一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案

《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》是山東輕工業學院於2011年9月26日申請的專利，該專利的申請號為2011102882188，公布號為CN102345241A，授權公布日為2012年2月8日，發明人是陳嘉川、吉興香、楊桂花、田中建。

《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》涉及一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，將用硫酸鹽法蒸煮好的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的闊葉木化學漿按照質量比3∶7至7∶3的比例範圍進行混合，然後採用漂白工序為O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁-D₂或O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁的ECF漂白工藝進行高白度漂白。該發明整個過程與分別蒸煮、分別漂白的紙漿相比，所消耗的化學藥品用量持平或略有減少，由於兩種蒸煮原漿的卡伯值相近，所以其他的漂白工藝條件比較溫和，比硬度差距大的紙漿更好漂白。漂白後的紙漿的白度穩定性和抄製成紙的各項物理指標，如耐破指數、裂斷長、撕裂指數、耐折度等都較好。

2018年12月20日，《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝
公告號：CN102345241A
授權日：2012年2月8日
申請號：2011102882188
申請日：2011年9月26日
申請人：山東輕工業學院
地址：山東省濟南市長清區西部新城大學科技園
發明人：陳嘉川、吉興香、楊桂花、田中建
Int.Cl.：D21C9/10(2006.01)I; D21C9/147(2006.01)I; D21C9/14(2006.01)I
代理機構：濟南聖達智慧財產權代理有限公司
代理人：王立曉
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

隨著中國造紙工業的快速發展，木材已成為中國製漿造紙工業的主要原材料，木材原料包括針葉木和闊葉木兩種。用針葉木和闊葉木生產化學漿主要有兩種方法，一種是硫酸鹽法，一種是氫氧化鈉蒽醌法。在實際紙張的生產中，根據紙張的物理強度指標要求和紙張的特性要求，紙漿的針闊化學漿的配抄比例是不同的。截至2011年9月，是闊葉木和針葉木分別蒸煮、漂白，然後將其按一定比例混合成漿生產各種高檔紙張。如果是把針葉木和闊葉木分別蒸煮，按照各自的蒸煮條件進行蒸煮，可以較好的控制針葉木原漿和闊葉木原漿的卡伯值，有利於後續的漂白。

專利CN102086609A公開了一種針葉木與闊葉木混合硫酸鹽製漿工藝，包括備料、硫酸鹽法蒸煮、洗滌篩選、漂白，將針葉木與闊葉木重量比為7～8∶2～3的比例將木片混合均勻送入蒸煮鍋用硫酸鹽法蒸煮製漿，其採用立鍋蒸煮對針葉木與闊葉木進行混合蒸煮，其他工藝流程與生產馬尾松硫酸鹽針葉木漿基本相同，針葉木比闊葉木更難蒸煮，比蒸煮闊葉木時的蒸煮溫度要高、所需化學品的用量要多，如果是針葉木和闊葉木混合蒸煮，存在一個蒸煮的工藝條件偏向於針葉木的蒸煮條件還是偏向於闊葉木的蒸煮條件的問題：如果針葉木木片的質量比例大於闊葉木木片的質量時，蒸煮的條件必須偏向於針葉木的蒸煮條件，否則蒸煮結束時針葉木不能完全成漿，在針葉木完全成漿的情況下，闊葉木會因為強烈的蒸煮條件而損失得率、導致纖維降解程度加劇、從而成漿的物理強度下降；如果針葉木和闊葉木混合比例是闊葉木的質量大於針葉木的質量時，蒸煮的條件就偏向於闊葉木的蒸煮條件，在這種情況下，針葉木較難完全成漿，所以紙漿的硬度偏高，不利於後續的紙漿漂白；如果針葉木和闊葉木按照1∶1的比例混合蒸煮，按照針葉木的蒸煮條件的下限和闊葉木的蒸煮條件的上限進行確定蒸煮條件，能夠使針闊混合蒸煮得以實現，但蒸煮後的紙漿的硬度比較高，不利於後續紙漿的漂白。

發明內容

專利目的

《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》的目的是提供了一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝。

技術方案

《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》採取的技術方案為：

一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，步驟如下：

將用硫酸鹽法蒸煮好的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的闊葉木化學漿按照質量比3∶7至7∶3的比例範圍進行混合，然後採用漂白工序為O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁-D₂或O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁的ECF（Elemental Chlorine Free）漂白工藝進行高白度漂白。

所述的漂白工序具體為：

（1）將混合好的原漿洗滌，洗滌好的針闊混合原漿放入氧脫木素的反應釜中進行O₁段氧脫木素；

（2）在O₁段氧脫木素結束後，對紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿再次進入氧脫木素的反應釜中進行O₂段氧脫木素；

（3）在O₂段氧脫木素結束後，對紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿進行D₀段二氧化氯漂白；

（4）在D₀段二氧化氯漂白結束後，對紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿進行O_EP漂白；

（5）在O_EP漂白結束後，對紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿進行D₁段二氧化氯漂白，完成；

或者在步驟（1）-（5）後，進行D₂段二氧化氯補充漂白，再結束完成漂白。

所述的ECF漂白工藝具體步驟如下：

（1）將按比例混合好的原漿洗滌，洗滌好的針闊混合原漿放入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11-13，通入氧氣，在90-95℃溫度內0.6-0.8兆帕壓力下進行O₁段氧脫木素，時間15-20分鐘；

（2）將步驟（1）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿再次加入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11-13，通入氧氣，在95-105℃溫度內0.4-0.6兆帕壓力下進行O₂段氧脫木素，時間60-90分鐘；

（3）對步驟（2）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸或鹽酸調節pH值4-6，加入二氧化氯，在65-75℃溫度內常壓下進行D₀段二氧化氯漂白，時間60-90分鐘；

（4）對步驟（3）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入過氧化氫、螯合劑、燒鹼，通入氧氣，在80-85℃溫度內、0.4-0.6兆帕壓力下、pH值10-12內進行O_EP漂白，時間90-120分鐘；

（5）對步驟（4）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸或鹽酸調節pH值4.-6.，加入二氧化氯，在65-75℃溫度內常壓下進行D₁段二氧化氯漂白，時間120-180分鐘；

步驟（5）後結束；或者步驟（5）後在65-75℃溫度內常壓下進行D₂段二氧化氯補充漂白90-120分鐘。

上述的ECF漂白工藝：

步驟（1）中所述的NaOH用量為絕乾漿質量的1.8-2.2％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.4-0.7％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3-1.7％。

步驟（2）中所述的NaOH用量為絕乾漿質量的1.8-2.4％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.4-0.7％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.1-1.5％。

步驟（3）中所述的硫酸或鹽酸用量為絕乾漿質量的0.1-0.5％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的1.0-1.6％（按100％二氧化氯計算）。

步驟（4）中所述的過氧化氫用量為絕乾漿質量的1.2-2％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3-1.7％，燒鹼用量為絕乾漿質量的1.5-2％，螯合劑（DTPA、EDTA或BSP2140）用量為絕乾漿質量的0.4-1％。

步驟（5）中所述的硫酸或鹽酸用量為絕乾漿質量的0.1-0.5％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的0.6-1％（按100％二氧化氯計算）。

上述各步驟中反應物加入後調整漿濃至10-12％wt％然後進行一定壓力和溫度下進行反應。

在D₁段二氧化氯漂白結束後，紙漿的白度一般在83-85％ISO，可部分滿足實際生產的要求，在這種情況下，D₁段二氧化氯漂白可作為終漂段；但為了使針闊混合漿滿足抄造更高白度紙張的要求，對D₁段二氧化氯漂白紙漿進行洗滌，進行D₂段二氧化氯漂白，使紙漿漂至86-90％ISO，同時，由於原料和生產環節的原因，如果D₁段二氧化氯漂白後，紙漿的白度達不到83％ISO以上時，也可進行D₂段二氧化氯漂白，D₂段二氧化氯的用量為絕乾漿質量的0.2-0.7％。

《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》將用硫酸鹽法蒸煮好的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的闊葉木化學漿按照質量比3∶7至7∶3混合的比例範圍進行混合，然後採用O₁、O₂、D₀、O_EP、D₁（D₂）新漂序的漂白工藝進行ECF（Elemental Chlorine Free）高白度漂白。針葉木硫酸鹽漿卡伯值的範圍是16-23，闊葉木硫酸鹽漿的卡伯值範圍16-21，按照質量比3∶7至7∶3混合的針闊混合硫酸鹽漿的卡伯值在16-22，通過實驗研究表明，卡伯值相近的針葉木硫酸鹽原漿和闊葉木硫酸鹽原漿在混合漂白時產生了一定的協同或互補作用，保持了混合化學漿的良好的紙漿性能，抄造出物理性能更好的紙張。《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》整個過程與分別蒸煮、分別漂白的紙漿相比，所消耗的化學藥品用量持平或略有減少，由於兩種蒸煮原漿的卡伯值相近，所以其他的漂白工藝條件比較溫和，比硬度差距大的紙漿更好漂白。漂白後的紙漿的白度穩定性和抄製成紙的各項物理指標，如耐破指數、裂斷長、撕裂指數、耐折度等都較好。以下是混合漂白紙漿與分別蒸煮分別漂白後紙漿混合打漿抄製成60克/平方米紙張的各項物理指標比較。

硫酸鹽法蒸煮的混合漂白和分別漂白的紙漿物理性能指標比較一覽表

備註：1、針闊混合漂白混合比3∶7，是具體實施例1所得紙漿抄成60克/平方米的紙頁測得的各項物理指標。

2、針葉木硫酸鹽漿和闊葉木硫酸鹽漿分別按照O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁漂序漂白後，針葉木漂白漿白度83.6，闊葉木漂白漿白度83.5，二者按3∶7混合打漿後抄成60克/平方米的紙頁測得的各項物理指標。

3、針闊混合漂白混合比1∶1，是具體實施例2所得紙漿抄成60克/平方米的紙頁測得的各項物理指標。

4、針葉木硫酸鹽漿和闊葉木硫酸鹽漿分別按照O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁漂序漂白後，針葉木漂白漿白度84.2，闊葉木漂白漿白度84.5，二者按1∶1混合打漿後抄成60克/平方米的紙頁測得的各項物理指標。

5、針闊混合漂白混合比7∶3，是具體實施例3所得紙漿。

6、針葉木硫酸鹽漿和闊葉木硫酸鹽漿分別按照O₁-O₂-D₀一O_EP-D₁-D₂漂序漂白後，針葉木漂白漿白度86.8，闊葉木漂白漿白度86.5，二者按1∶1混合打漿後抄成60克/平方米的紙頁測得的各項物理指標。

技術領域

《一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝》涉及一種漂白工藝，屬於造紙技術領域。

權利要求

1.一種硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是：將用硫酸鹽法蒸煮好的卡伯值範圍16—23的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的卡伯值範圍16—21的闊葉木化學漿按照質量比3:7至7:3的比例範圍進行混合，然後採用漂白工序為O₁—O₂-D₀一O_EP—D₁—D₂或O₁—O₂-D₀一O_EP—D₁的ECF漂白工藝進行高白度漂白；所述的ECF漂白工藝具體步驟如下：

（1）將按比例混合好的原漿洗滌，洗滌好的針闊混合原漿放入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11—13，通入氧氣，在90—95℃溫度內0.6—0.8兆帕壓力下進行O₁段氧脫木素，時間15—20分鐘；

（2）將步驟（1）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿再次加入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11—13，通入氧氣，在95—105℃溫度內0.4—0.6兆帕壓力下進行O₂段氧脫木素，時間60—90分鐘；

（3）對步驟（2）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸或鹽酸調節pH值4—6，加入二氧化氯，在65—75℃溫度內常壓下進行D₀段二氧化氯漂白，時間60—90分鐘；

（4）對步驟（3）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入過氧化氫、螯合劑、燒鹼，通入氧氣，在80—85℃溫度內、0.4—0.6兆帕壓力下、pH值10-12內進行O_EP漂白，時間90—120分鐘；

（5）對步驟（4）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸或鹽酸調節pH值4.—6.，加入二氧化氯，在65—75℃溫度內常壓下進行D₁段二氧化氯漂白，時間120—180分鐘；步驟（5）後結束；或者步驟（5）後在65—75℃溫度內常壓下進行D₂段二氧化氯補充漂白90-120分鐘。2.根據權利要求1所述的硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是，步驟（1）中所述的NaOH用量為絕乾漿質量的1.8-2.2%，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.4-0.7%，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3—1.7%。

3.根據權利要求1所述的硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是，步驟（2）中所述的NaOH用量為絕乾漿質量的1.8-2.4%，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.4-0.7%，氧氣用量為絕乾漿質量的1.1-1.5%。

4.根據權利要求1所述的硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是，步驟（3）中所述的硫酸或鹽酸用量為絕乾漿質量的0.1-0.5%，二氧化氯用量為絕乾漿質量的1.0-1.6%。

5.根據權利要求1所述的硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是，步驟（4）中所述的過氧化氫用量為絕乾漿質量的1—1.5%，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3—1.7%，燒鹼用量為絕乾漿質量的1.5—2%，螯合劑用量為絕乾漿質量的0.4-1%。

6.根據權利要求1或5所述的硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是，所述的螯合劑為DTPA或EDTA。

7.根據權利要求1所述的硫酸鹽法蒸煮的針闊混合化學漿的漂白工藝，其特徵是，步驟（5）中所述的硫酸或鹽酸用量為絕乾漿質量的0.1-0.5%，二氧化氯用量為絕乾漿質量的0.6—1%。

實施方式

實施例1

將用硫酸鹽法蒸煮好的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的闊葉木化學漿按照質量比3∶7的比例範圍進行混合，然後按下列步驟漂白：

（1）將按比例混合好的原漿用自來水或地下水洗滌（以下同），洗滌好的針闊混合原漿放入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11，通入氧氣，在95℃溫度內0.6兆帕壓力下進行O₁段氧脫木素，時間20分鐘；NaOH用量為絕乾漿質量的1.8％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.5％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.6％；

（2）將步驟（1）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿再次加入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值12，通入氧氣，在105℃溫度內0.6兆帕壓力下進行O₂段氧脫木素，時間90分鐘；所述的NaOH用量為絕乾漿質量的2.0％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.5％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.2％；

（3）對步驟（2）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸調節pH值5，加入二氧化氯，在70℃溫度內常壓下進行D₀段二氧化氯漂白，時間90分鐘，所述的硫酸用量為絕乾漿質量的0.2％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的1.5％（按100％二氧化氯計算）；

（4）對步驟（3）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入過氧化氫、螯合劑、燒鹼，通入氧氣，在80℃溫度內、0.3兆帕壓力下、pH值11進行O_EP漂白，時間120分鐘，所述的過氧化氫用量為絕乾漿質量的1.5％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.4％，燒鹼用量為絕乾漿質量的1.6％，螯合劑（DTPA）用量為絕乾漿質量的0.5％；

（5）對步驟（4）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸調節pH值5，加入二氧化氯，在75℃溫度內常壓下進行D₁段二氧化氯漂白，時間150分鐘，所述的硫酸用量為絕乾漿質量的0.2％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的0.6％（按100％二氧化氯計算）。

紙漿的白度達到83.4％ISO。

實施例2

將用硫酸鹽法蒸煮好的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的闊葉木化學漿按照質量比1∶1的比例範圍進行混合，然後按下列步驟漂白：

（1）將按比例混合好的原漿洗滌自來水或地下水洗滌（以下同），洗滌好的針闊混合原漿放入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值13，通入氧氣，在90℃溫度內0.7兆帕壓力下進行O₁段氧脫木素，時間15分鐘；NaOH用量為絕乾漿質量的2.4％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.5％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3％；

（2）將步驟（1）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿再次加入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11，通入氧氣，在95℃溫度內0.5兆帕壓力下進行O₂段氧脫木素，時間90分鐘；所述的NaOH用量為絕乾漿質量的1.8％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.6％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3％；

（3）對步驟（2）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入鹽酸調節pH值5，加入二氧化氯，在65℃溫度內常壓下進行D0段二氧化氯漂白，時間90分鐘，所述的鹽酸用量為絕乾漿質量的0.3％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的1.5％（按100％二氧化氯計算）；

（4）對步驟（3）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入過氧化氫、螯合劑、燒鹼，通入氧氣，在80℃溫度內、0.5兆帕壓力下、pH值10內進行O_EP漂白，時間100分鐘，所述的過氧化氫用量為絕乾漿質量的1.5％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.5％，燒鹼用量為絕乾漿質量的1.8％，螯合劑（EDTA）用量為絕乾漿質量的0.6％；

（5）對步驟（4）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入鹽酸調節pH值6.0，加入二氧化氯，在75℃溫度內常壓下進行D₁段二氧化氯漂白，時間120分鐘，所述的鹽酸用量為絕乾漿質量的0.2％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的0.8％（按100％二氧化氯計算）。

紙漿的白度達到84.2％ISO。

實施例3

將用硫酸鹽法蒸煮好的針葉木化學漿和用硫酸鹽法蒸煮好的闊葉木化學漿按照質量比7∶3的比例範圍進行混合，然後按下列步驟漂白：

（1）將按比例混合好的原漿用自來水或地下水洗滌（以下同），洗滌好的針闊混合原漿放入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值12，通入氧氣，在90℃溫度內0.6兆帕壓力下進行O₁段氧脫木素，時間15分鐘；NaOH用量為絕乾漿質量的2.2％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.6％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3％；

（2）將步驟（1）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿再次加入氧脫木素的反應釜中，加入NaOH、MgSO₄調節pH值11，通入氧氣，在100℃溫度內0.6兆帕壓力下進行O₂段氧脫木素，時間90分鐘；所述的NaOH用量為絕乾漿質量的1.9％，MgSO₄用量為絕乾漿質量的0.7％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.4％；

（3）對步驟（2）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸調節pH值5，加入二氧化氯，在75℃溫度內常壓下進行D₀段二氧化氯漂白，時間60分鐘，所述的硫酸用量為絕乾漿質量的0.3％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的1.2％（按100％二氧化氯計算）；

（4）對步驟（3）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入過氧化氫、螯合劑、燒鹼，通入氧氣，在80℃溫度內、0.5兆帕壓力下、pH值11內進行O_EP漂白，時間120分鐘，所述的過氧化氫用量為絕乾漿質量的1.5％，氧氣用量為絕乾漿質量的1.3％，燒鹼用量為絕乾漿質量的1.5％，螯合劑（BSP2140）用量為絕乾漿質量的0.5％；

（5）對步驟（4）得紙漿進行洗滌，洗滌好的紙漿加入硫酸調節pH值4.5，加入二氧化氯，在65℃溫度內常壓下進行D₁段二氧化氯漂白，時間120分鐘，所述的硫酸用量為絕乾漿質量的0.2％，二氧化氯用量為絕乾漿質量的0.6％（按100％二氧化氯計算）。

（6）將紙漿在75℃溫度內常壓下進行D₂段二氧化氯補充漂白90分鐘，漿料濃度：12％，洗漿機進漿pH值5，二氧化氯用量為絕乾漿質量的0.3％（100％二氧化氯）；調節pH值的硫酸用量為絕乾漿質量的0.2％。

紙漿的白度達到86.5％ISO。

榮譽表彰