姚獻(xiàn)平 鄭麗萍

（中國(guó)造紙化學(xué)品工業(yè)協(xié)會(huì) 國(guó)家造紙化學(xué)品工程技術(shù)研究中心杭州市化工研究院, 浙江 杭州 310014）

加強(qiáng)造紙化學(xué)品重點(diǎn)課題與應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)

姚獻(xiàn)平 鄭麗萍

（中國(guó)造紙化學(xué)品工業(yè)協(xié)會(huì) 國(guó)家造紙化學(xué)品工程技術(shù)研究中心杭州市化工研究院, 浙江 杭州 310014）

根據(jù)我國(guó)造紙工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)，建議造紙化學(xué)品行業(yè)要加強(qiáng)再生紙專用化學(xué)品、廢水綜合治理專用化學(xué)品、高檔紙和特種紙專用化學(xué)品、以及造紙化學(xué)品清潔生產(chǎn)工藝和應(yīng)用技術(shù)裝備的研究與開發(fā)。

造紙專用化學(xué)品 清潔生產(chǎn)工藝 應(yīng)用技術(shù)與裝備

0 前 言

當(dāng)前，我國(guó)造紙工業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)量已居全球首位。紙機(jī)大型化、高速化發(fā)展趨勢(shì)明顯。但是，也面臨著資源、能源、環(huán)境、結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)提升等共性技術(shù)瓶頸制約。造紙化學(xué)品行業(yè)是為造紙工業(yè)服務(wù)的行業(yè)，也是造紙工業(yè)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)行業(yè)。國(guó)家當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域指南，將造紙化學(xué)品列入新材料領(lǐng)域[1]，給予高度重視。造紙化學(xué)品行業(yè)能夠?yàn)樵旒埞I(yè)提高紙張質(zhì)量，節(jié)約纖維等原料，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約水資源消耗，減輕環(huán)境污染，促進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面發(fā)揮重要和關(guān)鍵的作用。針對(duì)當(dāng)前我國(guó)造紙工業(yè)的現(xiàn)狀和國(guó)情，建議造紙化學(xué)品行業(yè)特別要加強(qiáng)下述重點(diǎn)課題和應(yīng)用技術(shù)與裝備的研究與開發(fā)。

1 當(dāng)前急需加強(qiáng)開發(fā)的一些重點(diǎn)課題

1.1 再生紙專用化學(xué)品的研究與開發(fā)

我國(guó)森林資源只有世界平均水平的四分之一不到，作為造紙主要原料的木材資源緊缺。因此，我國(guó)再生紙?jiān)鲩L(zhǎng)快速，但再生紙專用化學(xué)品嚴(yán)重缺乏，急需加強(qiáng)研發(fā)。我國(guó)造紙以非木材纖維和廢紙纖維為主，木材纖維僅占22%，且絕大部分依賴進(jìn)口。其中，再生纖維已占63%的大比重。由于廢紙纖維受印刷、使用、光照、霉變等因素的影響，存在纖維強(qiáng)度低、細(xì)小纖維多、雜化學(xué)物含量高等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響再生紙張的抄造與產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。而且,我國(guó)的廢紙來源復(fù)雜,有美廢、歐廢、日廢和國(guó)廢，不同的廢紙?jiān)腺|(zhì)量差距很大，有的纖維已經(jīng)過多次的重復(fù)回用，加上不同的紙種、不同的紙機(jī)、不同的原料配比，迫切需要開發(fā)適用于不同紙種、紙機(jī)的再生紙專用化學(xué)品。再生紙的開發(fā)意義重大，據(jù)報(bào)道，每利用1噸廢紙漿可以節(jié)約4～5 m3木材，1.0～1.5 t煤，約100 m3水，300～800 kg化工原料，減少空氣污染75%，水污染35%。也正因?yàn)閺U紙利用的意義如此重大，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)廢紙的回用已開始立法，我國(guó)人大常委會(huì)已率先在辦公用紙中采用再生紙。近年來，我國(guó)廢紙利用率大大提高，但廢紙?jiān)偕鷮Ｓ没瘜W(xué)品嚴(yán)重滯后，再生紙質(zhì)量差、能耗高、廢水排放量大等問題沒有根本解決，急需加強(qiáng)新型高效脫墨、增強(qiáng)、助留、助濾劑、表面施膠和涂布等專用化學(xué)品的研究與開發(fā)，盡快使我國(guó)的廢紙?jiān)偕夹g(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

1.2 廢水綜合治理專用化學(xué)品的研究與開發(fā)

針對(duì)我國(guó)造紙工業(yè)廢水污染嚴(yán)重，迫切需要開發(fā)廢水綜合治理專用關(guān)鍵化學(xué)品和應(yīng)用技術(shù)。造紙工業(yè)既是用水大戶又是水污染大戶。目前，1座年產(chǎn)10萬t的造紙廠，每日耗水量15 000～30 000 m3。我國(guó)造紙污水治理技術(shù)相對(duì)落后，噸紙耗水量高達(dá)50～100 m3，而發(fā)達(dá)國(guó)家造紙的噸紙耗水量只有10～20 m3，差距十分明顯。我國(guó)造紙工業(yè)污水排放量約占全國(guó)污水排放量的三分之一，環(huán)保壓力巨大。

造紙廢水綜合治理專用關(guān)鍵化學(xué)品，需要化學(xué)與生物、有機(jī)與無機(jī)、合成與復(fù)配等技術(shù)的集成創(chuàng)新，需要源頭治理與末端治理相結(jié)合。在源頭治理方面要重點(diǎn)開發(fā)新型高效助留助濾劑及應(yīng)用技術(shù)，盡可能將細(xì)小纖維和填料等造紙?jiān)牧媳Ａ粼诩埳?，同時(shí)提高紙張的質(zhì)量；在末端治理方面，要開發(fā)高效廢水處理化學(xué)品及其應(yīng)用技術(shù)和裝備。從而努力使造紙工業(yè)噸紙的用水量、排水量降到國(guó)際先進(jìn)水平。

1.3 高檔紙和特種紙專用造紙化學(xué)品的研究與開發(fā)

針對(duì)我國(guó)造紙工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，高檔紙少，特種紙開發(fā)技術(shù)落后，迫切需要加強(qiáng)高檔紙和特種紙專用造紙化學(xué)品的研究開發(fā)。高檔紙、特種紙是緊俏產(chǎn)品，也是造紙工業(yè)的高利潤(rùn)區(qū)。我國(guó)高檔紙和特種紙品種少，國(guó)外的品種有1 000多種，而國(guó)內(nèi)只有600余種，尤其需要加快轉(zhuǎn)型升級(jí)。高檔紙和特種紙主要依賴于造紙化學(xué)品，特別是提高紙張表面強(qiáng)度、印刷適性的表面關(guān)鍵化學(xué)品，以天然可再生資源為原料的環(huán)保型涂布化學(xué)品，以及高檔生活用紙、技術(shù)和文化用紙、工業(yè)用紙等特種紙專用化學(xué)品的研究與開發(fā)。

1.4 造紙化學(xué)品清潔生產(chǎn)工藝的研究開發(fā)和推廣

造紙化學(xué)品品種門類多，我國(guó)起步晚，發(fā)展快，但對(duì)造紙化學(xué)品的環(huán)保問題還沒有引起足夠的重視，有不少企業(yè)存在環(huán)保問題。根據(jù)當(dāng)前行業(yè)存在的環(huán)保問題，要加強(qiáng)開展造紙化學(xué)品清潔生產(chǎn)工藝的研究開發(fā)和推廣，重點(diǎn)開展變性淀粉、聚丙烯酰胺、施膠劑等幾個(gè)大類化學(xué)品的環(huán)保技術(shù)及清潔生產(chǎn)工藝的研究開發(fā)和成果推廣。

2 要加強(qiáng)造紙化學(xué)品應(yīng)用技術(shù)及專用設(shè)備的研究與開發(fā)

從某種意義上說，造紙化學(xué)品的應(yīng)用技術(shù)比合成技術(shù)更加重要。不同的紙機(jī)，不同的紙種，不同的纖維配比，不同的化學(xué)配伍，甚至不同的水質(zhì)其應(yīng)用效果與效益大為不同，涉及多門類、多學(xué)科的知識(shí)，且有極強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性，真正掌握起來難度較大。應(yīng)用技術(shù)是一種以低的成本換取高效益的技術(shù)，發(fā)達(dá)國(guó)家的造紙化學(xué)品制造廠非常重視應(yīng)用研究，一般均有自己的產(chǎn)品應(yīng)用專家和實(shí)驗(yàn)室，一些大型骨干企業(yè)還有小型造紙機(jī)，涂布機(jī)等專用試驗(yàn)設(shè)備。中國(guó)的造紙?jiān)?、紙機(jī)工藝與發(fā)達(dá)國(guó)家有著很大的差別。例如我國(guó)大量采用的草漿和廢紙漿中的雜化學(xué)物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重地干擾化學(xué)品的正常應(yīng)用，需要專用的化學(xué)品和相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)，否則難以達(dá)到理想的效果。我們不僅要對(duì)紙漿的電位、化學(xué)組份及化學(xué)品的配伍等進(jìn)行深入的研究，還要選擇一些典型的紙機(jī)、紙種和企業(yè)進(jìn)行推廣，同時(shí)還要加強(qiáng)技術(shù)咨詢和服務(wù)工作，使造紙企業(yè)真正取得效益。另一方面我們還要加強(qiáng)符合國(guó)情的造紙化學(xué)品專用設(shè)備的研究。我國(guó)目前造紙化學(xué)品的添加工藝設(shè)備也十分落后，以間歇式和人工操作為主，無法滿足當(dāng)前對(duì)紙張質(zhì)量的要求。因此，對(duì)造紙化學(xué)品應(yīng)用工藝設(shè)備的研究應(yīng)該是今后的重要課題。

2.1 濕部綜合應(yīng)用技術(shù)

造紙化學(xué)品的濕部綜合應(yīng)用技術(shù)是指：在使用濕部造紙化學(xué)品時(shí)，與造紙化學(xué)品應(yīng)用技術(shù)密切相關(guān)的添加方法；各種造紙化學(xué)品（如變性淀粉、松香、明礬、PAM、AKD、增白劑、染色劑、消泡劑等）的相互協(xié)調(diào)；紙機(jī)操作條件與工藝的相應(yīng)變化等較為復(fù)雜的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。紙廠只有正確掌握了造紙化學(xué)品的濕部綜合應(yīng)用技術(shù)，才能取得最佳的濕部使用效果。濕部綜合應(yīng)用技術(shù)主要包括：

（1）正確選用好濕部造紙化學(xué)品。造紙化學(xué)品品種牌號(hào)很多，性能特征差異很大，即使是同一類產(chǎn)品也有不同的指標(biāo)和不同的應(yīng)用范圍，造紙企業(yè)必須向造紙化學(xué)品企業(yè)詳細(xì)了解，甚至需要造紙化學(xué)品企業(yè)提供必要的技術(shù)服務(wù)支持。如了解產(chǎn)品的功能特性、指標(biāo)；了解在同類紙中的應(yīng)用情況；了解生產(chǎn)廠的技術(shù)管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定情況；雙方技術(shù)人員交流研討、共同議定應(yīng)用方案等。

（2）采取最佳的添加方法。一個(gè)好的產(chǎn)品還要有正確的應(yīng)用方法加以保證。若使用不當(dāng)，不僅難以取得好的應(yīng)用效果，反而會(huì)影響紙的抄造。如：造紙化學(xué)品溶解不完全，會(huì)影響應(yīng)用效果，甚至產(chǎn)生粘缸、粘網(wǎng)的現(xiàn)象；添加濃度過濃，會(huì)使紙漿與纖維結(jié)合不均勻，造成局部嚴(yán)重絮凝，紙頁(yè)不勻，強(qiáng)度下降。此外，添加量、添加地點(diǎn)、添加順序等都會(huì)影響應(yīng)用效果。所以找到最佳添加方法很重要。

（3）注意與其他化學(xué)品的相互協(xié)調(diào)作用。造紙化學(xué)品品種很多，在造紙復(fù)雜的濕部體系中各種造紙化學(xué)品都能產(chǎn)生相互協(xié)調(diào)作用。如陰離子松香膠依賴于明礬的陽(yáng)離子特性定著在纖維上而起施膠作用；填料靠助留劑來提高留著率以及陰陽(yáng)化學(xué)品相互協(xié)調(diào)等。

（4）重視造紙化學(xué)品應(yīng)用與造紙工藝參數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)。無論生產(chǎn)何種紙，紙廠都有自己相應(yīng)的制造工藝。如漿料的配比、打漿度、施膠劑的用量及紙機(jī)車速、蒸汽壓力、定量、水分等，工藝參數(shù)都應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。然而濕部造紙化學(xué)品的應(yīng)用將會(huì)對(duì)上述工藝參數(shù)產(chǎn)生了相應(yīng)的改變。因此，要達(dá)到最佳的應(yīng)用效果，還必須對(duì)造紙工藝參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（5）綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。造紙化學(xué)品的應(yīng)用過程還要進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，如留著率分析、質(zhì)量效益分析、節(jié)能降耗分析、環(huán)保影響分析及成本分析等，力求取得最佳的應(yīng)用效果與效益，并通過分析進(jìn)一步改進(jìn)和完善添加工藝。造紙化學(xué)品濕部綜合應(yīng)用技術(shù)是一種以低的成本換取高效益的技術(shù)，值得我們?nèi)ゲ粩嗵剿骱桶l(fā)現(xiàn)。

2.2 層間增強(qiáng)技術(shù)

層間增強(qiáng)化學(xué)品主要為層間噴霧淀粉，是20世紀(jì)70年代初才發(fā)展起來的，但增長(zhǎng)速度很快，約為造紙淀粉總用量的5%。

噴霧淀粉最初是為提高板紙的層間結(jié)合力而開發(fā)的。近年來發(fā)展特別迅速，在應(yīng)用紙種上已不再局限于板紙，開始擴(kuò)大到厚紙中；在應(yīng)用目的上已不再局限于提高層間結(jié)合力，還廣泛用來提高挺度、環(huán)壓強(qiáng)度及表面強(qiáng)度。應(yīng)用結(jié)果證明，紙張強(qiáng)度的提高幅度明顯地取決于添加淀粉的方法，采用噴霧淀粉及其應(yīng)用技術(shù)，是提高板紙、厚紙的挺度、環(huán)壓強(qiáng)度和層間結(jié)合強(qiáng)度的最有效方法。

與濕部添加技術(shù)對(duì)比，淀粉噴霧雖不具備對(duì)細(xì)小纖維與填料的助留、助濾作用，但其增強(qiáng)效果絕不亞于漿內(nèi)添加，尤其對(duì)于雜離子含量較高的紙漿（如磨木漿、廢紙漿、草漿等），其增強(qiáng)效果明顯優(yōu)于濕部添加，且噴霧淀粉比漿內(nèi)添加淀粉有更高的留著率；與表面施膠比較，雖在改善紙和紙板表面性能等方面不及表面施膠，但在提高紙張內(nèi)結(jié)合力方面，卻優(yōu)于表面施膠，而且不需要施膠壓榨后的干燥工段，對(duì)于沒有施膠壓榨的紙機(jī)尤其適用。在提高紙板和厚紙挺度、環(huán)壓強(qiáng)度、層間結(jié)合強(qiáng)度方面，淀粉噴霧技術(shù)，更是一種行之有效的方法，是濕部添加與表面施膠所無法達(dá)到的。當(dāng)然，如果將濕部添加、淀粉噴霧以及表面施膠等結(jié)合起來，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，就能取得更理想的效果，也是目前造紙發(fā)達(dá)國(guó)家常用的技術(shù)。層間增強(qiáng)技術(shù)主要包括噴霧工藝、噴霧方法、噴霧地點(diǎn)、噴霧量等。

2.3 表面施膠技術(shù)

表面施膠主要是為了增加紙頁(yè)的表面強(qiáng)度，并獲得良好的印刷適性，此外還能提高耐破度、耐折度、抗張力、環(huán)壓強(qiáng)度等紙張物理強(qiáng)度指標(biāo)，有些表面施膠劑還能賦予紙張抗堿抗酸等特性。主要有：

（1）表面施膠劑的選用。適用于表面施膠的淀粉主要有：熱或熱化學(xué)轉(zhuǎn)化淀粉、酸改性淀粉、氧化淀粉、酶轉(zhuǎn)化淀粉、乙?；矸?、羥烷基（丙基或乙基）淀粉、陰離子型雙變性淀粉、陽(yáng)離子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉等[2]。由于表面施膠淀粉用量大，我國(guó)多數(shù)造紙企業(yè)采用價(jià)格便宜的變性淀粉，如氧化淀粉等。近年來，隨著環(huán)保的需要及數(shù)碼用紙的發(fā)展等，高留著綠色表面施膠淀粉，正迅速得到推廣。

高留著型表面施膠淀粉與普通表面施膠淀粉對(duì)比有著明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要有：

①可減少至少15%的施膠淀粉濃度，進(jìn)而可以減少紙機(jī)蒸汽使用量。

②可明顯增加表面強(qiáng)度，若在保持原有強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，則可增加填料比例2%～4%，進(jìn)而降低造紙成本。

③能明顯改善紙機(jī)運(yùn)行性能，減少紙機(jī)斷頭。

④能明顯改善留著。高留著表面施膠淀粉在再制漿時(shí)90%以上保留在纖維上，并起到助留作用，可減少助留劑用量20%～30%，減少施膠劑用量10%。

⑤能明顯改善白水循環(huán)系統(tǒng)，減少抄紙用水量。

⑥可明顯降低造紙白水污染負(fù)荷（BOD減少50%以上）。

⑦改善印刷適性，使色彩更鮮艷，使色彩密度更高，還可以減少糊版現(xiàn)象。

⑧綜合經(jīng)濟(jì)成本低，在高檔文化用紙中尤為適用。

（2）表面施膠裝置的選用。表面施膠裝置主要有施膠壓榨、門輥施膠和薄膜施膠三種。門輥施膠和薄膜施膠是近年來新發(fā)展起來的。針對(duì)不同的施膠裝置，應(yīng)用技術(shù)與工藝也有所不同。

（3）表面施膠中化學(xué)品的共用技術(shù)。通常的表面施膠，一般只用變性淀粉。為了適應(yīng)不同紙張性能的需要，現(xiàn)在表面施膠中已越來越多地采用共用技術(shù)，例如：

①欲提高紙張的抗水性，可以將淀粉與脲醛樹脂UF，中性施膠劑AKD、ASA，分散松香膠等提高抗水性的化學(xué)品共用施膠，效果相當(dāng)明顯。這種方法往往用于高抗水性紙張中。

②欲提高紙張的抗油性，可以將淀粉與含氟抗油樹脂、PVA等共用，提高抗油性，抗油紙更多的被使用到食品包裝用紙中。

③欲提高耐熱性能，可以將淀粉與苯乙烯-馬來酸酐共聚物等一些耐熱化學(xué)品共用。

④欲提高表面強(qiáng)度，可以將淀粉與丙烯酸-馬來酸酐共聚物等一些高分子聚合物共用，這在文化用紙中相當(dāng)普遍。

⑤其他如提高白度、不透明度、平滑度等，可以在淀粉膠中加入增白劑、填料等原料。

共用表面施膠技術(shù)發(fā)展很快，彩色噴墨化學(xué)品就是一個(gè)多種化學(xué)品共用的組合配方，通過薄膜施膠，就可實(shí)現(xiàn)彩色噴墨打印紙制造的目標(biāo)。

表面施膠是一套復(fù)雜的造紙技術(shù)，內(nèi)容極其豐富，這里只能擇主要而介紹。

2.4 涂布技術(shù)

由于涂布紙的需要及生產(chǎn)涂布紙機(jī)的多樣性，涂布是造紙工業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)，不僅是因?yàn)橥坎蓟瘜W(xué)品品種多，配方復(fù)雜，還因?yàn)橥坎脊に嚰夹g(shù)要求高。

涂布化學(xué)品主要有顏料、膠黏劑和其他化學(xué)品三大類。

（1）顏料：主要有高嶺土、瓷土、緞白、碳酸鈣、二氧化鈦等，其中，高嶺土和瓷土是最常用的顏料，顏料的物化指標(biāo)如顆粒直徑、白度、晶體形狀等對(duì)涂布配方有較大的影響.

（2）黏合劑：主要有合成膠乳（SB、SA、PVA等）、變性淀粉、干酪素、豆蛋白等。一般用于表面施膠的淀粉通常也可以用于涂布，但黏度要求更低，穩(wěn)定性要求更好。由于合成膠乳價(jià)高且存在氣味重、難以生物降解等環(huán)保問題，近年來可完全生物降解且性能優(yōu)異的生物膠乳已開發(fā)成功，能替代2～3份合成膠乳，可較大幅度地降低成本和環(huán)境污染。

（3）功能性添加劑：主要有涂布分散劑、抗水劑、潤(rùn)滑劑、防腐劑、消泡劑等，限于篇幅不再一一介紹。

2.5 淀粉連續(xù)蒸煮器

淀粉連續(xù)式蒸煮器是變性淀粉的重大應(yīng)用裝備。由于變性淀粉應(yīng)用時(shí)必須經(jīng)過加熱糊化、稀釋、計(jì)量、添加等工藝。目前我國(guó)大多數(shù)造紙企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的間歇式蒸煮器為主。間歇式淀粉蒸煮存在能力小、耗能高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、蒸煮條件不易控制、淀粉容易團(tuán)聚、黏度容易產(chǎn)生波動(dòng)、淀粉糊化效率低、糊液分散性能和應(yīng)用性能易受影響等缺點(diǎn)。尤為突出的是，傳統(tǒng)的間歇式蒸煮系統(tǒng)蒸煮時(shí)間長(zhǎng)（一般每蒸煮一鍋淀粉糊液需要1 ～ 2 h），日處理能力低（1 ～ 10 t），已經(jīng)不能夠適應(yīng)大型紙機(jī)連續(xù)化、大劑量的使用需求（目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的高速紙機(jī)車速已經(jīng)達(dá)到1 500 ～ 2 000 m/min，日用淀粉蒸煮需求量在40 ～ 60 t）。隨著紙廠技術(shù)裝備水平的快速提升，紙廠單機(jī)產(chǎn)量和運(yùn)行效率大幅提高，而以前國(guó)內(nèi)沒有生產(chǎn)變性淀粉連續(xù)式蒸煮設(shè)備的專業(yè)廠家，造紙企業(yè)不得不花費(fèi)上百萬元的資金用來進(jìn)口淀粉連蒸設(shè)備。近年來，杭州紙友科技已成功開發(fā)該設(shè)備，累計(jì)已提供數(shù)十家紙廠應(yīng)用日蒸煮淀粉能力為5～60 t的各種型號(hào)淀粉連續(xù)蒸煮設(shè)備，見圖1。

圖1 杭州紙友科技公司開發(fā)的不同類型淀粉連續(xù)蒸煮器

造紙用淀粉連續(xù)蒸煮技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)，一方面它將為變性淀粉企業(yè)提供更好的發(fā)展條件，更重要的是，它將顯著提升造紙企業(yè)化學(xué)品應(yīng)用裝備的現(xiàn)代化水平，提高濕部、表面、涂布淀粉的應(yīng)用效果，降低綜合運(yùn)行成本，改善紙機(jī)運(yùn)行效率等。由于淀粉連蒸器的發(fā)明和推廣普及，現(xiàn)代化的大中型紙廠紛紛將淀粉的糊化和添加工藝及設(shè)備與紙機(jī)的設(shè)計(jì)同時(shí)考慮，使淀粉的應(yīng)用變得更為簡(jiǎn)單實(shí)用，且可自動(dòng)控制。這是一項(xiàng)值得大力發(fā)展和推廣的新技術(shù)。

2.6 造紙化學(xué)品噴射混合裝置

濕部造紙化學(xué)品噴射混合技術(shù)最早在芬蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家得到應(yīng)用。近年來，國(guó)內(nèi)少數(shù)大型紙機(jī)也引進(jìn)了該技術(shù)。這些紙機(jī)在使用了這套技術(shù)以后，紙機(jī)濕部的關(guān)鍵的工藝指標(biāo)，如首程留著率、成紙灰分含量、白水封閉循環(huán)水平、化學(xué)品平均耗用量等都明顯好于未采用該技術(shù)的企業(yè)。但是由于該進(jìn)口設(shè)備售價(jià)高、技術(shù)保密等原因，國(guó)內(nèi)還很少有造紙企業(yè)能夠應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。

傳統(tǒng)的化學(xué)品添加方式是將化學(xué)品添加在造紙流程的混合池、成漿池（流漿箱前10 ～ 30 min）等不同部位，絕大多數(shù)的造紙化學(xué)品如淀粉、填料、中性施膠劑ASA（或AKD）、干、濕增強(qiáng)劑，固著劑、松香、染料，燒堿等都在這些位置加入。少數(shù)的造紙化學(xué)品在沖漿泵進(jìn)口或出口（流漿箱唇板前15～30 s）位置加入，如染料、消泡劑、填料、膨潤(rùn)土、助留劑聚合物、施膠劑等。這些添加方式都選擇在壓力篩之前加入，其目的是希望利用壓力篩的強(qiáng)制混合作用提高化學(xué)品的混合效率。這種混合方式通常需要30 s～30 min的時(shí)間，并普遍存在混合不均勻、用量大等問題。

同時(shí)，如果造紙化學(xué)品加入點(diǎn)離流漿箱太遠(yuǎn)，漿料中的干擾膠體物質(zhì)對(duì)造紙化學(xué)品的破壞作用就越大。例如新鮮的高白填料會(huì)“變臟”，紙張的白度就會(huì)下降；造紙化學(xué)品到達(dá)干紙頁(yè)的單程留著率會(huì)低于50%，另外50%則重新進(jìn)入循環(huán)回路。造紙化學(xué)品再循環(huán)次數(shù)增加，將使網(wǎng)部白水系統(tǒng)復(fù)雜化，化學(xué)反應(yīng)和濕部表面化學(xué)反應(yīng)的不確定性增加。當(dāng)這種情況達(dá)到或超過系統(tǒng)的不平衡點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)的潔凈度將明顯降低，沉積物將迅速積聚，導(dǎo)致斷紙，糊網(wǎng)等抄造障礙。這種情況下，整個(gè)白水循環(huán)系統(tǒng)將不得不排入污水治理系統(tǒng)，重新使用新鮮的清水。

造紙化學(xué)品噴射混合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目的。它的基本原理是從漿料主管路中抽出一部分漿料，通過增壓泵加壓后，重新以射流狀態(tài)回到漿料主管路中，在射流形成后的短暫瞬間，造紙化學(xué)品與該股流體完成混合稀釋并形成新的渦流流體。

這種技術(shù)目前已經(jīng)在國(guó)際上大型現(xiàn)代化紙機(jī)上得到了應(yīng)用，并體現(xiàn)了明顯的技術(shù)優(yōu)越性。

噴射混合裝置的主要技術(shù)指標(biāo)：

（1）噴射流與化學(xué)品流接觸時(shí)間：0.1～ 0.5 s。

（2）化學(xué)品形成均勻分散面所需時(shí)間：2～5s。

（3）管路橫截面平均混合偏差值：小于15%。

（4）化學(xué)品添加的量程范圍：0.5～3 L/s。

與傳統(tǒng)混合裝置應(yīng)運(yùn)效果比較，見圖2。

圖2 噴射混合器與傳統(tǒng)混合裝置的應(yīng)用效果比較

3 結(jié)束語(yǔ)

近年來，造紙化學(xué)品已在我國(guó)造紙工業(yè)中逐步推廣開來，并取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)，但我國(guó)造紙化學(xué)品的開發(fā)與應(yīng)用研究總體水平還較低，尤其是造紙化學(xué)品專用產(chǎn)品與應(yīng)用技術(shù)和裝備的研發(fā)與發(fā)達(dá)國(guó)家比較差距還比較明顯，迫切需要大力加強(qiáng)[3]。目前，相信我國(guó)多數(shù)造紙企業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用造紙化學(xué)品，但并不一定已找到最佳的工藝參數(shù)與方法，還有待進(jìn)一步探索和提高。造紙化學(xué)品的開發(fā)和應(yīng)用都是無止境的，我們一定要加強(qiáng)與我國(guó)造紙的國(guó)情緊密結(jié)合；加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用緊密地結(jié)合，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用的緊密結(jié)合，共同突破我國(guó)造紙工業(yè)面臨的諸多瓶頸制約。只有這樣，才會(huì)給造紙和造紙化學(xué)品行業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，也才會(huì)真正提升我國(guó)造紙和造紙化學(xué)品行業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用的水平。

[1] 國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、商務(wù)部、知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2011年第10號(hào)公告《當(dāng)前國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》

[2] 姚獻(xiàn)平,鄭麗萍．淀粉衍生物及其在造紙中的應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：中國(guó)輕工出版社, 1999．

[3] 姚獻(xiàn)平．對(duì)我國(guó)造紙化學(xué)品“十二五”發(fā)展的思考和建議[J]．造紙化學(xué)品,2011，23（3）1-4．

Strengthen Research and Development of Key Topics and Application Technology of Papermaking Chemicals

YAO Xianping，ZHENG Liping

（National Eng.& Tech. Research Center For Paper Chemicals，Hangzhou Research Institute of Chemical Technology，Hangzhou Papermate Science & Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 310014， China）

According to the development status and characteristics of China's paper industry, this paper proposes to strengthen the research and development of specialty chemicals on recycled paper, wastewater comprehensive management, high-grade paper, special paper, and clean production technology of papermaking chemicals and application technology and equipment.

paper specialty chemicals; clean production technology; application technology and equipment

姚獻(xiàn)平 男 教授級(jí)高工 國(guó)務(wù)院特殊津貼獲得者，中國(guó)造紙化學(xué)品工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)，國(guó)家造紙化學(xué)品工程技術(shù)研究中心主任，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)理事，浙江省特級(jí)專家，杭州市化工研究院院長(zhǎng)，長(zhǎng)期從事造紙化學(xué)品和淀粉衍生物的研究開發(fā)工作，為十一屆全國(guó)人大代表。E-mail:hhsszb@mail．hz．zj．cn。

鄭麗萍 女 教授級(jí)高工 國(guó)務(wù)院特殊津貼獲得者，全國(guó)“三八”紅旗手，國(guó)家造紙化學(xué)品工程技術(shù)研究中心副主任，中國(guó)造紙化學(xué)品工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)造紙學(xué)會(huì)首屆優(yōu)秀青年科技工作者，杭州市杰出人才，杭州紙友科技公司總經(jīng)理，長(zhǎng)期從事造紙化學(xué)品和變性淀粉的研究開發(fā)工作，為杭州市女企業(yè)家協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，杭州市八、九、十屆政協(xié)委員。E-mail:zlp@hzzykj．cn。