紙張製造中的製漿過程
製漿是利用化學的方法,機械的方法,以及兩種方法相結合的方法,除去紙漿原料木材及其他植物纖維原料中的木素、碳水化合物等非纖維物,使纖維解離製成粗漿,再經洗滌、篩選、淨化或進一步漂白精製成用於製造紙張和紙板的紙漿。
採用酸性亞硫酸鹽蒸煮液蒸煮纖維原料製漿工藝是重要的製漿方法之一。蒸煮液也可使用不同的
鹽基,主要有
鈉、
鎂、
銨鹽等。酸性亞硫酸鹽法製得的紙漿質地柔軟、易漂白,印刷性能好,即可做一般紙漿,也可經製成溶解漿。以亞硫酸鎂生產的紙漿可配抄新聞紙,其溶解漿用於生產玻璃紙、人造絲及纖維素酯和醚的化合物。酸性亞硫酸銨的紙漿,濾水性好,但不易漂白,用於抄造一般文化用紙。製造這類紙漿須有制酸系統,自製蒸煮液,而且纖維原料不易採用草類纖維。需採用耐酸設備器材,還需附設制酸設備。
酸性亞硫酸鹽法製漿的蒸煮原理
酸性亞硫酸鹽蒸煮的紙漿得率、藥品和蒸汽消耗,以及紙漿的質量受纖維原料的種類、蒸煮條件(蒸煮溫度、藥液組成與濃度、蒸煮時間)等因素的影響。
(1)蒸煮溫度:酸性亞硫酸鹽蒸煮過程,最高溫度依纖維原料和紙漿種類而變化,一般控制在120~150℃,提高溫度可以提高蒸煮速度,在保證鹽基充分浸透後,溫度每增加10℃,蒸煮時間可縮短一半,但提高溫度,增加了蒸煮鍋壓力,降低了蒸煮液中游離酸的濃度,會使蒸煮速度緩慢,紙張得率下降,在木片未充分浸透前;超過臨界溫度會造成木素縮合,導致“黑煮”;
(2)藥液組成及濃度:酸性亞硫酸鹽蒸煮藥液由鹽基、化合酸和游離酸組成。游離的SO2約占SO2總量的80~85%。化合的SO2的主要作用是防止木素縮合,控制碳水化物的水解,提高紙漿得率。鹽基控制其酸度,防止木素縮合和碳水化物水解。鈣鹽適合的pH值在2以下,鎂鹽在5以下,鈉鹽和銨鹽可在任意pH值範圍,可溶性鹽製漿的性能優於鈣、鎂鹽。在化合物酸和游離酸濃度和比例一定時,提高總酸度有利於藥液浸透和脫木素,提高紙漿得率,降低硬度,但總酸濃度過高會增加消耗、降低紙張質量。
(3)蒸煮時間:與蒸煮溫度、藥液組成和濃度、原料品種、漿種要求等有關。在蒸煮溫度不變的情況下,蒸煮速率與系統中SO2的分壓成正比,與化合酸用量成正比。
蒸煮廢液的回收利用
酸性亞硫酸蒸煮廢液含有大量木素磺酸鹽、糖類及其降解的產物、無機物等,具有很高的BDO、COD,俗稱紅液。很好的回收、綜合利用是酸洗亞硫酸法紙漿工業重要的環境保護的課題。