草类原料制浆的方法问题讲解
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化学成 分 (%)
灰份 1%NaoH抽 出物 戊聚糖 综纤维素 总木质素
茎基 部
5.93 36.42 23.28 71.24
茎中 茎梢 部 部
6.19 37.19 23.20 69.92 7.19 43.6 24.66 69.90
鞘
11.34 47.28 25.56 69.86
叶
12.0 6 52.9 7 19.2 1
草类原料不同细胞的脱木质素动力学 (153℃)
-0.6 -0.8 -1.0 纤维细胞 薄壁细胞
Log[L]
-1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2.0 0 20 40 60 80 100 120 140 时间( min)
表4
麦草纤维与薄壁细胞漂白性能比较
氯耗 试样 (%) kMnO4值 漂前 漂后 白度(%)
二,草类制浆的几个基本原则
1,备料的重要性:
秸杆的节、鞘、叶、穗约占总重量的48%, 茎杆部占52%左右, 草中的泥沙大部分夹杂在叶鞘中。 全杆各部位的 纤维形态和化学组成差异很大。
表 1
部位 茎基部 茎中部 茎梢部 鞘 叶 穗 节
麦草全秆各部位的纤维形态
重均纤维长(mm) 纤维长宽比 1.85 1.69 1.29 1.36 1.05 0.80 0.82 103 104 93 90 73 42 37 壁腔比 1.67 1.61 1.11 1.19 0.95 0.66 0.83
指标(%) 节间 木素溶出 率 碳水化合 物溶出率 浆得率 碱耗率 60.0 22.2 62.7 25.4
叶鞘 73.4 34.6 49.4 59.4
穗
64.4 97.0 96.6 95.1 98.0 33.7 34.2 48.7 51.0 36.1 52.0 46.9 35.9 35.0 45.1 54.9 47.1 73.1 70.3 57.7
0.40
32.78 873 0.20 34
0.27
34.61 642 0.16 47
原则1:强化备料是草类制浆关键措施
1,是降低黑液硅含量最经济有效的办法, 有利于降低黑液粘度; 2,有利于降低制浆化学药品消耗(烧碱、 漂剂);
3,有利于降低纸浆中杂细胞、细小纤维 含量,提高浆料滤水性能; 4,提高纸浆得率和浆漂白性能、强度。
H1
H2
纤维浆
4.5
2.2 2.2
11.2 1.6 11.4 1.9
72.6 57.0
薄壁细胞浆 4.4
表5
麦草浆的纤维组分及杂细组分比较
性质 尺寸mm 纤维组分 0.53 1.5 杂细组分(过 100目) 0.2 5.3
木质素含量%
酸溶木质素%
木糖含量% 纤维素聚合度 纤维素结晶度 指数 打浆度SR°
三,制浆方法
浆种:草类化学浆,烧碱法; 1,备料:除尘(杂)率达到25-30%; 干法:? 湿法:? 除硅效果! 污染治理! 观点不同 干湿法结合以干法为主。
2,蒸煮方法:
* 间歇蒸煮: 蒸球: 常规、置换蒸煮(RDH)、碱-氧 蒸煮等; 立锅; * 连续蒸煮: 横管式(Pandia)适于半化学浆,草类制 浆; 立式连续蒸煮(Kamyr)主要用于木材制浆; 近年技术进步很快!
泉林纸业按上述原则进行实施效果:
1,备料除尘率为30%左右;
2,黑液提取率达到90-92%;
3,蒸煮碱耗降低由13%降至10.5%,漂白浆得率提高 5%; 4,黑液粘度下降50%,黑液蒸发后浓度可达 到63-65%;
5, 漂白麦草浆列断长达到 6200-6500km;
6,用水量达到50-60M3/t,废水处理后排放COD浓度 100-120mg/l。
其最大优点是黑液粘度低!
10000
原黑液
8000
一次循环 四次循环
二次循环
三次循环
粘度,mP*s
6000
4000
2000
0 0 20 40 60
黑液固形物含量,%
图
不同循环次数的一段黑液与传统黑液粘度比较(140℃,18g/L)
原则4:改进提取设备及流程,适应 草浆特性。 确保真空洗浆机在高真空条件下操 作 ,加强操作管理。
穗
9.82 49.42 26.03 64.52
全草ห้องสมุดไป่ตู้
8.28 42.59 24.04 68.12
22.96
21.71
20.41
18.39
60.9 5
17.4
19.50
20.75
表2
麦草各部位在蒸煮过程中的变化
升温至100℃ 100℃升至150℃ 节间 叶鞘 穗 155℃保温2hr 节间 叶鞘 98.3 51.7 34.1 81.0 穗 98.0 53.7 33.0 74.1
草类原料制浆的科学理念 与制浆方法
南京林业大学 李忠正
一,中国的国情不可能不用草类纤维
我国纸业可持续发展还面临许多困难和问题, 其中困扰我们的主要瓶颈是: 纤维资源贫乏和环境污染问题,
两者又是相互关联的。
纤维资源短缺,已成为我国纸业可持续发展 最大的课题。
二,禾草类纤维制浆的环境问题
草浆污染治理瓶颈在黑液提取:
2,制浆工艺:将提高浆料的滤水性和降低 黑液粘度列为制浆目标
浆料硬度与滤水性 70 60 50
打浆度
40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 卡伯值 50 60
原则2:草类制浆硬度不易太低,蒸煮与氧脱木 素串联是制浆的最佳工艺路线
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
草浆 木浆
98
20 100
* 黑液提取率% * 水耗 m3/t * 废水处理后
COD浓度mg/l
80-90
60-120 (80) 150-300(200)
草浆提取困难的原因是:
* 浆料本性,亲水性强,滤水性差; * 黑液本性,灰分、糖分含量高--粘度大, 给蒸发、燃烧和苛化带来难度。 * 黑液提取装备不适应 ,技术管理水 平低。
0
浆得率%
碱脱木质素 氧脱木质素
10 20 30 40 50 60 70 卡伯值
原则3,置换蒸煮:产生低黏度黑液的制 浆法
原料 碱
碱
初始蒸煮
高温蒸煮
黑液Ⅰ
黑液Ⅱ
碱回收
图
置换蒸煮原理流程图
置换蒸煮优点: (1)采用冷喷放技术,高温黑液循环,回收热能,能 耗低; (2)蒸煮初始阶段草类纤维大量溶出的木质素及碳水 化合物通过置换,排出锅外,减少后期蒸煮中碱耗。 (3)液比大,有利于碱液均匀浸透,蒸煮均匀性好。 (4)碱浓的分配均匀,并采用冷喷放,可减少了碳水 化合物化合物的降解,提高纸浆得率和成浆强度,并 减少喷放时对大气的污染。 (5)锅内高温洗涤,洗涤效率高,降低稀释因子,降 低水耗,黑液浓度高。 (6)纸浆的硬度低,易漂白,漂白化学药品的消耗少, 漂白废水的污染负荷低。