《硫酸鹽法制漿》課件

目前國內(nèi)外化學(xué)法制漿

By:劉珂之1.什么是化學(xué)法制漿？化學(xué)法制漿是利用化學(xué)藥品的水溶液在一定溫度和壓力下處理植物纖維原料,將原料中的木素和非纖維碳水化合物以及油脂、樹脂等溶出,并盡可能地保存纖維素和不同程度地保存半纖維素,使原料纖維彼此別離成漿?；瘜W(xué)法中最有代表性的制漿法有硫酸鹽法和亞硫酸鹽法兩種。2.1硫酸鹽法制漿概述硫酸鹽法制漿是指小木片在NaOH和Na2S的溶液中進(jìn)行蒸煮。堿液的侵襲使木素分子碎解成較小的組分，木素鈉鹽溶解于蒸煮液中。硫酸鹽法國俗稱“Kraft〞，德文中是強韌的意思。Kraft紙漿可制造強韌的紙產(chǎn)品，但其未漂漿呈深棕色。硫酸鹽法制漿有獨特的臭味氣體產(chǎn)生，主要是含有機硫化物，將會造成環(huán)境污染?，F(xiàn)在，紙生產(chǎn)量的80%都是采用這種方法制造出來的。

在硫酸鹽法的蒸煮液中，除NaOH的強堿性作用外，Na2S電離后的S2-離子和水解后的產(chǎn)物HS-離子有著相當(dāng)重要的作用；此外，Na2CO3和Na2SO3甚至Na2Sn等雜質(zhì)成分也起到一定的作用。蒸煮液中含有Na2Sn〔多硫化物〕時，對蒸煮有益，能提高蒸煮得率，但有強烈的腐蝕作用。自從Carls.Dahl將硫酸鈉引入蒸煮系統(tǒng)，硫酸鹽法作為燒堿法〔只用NaOH〕的改進(jìn)工藝，已經(jīng)歷百年以上。以后將蒸煮液中的Na2SO4改為Na2S，使得在蒸煮針葉木時的反響動力學(xué)和紙張性能均大為改善。因為Na2SO4曾經(jīng)是傳統(tǒng)的補充化學(xué)藥品，所以稱之為“硫酸鹽法〞2.2硫酸鹽法制漿的參數(shù)：化學(xué)藥品：NaOH，Na2S

蒸煮時間：2—4小時

藥液PH值：13〔強堿性〕蒸煮溫度：140—180°C硫酸鹽制漿中，在被稱為蒸煮器的大型壓力容器中，使用氫氧化鈉和硫化鈉將木質(zhì)素從碎木片中別離，從而獲得以纖維素為主要成分的紙漿。一些蒸煮器采用間歇蒸煮的方式，另一些如卡米爾〔Kamyr〕蒸煮器那么采用連續(xù)的方式。從紙漿液體中析取得被稱為黑液的廢液通過蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，并在回收鍋爐中燃燒以回收其中的無機物再次在紙漿流程中使用。回收鍋爐也為工廠產(chǎn)生高壓蒸汽。黑液的無機物局部在被稱為苛性化的過程中再生制漿所需的氫氧化鈉和硫化鈉。

2.3工藝流程如果使用針葉木作為木漿原材料，在黑液的蒸發(fā)過程中，可以回收一種類皂物質(zhì)。類皂物質(zhì)將被酸化以生產(chǎn)妥爾油〔以生產(chǎn)樹脂酸〕、脂肪酸和其他化學(xué)物質(zhì)。同時軟木也會產(chǎn)生副產(chǎn)品——松節(jié)油。來自回收鍋爐的高壓蒸汽，被接入渦輪發(fā)電機降低蒸汽壓力同時發(fā)電?，F(xiàn)代采用硫酸鹽制漿法的工廠的發(fā)電不僅能夠自給自足，同時通常會接入本地電網(wǎng)提供電力。除此以外，樹皮和木材剩余物也通常在一個單獨的發(fā)電鍋爐中燃燒以生成蒸汽。硫酸鹽制漿法與亞硫酸鹽制漿法不同，使用對設(shè)備腐蝕性小的堿性溶液粗燥和暗淡，使得漂白更為復(fù)雜。在現(xiàn)代的制漿廠中，蒸煮過程產(chǎn)生的褐木漿〔纖維素纖維含有參與的木質(zhì)素〕首先進(jìn)行清洗，以除去一些溶解的有機物，并進(jìn)一步通過氧／堿反響脫木素，隨后通過酸性〔二氧化氯〕和堿性〔氫氧化鈉〕聯(lián)合進(jìn)行漂白，并用氧氣或雙氧水加固.如果生產(chǎn)出來的木漿用于制造牛皮紙或紙箱和包裝用紙，木漿那么不必要漂白到很白。這這種情況下，木材可以生產(chǎn)更多的纖維。利用硫酸鹽制漿法的紙漿廠和造紙廠具有惡臭氣體排放特征的原因在包含硫化氫、甲硫醇、二甲基硫、二甲基二硫，和其他揮發(fā)性硫化物在內(nèi)硫酸鹽制漿法的污水在一個生物污水治理車間進(jìn)行處理，保證污水沒有毒性。

2.4硫酸鹽法制漿的優(yōu)點硫酸鹽法制漿的缺點與亞硫酸鹽制漿比較，硫酸鹽木漿有得率稍低，原料消耗略高，紙漿顏色深，打漿漂白較困難，漿的本錢高等缺點。對于多戊糖含量高的草類纖維，堿法漿的濾水性能較差，不透明度也較低。制漿過程中不可防止的會產(chǎn)生難聞的臭氣，即污染空氣，有對人體健康有害。不能有效地利用纖維原料的木素組成，雖然黑液中的木素在堿回收鍋爐中被燃燒而回收能量，但能量的回收效率較低。2.5惡臭氣體防治從源頭控制的同時，對生產(chǎn)系統(tǒng)各污染源產(chǎn)生的惡臭氣體按高濃低濃惡臭氣體分類進(jìn)行收集、洗滌、燃燒，或者等離子氣體化-微生物法處理，大大減少了惡臭氣體的排放，較好滿足了周邊大氣環(huán)境質(zhì)量要求。高濃惡臭氣體處理工藝流程圖低濃惡臭氣體處理工藝流程圖3.2竹子超聲波硫酸鹽法制漿的研究研究了超聲波作用對竹子的硫酸鹽法制漿過程及紙漿的影響,并對超聲波的強化機理作了初步探討。結(jié)果說明:在紙漿品質(zhì)與常規(guī)硫酸鹽法紙漿性能相近的前提下,超聲波硫酸鹽法制漿的較佳工藝條件是:用堿量17.5%(以Na2O計),硫化度20%,液比5∶1,升溫時間60min,保溫時間60min,最高蒸煮溫度170℃,全程時間120min,超聲波作用在蒸煮后期90min時參加。其與常規(guī)硫酸鹽法制漿相比,用堿量降低12%,蒸煮時間節(jié)省14%,紙漿得率提高12%。硫酸鹽漿的生產(chǎn)始于備料