碱法蒸煮技术的改进

知识类型: 析出资源
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内容出处: 《奇妙的造纸术》 图书
唯一号: 110120020230001373
颗粒名称: 碱法蒸煮技术的改进
分类号: TS743+.11
页数: 3
页码: 32-34
摘要: 近年来,碱法制浆技术得到改进与发展,多硫化钠法、烧碱蒽醌法、预水解硫酸盐法及氧-碱制浆法等均取得良好效果,推动制浆行业绿色生产。
关键词: 造纸 技术 改进

内容

近几年来,为了解决碱法制浆的污染和提高浆的质量和得率,对碱法制浆的改进和发展进行了大量的研究试验和实践,一些研究成果经实践应用均取得了较好的效果,并得到了普遍应用。
  (1)多硫化钠法:多硫化钠法制浆是以提高蒸煮成浆得率为目的,因为它能使碳水化合物的还原性末端基氧化而变成羧基,进而脱羧生成对碱稳定的末端基,其反应是:
  多硫化钠蒸煮液的制备有多种方法,最直接的方法是向白液或绿液中加入元素硫,使白液中硫化钠部分的氧化成多硫化物,反应如下:
  也可采用硫化钠溶液中加入元素硫的方法制取,使元素硫以不同比例与硫化物溶液化合,反应生成多硫化物,再用已制得的溶液在100℃条件下预浸料片,然后再进行蒸煮。也可以把硫加入氢氧化钠溶液中,生成多硫化钠,但此法与硫化钠相比反应慢,而且转化率低。
  为了避免由于碱性分裂反应而生成新的末端基,多硫化钠制浆时应采用缓慢升温,蒸煮温度最好低于160℃。多硫化钠法也可采用多级蒸煮,一般采用二级蒸煮,第一级采用多硫化钠处理,第二级再用低硫化度的硫酸盐法蒸煮,多硫化物的硫加入量为12%时,浆料得率可由50%提高到60%。但应注意,这种制浆方法有产生臭气、药品制备费用高、腐蚀性大等缺点,应再进行改进。
  (2)烧碱蒽醌法:烧碱蒽醌(AQ)法是目前我国草浆和阔叶木制浆普遍采用的方法,在这方面的研究和实践具有国际领先水平。特别是烧碱蒽醌(NaOH—AQ)法麦草制浆的研究和生产实践进展很快,并得以大规模推广应用。山东这方面处于全国领先水平。近几年来,蒸煮助剂应用较成熟,品种较多,很少再直接用蒽醌,而是用其衍生物或复合物。
  蒸煮助剂的应用,改善了烧碱法制浆的质量,缩短了蒸煮时间,提高了浆的得率,效果良好。对于麦草浆用碱量,一般在10%~14%,蒸煮助剂用量0.03%~0.05%,蒸煮温度165℃左右,蒸煮总时间3~5小时,粗浆得率45%以上,细浆得率40%左右,漂白浆得率38%左右,硬度为高锰酸钾值10~14,漂率6%~9%。
  (3)预水解硫酸盐法:预水解硫酸盐法是作为特殊的制浆工艺而用于制造高纯度的精制浆(人造丝浆),此种浆的质量指标比一般造纸用浆要求高,具有α-纤维素含量高、半纤维素含量低的特点。主要用于人造丝、玻璃纸及特殊纸张。
  这种方法制浆一般分两步,首先对原料进行预水解处理,然后再用硫酸盐法进行蒸煮。常用的预水解法有三种:
  ①酸预水解法:用无机酸如盐酸、硫酸、硝酸、亚硫酸作为预水解剂处理
  原料,常用硫酸处理,价格便宜,一般酸的浓度0.3%~0.5%,温度控制在100~125℃
  ②水预水解法:用清水对纤维进行预水解处理,原料在热水中分离出乙酰基与甲酰基,形成乙酸和甲酸,得以提供氢离子进行酸水解作用。一般水预水解温度控制在140~180℃,时间20~180分钟不等,视具体情况而定。
  ③汽预水解法:以饱和蒸汽作为预水解剂,在高温下进行原料预水解,其作用原理与水预水解法相同。由于汽水解液比小,水解中氢离子浓度大,作用速度快,升温时间短,一般只需10~30分钟。
  上述三种方法,水、汽预水解都可在硫酸盐蒸煮器内进行,应用比较广泛。
  预水解后的原料,再采用低硫化度的硫酸盐法蒸煮。这种预水解硫酸盐法制得的浆,具有半纤维素含量低,α-纤维素含量高,具有较高的黏度和聚合度等特点。
  (4)氧—碱制浆法:氧—碱法制浆是目前国内外研究的热门课题,这种制浆方法与硫酸盐法相比,无硫对环境的污染,与NaOH法相比,可减少NaOH的用量,是一种污染较小的现代制浆方法。
  氧—碱法制浆的特点:优点是可消除或减少对环境的污染,成浆得率高,碱耗低,投资省,浆料易漂白;缺点是氧向料片渗透困难,动力消耗高,氧气有爆炸危险,且难以回收。
  氧—碱法制浆常见有两类:一类是单段蒸煮,另一类是二段蒸煮。氧—碱法蒸煮的反应机理是原料在碱性条件下,强制加入氧气,使氧与原料中的木素反应,直至溶除。同时,氧也与纤维素、半纤维素及其他成分反应,但可生成稳定末端基,从而保护了纤维素和半纤维素,故制浆得率高,浆的强度好。
  影响氧—碱法制浆的主要因素有用碱量,视原料品种而定,可参考烧碱法和硫酸盐法制浆条件。温度一般控制在100~120℃,最高不要超过140℃。浓度一般控制在10%~17%。氧气压力一般不超过690千帕。
  总之,氧—碱法制浆在我国正处于研究和初步使用阶段,有很多问题尚待研究。

知识出处

奇妙的造纸术

《奇妙的造纸术》

出版者:山东科学技术出版社

本书讲述了造纸工业快速、健康和可持续发展,带动了相关产业的发展。我国的现代造纸工业在国民经济建设中占有重要地位。以便人们特别是广大青少年更好地了解造纸工业,普及造纸技术基础知识。

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