權(quán)利要求書

1.一種全棉稈原料生產(chǎn)漂白化機(jī)漿預(yù)處理工藝，其特征在于：

其預(yù)處理工藝步驟為：

（1）棉稈原料準(zhǔn)備：對棉稈原料洗凈泥沙、摘除棉桃及枝葉；

（2）NaOH、草酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、草酸鉀或過氧化鈉預(yù)處理：添加為棉稈原料質(zhì)量的0.5%～1.0%的NaOH或添加為棉稈原料質(zhì)量的1.0%～2.0%的草酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、草酸鉀或過氧化鈉并與棉桿原料混合，加水稀釋使原料液比為 1∶4，在 80～90℃溫度條件下浸漬 25～35 min；

（3）進(jìn)行I段螺旋擠壓：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）進(jìn)行I段化學(xué)浸漬：同時向棉稈原料中添加為棉稈原料質(zhì)量 3.0%的 NaOH、2%的 H2O2、2%的Na2SiO3、0.5%的 DTPA，在 65～75 ℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（5）II段螺旋擠壓疏解：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）進(jìn)行II段化學(xué)浸漬：同時添加為棉稈原料質(zhì)量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 Na2SiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（7）在磨漿機(jī)上進(jìn)行高濃磨漿：磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa；

（8）補(bǔ)充漂白：向磨漿后所產(chǎn)生的漿液內(nèi)同時添加為棉稈原料質(zhì)量1.2%的NaOH、3.0%的H2O2、1.1%的 Na2SiO3，0.3%的 DTPA， 充分混合攪拌；

（9）篩選：過0.15 mm縫篩，良漿消潛備用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種制漿造紙領(lǐng)域，尤其一種適用于APMP制漿工藝的全棉稈原料生產(chǎn)漂白化機(jī)漿預(yù)處理工藝。

背景技術(shù)

木材原料的高得率制漿技術(shù)在國內(nèi)外均具有較長的發(fā)展歷史，其制漿方法從早期的磨石磨木漿、木片磨木漿發(fā)展到后來的CTMP，所采用的原料主要為各種針葉木材，產(chǎn)品主要用于新聞紙生產(chǎn)。在最近的幾十年中，隨著造紙技術(shù)的不斷進(jìn)步，帶補(bǔ)充漂白的TMP、BCTMP以及APMP和改型的 PRC-APMP等新的生產(chǎn)工藝不斷產(chǎn)生，生產(chǎn)原料也從最初的馬尾松、云衫等針葉材擴(kuò)展到桉木、楊木、楓木等闊葉材以及少量的棉、麻全稈，其產(chǎn)品的應(yīng)用范圍亦不斷拓展，除原有的新聞紙、紙板、瓦楞原紙和衛(wèi)生紙外，在銅版紙、LWC紙、白卡紙等高級紙張中的應(yīng)用也不斷獲得成功的范例。以TMP和CTMP為例，其產(chǎn)品質(zhì)量如表1所示。

表1 云衫、楊木化機(jī)漿質(zhì)量指標(biāo)

我國在20世紀(jì)80年代末和90年代初對于棉稈等非木材原料的化學(xué)漿、半化漿應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究研究工作，由于棉稈材質(zhì)致密程度差異較大，不利于備料和蒸煮液的均勻滲透以及漂白困難(棉稈化學(xué)漿經(jīng)過兩段次氯酸鹽漂后的ISO白度可達(dá)到70%)等問題，棉稈的應(yīng)用范圍具有一定的局限性，特別是限制了棉稈原料在高白度文化紙張中的應(yīng)用。

國內(nèi)的非木材原料化機(jī)漿生產(chǎn)工藝研究工作目前尚處于起步階段，2003年，江蘇鹽城雙燈集團(tuán)利用當(dāng)?shù)?0萬噸/年的棉稈資源建設(shè)一條年產(chǎn)20萬噸的棉稈CTMP生產(chǎn)線用于高強(qiáng)瓦楞紙生產(chǎn)，已經(jīng)通過中試，目前處于投產(chǎn)試運(yùn)行階段，根據(jù)我們初步的檢索結(jié)果顯示，棉稈漂白化機(jī)漿的研究工作尚未開展。本課題組利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備條件，受晨鳴紙業(yè)集團(tuán)委托，進(jìn)行了棉稈APMP制漿可行性的探索性實(shí)驗(yàn)，在總用堿量為6%、總H2O2用量為5.5%的條件下進(jìn)行的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

根據(jù)表2結(jié)果分析認(rèn)為：在該預(yù)處理組實(shí)驗(yàn)中，雖然棉稈APMP的強(qiáng)度指標(biāo)較好，優(yōu)于通常的楊木化機(jī)漿強(qiáng)度(參見表1)，但對于漂白化機(jī)漿來說，本次實(shí)驗(yàn)的白度略低，可能對配抄高白度紙和紙板造成不利影響。因此，目前的棉稈化機(jī)漿技術(shù)還不是十分完善，尚存在許多改善之處。

表2 課題組棉稈APMP初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，在基本上不增加化學(xué)品消耗的情況下通過預(yù)處理技術(shù)，提供一種可有效提高棉稈化機(jī)漿白度、有利于獲得良好的成漿質(zhì)量的全棉稈原料生產(chǎn)漂白化機(jī)漿預(yù)處理工藝。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

該全棉稈原料生產(chǎn)漂白化機(jī)漿預(yù)處理工藝的步驟為：

其預(yù)處理工藝步驟為：

（1）棉稈原料準(zhǔn)備：對棉稈原料洗凈泥沙、摘除棉桃及枝葉；

（2）NaOH或堿式鹽預(yù)處理：添加為棉稈原料質(zhì)量的0.5%～1.0%的NaOH或添加為棉稈原料質(zhì)量的1.0%～2.0%的堿式鹽并與棉桿原料混合，加水稀釋使原料液比為1∶4，在80～90℃溫度條件下浸漬25～35 min；

（3）進(jìn)行I段螺旋擠壓：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）進(jìn)行I段化學(xué)浸漬：同時向棉稈原料中添加為棉稈原料質(zhì)量 3.0%的 NaOH、2%的 H2O2、2%的Na2SiO3、O.5%的 DTPA，在 65～75℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（5）II段螺旋擠壓疏解：螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）進(jìn)行II段化學(xué)浸漬：同時添加為棉稈原料質(zhì)量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 Na2SiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（7）在磨漿機(jī)上進(jìn)行高濃磨漿：磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12MPa；

（8）補(bǔ)充漂白：向磨漿后所產(chǎn)生的漿液內(nèi)同時添加為棉稈原料質(zhì)量 1.2%的 NaOH、3.0%的 H2O2、1.1%的Na2SiO3，0.3%的DTPA，充分混合攪拌；

（9）篩選：過0.15 mm縫篩，良漿消潛備用。

而且，所述的NaOH或堿式鹽是濃度為≥99.9%的工業(yè)原料；所述的H2O2是濃度為≥50%的工業(yè)原料；所述的Na2SiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；所述的DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

而且，所述的堿式鹽為草酸鈉或硼氫化鈉或硼氫化鉀或草酸鉀或過氧化鈉。具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的最佳實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：以棉稈原料質(zhì)量為1 000 kg進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明所采用的堿式鹽包括草酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、草酸鉀、過氧化鈉等，由于這些堿式鹽的添加量、功能、效果基本上相同，因此，本實(shí)施例僅以草酸鈉為例進(jìn)行敘述，其他堿式鹽的舉例予以省略。

該全棉稈原料生產(chǎn)漂白化機(jī)漿預(yù)處理工藝的步驟為：

（1）棉稈原料準(zhǔn)備：要求對棉稈原料洗凈泥沙、摘除未凈棉桃及枝葉，最終形成1 000 kg棉稈原料；

（2）對棉稈原料進(jìn)行NaOH或堿式鹽如草酸鈉預(yù)處理：將80 kg的NaOH或者200 kg如草酸鈉混合浸入棉稈原料，并加水稀釋使原料液比為1∶4，在90℃溫度條件下浸漬30 min；

（3）將浸漬后的棉稈原料在擠壓機(jī)上進(jìn)行I段螺旋擠壓，該螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）對螺旋擠壓后的棉稈原料進(jìn)行I段化學(xué)浸漬，即向棉稈原料中同時添加30 kg的NaOH、20 kg的 H2O2、20 kg的 Na2SiO3、5 kg的 DTPA，在 70 ℃溫度條件下浸漬60 min；

（5）對I段化學(xué)浸漬后的棉稈原料進(jìn)行II段螺旋擠壓疏解，螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）進(jìn)行II段化學(xué)浸漬，向棉稈原料中添加20 kg的 NaOH、35 kg 的 H2O2、15 kg 的 Na2SiO3、3 kg 的DTPA，在80℃溫度條件下浸漬60 min；

（7）在磨漿機(jī)上進(jìn)行高濃磨漿：磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa；

（8）補(bǔ)充漂白：向上述所形成的漿液內(nèi)同時添加12 kg 的 NaOH、30 kg 的 H2O2、11 kg 的 Na2SiO3，3 kg的DTPA，并充分混合攪拌；

（9）篩選：在篩選機(jī)上過0.15 mm目的縫篩，良漿消潛備用。

上述步驟中的NaOH及堿式鹽均是濃度為≥99.9%的工業(yè)原料；H2O2是濃度為≥50%的工業(yè)原料；Na2SiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

本發(fā)明充分考慮了典型的5萬噸/年兩段APMP基本工藝情況，為達(dá)到本發(fā)明所提出的質(zhì)量指標(biāo)，對現(xiàn)有工藝、設(shè)備是這樣調(diào)整的：

1.增加原料預(yù)浸漬倉，及附帶的化學(xué)藥品輸送與計(jì)量裝置，條件許可的廠家可將現(xiàn)有木片洗滌倉內(nèi)襯抗堿蝕材料后代用；

2.對腐朽情況較為嚴(yán)重的陳棉稈，一段螺旋擠壓之后應(yīng)增設(shè)洗滌塔，強(qiáng)化果膠等粘性物質(zhì)的去除效果，減小對后續(xù)工段的不良影響。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1.采用堿式鹽預(yù)處理工藝的棉稈APMP制漿技術(shù)，與普通棉稈漂白化機(jī)漿工藝相比，在總用堿量不增加的條件下，手抄片物理強(qiáng)度不同程度提高；總H2O2用量不變條件下，其白度明顯優(yōu)于普通化機(jī)漿漂白工藝，且經(jīng)過補(bǔ)充漂白后，可以達(dá)到一般文化用紙要求。

2.由于采用預(yù)處理工藝，在成漿指標(biāo)不變條件下，可以降低化學(xué)品消耗，提高原料制漿得率、降低污染物排放。

采用本發(fā)明的預(yù)處理工藝后，棉稈APMP制漿的強(qiáng)度、白度指標(biāo)如表3所示。

表3 本發(fā)明工藝的棉稈APMP制漿的強(qiáng)度、白度指標(biāo)