[发明专利]禾草类纤维制浆工艺

说明书

本申请是中国专利申请200510090868.6，原申请日2005年8月18日，原申请号：200510090868.6，原申请案的发明名称：禾草类纤维制浆工艺的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种禾草类纤维原料的制浆工艺，属于造纸工业技术领域。

背景技术

众所周知，禾草类纤维原料能否成为人类可持续发展的造纸原料，是世界各国关注的问题。它与木材纤维原料相比有许多劣势，如它的收割、运输、贮存需要大量劳动力，原料收集半径小，纸张质量低劣，环境问题严重等。

经分析，造成的原因有：原料的收集和运输半径小，限制了草浆厂的规模，造成它的劳动生产率比较低，目前世界的草浆厂规模基本上都在10万吨/年以下，多数为1-3万吨/年。

工艺技术及生产装备落后：目前的草浆生产工艺还没有完全根据禾草的制浆特点制订，生产装备的大型化和自动化水平低。因此，草浆生产的单位能耗、水耗、纤维原料及化工原料消耗高。

社会经济发展后，劳动力价格提高，而禾草资源的收割、运输、贮存需要大量劳动力，这些环节的机械化问题没有相应解决。

由于禾草类纤维形态的特点，使草浆的纸张强度、表面强度、不透明度比木材低。

还有就是环境问题，至今草浆的黑液治理并没有得到根本解决，如建设一个草浆碱回收工程比建设同等规模的木浆碱回收投资要多，其投资额相当于建设一个全套造纸生产线的投资；从技术上看，由于禾草原料中杂细胞和细小纤维多，戊聚糖含量高，以致于浆滤水性差，洗涤后提取黑液困难；黑液粘度大，浓度低，蒸发负荷大，传热性差，燃烧造成困难；黑液固形物中硅含量高，燃烧时膨化性能差，发热值低，苛化后白泥沉降性和过滤性能差，碱损失率高等。追根到底是现有的蒸煮工艺也不尽合理。

草类制浆技术是一个系统工程，要根据禾草纤维原料的生物结构的不均一性和化学组成的特殊性对制浆的全过程进行研究，主要是研究禾草类纤维制浆的特点：1.重备料，除硅，除杂细胞，提高纸浆质量，滤水性；2.禾草纤维脱木素的特性。由于禾草纤维中有较多的碱易溶木素，使其制浆难度降低，但同时它又要求有较高的脱木素率才能使纤维解离，因此它的制浆方法应与木材有很大的不同。3.由于原料中硅含量高，碳水化合物含量高，造成其黑液粘度高，回收难度大。4.禾草类纤维(现为)中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材好，易采用短流程，无氯漂白达到高白度。

有不少技术人员致力于这方面的研究，比如，申请号为98111534.9的一种造纸黑液的处理方法，属造纸废料处理方法领域，包括以下几个工艺步骤：将蒸煮后的黑液排入黑液储存池，下次蒸煮时，再将该黑液放入蒸球后，测定黑液的含碱量，再根据蒸煮的需要添加入烧碱，进行蒸煮。该发明的目的是为了降低生产成本、降低能耗、提高生产率、降低环境污染，但该方法只是提出了一个构思，没有任何工艺参数。

湖北工学院学报99年14卷3期发表了题为“强化禾草备料和改革蒸煮的设想与初步实践”的文章，该文章公开了的一种蒸煮思路：低温快速蒸煮、大液比蒸煮、二级蒸煮。

具体地包括，热黑液预浸(可补碱)-预蒸-排黑液-白液二蒸-冷喷放。其采用白液置换进行二蒸，然后依次用温黑液、洗涤水置换，并且采用了冷喷放。从工艺上讲，比较复杂，并且没有任何工艺参数。

轻工机械99年3期发表了“间歇蒸煮工段的节能减污改造(作者王锡元)”的文章，该文献在总结了RDH(快速置换加热)工艺的基础上认为，木浆深度脱木素蒸煮和草浆低温快速蒸煮应该具备如下条件：温黑液、热黑液预浸(利用残碱，起蒸时具有较低碱浓)；主脱木素初期加白液(形成高碱、硫氢根离子浓度)；蒸煮后期采用洗涤黑液置换(降低溶出木素强度和离子浓度)；蒸煮开始和结束具有较低温度；全过程采用大液比、低固形物均匀加热蒸煮；  冷喷放。该文献提出的将各段洗出的污染物和锅内提出的温黑液合并，然后在预热预浸中回收热量和部分化学药品，该文献只是一设想，并没有提供相应的参数。

江苏造纸99年4期公开了一篇题为“蒸球置换蒸煮工艺流程的设想”的文章，该文献的基本原则是：大液比(1∶4.5-5)；二级蒸煮(间接加热温黑液一蒸，热黑液置换二蒸)，球内置换洗涤，冷喷放，用白液补充碱浓。该文献采用白液球外预浸，没有公开具体的工艺参数。