加入量為絕干漿重量的2-4％，氧氣的加入量為20-40kg每噸漿的條件下漂白75-90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。
具體地說，一種以禾草類植物為原料制備的漂白化學漿，所述的漂白化學漿以禾草類植物為原料制備，所述的漂白化學漿的裂斷長為4500-8000米，耐折度為20-70次。所述的漂白化學漿的優選裂斷長為5500-8000米，耐折度為35-60次。
本發明所述的漂白化學漿，以禾草類植物為原料制備，其裂斷長達到5500米以上，耐折度達到25次以上，打漿度為25-36°SR，是一種高質量的化學漿，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，大大緩解了高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。
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禾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15-30mm，原料的備料工藝為本領域技術人員公知技術。
然后對原料進行浸漬處理，將浸漬液浸漬禾草類纖維原料，使液比達到1∶2-4，在常壓下于85℃以上于螺旋浸漬器中保溫和混合10分鐘以上，其中在85-95℃之間保溫混合10-40分鐘為好。這樣使浸漬液與原料充分接觸，使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，如對絕干原料量為4％的氫氧化鈉溶液，也可以是堿與黑液的混合液，所用黑液的濃度為11-14°Be’(20℃)。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作準備。
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、符合胞減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立，這就有助于蒸煮脫木素的過程。本發明的方法中，蒸煮化學藥液用量少，蒸煮及保溫的時間短，在大量去除禾草類原料中的木素的同時，盡可能的減少了纖維素及半纖維素的降解和損傷。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。
本發明的方法中經過蒸煮之后所得的高硬度漿，硬度為高錳酸鉀值16-28相當于卡伯價24-50；所述的高硬度漿優選硬度為高錳酸鉀值18-27相當于卡伯價29-48；所述的高硬度漿最優選硬度為高錳酸鉀值20-25相當于卡伯價34-42。
本發明中的高硬度漿作為制備漂白化學漿的原料，高硬度漿的蒸煮方法可以為亞硫酸銨法、硫酸鹽法、蒽醌-燒堿法。在現有技術的蒸煮的過程中，這幾種方法制備紙漿時存在蒸煮和保溫的時間長，蒸煮的溫度高，保溫時間長的問題。而在本發明的方法中，蒸煮藥液的用量少，蒸煮和保溫的時間大大縮短。本發明的蒸煮方法中，通過對蒸煮液的用量和濃度，蒸煮及保溫時間的長短，蒸煮溫度的高低進行系統的研究，在盡可能的減少纖維素和半纖維素損害的條件下進行蒸煮，從而達到既減少生產成本，節約能源，又能提高制漿的得率的目的。所述的蒸煮方法所得到的高硬度漿的收率為58-68％。
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％，硬度為高錳酸鉀值16-28相當于卡伯價26-50，叩解度為22-28°SR，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高硬度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20-30％，變成了高濃度的高硬度漿，溫度為70-80℃。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，優選為變徑變螺距的單螺旋擠漿機或者雙螺旋擠漿機。
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。本發明中最優選的擠漿機為螺旋變徑變螺距的擠漿機，利用變徑變螺距擠漿機，使漿料在緩慢變小的空間里，使被壓縮的漿層里外脫水一致。本發明所選用的螺旋擠漿機，在對高硬度漿進行擠漿后，所述的高硬度漿的叩解度變化不大，擠漿之前叩解度為22-28°SR，擠漿之后叩解度為23-29°SR。也就是說，所述的高硬度漿經過擠漿機擠漿之后，能將禾草類纖維固有的纖維長度保持得比較好，最大限度地減少了纖維的損傷。
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，處理后漿的扣解度在26-28°SR，濕重1.5-1.7g，溫度65-70℃。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。
將經過疏解所得漿進行氧堿漂白，所述的氧堿漂白為在氫氧化鈉的加入量為絕干漿重量的2-4％，氧氣的加入量為20-40kg每噸漿的條件下漂白75-90分鐘。此時漿的硬度k值(高錳酸鉀值)降低到11-13相當于卡伯價12.5-17，叩解度為30--36°SR。在氧堿漂白之后，還包括按照現有的方法進行漂白，如C-E-H漂白。漂白的條件為氯化用氯量為絕干漿的2.5-3％，漿的濃度為3-3.5％，漂白的溫度為50-55℃，漂白的時間為45-60分鐘；堿處理的條件為加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2-4％，漿的濃度為10-12％，漂白溫度為50-55℃，時間為100-150分鐘；次氯酸鹽漂白次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2-4％，漂白的溫度為30-35℃，漂白的時間為100-150分鐘。也可以將疏解所得漿直接按上述C-E-H方式進行漂白，漂白結束后，得到漂白化學漿。
本發明的有益效果是以禾草類植物為原料制備的漂白化學漿，打漿度為25-36°SR，裂斷長為4500-8000m，耐折次數為20-70，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，大大緩解了高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，通過降低蒸煮液的用量，縮短蒸煮的時間，制備出高硬度的高硬度漿。化學藥液用量的減少以及蒸煮時間的縮短都會大大降低企業生產成本，而得率得到了很大的提高，因而大大提高了生產效率。同時，本發明所述的高硬度漿可以作為制備漂白化學漿的原料，由于蒸煮時所用的藥液的濃度降低，而且蒸煮和保溫的時間也大大縮短，因而在最大限度上減少了紙漿中所需要的纖維素和半纖維素的損失，紙漿的得率得到了提高。
本發明所制備的麥草漂白化學漿的質量指標與闊葉漿和普通麥草漿對比如下
具體實施方式
實施例1將麥草經過亞硫酸銨法蒸煮，具體為預浸漬采用4％的氫氧化鈉溶液，亞硫酸銨加入量為絕干原料量的10％，液比1∶4，第一次加熱升溫至110℃，在此溫度下保溫20分鐘，再小放汽20-30分鐘，二次加熱升溫30分鐘至溫度為168℃，保溫90分鐘。蒸煮后的漿經過洗滌，調濃后得到硬度為20相當于卡伯價31，叩解度為22°SR，濃度為10％的未漂化學漿，然后通過螺旋輸送機加熱該漿至70℃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漂反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的20kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量4％的氫氧化鈉混合，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漂反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的1％，進口溫度95℃，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，此時漿的硬度K(高錳酸鉀值)降低到10，叩解度為30°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3％，漿的濃度為3.2％，漂白的溫度為55℃，漂白的時間為45分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2.5％，漿的濃度為12％，漂白溫度為50℃，時間為120分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的3％，漂白的溫度為30℃，漂白的時間為120分鐘，即可得到白度為82％ISO，裂斷長6500米，耐折度45次的優質禾草漿。
實施例2將稻草經過燒堿-蒽醌法蒸煮，具體為燒堿加入量為絕干原料量的10％，蒽醌加入量為絕干原料量的0.7％，液比1∶4，第一次加熱升溫至110℃，在此溫度下保溫20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℃，保溫90分鐘。蒸煮后的漿經過洗滌，調濃后得到硬度為22相當于卡伯價36，叩解度為24°SR，濃度為12％的未漂化學漿，然后加熱該漿至60℃并通過容積式中濃漿泵輸送到氧漂反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的40kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量2％的氫氧化鈉混合，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漂反應塔，進口溫度100度，壓力1.2Mpa，停留90分鐘內使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為105度，壓力保持為0.2MPa。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14相當于卡伯價19，叩解度為28°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％，漂白的溫度為55℃，漂白的時間為50分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2％，漿的濃度為12％，漂白溫度為52℃，時間為100分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的3％，漂白的溫度為32℃，漂白的時間為100分鐘，即可得到白度為74％ISO，裂斷長5500米，耐折度35次的優質禾草漿。
實施例3將麥草和蘆葦按照1∶1混合后經過亞硫酸銨法蒸煮，具體為用對絕干原料4％的氫氧化鈉溶液混合浸漬，然后送入蒸球，加入對絕干原料量11.5％的亞硫酸銨，液比1∶3，第一次加熱升溫至100℃，在此溫度下保溫20分鐘，再小放汽20-30分鐘，第二次加熱升溫30分鐘至溫度為165℃，保溫60分鐘。蒸煮后的漿先經過單螺旋擠漿機進行擠漿，擠漿之后進行洗滌，得到硬度為18相當于卡伯價27，叩解度為26°SR，濃度為10％的未漂化學漿，然后加熱該漿至76℃并經容積式中濃漿泵輸送到氧漂反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的30kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量3％的氫氧化鈉混合，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漂反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的0.2％，進口溫度98度，壓力1.0Mpa，停留80分鐘內使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為102度，壓力保持為0.4MPa。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13，叩解度為32°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3.5％，漂白的溫度為50℃，漂白的時間為50分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量3％，漿的濃度為10％，漂白溫度為52℃，時間為150分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2％，漂白的溫度為32℃，漂白的時間為150分鐘，即可得到白度為80％ISO，裂斷長7000米，耐折度50次的優質禾草漿。
實施例4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對絕干原料量12％的亞硫酸銨，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120℃，在此溫度下保溫40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173℃，保溫90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16相當于卡伯價24，蒸煮終點時pH值為12，黑液中的殘銨濃度為9g/l。所述的高硬度漿的得率為66％。將蒸煮完之后所得的硬度為高錳酸鉀值23相當于卡伯價37的高硬度漿用壓力洗滌機洗滌，洗滌之后將高硬度漿用清水進行稀釋，稀釋到濃度為5-12％，進行漂白，首先進行氧漂，其氧氣加入量為絕干漿量的2-5％，氫氧化鈉的加入量為絕干漿量的2-6％，加入硫酸鎂鹽作保護劑，氧漂的溫度為90-110℃，在一段氧漂結束之后，以相同的方式重復氧漂一次，氧漂結束之后，再以比較傳統的方式進行漂白，氯化-堿處理-次氯酸鹽漂白，漂白的條件為用氯量為絕干漿的2.5-3％，漿的濃度為3-3.5，漂白的溫度為50-55℃，漂白的時間為45-60分鐘；堿處理的條件為加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2-4％，漿的濃度為10-12％，漂白溫度為50-55℃，時間為100-150分鐘；次氯酸鹽漂白次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2-4％，漂白的溫度為30-35℃，漂白的時間為100-150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-燒堿法蒸煮加入對絕干原料量9％的氫氧化鈉，其中液比為1∶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120℃時保溫20分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165℃，保溫60分鐘，得到硬度為28相當于卡伯價50的高硬度漿。先用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，之后將所得的漿用真空洗滌機洗滌，洗滌之后將高硬度漿進行稀釋至濃度為8-12％，然后進行漂白，首先進行氧漂，其氧氣加入量為絕干漿量的2-5％，氫氧化鈉的加入量為絕干漿量的2-6％，加入硫酸鎂鹽作保護劑，氧漂的溫度為90-110℃，在一段氧漂結束之后，再以比較傳統的方式進行漂白，氯化-堿處理-次氯酸鹽漂白，漂白的條件為用氯量為絕干漿的2.5-3％，漿的濃度為3-3.5％，漂白的溫度為50-55℃，漂白的時間為45-60分鐘；堿處理的條件為加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2-4％，漿的濃度為10-12％，漂白溫度為50-55℃，時間為100-150分鐘；次氯酸鹽漂白次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2-4％，漂白的溫度為30-35℃，漂白的時間為100-150分鐘。漂白結束后，紙漿的白度為75％ISO，裂斷長為4500m，耐折度20次，是一種高質量的漿。
實施例6將蘆葦進行蒽醌-燒堿法蒸煮加入對絕干原料量9％的氫氧化鈉溶液，其中液比為1∶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115℃時保溫20分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165℃，保溫60分鐘。將蒸煮完之后所得的硬度為高錳酸鉀值18-20相當于卡伯價29-33的高硬度漿先用第一道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，再進入第二道單螺旋擠漿機進行擠漿，之后將所得的漿用壓力洗滌機洗滌，洗滌之后將高硬度漿進行稀釋，稀釋到濃度為5-12％，進行漂白，首先進行氧漂，其氧氣加入量為絕干漿量的2-5％，氫氧化鈉的加入量為絕干漿量的2-6％，加入硫酸鎂鹽作保護劑，氧漂的溫度為90-110℃，在一段氧漂結束之后，再以比較傳統的方式進行漂白，氯化-堿處理-次氯酸鹽漂白，漂白的條件為用氯量為絕干漿的2.5-3％，漿的濃度為3-3.5，漂白的溫度為50-55℃，漂白的時間為45-60分鐘；堿處理的條件為加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2-4％，漿的濃度為10-12％，漂白溫度為50-55℃，時間為100-150分鐘；次氯酸鹽漂白次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2-4％，漂白的溫度為30-35℃，漂白的時間為100-150分鐘。漂白結束后，紙漿的白度為72％ISO，裂斷長為5500m，耐折度為40次，是一種高質量的漿。
實施例7將稻草進行亞硫酸鈉法蒸煮，在稻草中加入總酸5％，化合酸2％的蒸煮液；往蒸煮器中通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為110℃時保溫30分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至170℃，保溫60分鐘，得到硬度為高錳酸鉀值為24。所述高硬度漿先用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，之后將所得的漿用真空洗滌機洗滌，洗滌之后將高硬度漿進行稀釋，稀釋到濃度為8-12％，進行漂白，首先進行氧漂，其氧氣加入量為絕干漿量的2-5％，氫氧化鈉的加入量為絕干漿量的2-6％，加入硫酸鎂鹽作保護劑，氧漂的溫度為90-110℃，在一段氧漂結束之后，再以比較傳統的方式進行漂白，氯化-堿處理-次氯酸鹽漂白，漂白的條件為用氯量為絕干漿的2.5-3％，漿的濃度為3-3.5，漂白的溫度為50-55℃，漂白的時間為45-60分鐘；堿處理的條件為加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2-4％，漿的濃度為10-12％，漂白溫度為50-55℃，時間為100-150分鐘；次氯酸鹽漂白次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2-4％，漂白的溫度為30-35℃，漂白的時間為100-150分鐘。漂白結束后，紙漿的白度為78％ISO，裂斷長為6400m，耐折度為35次，是一種高質量的紙漿。
實施例8將稻草和甘蔗渣按照1∶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℃，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℃，保溫90分鐘。蒸煮后的漿經過洗滌，調濃后得到硬度為28相當于卡伯價50，叩解度為20°SR，濃度為25％的未漂化學漿，然后通過螺旋輸送機加熱該漿至80℃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，后經離心式高濃漿泵輸送到第一氧漂反應塔。反應塔中加入5kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量2％的氫氧化鈉混合，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該第一氧漂反應塔，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的0.2％，進口溫度90度，壓力1.0Mpa，停留30分鐘，塔頂溫度為100度，壓力保持為0.2MPa。再將該漿泵入第二氧漂塔，加入5kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量0.5％的氫氧化鈉并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。該漿在混合器中經過充分混合后進入第二氧漂反應塔，進口溫度100度，壓力0.6Mpa，停留20分鐘，塔頂溫度為110度，壓力保持為0.4MPa，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12，叩解度為34°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3％，漿的濃度為3.5％，漂白的溫度為52℃，漂白的時間為45分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量3％，漿的濃度為11％，漂白溫度為50℃，時間為150分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2.5％，漂白的溫度為30℃，漂白的時間為150分鐘，即可得到白度為78％ISO，裂斷長6500m，耐折度44次的優質禾草漿。
實施例9將麥草、棉桿和甘蔗渣按照1∶1∶1混合后經過亞硫酸銨-蒽醌法蒸煮，具體為往蒸球中加入對絕干原料量13％的亞硫酸銨溶液，蒽醌加入量為絕干原料量的0.8％，液比1∶3，第一次加熱升溫至100℃，在此溫度下保溫20分鐘，再小放汽20-30分鐘，第二次加熱升溫30分鐘至溫度為165℃，保溫60分鐘。蒸煮后的漿經過洗滌，調濃后得到硬度為26相當于卡伯價45，叩解度為22°SR，濃度為20％的未漂化學漿，然后加熱該漿至70℃并經單轉子式高濃漿泵輸送到氧漂反應塔并在管路中通入蒸汽將該漿加熱升溫。反應塔中加入15kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量2.5％的氫氧化鈉，保護劑為硫酸鎂，加入量為絕干漿重量的0.5％，進口溫度100度，壓力1.1Mpa，停留60分鐘內使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為110度，壓力保持為0.5MPa。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36°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3％，漿的濃度為3％，漂白的溫度為52℃，漂白的時間為50分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量3％，漿的濃度為12％，漂白溫度為50℃，時間為100分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2.5％，漂白的溫度為32℃，漂白的時間為150分鐘，即可得到白度為78％ISO，裂斷長6300米，耐折度42次的優質禾草漿。
實施例10
將稻草、甘蔗渣和蘆葦按照1∶1∶1混合后經過硫酸鹽法蒸煮，具體為在浸漬螺旋機中與對絕干原料量4％的氫氧化鈉溶液和黑液混合液混合浸漬，然后送入蒸球，往蒸球中加入對絕干原料量9％的燒堿溶液，硫化度為15％，液比1∶3，之后，通蒸汽進行第一次加熱升溫，升溫至120℃，在此溫度下保溫20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165℃，保溫60分鐘。蒸煮后的漿經過洗滌，調濃后得到硬度為22相當于卡伯價35，叩解度為24°SR，濃度為23％的未漂化學漿，然后加熱該漿至80℃并經容積式高濃漿泵輸送到氧漂反應塔。反應塔中加入35kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量3％的氫氧化鈉，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0.8％，進口溫度100度，壓力0.9Mpa，停留55分鐘內使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為108度，壓力保持為0.6MPa。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50℃，漂白的時間為45分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量3％，漿的濃度為12％，漂白溫度為52℃，時間為120分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2％，漂白的溫度為30℃，漂白的時間為150分鐘，即可得到白度為81％ISO，裂斷長6800米，耐折度46次的優質禾草漿。
實施例11將甘蔗渣經過亞硫酸銨法蒸煮，具體為往蒸球中加入對絕干原料量11％的亞硫酸銨溶液，液比1∶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110℃，在此溫度下保溫20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℃，保溫90分鐘。蒸煮后的漿經過洗滌，調濃后得到硬度為20相當于卡伯價31，叩解度為26°SR，濃度為12％的未漂化學漿，然后通過螺旋輸送機加熱該漿至60℃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漂反應塔。該漿在進入反應塔之前在管路中與加入的40kg每噸漿的氧氣和絕干漿重量4％的氫氧化鈉混合，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漂反應塔，進口溫度100度，壓力1.2Mpa，停留90分鐘內使該漿能進行充分的脫木素反應，塔頂溫度為105度，壓力保持為0.6MPa。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8相當于卡伯價10，叩解度為40°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5％，漿的濃度為3.5％，漂白的溫度為52℃，漂白的時間為50分鐘；E段加入氫氧化鈉的量為絕干漿量2％，漿的濃度為10％，漂白溫度為55℃，時間為150分鐘；H段次氯酸鈉的加入量為絕干漿量的2.5％，漂白的溫度為32℃，漂白的時間為100分鐘，即可得到白度為77％ISO，裂斷長5500米，耐折度35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的漂白化學漿，其特征在于，所述的漂白化學漿以禾草類植物為原料制備，所述的漂白化學漿的裂斷長為4500-8000米，耐折度為20-70次。
2.根據權利要求1所述的漂白化學漿，其特征在于，所述漂白化學漿的裂斷長為5500-8000米，耐折度為35-60次。
3.根據權利要求1或2或所述的漂白化學漿，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。
4.一種制備權利要求1或2的漂白化學漿的方法，包括蒸煮、洗滌和漂白的步驟，其特征在于，所述的蒸煮為亞硫酸銨法蒸煮、蒽醌-燒堿法蒸煮和硫酸鹽法蒸煮中的一種，蒸煮之后所得的高硬度漿的硬度為高錳酸鉀值16-28。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的亞硫酸銨法包括如下步驟(1)在禾草類植物原料中加入對絕干原料量9-13％的亞硫酸銨溶液，其中液比為1∶2-4；(2)通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為100-120℃時保溫20-40分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165-173℃，保溫60-90分鐘。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的蒽醌-燒堿法包括如下步驟(1)在禾草類植物原料中加入對絕干原料量9-12％的氫氧化鈉溶液，其中液比為1∶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100-120℃時保溫20-40分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165-173℃，保溫60-90分鐘。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的硫酸鹽法包括如下步驟(1)在禾草類植物原料中加入對絕干原料量8-11％的氫氧化鈉溶液，其中液比為1∶2-4，硫化度為5-15％；(2)通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度為110-140℃時保溫20-40分鐘，進行小放汽，繼續加熱升溫至165-173℃，保溫60-90分鐘。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在蒸煮之后，洗滌之前對所得到的高硬度漿用現有技術中提取黑液用的擠漿機進行擠漿。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述的擠漿包括第一道螺旋擠漿機擠漿和第二道螺旋擠漿機擠漿。
10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于所述的漂白包括氧堿漂白，所述的氧堿漂白為在氫氧化鈉的加入量為絕干漿重量的2-4％，氧氣的加入量為20-40kg每噸漿的條件下漂白75-90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的漂白化學漿及其制備方法。本發明通過蒸煮獲得高錳酸鉀值為16－28相當于卡伯價26－50的高硬度漿，再經過洗漿、漂白得到所述的漂白化學漿。本發明所述的漂白化學漿的裂斷長為4500－8000米，耐折度為20－70次，是一種高質量的禾草類漂白化學漿。本發明的制備方法中，蒸煮所用藥液少，蒸煮的時間短，是一種既經濟又環保的方法。
文檔編號D21C3/00GK101089291SQ200710143129
公開日2007年12月19日 申請日期2007年8月3日 優先權日2007年8月3日
發明者宋明信, 陳松濤, 李洪法, 畢衍金, 楊吉慧 申請人:山東泉林紙業有限責任公司