專利名稱：一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法
技術領域：
本發明涉及用于生產粘膠纖維的木溶解漿(木漿粕)的生產工藝及方法，尤其是利用本色未漂白木紙漿改性制備溶解漿的方法，也適用于制備用于纖維素衍生物產品的化學溶解漿和精制漿。
背景技術：
粘膠纖維用漿粕要求其α —纖維含量高，即纖維純度高，預水解+堿法(硫酸鹽法)兩級蒸煮或亞硫酸鹽法的兩級(多級)蒸煮，采取上述兩種蒸煮制漿技術，主要是為脫除原料中大量的木素(亦稱木質素)，半纖維素(聚戊糖)以及樹脂等雜質。尤其是脫除原料中的半纖維素(聚戊糖)，必須在酸性條件下，半纖維素(聚戊糖)發生酸性水解，方可大量在預水解等一級蒸煮中脫去，達到粘膠纖維生產中對半纖維素(聚戊糖)含量的最低要求，在完成一級蒸煮后，二級蒸煮繼續脫除少量半纖維素的目的。采用上述兩種方法生產木溶解漿， 雖具有α—纖維素含量較高，反應性能較好的優點，但投資較大，生產周期長的缺點，其生產規模，產能受到限制，隨著粘膠纖維以及纖維素衍生物行業的發展，特別是粘膠短絲的發展，對溶解漿(包括棉、木、竹漿粕)需求量增大，而由于人口的增長，城市化的發展，棉花的種植面積逐年下降，其棉短絨的產量也是逐年下降，價格波動大，難以保證供應，我國又是一個木材資源匱乏的國家，粘膠纖維用的木溶解漿幾乎全為進口，國內僅有極少的木材溶解漿生產，且質量不好。現在利用造紙級木漿改性制備木漿粕，都采用漂白木漿(紙級)利用較高濃度的氫氧化鈉(NaOH)對漂白木漿進行浸漬，高濃度的氫氧化鈉(NaOH)在較低溫度(一般為常溫)， 將漂白木漿(紙級)中的半纖維溶出，然后再經壓榨，壓榨出多余的堿液(NaOH)再將提純后的漿料進行適當降粘(降低粘度或聚合度)，洗滌、除雜后抄造成漿粕，采取漂白木漿(造紙級)改性制備木溶解漿(漿粕)，其α—纖維素較高(最高可達98%)，其它指標基本可達到粘膠纖維用標準，是除采用預水解+堿法(硫酸鹽法)和亞硫酸鹽多級蒸煮制備木漿粕(木溶解漿)的又一種方法，稱之為堿精制法，該法由于采取較高用堿量和高濃堿(NaOH)，造成堿液回收困難，漿料不易洗滌，生成成本較高，該法雖可制得高純度α—纖維漿粕，但作為粘膠纖維生產中對漿粕的重要要求，反應性能差，造成粘膠纖維生產中過濾性差，易堵噴絲頭， 堿預浸時消耗增加，同時C^2也要相應增加，故該法生產的木溶解漿(漿粕)無法滿足粘膠纖維行業的要求，無法與采取其他方法制備的木漿粕產品竟爭，現該法基本不采用。根據以上闡述，現有技術不論是預水解+堿法(硫酸鹽法)、亞硫酸鹽法還是堿精制法，要么存在著投資大，生產周期長，要么存在著產品質量缺陷。
發明內容
本發明目的是解決上述幾種方法的缺陷，利用本色未漂造紙級木漿改性制備木溶解漿(木漿粕)，降低制備成本，提高產品質量，擴大資源供應來源，尤其是要解決堿精制法制備產品反應性能不佳的弊端，提供一種利用本色未漂木漿(造紙級)改性制備木溶解漿 (木漿粕)的新工藝及生產方法，本法生產制備的木漿粕除具有α—纖維素含量較高，更具有良好的反應性能，使所生產的木溶解漿(木漿粕)可達到優于國家標準的產品，且適用于長、短絲纖維。為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下
本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，步驟包括木漿的疏解、濃縮脫水、藥液混合、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、洗滌、抄造，其特征在于經疏解后的未漂本色木漿，經濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在雙螺旋輥式磨漿機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在雙螺旋輥式磨漿機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器中進行蒸煮，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造。所述雙螺旋輥式磨漿機至少有一個洗滌工段和一個藥液混合工段，擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個工段的螺旋有正螺旋區和反螺旋區，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設在各自工段的正螺旋區，擠壓工序貫穿于整個洗滌和藥液混合工段。所述木漿疏解前的漿料濃度為3—5% (重量百分比，下同)，濃縮脫水后漿料水份為12—25%，進入雙螺旋輥式磨漿機的漿料濃度為12—25%，在雙螺旋輥式磨漿機內脫水、 揉搓、擠壓段控制濃度為35—60%，進入加藥段加入藥液后漿料濃度控制在20—50%。所述蒸煮后的后續工序為放料、洗滌、脫水、漂白、洗滌、除雜、洗滌、濃縮、抄造。所述蒸煮器為蒸球或立式蒸煮鍋。用于制備長絲漿粕的蒸煮工藝為出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度50— 95°C ；進入蒸煮器溫度50— 80°C ；在蒸煮器中的蒸煮工藝條件液比1:2. 5-7. 0、裝料量150— 250kg (絕干漿料/m3 )，升溫條件入料溫度升溫到115-130°C，時間30— 60min，保溫30— 120min，放汽 5 — 20min，繼續升溫到 1；35 — 150°C，升溫時間 30— 60min，保溫 120— 180min， 保溫完畢，繼續升溫到165— 175°C，保溫30 — ISOmin,保溫完畢，降溫放料，放料后經洗滌漿料質量指標白度45—75%，α —纖維素85—95%，得率65—85%，粘度14一18mpa. s。用于制備短絲漿粕的蒸煮工藝為出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度50— 95°C，進入蒸煮器溫度50—80°C，在蒸煮其中的蒸煮工藝條件液比1:3. 0-1 :10，裝料量150— 250kg (絕干漿料/m3)，升溫條件入料溫度升溫到130-140°C，時間30— 60min，保溫45— l!35min，放汽 5 — 20min，繼續升溫到 160— 170°C，升溫時間 30— 60min，保溫 120— 180min， 保溫完畢，降溫放料；放料后經洗滌漿料質量指標白度50— 70%，α 一纖維素85— 95%， 得率65— 85%，粘度12 — 14mpa. s。采用本發明制備木溶解漿(木漿粕)的有益效果表現在
該發明具有流程短，生產周期短，可以在較短蒸煮時間內生產出較高品質粘膠纖維用木溶解漿(木漿粕)特別是具有較好反應性能(5mlC&讀秒)、較高甲纖含量(α—纖維素 85-96. 0%)達到和優于傳統工藝制備產品水平，本發明具有用途廣泛，不僅可以生產制備上述粘膠纖維用漿粕，也可以用于生產纖維素衍生物產品。
由于采取本色未漂木漿(造紙級)具有較高的粘度，在蒸煮時控制蒸煮強度，設定適宜的蒸煮溫度、蒸煮時間、用堿量等，促進藥液對纖維細胞壁的破壞，有利于藥液滲透，采用雙螺旋輥式磨漿機(雙螺桿磨漿機)，可在較高漿濃下(30-50%)對纖維進行揉搓，加強纖維間的互相磨擦，促使纖維壁破裂，使纖維分絲帚化、扭曲、壓潰，達到增加纖維表面積目的，有利于提高反應性能。
具體實施例方式本發明提出的是一種以本色未漂木漿(造紙級)改性制備粘膠纖維用木溶解漿(木漿粕)的生產方法，步驟包括漿料疏解，脫水濃縮、擠壓、加藥、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、洗滌、 濃縮、抄造，即將疏解后漿料送到螺旋壓榨機脫水濃縮，達工藝要求后，進入雙螺旋輥式磨漿機繼續擠壓后加藥液，在機內完成漿料與藥液的混合，混合完后排出機外，由螺旋(皮帶) 輸送機送至蒸煮器內，繼續進行蒸煮。蒸煮完畢、放料、洗滌、漂白、除雜、洗滌濃縮、抄造。本發明所利用的雙螺旋輥式磨漿機，也稱雙螺旋桿和雙螺旋磨漿機。該機是原型為用于塑料擠出的設備，經改良后用于本發明中對纖維進行擠壓、濃縮、揉搓和藥液混合， 并可對纖維長度進行調整，經該設備處理后漿料的“分絲帚化”率和比表面積進一步提高。 本發明所用雙螺旋輥式磨漿機由于在塑料擠出領域屬現有技術，因此其具體構造不再過多贅述。所述雙螺旋輥式磨漿機至少有一個洗滌工段和一個藥液混合工段，一般來說擠壓可設置成兩段，不排除采用三段以上的擠壓工段。擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個工段的螺旋有正螺旋區和反螺旋區，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設在各自工段的正螺旋區，擠壓工序貫穿于整個洗滌和藥液混合工段。雙螺旋輥式磨漿機運行過程中，木漿纖維之間存在擠壓和摩擦，由此產生一定熱量為加藥后的反應提供溫度條件在藥液混合工序，藥液混合均勻后，此時具有一定溫度， 即可進行初反應，該反應可理解為蒸煮的繼續，所加藥液量和種類根據不同工藝要求加入， 這屬于本領域公知常識。加入藥液并混合均勻漿料，根據后續蒸煮要求，制成不同液比的漿、水、藥液混合體。從雙螺旋輥式磨漿機排出，經螺旋(或皮帶)輸送機送往蒸煮器繼續進行適當蒸煮，蒸煮完畢放料，再繼續洗滌、漂白、酸處理、除雜、洗滌濃縮后送抄造成漿板，蒸煮后的一系列工序屬本領域公知常識，不再贅述。實施例1 生產長絲木漿粕生產長絲木漿粕工藝過程
A、木漿(板)經水力碎漿機疏解后送脫水機在該機內進一步脫水，達到工藝要求后進入雙螺旋輥式磨漿機在該機，在該機內進一步脫水，脫水后加入藥液，混合均勻，并控制其液比。B、混合均勻并控制好液比之漿料，由出料口送出，由輸送機送往蒸煮器。C、進入蒸煮器后，加熱進行繼續蒸煮。D、蒸煮完畢后放料，進行洗滌、漂白、酸處理、濃縮、除雜、抄造工序。其工序條件如下
進入水力碎漿機碎解漿料濃度3—5%，在壓榨機處控制漿料水份12—25%，進入雙螺旋
6輥式磨漿機濃度12—25%，在該機內脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35—60%，進入加藥段加入藥液后漿料濃度控制在20— 50%，所加入藥液為 NaOH (NaOH計)10 — 50% (對絕干木漿料) Na2S (NaOHif) 0.1—50% (對 NaOH 加入量計) H2O2 (折100%計)1一 20% (對絕干木漿料) 水玻璃(硅酸鈉)0. 1—10. 0% (對絕干木漿料計) EDTA (乙二胺四乙酸鈉鹽)0. 1—3. 0% (對絕干木漿料計) 硫酸鎂(MgSO4) 0. 5—6. 0% (對絕干木漿料計)
出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度50— 95°C ；進入蒸煮器溫度50— 80°C ；在蒸煮器中的蒸煮工藝條件液比1:2. 5 — 7.0、裝料量150— 250kg (絕干漿料/m3 )，升溫條件入料溫度升溫到115-130°C，時間30—60min，保溫30— 120min，放汽5 — 20min，繼續升溫到1；35— 150°C，升溫時間30— 60min，保溫120— 180min，保溫完畢，繼續升溫到165— 175°C，保溫 30— 180min，保溫完畢，降溫放料，放料后經洗滌漿料質量指標白度45— 75%，α—纖維素85— 95%，得率65— 85%，粘度14一 18mpa. s。將上述漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規操作即可得到符合國家標準的長絲級木溶解漿(木漿粕)。實施例2 生產制備短絲漿工藝過程是
A、木漿(板)經水力碎漿機疏解后送脫水機在該機內進一步脫水，達到工藝要求后進入雙螺旋輥式磨漿機在該機，在該機內進一步脫水，脫水后加入藥液，混合均勻，并控制其液比。B、混合均勻并控制好液比之漿料，由出料口送出，由輸送機送往蒸煮器。
C、進入蒸煮器后，加熱進行繼續蒸煮。D、蒸煮完畢后放料，進行洗滌、漂白、酸處理、濃縮、除雜、抄造工序。其工序條件如下
進入水力碎漿機碎解漿料濃度3—5%，在壓榨機處控制漿料水份12—25%，進入雙螺旋輥式磨漿機濃度12—25%，在該機內脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35—60%，進入加藥段加入藥液后漿料濃度控制在20—50%，所加入藥液為 NaOH (NaOH計)5— 50% (對絕干木漿料) Na2S (NaOHif) 0.1—40% (對 NaOH 加入量計) H2O2 (折100%計)0. 1—15% (對絕干木漿料) 水玻璃(硅酸鈉)0. 1—7. 0% (對絕干木漿料計) EDTA (乙二胺四乙酸鈉鹽)0. 1—3. 0% (對絕干木漿料計) 硫酸鎂(MgSO4) 0. 1—10. 0% (對絕干木漿料計)
出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度50—95°C，進入蒸煮器溫度50—80°C，在蒸煮其中的蒸煮工藝條件液比1:3. 0—1 :10，裝料量150—250kg(絕干漿料/m3)，升溫條件入料溫度升溫到130-140°C，時間30—60min，保溫45— 135min，放汽5 — 20min，繼續升溫到160— 170°C，升溫時間30—60min，保溫120— 180min，保溫完畢，降溫放料；放料后經洗滌漿料質量指標白度50— 70%，α —纖維素85— 95%，得率65— 85%，粘度12 — 14mpa. s。
將上述漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規操作即可得到符合國家標準的短絲級木溶解漿(木漿粕)。
權利要求
1.一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，步驟包括木漿的疏解、濃縮脫水、 藥液混合、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、洗滌、抄造，其特征在于經疏解后的未漂本色木漿，經濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在雙螺旋輥式磨漿機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在雙螺旋輥式磨漿機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器中進行蒸煮，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造；所述雙螺旋輥式磨漿機至少有一個擠壓工段和一個藥液混合工段，擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個工段的螺旋有正螺旋區和反螺旋區，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設在各自工段的正螺旋區，擠壓工序貫穿于整個洗滌和藥液混合工段； 所述蒸煮后的后續工序為放料、洗滌、脫水、漂白、洗滌、除雜、洗滌、濃縮、抄造； 出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度50— 95°C ；進入蒸煮器溫度50— 80°C ；在蒸煮器中的蒸煮工藝條件液比1:2.5—7.0、裝料量150—2501^/1113，以絕干漿料計，升溫條件入料溫度升溫到115-130°C，時間30— 60min，保溫30— 120min，放汽5 — 20min，繼續升溫到 135— 150°C，升溫時間30— 60min，保溫120— 180min，保溫完畢，繼續升溫到165— 175°C， 保溫30 — ISOmin,保溫完畢，降溫放料，放料后經洗滌漿料質量指標白度45—75%，α — 纖維素85— 95%，得率65— 85%，粘度14一 18mpa. s。
2.根據權利要求1所述的一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，其特征在于所加藥液為NaOH,以NaOH計對絕干木漿料重量百分比10 — 50%Na2S,以NaOH計對NaOH加入量計重量百分比0. 1—50%H2O2，以折100%計對絕干木漿料重量百分比1 一20%水玻璃，即硅酸鈉對絕干木漿料計重量百分比0. 1—10. 0%EDTA，即乙二胺四乙酸鈉鹽對絕干木漿料計重量百分比0. 1—3. 0%硫酸鎂，即MgSO4 對絕干木漿料計重量百分比0. 5—6. 0%。
3.根據權利要求1所述的一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，其特征在于將蒸煮后的漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規操作得到長絲級木溶解漿。
4.一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，步驟包括木漿的疏解、濃縮脫水、 藥液混合、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、洗滌、抄造，其特征在于經疏解后的未漂本色木漿，經濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在雙螺旋輥式磨漿機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在雙螺旋輥式磨漿機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器中進行蒸煮，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造；所述雙螺旋輥式磨漿機至少有一個擠壓工段和一個藥液混合工段，擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個工段的螺旋有正螺旋區和反螺旋區，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設在各自工段的正螺旋區，擠壓工序貫穿于整個洗滌和藥液混合工段； 所述蒸煮后的后續工序為放料、洗滌、脫水、漂白、洗滌、除雜、洗滌、濃縮、抄造； 出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度50— 95°C，進入蒸煮器溫度50— 80°C，在蒸煮其中的蒸煮工藝條件液比1:3. 0—1 :10，裝料量150— 250kg/m3’以絕干漿料計，升溫條件入料溫度升溫到130-140°C，時間30— 60min，保溫45— 135min，放汽5 — 20min，繼續升溫到 160— 170°C，升溫時間30— 60min，保溫120— 180min，保溫完畢，降溫放料；放料后經洗滌漿料質量指標白度50— 70%，α —纖維素85—95%，得率65—85%，粘度12—14mpa. s。
5.根據權利要求4所述的一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，其特征在于所加藥液為NaOH,以NaOH計對絕干木漿料重量百分比5 — 50%Na2S,以NaOH計對NaOH加入量計重量百分比0. 1—40%H2O2，以折100%計對絕干木漿料重量百分比0. 1—15%水玻璃，即硅酸鈉對絕干木漿料計重量百分比0. 1—7. 0%EDTA，即乙二胺四乙酸鈉鹽對絕干木漿料計重量百分比0. 1—3. 0%硫酸鎂，即MgSO4 對絕干木漿料計重量百分比0. 1—10. 0%。
6.根據權利要求4所述一種本色未漂木紙漿改性制備木溶解漿的方法，其特征在于 將蒸煮后的漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規操作得到短絲級木溶解漿。
全文摘要
本發明公開了一種利用本色未漂木漿改性制備木溶解漿的方法，解決堿精制法制備產品反應性能不佳的弊端。步驟是經疏解后的未漂本色木漿，經濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造。本發明降低制備成本，提高產品質量，擴大資源供應來源。本法生產制備的木漿粕除具有α—纖維素含量較高，更具有良好的反應性能，適用于長、短絲纖維。
文檔編號D21H11/20GK102561096SQ2012100364
公開日2012年7月11日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者于渭東, 馮濤, 劉愛兵, 楊大平, 薛勤 申請人:宜賓絲麗雅集團有限公司, 宜賓長毅漿粕有限責任公司