一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法 |
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| 申请号 | CN201510534998.8 | 申请日 | 2015-08-27 | 公开(公告)号 | CN105064109A | 公开(公告)日 | 2015-11-18 |
| 申请人 | 金东纸业(江苏)股份有限公司; | 发明人 | 宋士昌; 唐飞; 吴军亮; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 碱 性过 氧 化氢机械浆的制备方法，包括：将相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第一预定条件下进行第一次反应，在所述第一次反应中，所述氢氧化钠和所述过氧化氢的 质量 分别为所述相思木绝干质量的1％～1.5％；将第一次反应后的所述相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第二预定条件下进行第二次反应，在所述第二次反应中，所述氢氧化钠的质量为所述相思木绝干质量的1.5％～2％，所述过氧化氢的质量为所述相思木绝干质量的3％～4.5％；利用所述第二次反应后的所述相思木得到所述碱性过氧化氢机械浆。通过所述方式，本发明能够在保证碱性过氧化氢机械浆浆料强度的同时，提高浆料的松厚度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及纸浆制备领域，特别是涉及一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法。 背景技术[0002] 目前化学机械浆主要有杨木浆、桉木或枫叶木浆等，杨木浆是高强度型浆，其抗张3 强度可达40牛米每克(N·m/g)，但是其松厚度仅为1.8立方厘米每克(cm/g)；桉木或枫 3 叶木浆是高松厚度型浆，其松厚度可达3.6cm/g，但是其强度仅为10N·m/g。 [0003] 强度高的化学机械浆主要应用于文化用纸的生产中，而松厚度高的化学机械浆主要用于工业用纸的生产中。在文化用纸的生产中，由于强度高的化学机械浆，其松厚度较低，这样，在纸张厚度一定的情况下，需要的浆量较多，如此不利于成本的节降。 发明内容[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法，能够在保证碱性过氧化氢机械浆浆料强度的同时，提高浆料的松厚度。 [0005] 为解决所述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法，包括： [0006] 将相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第一预定条件下进行第一次反应，在所述第一次反应中，所述氢氧化钠和所述过氧化氢的质量分别为所述相思木绝干质量的1％～1.5％； [0007] 将第一次反应后的所述相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第二预定条件下进行第二次反应，在所述第二次反应中，所述氢氧化钠的质量为所述相思木绝干质量的1.5％～2％，所述过氧化氢的质量为所述相思木绝干质量的3％～4.5％； [0008] 利用所述第二次反应后的所述相思木得到所述碱性过氧化氢机械浆。 [0009] 其中，所述第一预定条件是反应温度为70～80摄氏度，反应时间为20～30分钟。 [0010] 其中，所述第二预定条件是反应温度为70～80摄氏度，反应时间为20～30分钟。 [0011] 其中，所述利用第二次反应后的所述相思木得到所述碱性过氧化氢机械浆的步骤，包括： [0012] 将第二次反应后的所述相思木输送到高浓磨浆机，在第三预定条件下进行高浓磨浆； [0013] 将高浓磨浆后的浆料、氢氧化钠以及过氧化氢加入高浓漂白塔，在第四预定条件下进行高浓漂白； [0014] 将漂白后的浆料输送到低浓磨浆机，在第五预定条件下进行低浓磨浆，进而得到所述碱性过氧化氢机械浆。 [0015] 其中，所述第三预定条件为磨浆浓度为35％～40％；高能磨浆后，浆料的游离度为550～650毫升。 [0016] 其中，在进行高浓漂白时，所述氢氧化钠的质量为所述相思木绝干质量的1.5％～2％，所述过氧化氢的质量为所述相思木绝干质量的4％～5％；所述第四预定条件是反应温度为80～90摄氏度、浆料浓度为20％～35％、漂白时间为40～60分钟。 [0017] 其中，所述第五预定条件是磨浆浓度为4％～5％；低浓磨浆后，浆料的游离度为300～400毫升。 [0018] 其中，所述将相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第一预定条件下进行第一次反应的步骤之前，还包括： [0019] 将所述相思木进行汽蒸处理； [0020] 将所述汽蒸处理后的所述相思木用热水清洗，所述热水温度为75～85摄氏度。 [0021] 其中，所述将相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第一预定条件下进行第一次反应的步骤之前，还包括： [0022] 将所述相思木通过第一挤压螺旋进行挤压； [0023] 所述将第一次反应后的所述相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第二预定条件下进行第二次反应的步骤之前，包括： [0024] 将所述第一次反应后的所述相思木通过第二挤压螺旋进行挤压。 [0025] 其中，所述第一挤压螺旋的压缩比是1∶2.7，所述第二挤压螺旋的压缩比是1∶3.6。 [0026] 本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明采用相思木制备碱性过氧化氢机械浆，并且将相思木与氢氧化钠及过氧化氢进行两次反应，控制第一次反应时氢氧化钠和所述过氧化氢的质量分别为所述相思木绝干质量的1％～1.5％，第二次反应时，氢氧化钠的质量为所述相思木绝干质量的1.5％～2％，所述过氧化氢的质量为所述相思木绝干质量的3％～4.5％，通过上述方式，本发明制备的碱性过氧化氢机械浆在保证浆料抗张强度的同时，有效提高浆料松厚度。附图说明 [0027] 图1是本发明一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法一实施方式的流程图； [0028] 图2是本发明一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法另一实施方式的流程图； [0029] 图3是本发明一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法又一实施方式的流程图； [0030] 图4是本发明一种碱性过氧化氢机械浆的制备方法又一实施方式的流程图。 具体实施方式[0031] 下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。 [0032] 如图1，本发明实施方式提供一种碱性过氧化氢机械浆(Alkaline peroxide mechanical pulping，APMP)的制备方法，包括： [0033] 步骤S101：将相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第一预定条件下进行第一次反应，在第一次反应中，氢氧化钠和过氧化氢的质量分别为相思木绝干质量的1％～1.5％； [0034] 相思木(Acacia)又名金合欢木，本发明实施方式采用100％的相思木制备碱性过氧化氢机械浆；氢氧化钠和过氧化氢可以分别采用水溶液的形式与相思木混合反应，使氢氧化钠及过氧化氢吸收浸透到相思木中；本发明实施方式中，在第一次反应之前，可通过将相思木和氢氧化钠及过氧化氢在浸渍器内混合浸渍，使氢氧化钠和过氧化氢浸透到相思木中；第一次反应可反应仓内完成，将浸渍后的相思木送至反应仓，使相思木和氢氧化钠及过氧化氢充分反应。第一预定条件使得氢氧化钠和过氧化氢充分浸入相思木中，与相思木充分反应。 [0035] 在第一次反应中，氢氧化钠的质量为相思木绝干质量的1％～1.5％，例如1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％等，过氧化氢的质量为相思木绝干质量的1％～1.5％，例如1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％等。 [0036] 步骤S102：将第一次反应后的相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第二预定条件下进行第二次反应，在第二次反应中，氢氧化钠的质量为相思木绝干质量的1.5％～2％，过氧化氢的质量为相思木绝干质量的3％～4.5％； [0037] 第一次反应后，相思木中吸收有氢氧化钠及过氧化氢，本发明实施方式将第一次反应后的相思木进一步与氢氧化钠和过氧化氢反应，使相思木进一步浸渍氢氧化钠和过氧化氢，并且在第二次反应中，采用的氢氧化钠和过氧化氢的量比第一次反应多。第二次反应前，可通过将第一次反应后的相思木和氢氧化钠及过氧化氢在浸渍器内混合浸渍，使氢氧化钠和过氧化氢浸透到相思木中；第二次反应同样可在反应仓内完成，将浸渍后的相思木送至反应仓，使相思木和氢氧化钠及过氧化氢充分反应。第二预定条件使得氢氧化钠和过氧化氢充分浸入第一次反应后的相思木中，与相思木充分反应。 [0038] 在第二次反应中，氢氧化钠的质量为相思木绝干质量的1.5％～2％，例如1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％等，过氧化氢的质量为相思木绝干质量的3％～4.5％，例如3％、3.2％、3.5％、3.8％、4.2％或4.5％等。 [0039] 步骤S103：利用第二次反应后的相思木得到碱性过氧化氢机械浆； [0040] 第二次反应后的相思木通过磨浆、漂白等工艺处理，得到碱性过氧化氢机械浆。 [0041] 本发明实施方式采用相思木制备碱性过氧化氢机械浆，并且将相思木与氢氧化钠及过氧化氢进行两次反应，控制第一次反应时氢氧化钠和过氧化氢的质量分别为相思木绝干质量的1％～1.5％，第二次反应时，氢氧化钠的质量为相思木绝干质量的1.5％～2％，过氧化氢的质量为相思木绝干质量的3％～4.5％，通过上述方式，本发明实施方式制备的碱性过氧化氢机械浆在保证浆料抗张强度的同时，有效提高浆料松厚度。 [0042] 其中，第一预定条件是反应温度为70～80摄氏度，例如70摄氏度、73摄氏度、76摄氏度或80摄氏度等，反应时间为20～30分钟，例如20分钟、23分钟、26分钟或30分钟等。反应温度可以通过控制反应仓的温度而控制，通过与反应仓连接的蒸汽管保持反应仓内温度恒定。相思木和氢氧化钠及过氧化氢在浸渍器内停留时间较短，相思木在浸渍器内吸收完即送至反应仓反应。 [0043] 其中，第二预定条件是反应温度为70～80摄氏度，例如70摄氏度、73摄氏度、76摄氏度或80摄氏度等，反应时间为20～30分钟，例如20分钟、23分钟、26分钟或30分钟等。反应温度可以通过控制反应仓的温度而控制，通过与反应仓连接的蒸汽管保持反应仓内温度恒定。第一次反应后的相思木和氢氧化钠及过氧化氢在浸渍器内停留时间较短，相思木在浸渍器内吸收完即送至反应仓反应。 [0044] 其中，如图2，S103利用第二次反应后的相思木得到碱性过氧化氢机械浆的步骤进一步包括： [0045] 步骤S201：将第二次反应后的相思木输送到高浓磨浆机，在第三预定条件下进行高浓磨浆； [0047] 步骤S202：将高浓磨浆后的浆料、氢氧化钠以及过氧化氢加入高浓漂白塔，在第四预定条件下进行高浓漂白； [0048] 高浓磨浆后的浆料再次与氢氧化钠及过氧化氢混合，以对浆料进行漂白。 [0049] 步骤S203：将漂白后的浆料输送到低浓磨浆机，在第五预定条件下进行低浓磨浆，进而得到碱性过氧化氢机械浆； [0050] 低浓磨浆机磨浆浓度较低，低浓磨浆可以更有效地减少浆料中的纤维束含量，降低能耗，提高抗张强度和松厚度。本发明实施方式在低浓磨浆之前，可对浆料进行消潜，以保证浆料纤维的弹性和强度。 [0051] 本发明实施方式在相思木与氢氧化钠及过氧化氢进行两次反应后，分别通过高浓磨及低浓磨两段磨浆，以及在高浓磨后进入低浓磨之前，进行高浓漂白，可有效提升浆料强度和松厚度。 [0052] 其中，进行高浓磨浆的第三预定条件为磨浆浓度为35％～40％；，例如35％、36％、38％或40％等；高能磨浆后，浆料的游离度为550～650毫升，例如550毫升、600毫升或650毫升等；本发明实施方式的游离度是指加拿大标准游离度。 [0053] 本发明实施方式中，高浓磨浆的磨浆能耗可以为550～650千瓦时每吨浆料，例如550、600或650千瓦时每吨浆料等。 [0054] 其中，在进行高浓漂白时，氢氧化钠的质量为相思木绝干质量的1.5％～2％，例如1.5％、1.7％、1.8％或2％等，过氧化氢的质量为相思木绝干质量的4％～5％，例如4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等；第四预定条件是反应温度为80～90摄氏度、浆料浓度为 20％～35％、漂白时间为40～60分钟；例如反应温度可以是80摄氏度、85摄氏度或90摄氏度等，浆料浓度可以是20％、25％、28％、32％或35％等，漂白时间可以是40分钟、50分钟或60分钟等。 [0055] 其中，低浓磨浆的第五预定条件是磨浆浓度为4％～5％，例如4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等；低浓磨浆后，浆料的游离度为300～400毫升，例如300毫升、350毫升或 400毫升等；此处的游离度同样是指加拿大标准游离度。 [0056] 本发明实施方式中，在低浓磨浆后，可通过筛缝为0.15毫米的筛板筛选，在筛选的过程中，细浆通过晒板，而浆渣被截留分离，筛选得到的浆料即本发明实施方式的碱性过氧化氢机械浆。 [0059] 步骤S301：将相思木进行汽蒸处理； [0060] 汽蒸处理可在预汽蒸仓内进行，汽蒸处理用于使相思木预热，去除相思木中的空气，使相思木软化，可有利于后续均匀浸渍氢氧化钠和过氧化氢。 [0061] 本发明实施方式的相思木在制浆前，可先裁切成木片的形式，木片的大小可为长度22～28毫米，厚度4～8毫米，宽度4～10毫米，例如长度为22毫米、25毫米或28毫米等，厚度为4毫米、6毫米或8毫米等，宽度为4毫米、7毫米或10毫米等。 [0062] 本发明实施方式的汽蒸处理的时间可为20～30分钟，例如20分钟、25分钟或30分钟等。 [0063] 步骤S302：将汽蒸处理后的相思木用热水清洗，热水温度为75～85摄氏度。 [0064] 清洗可以在木片洗涤剂中完成，清洗可以洗掉木片中的砂子、石头、金属等杂物，有利于后续高浓磨浆机和低浓磨浆机的正常运行，延长磨浆机磨盘的寿命，同时减少浆料中进入的杂质，可提高木片含水量和使木片中的水分均匀。 [0065] 本发明实施方式中，清洗木片所用热水的温度可以为75摄氏度、80摄氏度或85摄氏度等。 [0066] 其中，如图4，S101将相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第一预定条件下进行第一次反应的步骤之前，还包括： [0067] 步骤S401：将相思木通过第一挤压螺旋进行挤压； [0068] 第一挤压螺旋可采用螺旋挤压疏解机(Model screw device，MSD)，通过第一挤压螺旋的挤压，将相思木木片撕裂成小块，使木片的比表面积增大，增大木片的反应面积和增强润胀作用，使木片中单根纤维的吸收氢氧化钠和过氧化氢的能力及润胀作用增强。第一挤压螺旋将木片中的水分、空气、水溶性的有色物质和树脂物质挤出，使木片软化和部分分离成纤维，当挤压后的木片浸入氢氧化钠及过氧化氢中时，木片在常压下立刻膨胀，这一突然的膨胀是在木片完全浸没在氢氧化钠及过氧化氢溶液中发生的，由于压力骤然释放和木片干度很高，使木片像在水中挤压后突然放松的海绵一样迅速膨胀和吸收水分，所以木片能充分、均匀吸收氢氧化钠及过氧化氢；由于挤压后的木片能快速吸收氢氧化钠和过氧化氢，所以木片在浸渍器中不需要停留很长时间，木片吸收膨胀后，即可送入反应仓，在反应仓提供足够的停留时间，使反应充分进行。 [0069] S102将第一次反应后的相思木与氢氧化钠以及过氧化氢在第二预定条件下进行第二次反应的步骤之前，包括： [0070] 步骤S402：将第一次反应后的相思木通过第二挤压螺旋进行挤压。 [0071] 第二挤压螺旋也可采用螺旋挤压疏解机(MSD)，与第一挤压螺旋对木片进行挤压类似，通过第二挤压螺旋进行挤压，将挤压后的木片送入反应仓进行第二次反应，使木片进一步充分、均匀地吸收氢氧化钠及过氧化氢。 [0072] 其中，本发明实施方式中，可以设置第一挤压螺旋的压缩比比第二挤压螺旋的压缩比大，其中，压缩比是指进料方向挤压螺旋中最后一个螺旋槽的容积与第一个螺旋槽的溶剂之比，即本发明实施方式中，第一挤压螺旋对木片的挤压程度比第二挤压螺旋对木片的挤压程度低。 [0073] 其中，本发明实施方式中，第一挤压螺旋的压缩比可以是1∶2.7，第二挤压螺旋的压缩比可以是1∶3.6。 [0074] 下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。 [0075] 实施例1 [0076] 1)取新鲜的相思木片，长度为24毫米，厚度为5毫米，宽度为6毫米，用蒸汽进行汽蒸20分钟，然后再用80摄氏度的热水清洗干净，将木片内的砂子等杂质去除干净。 [0077] 2)清洗干净的木片通过压缩比为1:2.7的第一挤压螺旋进行挤压，然后添加占木片绝干质量1％的氢氧化钠、占木片绝干质量1％的过氧化氢在1#反应仓内反应20分钟；反应后再通过压缩比为1:3.6的第二挤压螺旋进行挤压，然后添加占木片绝干质量1.5％的氢氧化钠、占木片绝干质量3％的过氧化氢在2#反应仓内反应20分钟。 [0078] 3)将反应后的木片输送到高浓磨进行机械磨浆，磨浆浓度为35％，磨浆能耗550千瓦时每吨浆，磨浆后，浆料游离度为650毫升。 [0079] 4)高浓磨浆后的浆料再添加占木片绝干质量1.5％的氢氧化钠、占木片绝干质量4％的过氧化氢在高浓漂白塔内进行漂白，漂白温度为80摄氏度，浆料浓度为20％，漂白时间为40分钟。 [0080] 5)漂后浆料再通过低浓磨浆，磨浆浓度为4％，然后再通过筛缝为0.15毫米的筛板筛选后即为成浆，浆料游离度为400毫升。 [0081] 实施例2 [0082] 1)取新鲜的相思木片，长度为26毫米，厚度为6毫米，宽度为7毫米，用蒸汽进行汽蒸25分钟，然后再用80摄氏度的热水清洗干净，将木片内的砂子等杂质去除干净。 [0083] 2)清洗干净的木片通过压缩比为1:2.7的第一挤压螺旋进行挤压，然后添加占木片绝干质量1.3％的氢氧化钠、占木片绝干质量1.3％的过氧化氢在1#反应仓内反应25分钟；反应后再通过压缩比为1:3.6的第二挤压螺旋进行挤压，然后添加占木片绝干质量1.8％的氢氧化钠、占木片绝干质量3.5％的过氧化氢在2#反应仓内反应25分钟。 [0084] 3)将反应后的木片输送到高浓磨进行机械磨浆，磨浆浓度为38％，磨浆能耗600千瓦时每吨浆，磨浆后，浆料游离度为600毫升。 [0085] 4)高浓磨浆后的浆料再添加占木片绝干质量1.8％的氢氧化钠、占木片绝干质量4.5％的过氧化氢在高浓漂白塔内进行漂白，漂白温度为85摄氏度，浆料浓度为25％，漂白时间为50分钟。 [0086] 5)漂后浆料再通过低浓磨浆，磨浆浓度为4.5％，然后再通过筛缝为0.15毫米的筛板筛选后即为成浆，浆料游离度为350毫升。 [0087] 实施例3 [0088] 1)取新鲜的相思木片，长度为28毫米，厚度为8毫米，宽度为10毫米，用蒸汽进行汽蒸30分钟，然后再用80摄氏度的热水清洗干净，将木片内的砂子等杂质去除干净。 [0089] 2)清洗干净的木片通过压缩比为1:2.7的第一挤压螺旋进行挤压，然后添加占木片绝干质量1.5％的氢氧化钠、占木片绝干质量1.5％的过氧化氢在1#反应仓内反应30分钟；反应后再通过压缩比为1:3.6的第二挤压螺旋进行挤压，然后添加占木片绝干质量2％的氢氧化钠、占木片绝干质量4.5％的过氧化氢在2#反应仓内反应30分钟。 [0090] 3)将反应后的木片输送到高浓磨进行机械磨浆，磨浆浓度为40％，磨浆能耗650千瓦时每吨浆，磨浆后，浆料游离度为550毫升。 [0091] 4)高浓磨浆后的浆料再添加占木片绝干质量2％的氢氧化钠、占木片绝干质量5％的过氧化氢在高浓漂白塔内进行漂白，漂白温度为90摄氏度，浆料浓度为30％，漂白时间为60分钟。 [0092] 5)漂后浆料再通过低浓磨浆，磨浆浓度为5％，然后再通过筛缝为0.15毫米的筛板筛选后即为成浆，浆料游离度为3毫升。 [0093] 分别测量实施例1～3中得到的浆料的抗张强度和松厚度，结果见表1。 [0094] 表1 [0095]项目 实施例1 实施例2 实施例3 抗张强度(N·m/g) 28 30 32 松厚度(cm3/g) 3.2 3 2.8 [0096] 从表1可以看出，采用本发明实施方式的方法制备的碱性过氧化氢机械浆，不仅具有较好的抗张强度，其松厚度也大大提高，本发明实施方式制备的碱性过氧化氢机械浆3 的抗张强度可达到30N·m/g，同时其松厚度可达到3cm/g。 [0097] 采用本发明实施方式制备的碱性过氧化氢机械浆代替化学浆造纸，可节省大量成本。一般地，化学浆的成本比碱性过氧化氢机械浆的成本每吨要高600元人民币左右，若使用1吨碱性过氧化氢机械浆代替1吨化学浆，则每生产1吨纸大约可节降成本144元人民币，以年产200万吨纸算，每年可节省成本约为2.9亿元人民币。 |
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