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造纸级硫酸盐木浆板变性生产工艺
技术领域
本发明涉及将造纸级硫酸盐浆板变性为溶解级粘胶纤维浆粕的生产方法。
背景技术
随着我国粘胶纤维产业的发展，国内企业多以棉浆粕作为粘胶纤维的生产原料，原料棉短绒的资源受种植面积和生长周期的制约而日渐短缺，由于粮棉争地矛盾的突出，长周期及生态平衡的影响，已经严重制约了我国粘胶纤维产业的发展。为此已有企业将溶解木浆用于粘胶生产，但进口溶解木浆的价格高波动大，影响了企业的正常经营和经济效益，寻找溶解木浆的替代品，是企业的一个重要任务。
目前我国自行生产和进口了大量的造纸级木浆板，但由于存在粘度高、反应性能差及非纤维素杂质含量高等缺点。直接用造纸级木浆板生产的木浆还不能用于粘胶纤维的生产。极少数企业尝试以竹浆粕作为粘胶纤维的生产原料，并已经取得初步成功，如专利号为CN02112175.3，名称为“竹浆粕变性生产工艺”的发明专利公开了一种竹浆粕的生产工艺。但竹纤维平均长度低于造纸木纤维，生产过程因其灰份、多戊糖含量高，且竹类纤维质硬、厚壁纤维较多、细胞腔窄小、纤维组织致密、细胞中存在空气而导致溶解困难、化工料用量大、成本高等缺点。
200610021387.4专利申请说明书公开了一种木浆粕变性生产工艺，将造纸级木浆板经过变性生产出用于粘胶纤维的木浆粕。其工艺步骤为：木浆板分页、碱浸渍、疏解分散、蒸煮、洗涤、除杂、漂白、二次洗涤、抄粕。其中，木浆板分页、碱浸渍、疏解分散是将造纸级木浆板经分页器逐张分开后，经碱喷淋，由皮带输送喂入旋风分离器，用搅拌器进行疏解分散，送入螺旋压榨机进行挤压渗透，工艺参数为：用碱量按木浆板重量百分比计6—17％，浴比1∶3—4。
上述木浆粕变性生产工艺存在的问题在于：
1、喷淋方式进行碱浸渍：易导致木浆板浸渍不均匀，尤其是与输送器接触的部分更是不能被碱液浸渍；块状浆板造成旋风分离器堵塞和疏解分散不均。
2、浸渍用碱的浓度为30g/l，浓度低反应速率慢，不能将木浆板中半纤维素溶出。
3、螺旋压榨机挤压：螺旋压榨机的螺距相等，不能将碱液进一步挤压、渗透至纤维内部，降解反应不充分而导致蒸煮时降聚困难。
4、蒸煮煮液初温过高(≥80℃)，渗透速度快，在小放汽前易氧化损伤纤维而降低甲纤含量；蒸煮前不加蒸煮剂，易造成蒸煮不均匀；仅是碱法蒸煮，工艺单一，木浆板选用范围窄。
5、漂白工艺为调碱—漂白方式，工艺过程简单，只适用于木素含量相对低的针叶木浆板而不适用于木素含量相对高、纤维短的阔叶木浆板，木浆板选用范围窄。
综上，上述现有变性木浆粕生产工艺存在着木浆板浸渍不均、半纤维素溶出慢、降聚困难、蒸煮不均匀、蒸煮方法单一、漂白方法单一且条件剧烈、木浆板选用范围窄等不足。
然而造纸级木浆板根据不同的生产条件和工艺有不同类型的产品，其中硫酸盐木浆板就是其中一种，不同的造纸级木浆板的变性生产过程有不同生产要求。硫酸盐木浆板同样具有个性区别，在进行变性生产时需要针对性地给出变性工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题正是上述现有变性木浆粕生产工艺存在着木浆板浸渍不均、半纤维素溶出慢、降聚困难、蒸煮不均匀、蒸煮方法单一、漂白方法单一且条件剧烈等不足，提供一种用不溶性的造纸级木浆板生产为可溶性的粘胶纤维用木浆粕的方法，尤其是针对造纸级硫酸盐浆板的变性生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
造纸级硫酸盐木浆板变性生产工艺，其特征在于包括以下步骤：木浆板分页、碱浸渍、压榨、疏解分散、蒸煮、洗涤、除杂、漂白、二次洗涤、抄粕；其中，所述木浆板分页、碱浸渍、压榨疏解是将造纸级硫酸盐木浆板逐张分开后，送入浓度为6％—16％的碱浸渍桶内，浸渍成浓度为3.5％—6％的浆粥后，用浆粥泵送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
本发明有益效果表现在：
一、本发明将不溶性的造纸级木浆板变性生产成可溶性的粘胶纤维生产用木浆粕，且各项指标可与同类粘胶纤维用棉浆粕指标媲美，其质量指标为：
 

指标变性前变性后200610021387.4专利棉浆粕粘度(Mpa.s)38.112.314.011.6甲纤(％)≤87.5≥91.8≤88.7≥96.0
 灰份(％)≤0.09≤0.09≤0.15≤0.06Fe(ppm)≤10.5≤9.0≤10.0≤10.0白度(％)≥87≥88≥88≥82反应性能7mlCS₂(S)不足25ml≤59≤100≤25S10(％)13.99.712.54.1S18(％)12.56.58.61.7
二、采用本发明生产的木浆粕质量指标达到了溶解级木浆的要求，完全能符合粘胶纤维的生产要求，并且生产成本降低，不受国外价格波动的影响。相对于棉浆生产、竹浆生产，不增加新的环境因素，废水由黑液变为黄液，且黄液可再用于蒸煮，减少了环境的污染；真正实现保护环境、构建和谐社会。
三、与200610021387.4专利相比，其优点在于：
1、浸渍方式：在带搅拌器的浸渍设备里，用浓度为6％—16％(64g/l—200g/l)的NaOH浸渍成浆粥，浆粥浓度为3.5％—6％，使木浆板浸渍均匀、完全，并充分溶出半纤维素，浸渍后用泵输送浆粥方便而不堵塞输送设备。
2、压榨方式：采用强制性压榨，能将碱液进一步挤压、渗透至纤维内部，蒸煮时降聚容易且均匀，同时将多余的、含有半纤维素的碱液压出，有利于提纯木浆甲纤含量。
3、蒸煮工艺：蒸煮液初温相对低(≥40℃)，缓慢升温不易氧化纤维而提高甲纤含量；蒸煮前加蒸煮剂，确保蒸煮均匀；采用烧碱、硫酸盐的蒸煮方法，蒸煮液总碱浓度60—120g/l，保温温度控制在140—172℃范围，蒸煮方式多、工艺组合强而适合于所有造纸级木浆板。
4、漂白工艺：既可采用“氯化——碱处理——次氯酸盐漂白”的组合式三段漂白，又可采用“氯化——碱处理——₂O₂漂白”的组合式三段漂白，在缓和条件下进一步除去木质素而提纯甲纤，工艺组合强而适合于所有造纸级木浆板。
5、总之，本发明的工艺能有效的解决现有性木浆粕生产过程中存在的木浆板浸渍不均、半纤维素溶出慢、降聚困难、蒸煮不均匀、蒸煮方法单一、漂白方法单一且条件剧烈，从而使溶解级粘胶纤维木浆粕的质量更优、更稳定，更适于造纸级硫酸盐浆板的变性生产。
具体实施方式
本发明的木浆粕变性生产工艺步骤为：
浆板分页碱浸渍压榨疏解分散蒸煮洗涤除杂漂白二次洗涤抄粕。
其中，所述木浆板分页、碱浸渍、压榨疏解是将造纸级木浆板经分页器逐张分开后，经6％—16％的NaOH浸渍成浓度为3.5％—6％的浆粥后，用浆粥泵送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
所述蒸煮是指将造纸级木浆板采用烧碱法(NaOH)、硫酸盐法(NaOH+Na₂S)进行蒸煮，工艺条件是：(1)烧碱法、硫酸盐法蒸煮液总碱浓度60—120g/l、液比1：2.5—4.0；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用3次以内小放汽(升温次数视小放汽次数而定)；(6)保温温度140—172℃，升温总时间2小时以内。
所述的洗涤是将蒸煮结束后的木浆浆料从倒料池送至挤压设备提取黄液后再洗料至残碱≤100g/m3。
所述的除杂是利用除砂器进行重力除砂、离心除杂，浆浓控制为0.4—1.0％、除砂器进浆压力0.28—0.32Mpa。
所述的漂白步骤包括：氯化、碱处理、次氯酸盐漂白、脱氯和酸处理，既可采用三段漂白、又可采用单段漂白，技术参数为：氯化通氯量0.3—0.7％、调碱量50—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.3—0.6g/l的次氯酸盐/H₂O₂漂白剂，按浆料中残氯量的1.5～2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为1～2％加入盐酸进行酸处理。
所述的二次洗涤是调整浆料的PH值为6—9。
所述的抄粕是将浓度≤1.5％的浆料经网部、压榨部、干燥部后抄成600×800mm的、可贮存的溶解浆粕。
以下是造纸级木浆板变性为溶解级粘胶纤维长丝和短丝用浆粕质量标准：
溶解级粘胶纤维长丝用浆粕质量标准


溶解级粘胶纤维短纤用浆粕质量标准

通过以下实施实例将有助于理解本发明：
实施例1：硫酸盐法一
1、使用造纸级硫酸盐木浆板6000Kg，经分页器分页。
2、用6％(6-10)的NaOH浸渍成浓度为5.5％(3.5-6.0)的浆粥。
3、用浆粥泵将其送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
4、将压榨后的木浆投入蒸煮器中进行蒸煮，工艺条件为：(1)蒸煮剂：Na₂S+NaOH(NaOH)，蒸煮液总碱浓度80g/l(70-100)、液比1：3.8；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用2次小放汽3次升温曲线，升温总时间2小时；(6)保温温度150±2℃(145-172)。
5、将上述经蒸煮得到的木浆浆料从倒料池送至挤压洗料提取黄液，洗涤至残碱≤100g/m3；利用除砂器进行离心除杂，浆浓控制为0.8％、进浆压力0.30—0.32Mpa。
6、然后采用氯化—碱处理—次氯酸盐三段漂进行漂白，技术参数为：氯化通氯量0.6％(0.4-0.7)、调碱量80—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.4g/l(0.3-0.5)的次氯酸钠漂白剂，按浆料中残氯量的2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为2.0％加入盐酸进行酸处理。
7、二次洗涤，洗至浆料PH值6—9。
8、将二次洗涤后得到的木浆抄造为规格600×800mm的浆粕。
实施例2：硫酸盐法二
1、使用造纸级硫酸盐木浆板6000Kg，经分页器分页。
2、用10％的NaOH浸渍成浓度为4.5％(3.5-6.0)的浆粥。
3、用浆粥泵将其送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
4、将压榨后的木浆投入蒸煮器中进行蒸煮，工艺条件为：(1)蒸煮剂：Na₂S+NaOH(NaOH)，蒸煮液总碱浓度110g/l(70-100)、液比1：3.8；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用2次小放汽3次升温曲线，升温总时间2小时；(6)保温温度140±2℃(145-172)。
5、将上述经蒸煮得到的木浆浆料从倒料池送至挤压洗料提取黄液，洗涤至残碱≤100g/m3；利用除砂器进行离心除杂，浆浓控制为0.8％、进浆压力0.30—0.32Mpa。
6、然后采用氯化—碱处理—次氯酸盐三段漂进行漂白，技术参数为：氯化通氯量0.5％(0.4-0.7)、调碱量80—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.3g/l(0.3-0.5)的次氯酸钠漂白剂，按浆料中残氯量的2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为1.5％加入盐酸进行酸处理。
7、二次洗涤，洗至浆料PH值6—9。
8、将二次洗涤后得到的木浆抄造为规格600×800mm的浆粕。
实施例3：硫酸盐法三
1、使用造纸级硫酸盐木浆板6000Kg，经分页器分页。
2、用14％的NaOH浸渍成浓度为3.5％(3.5-6.0)的浆粥。
3、用浆粥泵将其送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
4、将压榨后的木浆投入蒸煮器中进行蒸煮，工艺条件为：(1)蒸煮剂：Na₂S+NaOH，蒸煮液总碱浓度60g/l、液比1：3.8；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用2次小放汽3次升温曲线，升温总时间2小时；(6)保温温度170±2℃。
5、将上述经蒸煮得到的木浆浆料从倒料池送至挤压洗料提取黄液，洗涤至残碱≤100g/m3；利用除砂器进行离心除杂，浆浓控制为0.8％、进浆压力0.30—0.32Mpa。
6、然后采用氯化—碱处理—次氯酸盐三段漂进行漂白，技术参数为：氯化通氯量0.4％(0.4-0.7)、调碱量80—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.5g/l(0.3-0.5)的次氯酸钠漂白剂，按浆料中残氯量的2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为1.5％加入盐酸进行酸处理。
7、二次洗涤，洗至浆料PH值6—9。
8、将二次洗涤后得到的木浆抄造为规格600×800mm的浆粕。
实施例4：烧碱法一
1、使用造纸级硫酸盐木浆板6000Kg，经分页器分页。
2、用8％(6-10)的NaOH浸渍成浓度为5.5％(3.5-6.0)的浆粥。
3、用浆粥泵将其送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
4、将压榨后的木浆投入蒸煮器中进行蒸煮，工艺条件为：(1)蒸煮剂：NaOH，蒸煮液总碱浓度120g/l、液比1：3.8；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用2次小放汽3次升温曲线，升温总时间2小时；(6)保温温度140±2℃(145-172)。
5、将上述经蒸煮得到的木浆浆料从倒料池送至挤压洗料提取黄液，洗涤至残碱≤100g/m3；利用除砂器进行离心除杂，浆浓控制为0.8％、进浆压力0.30—0.32Mpa。
6、然后采用氯化—碱处理—次氯酸盐三段漂进行漂白，技术参数为：氯化通氯量0.4％(0.4-0.7)、调碱量80—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.5g/l(0.3-0.5)的次氯酸钠漂白剂，按浆料中残氯量的2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为2.0％加入盐酸进行酸处理。
7、二次洗涤，洗至浆料PH值6—9
8、将二次洗涤后得到的木浆抄造为规格600×800mm的浆粕。
实施例5：烧碱法二
1、使用造纸级硫酸盐木浆板6000Kg，经分页器分页。
2、用12％的NaOH浸渍成浓度为4.5％(3.5-6.0)的浆粥。
3、用浆粥泵将其送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
4、将压榨后的木浆投入蒸煮器中进行蒸煮，工艺条件为：(1)蒸煮剂：NaOH，蒸煮液总碱浓度100g/l、液比1：3.8；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用2次小放汽3次升温曲线，升温总时间2小时；(6)保温温度160±2℃(145-172)。
5、将上述经蒸煮得到的木浆浆料从倒料池送至挤压洗料提取黄液，洗涤至残碱≤100g/m3；利用除砂器进行离心除杂，浆浓控制为0.8％、进浆压力0.30—0.32Mpa。
6、然后采用氯化—碱处理—次氯酸盐三段漂进行漂白，技术参数为：氯化通氯量0.5％(0.4-0.7)、调碱量80—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.4g/l(0.3-0.5)的次氯酸钠漂白剂，按浆料中残氯量的2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为2.0％加入盐酸进行酸处理。
7、二次洗涤，洗至浆料PH值6—9。
8、将二次洗涤后得到的木浆抄造为规格600×800mm的浆粕。
实施例6：烧碱法三
1、使用造纸级硫酸盐木浆板6000Kg，经分页器分页。
2、用16％的NaOH浸渍成浓度为3.5％(3.5-6.0)的浆粥。
3、用浆粥泵将其送入压榨机挤压并疏解分散纤维。
4、将压榨后的木浆投入蒸煮器中进行蒸煮，工艺条件为：(1)蒸煮剂：NaOH，蒸煮液总碱浓度90g/l、液比1：3.8；(2)蒸煮液初温≥40℃；(3)预升温10—15分钟，至105±5℃；(4)停汽后再空运转25～30分钟；(5)采用2次小放汽3次升温曲线，升温总时间2小时；(6)保温温度170±2℃。
5、将上述经蒸煮得到的木浆浆料从倒料池送至挤压洗料提取黄液，洗涤至残碱≤100g/m3；利用除砂器进行离心除杂，浆浓控制为0.8％、进浆压力0.30—0.32Mpa。
6、然后采用氯化—碱处理—次氯酸盐三段漂进行漂白，技术参数为：氯化通氯量0.7％(0.4-0.7)、调碱量80—100g/m³、漂白温度≤50℃、漂白用氯量按浆料体积比加入0.3g/l(0.3-0.5)的次氯酸钠漂白剂，按浆料中残氯量的2.0倍加入海波脱氯，按浆料的重量百分比为2.0％加入盐酸进行酸处理。
7、二次洗涤，洗至浆料PH值6—9。
8、将二次洗涤后得到的木浆抄造为规格600×800mm的浆粕。
实施例7：
上述实施例蒸煮过程中可加入M-101助剂，加入量为0.15-0.25％。