[發(fā)明專利]一種協(xié)同處理提高氧堿制漿效果的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810735609.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN109024032A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫兵;單映真;劉玉新;梁星;張寶
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: D21C3/02
• 分類號: D21C3/02;D21C3/22
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本發(fā)明公開了一種協(xié)同處理提高氧堿制漿效果的方法，屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域；該方法使用30℃?60℃熱水對原料進(jìn)行預(yù)處理，之后按壓縮比1:1.5?1:4經(jīng)螺旋擠壓后送入蒸煮器，在蒸煮過程中添自由基控制劑用以提高氧堿制漿效果，和傳統(tǒng)氧堿制漿方法相比，熱水預(yù)處理、螺旋擠壓輸送和自由基控制劑的協(xié)同作用可以使氧堿制漿細(xì)漿得率提高4%?7%，卡伯值降低2.1?3.4，白度提高4%ISO至6%ISO。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種協(xié)同處理提高氧堿制漿效果的方法，熱水預(yù)處理后的原料通過螺旋擠壓輸送進(jìn)蒸煮器進(jìn)行氧堿制漿，并在氧堿制漿過程中添加自由基控制劑來獲取高得率、高白度和高性能的紙漿，屬于制漿造紙領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國是一個制漿造紙大國，早在1998年我國紙和紙板的消費量已達(dá)世界第一。但造紙用木材原料的缺乏制約著我國制漿造紙工業(yè)的發(fā)展，因此利用非木材纖維原料制漿可以作為木材制漿的重要補充。非木材原料傳統(tǒng)的制漿方法，如燒堿法、硫酸鹽法等具有漿料得率低，黑液難處理等缺點。氧堿制漿作為一種對環(huán)境友好的制漿方法，白度高，黑液難度低等優(yōu)點，非木材原料采用氧堿制漿是一種較為高效、環(huán)保的方法。

但是，氧堿制漿過程為氣液固三相反應(yīng)，并且參與脫木素反應(yīng)的自由基存在時間短，對藥液滲透要求更高，更適用于結(jié)構(gòu)相對疏松的非木材纖維原料。同時，氧堿制漿過程中產(chǎn)生的高氧化電勢的含氧自由基存在著脫木素選擇性較差，致使細(xì)漿得率較低等問題。

自由基控制劑作為一種蒸煮助劑，可以促進(jìn)蒸煮過程中蒸煮藥液中自由基的產(chǎn)生；超氧陰離子自由基等氧化還原電勢較低的自由基，能夠與木素發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)木素的脫出，同時對碳水化合物幾乎沒有影響；氧化還原電勢較高的羥基自由基等含氧自由基對木素脫除的同時對碳水化合物產(chǎn)生降解作用。自由基控制劑的添加有利于自由基的相互轉(zhuǎn)化，例如：蒽醌-2-磺酸鈉的加入，促進(jìn)超氧陰離子自由基的生成，抑制羥基自由基等氧化還原電勢較高的含氧自由基的生成，一定程度上減少了碳水化合物的降解。但是，氧堿制漿的原料，其木素含量較高，若自由基控制劑添加不當(dāng)，會導(dǎo)致碳水化合物降解嚴(yán)重或很難成漿。

氧系制漿和漂白過程中常常加入添加碳水化合物保護(hù)劑。一方面，保護(hù)劑可以調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值及反應(yīng)試劑穩(wěn)定性；另一方面可與碳水化合物還原性末端基反應(yīng)，抑制碳水化合物的降解；這能夠保證自由基處理過程中，碳水化合物得到更好的控制，可控性提高，控制難度下降。

通過對原料進(jìn)行熱水預(yù)處理，原料中含有的水溶性木素小分子、熱水抽出物（多糖類物質(zhì)、環(huán)多醇、單寧、色素等）隨熱水預(yù)處理而溶出。通過螺旋擠壓可以將非纖維物質(zhì)分離出去，同時，螺旋壓縮后將原料輸送到蒸煮鍋，體積的變化使纖維原料膨脹，纖維的孔隙舒展開，有利于藥液的滲透和后續(xù)蒸煮藥液達(dá)對木素的可及性提高，更精準(zhǔn)的與木素發(fā)生反應(yīng)，提高脫木素的選擇性。

因此，通過提高原料孔隙率和藥液的精準(zhǔn)可及性，結(jié)合自由基控制和碳水化合物保護(hù)，可最大限度的保護(hù)碳水化合物，提高制漿效果，獲得高得率、高白度紙漿，同時也可提高紙漿物理性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種協(xié)同處理提高氧堿制漿效果的方法，通過采用螺旋擠壓的方式輸送經(jīng)熱水預(yù)處理后原料和添加自由基控制劑協(xié)同提高氧堿制漿效果，該目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

（1）按固液比g:mL 為1:4-1:10的比例將原料與30℃-60℃的熱水混合，混合后原料按壓縮比1:1.5-1:4的比例經(jīng)螺旋擠壓處理后輸送進(jìn)蒸煮器進(jìn)行蒸煮，蒸煮工藝條件為：漿濃7.5%-15.0%（質(zhì)量比），NaOH添加量為絕干原料質(zhì)量的20.0%-35.1%，保護(hù)劑添加量為絕干原料質(zhì)量的0.1%-4.0%，自由基控制劑添加量為絕干原料質(zhì)量的0.05%-1.50%，充入氧氣至氧壓0.4MPa-0.8MPa，然后在50min-70min升溫至80℃-120℃并保溫90min-200min；