專利名稱：一種大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙工程技術(shù)，特別是涉及大麻芯桿漂白化學(xué)漿的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
我國的木材資源缺乏，在每年消耗紙漿中，僅有21％為木漿，其中16％靠進(jìn)口，尋求能在質(zhì)量上代替木材纖維的非木材纖維原料，一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。大麻是廣泛適于在我國種植的植物，大麻的韌皮纖維是優(yōu)良的紡織原料，因此大麻又有線麻的俗稱。20世紀(jì)80年代后期，遼寧造紙研究所就開始了大麻造紙的研究。1995年，大麻超微結(jié)構(gòu)的研究被列為遼寧省科學(xué)技術(shù)基金資助項(xiàng)目。近年來，世界大麻中心在沈陽設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)，由沈陽城建通新智能公司建立大麻種植基地，并從事大麻制漿造紙的研究。上述有關(guān)大麻造紙的研究，都著眼于用大麻全稈制取化學(xué)漿或化機(jī)漿。為了更加有效地利用大麻原料，大連輕工業(yè)學(xué)院的研究人員利用大麻芯稈類似于闊葉木的特性，生產(chǎn)APMP化學(xué)機(jī)械漿。其生產(chǎn)過程為首先把大麻芯桿切成一定規(guī)格的料段，接著進(jìn)行70℃熱水浸洗30min處理，然后把料段擠碎處理，接著再采用過氧化氫和氫氧化鈉藥液進(jìn)行熱浸，最后在雙盤磨中進(jìn)行兩道常壓磨漿。由于該方法是通過機(jī)械剪切作用來使原料分散成漿，采用了保留木素式漂白，所以其所得紙漿白度一般不超過60％ISO，強(qiáng)度也較低，只能用于配抄新聞紙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種采用硫酸鹽法蒸煮大麻芯桿制取較高強(qiáng)度的原色漿，然后采用少污染的清潔漂白技術(shù)制備大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿的生產(chǎn)方法，所制得的漂后紙漿白度達(dá)到80％ISO以上，粘度大于600ml/g，滿足用于生產(chǎn)一般文化用紙的要求，而且整個(gè)生產(chǎn)過程中采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)環(huán)境污染小，達(dá)到大麻芯桿制漿蒸煮漂白的清潔生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿的生產(chǎn)方法，包括如下步驟和工藝條件(1)大麻芯桿原料的切斷與蒸煮，將大麻芯桿切斷成2～3cm的料段，經(jīng)過篩選后，采用硫酸鹽法蒸煮制漿，以Na2O計(jì)，蒸煮用堿(氫氧化鈉)量為絕干原料重量的17～19％，硫化度19～20％，液比1∶3～1∶5，最高溫度150～160℃，升溫時(shí)間100～120min，保溫時(shí)間80～100min；蒸煮后紙漿得率48～50％，卡伯值18～22，粘度大于1000ml/g(銅乙二胺法，以下同)(2)將步驟(1)制得的紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素，首先在第一升流塔采用過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，NaOH用量為2～4％，溫度為90～110℃，塔頂壓力0.5～0.7MPa，H2O2用量為0.8～1.2％，MgSO4用量為0.2～0.3％，乙二胺四乙酸(EDTA)用量為0.1～0.3％，時(shí)間為30～40min；然后在第二升流塔進(jìn)行氧脫木素，NaOH的用量為1～2％，溫度為90～110℃，塔頂壓力0.3～0.5MPa，MgSO4用量為0.2～0.3％，時(shí)間30～40min；所述反應(yīng)物的用量百分比為步驟(1)所得絕干漿重量百分比；氧脫木素率50～60％，紙漿粘度大于800ml/g，白度為55～60％ISO，漂損小于3.8％。
(3)將步驟(2)所得紙漿用少量次氯酸鹽進(jìn)行短程序中濃漂白，紙漿濃度為10～12％，有效氯用量為步驟(2)所得絕干漿重量的3～4％，溫度為45～50℃，時(shí)間為100～120min，制得大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿。整個(gè)漂白程序記為(Op/O)H，屬于短程序漂白流程，漂后紙漿白度大于80％ISO，粘度大于600ml/g，滿足抄造一般文化用紙要求，漂損小于4.0％。
根據(jù)制漿造紙工藝技術(shù)，用堿量是指蒸煮時(shí)活性堿(Na2O計(jì))重量對(duì)絕干原料的百分比，硫化度是指蒸煮液中Na2S質(zhì)量(Na2O計(jì))對(duì)活性堿的百分比，液比是指蒸煮時(shí)絕干原料質(zhì)量(kg或T)與蒸煮總液體量體積(L或m3)之比，NaOH用量是指氧脫木素時(shí)NaOH質(zhì)量對(duì)絕干紙漿的百分比。H2O2用量是指氧脫木素時(shí)H2O2質(zhì)量對(duì)絕干紙漿的百分比。塔頂壓力是指氧脫木素反應(yīng)塔內(nèi)頂部壓力，用氯量是指次氯酸鹽漂白時(shí)次氯酸鹽中總有效氯的質(zhì)量對(duì)絕干紙漿的百分比。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)(1)本發(fā)明能充分利用大麻原料，更好的利用大麻芯桿。硫酸鹽法制漿具有脫木素程度高，紙漿強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)；(2)中濃氧脫木素技術(shù)是清潔環(huán)保的漂白技術(shù)，成功應(yīng)用于大麻芯桿制漿生產(chǎn)，其漂白廢液可以完全回收利用，不污染環(huán)境；(3)中濃次氯酸鹽漂白能有效地降低廢水排放量，減少化學(xué)藥品和能源消耗。
(4)本發(fā)明利用大麻芯桿生產(chǎn)出的紙漿能滿足一般文化用紙的要求，漂白過程都在中濃條件下操作，產(chǎn)生廢水量比常規(guī)低濃漂白工藝減少40～50％，產(chǎn)生的COD和BOD減少30～40％，本發(fā)明的漂白用氯量比傳統(tǒng)漂白工藝減少50％以上，產(chǎn)生的可吸附有機(jī)氯化物(AOX)完全滿足我國目前所規(guī)定造紙工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
實(shí)施例1大麻芯桿原料首先用切竹機(jī)切斷成3cm的料段，經(jīng)過篩選后采用硫酸鹽法蒸煮制漿，蒸煮條件為用堿量19％(Na2O計(jì))，硫化度19％(Na2O計(jì))，液比1∶5，最高溫度150℃，升溫時(shí)間120min，保溫時(shí)間80min，蒸煮后紙漿得率49.3％，卡伯值20，粘度大于1073ml/g；所得紙漿經(jīng)洗滌篩選，并用雙網(wǎng)擠漿機(jī)脫水后進(jìn)行氧脫木素，在紙漿中加入NaOH、MgSO4、EDTA、氧氣和H2O2等通過中濃漿泵、中濃混合器混合送入第一升流塔進(jìn)行過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，具體工藝條件為NaOH用量3％，溫度90℃，塔頂壓力0.7MPa，H2O2用量1.2％，MgSO4用量0.2％，EDTA用量0.3％，時(shí)間30min；所得紙漿經(jīng)中濃混合器送入第二升流塔再進(jìn)行氧脫木素處理，工藝條件為NaOH用量2％，溫度90℃，塔頂壓力0.5MPa，MgSO4用量0.2％，時(shí)間30min。氧脫木素率58.82％，紙漿粘度820ml/g，白度為60％ISO，漂損3.8％。氧脫木素后紙漿經(jīng)噴放倉進(jìn)入真空洗漿機(jī)洗滌后加入次氯酸鈉進(jìn)行中濃漂白，其漂白工藝條件為漿濃12％，有效氯用量3％(相當(dāng)于濃度為8％次氯酸鈉溶液32.6kg)，溫度50℃，時(shí)間120min；漂后紙漿白度80.8％ISO，粘度641ml/g，滿足抄造一般文化用紙要求，漂損3.9％。
本實(shí)施例采用中濃氧脫木素漂白技術(shù)，用于大麻芯桿制漿生產(chǎn)，其漂白廢液可以送堿回收車間濃縮后鍛燒，不污染環(huán)境。而且整個(gè)漂白過程都在中濃條件下進(jìn)行，廢水量50m3/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少50％，經(jīng)檢測，產(chǎn)生的COD和BOD分別為22kg/t漿和5kg/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少38％，本實(shí)施例的漂白用氯量為3％，比傳統(tǒng)漂白工藝減少62.5％。
實(shí)施例2大麻芯桿原料，首先用切竹機(jī)切斷成2cm的料段，經(jīng)過篩選后采用硫酸鹽法蒸煮制漿，蒸煮條件為用堿量17％(Na2O計(jì))，硫化度20％(Na2O計(jì))，液比1∶3，最高溫度160℃，升溫時(shí)間120min，保溫時(shí)間90min，蒸煮后紙漿得率48.8％，卡伯值19，粘度1030ml/g；紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素，在第一升流塔采用過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，其工藝條件為NaOH用量2％，溫度110℃，塔頂壓力0.5MPa，H2O2用量1.0％，MgSO4用量0.3％，EDTA用量0.1％，時(shí)間40min；第二塔氧脫木素工藝條件為NaOH用量1％，溫度110℃，塔頂壓力0.3MPa，MgSO4用量0.2％，時(shí)間40min；氧脫木素率55.7％，紙漿粘度836ml/g，白度為56％ISO，漂損3.6％。氧脫木素后紙漿采用少量次氯酸鈉進(jìn)行中濃漂白，其漂白工藝條件為漿濃10％，用氯量4％，溫度45℃，時(shí)間120min；漂后紙漿白度81.5％ISO，粘度648ml/g，滿足抄造一般文化用紙要求，漂損4.0％。該實(shí)施例的工藝過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例采用中濃氧脫木素漂白技術(shù)，用于大麻芯桿制漿生產(chǎn)，其漂白廢液可以送堿回收車間濃縮后鍛燒，不污染環(huán)境。而且整個(gè)漂白過程都在中濃條件下進(jìn)行，廢水量50m3/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少50％，經(jīng)檢測，產(chǎn)生的COD和BOD分別為24kg/t漿和6.5kg/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少35％，本實(shí)施例的漂白用氯量為4％，比傳統(tǒng)漂白工藝減少50％。
實(shí)施例3大麻芯桿原料，首先用切竹機(jī)切斷成2cm的料段，經(jīng)過篩選后采用硫酸鹽法蒸煮制漿，蒸煮條件為用堿量19％(Na2O計(jì))，硫化度20％(Na2O計(jì))，液比1∶3，最高溫度155℃，升溫時(shí)間100min，保溫時(shí)間100min，蒸煮后紙漿得率49.0％，卡伯值19，粘度1060ml/g；紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素，在第一升流塔采用過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，其工藝條件為NaOH用量2％，溫度105℃，塔頂壓力0.55MPa，H2O2用量0.9％，MgSO4用量0.2％，EDTA用量0.2％，時(shí)間40min；第二塔氧脫木素工藝條件為NaOH用量1％，溫度105℃，塔頂壓力0.3MPa，MgSO4用量0.2％，時(shí)間35min；氧脫木素率56.7％，紙漿粘度842ml/g，白度為57％ISO，漂損3.7％。氧脫木素后紙漿采用少量次氯酸鈣進(jìn)行中濃漂白，其漂白工藝條件為漿濃10％，用氯量3％，溫度45℃，時(shí)間110min；漂后紙漿白度80.7％ISO，粘度618ml/g，滿足抄造一般文化用紙要求，漂損3.9％。該實(shí)施例的工藝過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例采用中濃氧脫木素漂白技術(shù)，用于大麻芯桿制漿生產(chǎn)，其漂白廢液可以送堿回收車間濃縮后鍛燒，不污染環(huán)境。而且整個(gè)漂白過程都在中濃條件下進(jìn)行，廢水量50m3/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少50％，經(jīng)檢測，產(chǎn)生的COD和BOD分別為23kg/t漿和6kg/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少36％，本實(shí)施例的漂白用氯量為3％，比傳統(tǒng)漂白工藝減少62.5％。
實(shí)施例4大麻芯桿原料，首先用切竹機(jī)切斷成3cm的料段，經(jīng)過篩選后采用硫酸鹽法蒸煮制漿，蒸煮條件為用堿量18％(Na2O計(jì))，硫化度19％(Na2O計(jì))，液比1∶4，最高溫度155℃，升溫時(shí)間110min，保溫時(shí)間100min，蒸煮后紙漿得率49.8％，卡伯值18，粘度1020ml/g；紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素，在第一升流塔采用過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，其工藝條件為NaOH用量3％，溫度100℃，塔頂壓力0.5MPa，H2O2用量1.1％，MgSO4用量0.2％，EDTA用量0.2％，時(shí)間35min；第二塔氧脫木素工藝條件為NaOH用量1％，溫度100℃，塔頂壓力0.4MPa，MgSO4用量0.2％，時(shí)間40min；氧脫木素率56.7％，紙漿粘度832ml/g，白度為57％ISO，漂損3.6％。氧脫木素后紙漿采用少量次氯酸鉀進(jìn)行中濃漂白，其漂白工藝條件為漿濃10％，用氯量4％，溫度45℃，時(shí)間110min；漂后紙漿白度81.5％ISO，粘度648ml/g，滿足抄造一般文化用紙要求，漂損4.0％。該實(shí)施例的工藝過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例采用中濃氧脫木素漂白技術(shù)，用于大麻芯桿制漿生產(chǎn)，其漂白廢液可以送堿回收車間濃縮后鍛燒，不污染環(huán)境。而且整個(gè)漂白過程都在中濃條件下進(jìn)行，廢水量50m3/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少50％，經(jīng)檢測，產(chǎn)生的COD和BOD分別為24kg/t漿和6.5kg/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少34％，本實(shí)施例的漂白用氯量為4％，比傳統(tǒng)漂白工藝減少50％。
實(shí)施例5大麻芯桿原料，首先用切竹機(jī)切斷成2cm的料段，經(jīng)過篩選后采用硫酸鹽法蒸煮制漿，蒸煮條件為用堿量17％(Na2O計(jì))，硫化度19％(Na2O計(jì))，液比1∶4，最高溫度160℃，升溫時(shí)間110min，保溫時(shí)間100min，蒸煮后紙漿得率48.6％，卡伯值20，粘度1030ml/g；紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素，在第一升流塔采用過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，其工藝條件為NaOH用量3％，溫度110℃，塔頂壓力0.5MPa，H2O2用量0.8％，MgSO4用量0.3％，EDTA用量0.2％，時(shí)間35min；第二塔氧脫木素工藝條件為NaOH用量1％，溫度110℃，塔頂壓力0.3MPa，MgSO4用量0.3％，時(shí)間40min；氧脫木素率56.3％，紙漿粘度831ml/g，白度為57％ISO，漂損3.7％。氧脫木素后紙漿采用少量次氯酸鈣進(jìn)行中濃漂白，其漂白工藝條件為漿濃12％，用氯量4％，溫度50℃，時(shí)間100min；漂后紙漿白度80.8％ISO，粘度624ml/g，滿足抄造一般文化用紙要求，漂損3.9％。該實(shí)施例的工藝過程同實(shí)施例1。
本實(shí)施例采用中濃氧脫木素漂白技術(shù)，用于大麻芯桿制漿生產(chǎn)，其漂白廢液可以送堿回收車間濃縮后鍛燒，不污染環(huán)境。而且整個(gè)漂白過程都在中濃條件下進(jìn)行，廢水量50m3/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少50％，經(jīng)檢測，產(chǎn)生的COD和BOD分別為26kg/t漿和7kg/t漿，比常規(guī)低濃漂白工藝減少32％，本實(shí)施例的漂白用氯量為4％，比傳統(tǒng)漂白工藝減少50％。
權(quán)利要求
1.一種大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟和工藝條件(1)大麻芯桿原料的切斷與蒸煮，將大麻芯桿切斷成2～3cm的料段，經(jīng)過篩選后，采用硫酸鹽法蒸煮制漿，以Na2O計(jì)，蒸煮用氫氧化鈉量為絕干原料重量的17～19％，硫化度19～20％，液比1∶3～1∶5，最高溫度150～160℃，升溫時(shí)間100～120min，保溫時(shí)間80～100min；(2)將步驟(1)制得的紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素，首先在第一升流塔采用過氧化氫強(qiáng)化氧脫木素，NaOH用量為2～4％，溫度為90～110℃，塔頂壓力0.5～0.7MPa，H2O2用量為0.8～1.2％，MgSO4用量為0.2～0.3％，乙二胺四乙酸(EDTA)用量為0.1～0.3％，時(shí)間為30～40min；然后在第二升流塔進(jìn)行氧脫木素，NaOH的用量為1～2％，溫度為90～110℃，塔頂壓力0.3～0.5MPa，MgSO4用量為0.2～0.3％，時(shí)間30～40min；所述反應(yīng)物的用量為步驟(1)所得絕干漿重量百分比；(3)將步驟(2)所得紙漿用少量次氯酸鹽進(jìn)行短程序中濃漂白，紙漿濃度為10～12％，有效氯用量為步驟(2)所得絕干漿重量的3～4％，溫度為45～50℃，時(shí)間為100～120min，制得大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟(3)的次氯酸鹽包括次氯酸鈣、次氯酸鈉、次氯酸鉀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大麻芯桿漂白化學(xué)紙漿的生產(chǎn)方法。該方法包括如下步驟(1)大麻芯桿原料的切斷與蒸煮，將大麻芯桿切斷成2～3cm的料段，經(jīng)過篩選后，采用硫酸鹽法蒸煮制漿；(2)將步驟(1)制得的紙漿經(jīng)洗滌篩選后進(jìn)行氧脫木素；(3)將步驟(2)所得紙漿用少量次氯酸鹽進(jìn)行短程序中濃漂白。本發(fā)明采用的中濃氧脫木素技術(shù)是清潔環(huán)保的漂白技術(shù)，其漂白廢液可以完全回收利用，不污染環(huán)境，同時(shí)應(yīng)用中濃次氯酸鹽漂白能有效地降低廢水排放量，減少化學(xué)藥品和能源消耗，還能充分利用大麻原料，更好地利用大麻芯桿。硫酸鹽法制漿具有脫木素程度高，紙漿強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明生產(chǎn)出的紙漿能滿足一般文化用紙的要求。
文檔編號(hào)D21C9/14GK1811055SQ200610033930
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者陳克復(fù), 莫立煥, 李軍, 楊仁黨, 陳奇峰 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)