[发明专利]一种化学热磨机械浆的强化预浸渍方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学机械法制浆领域，是对化学热磨机械浆制浆工艺的改进，特别是通过加强化学预浸渍效果来改善化学热磨机械浆的成浆性能，同时降低制浆电耗。

背景技术

化学机械法制浆是20世纪70年代发展起来的一类制浆方法，其基本特征是采用螺旋挤压机对制浆原料进行挤压疏解，并用少量化学药品对原料进行预浸渍，然后主要靠盘磨将其磨制成不同性能的纸浆。由于该工艺中只采用少量的化学药品，因此化学机械法制浆对纤维原料的利用率远大于化学法制浆(得率可达90％以上)，同时产生较少的制浆废水和较低的污染负荷；另外，由于化学预浸渍过程的加入，化学机械法制浆的成浆性能较磨石磨木浆、盘磨机械浆等纯机械浆有了较大的提升，其应用范围更加广泛，甚至可以用于替代一些纸种中的化学浆，以降低纸品的生产成本。所以，化学机械法制浆在投入工业化运营后，就以高效、环保的突出优势而备受世界制浆造纸行业的青睐，成为各国研究和开发的重点方向。经过短短三十几年的发展，全球化机浆产能已经超过600万吨/年，另外还有接近300万吨/年的产能正在建设之中。

该类制浆方法的典型代表是化学热磨机械法制浆工艺(CTMP)，这一工艺从投产至今一直是主流的化学机械法制浆工艺，目前发展较快的碱性过氧化氢机械浆(APMP)和碱性过氧化氢漂白机械浆(PRC-APMP)工艺也是在化学热磨机械浆的基础上开发出来的。

但是，这些化学机械法制浆工艺也有一些共性的缺陷。其一，对原料的适应性较差，特别是不适合采用密度较大的原料，较为理想的原料为密度在0.3～0.4g/cm³范围内的木材，所以木质松软、洁白的杨木是目前公认较为理想的化机浆原料，但是随着化机浆产能的迅速扩张，杨木的供应量已经远远不能满足生产需求。因此，桉木等密度(0.4～0.6g/cm³)较大的木材不得不被用来弥补杨木供应量的不足。由此而带来的问题是，密度较大的原料难以在较短的时间内被化学预浸渍药液浸透并软化，一方面加大了磨浆机的工作负荷，增加磨浆电耗，另一方面使纤维被强行撕裂的几率增大，产生较多的细小纤维，影响成浆质量。虽然通过单纯提高化学浸渍的药品用量可以在一定程度上使上述问题得到改善，但同时也造成制浆废液的污染负荷增加和成浆得率的下降。其二，纤维束问题是化学机械法制浆的痼疾，目前解决这一问题的方法主要是调整磨浆工艺和加大化学浸渍药品用量，其中调整磨浆工艺的效果是较为有限的，而加大化学浸渍药品用量的负面效应也如前面所述。因此，对现有的化学机械法制浆工艺进行有针对性的改进是非常有必要的。

发明内容

本发明通过采用两段化学浸渍并添加渗透剂来加强化学热磨机械浆的化学预浸渍效果，强化对制浆原料的润胀、软化，并以此改善成浆质量、降低磨浆能耗。

本发明的工艺流程如图1所示，具体实施方案如下：

(1)备料：将木材原料用削片机切削成尺寸合格的木片，筛除其中的碎渣和泥沙；

(2)I段化学预浸渍：将木片原料与含有NaOH和渗透剂的浸渍液混合均匀，固液比为1∶3，在80～90℃下浸渍25～40min，NaOH的用量(相当于绝干原料重量的百分比，下同)可根据原料的密度大小在1％～2％的范围内调整，渗透剂用量为0.2～0.5％；

(3)挤压疏解：用螺旋挤压机对I段浸渍后的原料挤压疏解，挤压比为4∶1；

(4)II段化学浸渍：将挤压疏解后的浆料与含有NaOH、Na₂SO₃和渗透剂的浸渍液混合，固液比为1∶4，在110～130℃下浸渍25～40min，NaOH用量为2～4％，Na₂SO₃用量为2～4％，渗透剂用量为0.2～0.5％。

(5)磨浆：用磨浆机将II段浸渍后的浆料磨制成浆，并达到所需游离度；

(6)消潜、筛选：将粗浆消潜并筛选出良浆后备用。

本工艺流程中所述渗透剂为烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一种，均为市售工业原料。

与常规化学热磨机械浆工艺相比，本发明的特点在于：