一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法
阅读说明：本技术 一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法 (Preparation method for modifying papermaking pulp into pulp special for lyocell fibers ) 是由 王培荣 于 2021-01-07 设计创作，主要内容包括：一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法,属于浆粕制浆制作技术领域。含有以下步骤：水力碎浆备料步骤、压榨脱水提浓步骤、反应塔水解步骤、第一多段洗涤步骤、碱塔精制步骤、压榨脱碱步骤、第二多段洗涤步骤、反应塔降聚步骤、第三多段洗涤步骤、酸化及络合处理步骤、第四多段洗涤步骤及抄造成形步骤。本发明的优点是：没有碱性蒸煮过程,不会产生高COD含量的蒸煮黑液或者红液,生产过程中的废水COD≤500,易于处理。在碱精制后的碱液可以经过膜处理,碱液可以循环使用,废物可以提取半纤维素及木质素等附加物。(A preparation method for modifying papermaking pulp into pulp special for lyocell fibers belongs to the technical field of pulp pulping. Comprises the following steps: the method comprises the steps of hydraulic pulping and material preparation, squeezing, dewatering and concentrating, reaction tower hydrolysis, a first multi-section washing step, alkali tower refining, squeezing and dealkalization, a second multi-section washing step, reaction tower polymerization reduction, a third multi-section washing step, acidification and complexation treatment, a fourth multi-section washing step and paper making and forming. The invention has the advantages that: the alkaline cooking process is not needed, the cooking black liquor or red liquor with high COD content is not generated, the COD of the wastewater in the production process is less than or equal to 500, and the treatment is easy. The alkali liquor after alkali refining can be subjected to membrane treatment, the alkali liquor can be recycled, and the waste can be used for extracting additives such as hemicellulose, lignin and the like.)
技术领域
本发明属于浆粕制浆制作技术领域，涉及一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法。
背景技术
莱赛尔纤维(Lyocell)俗称“天丝绒”，以天然植物纤维为原料，于20世纪90年代中期问世，被誉为近半个世纪以来人造纤维史上最具价值的产品。兼具天然纤维和合成纤维的多种优良性能，莱赛尔是绿色纤维，其原料是自然界中取之不尽用之不竭的纤维素，生产过程无化学反应，所用溶剂无毒，溶剂回收率能够达到99％以上，生产过程绿色环保，因此Lyocell纤维被称为“21世纪绿色纤维”。
莱赛尔纤维行业具有垄断地位，生产技术基本上垄断在国外公司，产能较小，近年来，随着国内企业对莱赛尔纤维生产技术的进一步消化吸收，莱赛尔纤维生产技术慢慢成为较为成熟的溶剂法再生纤维素纤维工业化生产技术，国内新上项目的单线生产能力进一步提高，国内莱赛尔行业稳步发展，预计未来几年将达到100万吨产能。
生产莱赛尔纤维专用浆粕的原料是木材，因市场需求小，生产工厂目前主要在美国，南非等国家，而且产能较小，总产量较低；国内尚未有生产莱赛尔纤维专用浆粕的生产厂家。国内的木浆粕主要是造纸浆和普通粘胶纤维用溶解浆。
1、目前木材造纸浆的生产技术
原木去皮，经过切片机切片后，木片进入蒸煮器内经与烧碱或硫酸盐蒸煮液在一定温度和一定的压力下反应，制成粗浆，粗浆经过多次洗涤，筛选，然后进入漂白段，经过数次碱性和中性的漂白剂(漂白剂有碱性过氧化氢、次氯酸盐、二氧化氯、氧、臭氧等等)反应，制得漂白浆，再经过多次洗涤和筛选、除杂，抄造成形，干燥，分切，制成板状木浆粕，打成一定规格和重量的包装，商品浆称为纸浆。
2、目前粘胶纤维用溶解浆的生产技术
原木去皮，经过切片机切片后，木片进入1#蒸煮器先经过高温预水解，提取聚糖后，再次送入2#蒸煮器，经与烧碱、硫酸盐蒸煮液在一定温度和一定的压力下反应，制成粗浆，粗浆经过多次洗涤，筛选，然后进入漂白段，经过数次碱性和中性的漂白剂(漂白剂有碱性过氧化氢、次氯酸盐、二氧化氯、氧、臭氧等等)反应，制得漂白浆，再经过多次洗涤和筛选、除杂，抄造成形，干燥，分切，制成板状溶解浆粕。
3、目前国外莱赛尔纤维专用浆的生产技术
原木去皮，经过切片机切片后，木片进入蒸煮器经与亚硫酸盐蒸煮液在一定温度和一定的压力下反应，制成粗浆，粗浆再经过多次洗涤，筛选，然后进入漂白段，先经过数次碱性和中性的漂白剂(漂白剂有碱性过氧化氢、二氧化氯、氧、臭氧等等)反应，再经过酸处理或络合处理，制得漂白浆，又经过多次洗涤和筛选、除杂，抄造成形，干燥，分切，制成板状木浆粕，为莱赛尔纤维专用浆。
以上制浆方法，在生产过程中，特别是高温蒸煮阶段，产生大量的恶臭气体和污染废水，色度高，污染重。
造纸木浆粕，因其甲纤含量低，而且粘度较高，聚合度高，同时半纤维素含量和各种灰分、金属离子含量高，无法用于莱赛尔纤维的生产。粘胶纤维用的溶解浆，因其金属离子和聚糖类较高，也无法直接用于莱赛尔纤维的生产。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法。
一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法,含有以下步骤：水力碎浆备料步骤、压榨脱水提浓步骤、反应塔水解步骤、第一多段洗涤步骤、碱塔精制步骤、压榨脱碱步骤、第二多段洗涤步骤、反应塔降聚步骤、第三多段洗涤步骤、酸化及络合处理步骤、第四多段洗涤步骤及抄造成形步骤。
本发明的优点是：
(1)、提供了一种新的莱赛尔纤维专用浆粕的生产方法；
(2)、在生产过程中，没有碱性蒸煮过程，不会产生高COD含量的蒸煮黑液或者红液，生产过程中的废水COD≤500，易于处理。
(3)、在碱精制后的碱液可以经过膜处理，碱液可以循环使用，废物可以提取半纤维素及木质素等附加物。
(4)、莱赛尔纤维专用浆质量指标如下：
聚合度：450～600，甲种纤维素≥90％，R10≥90％，R18≥93％，灰分≤0.1％，Fe≤2.0ppm，Ca≤50ppm,Mg≤50ppm，白度≥92％。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明的限定。
实施例1：
一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法，拓宽莱赛尔纤维专用浆的生产方法，减少设备的投资规模，并且降低在木浆生产中的污染负荷。
一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法，含有以下步骤：
水力碎浆备料步骤：板状的造纸级木浆包(800x600x850，220Kg)用夹包车放至链板输送机上，人工剪切抽取去除包装铁丝(钢带)，然后链板输送机输送入水力碎浆机(预先加入一定量的水)，在水力碎浆机转子的强大旋转产生的离心力，使浆板与刀片碰撞，被甩到槽体的边缘，形成水平旋涡。又沿边缘上升，再回落到转盘上，随后在槽体中心形成负压区，这一循环又形成垂直旋涡，使浆料等来回与刀片接触，不断受到碎解，使浆板碎成浆粥状，浓度5％左右，以便于泵送。
压榨脱水提浓步骤：浓度5％左右的浆粥，经低浓浆泵送至网带式脱水机或辊式挤浆机，经机械压榨强力脱水至干度30％左右，送入水解反应塔。
反应塔水解步骤：反应塔为立式不锈钢塔，下部设立螺旋搅拌器，浆料上进下出，水解塔为间歇式生产，即进满浆料后停止进料，进行水解，水解完成后出料放空进入下一循环。水解反应时，水解液从水解塔中部和底部用泵抽取，从塔上部打入实现强力循环；水解液可以用除盐水，也可以用盐酸和硫酸无机酸。用除盐水水解时，温度150～175℃，时间30～180min；
多段洗涤步骤：水解后的浆料，经泵送入网带式高速洗浆机或辊式挤浆机，实现机械脱水，加水置换，多次循环，实现强力脱水和置换相互结合的洗浆模式，提取率高，洗涤因子高；
碱塔精制步骤：碱塔为立式不锈钢塔，下部设立螺旋搅拌器，浆料上进下出，碱塔为连续式生产，保留一定液位，边进边出。碱精制用烧碱溶液，含碱量为60～120mg/L；温度：30～70℃。碱精制时间：30～120min；浆浓：8％～12％；碱精制过程中可以加氧强化。
压榨脱碱步骤：水解后的浆料，经泵送入双网带式或双辊式压榨机，经过机械挤压脱出提取碱液，脱出的碱液可以去膜处理系统处理后循环使用。
多段洗涤步骤：跟前面水解后的多段洗涤同理，脱碱后的浆料，加水稀释至浓度5％左右浆粥，经泵送入网带式高速洗浆机或辊式挤浆机，实现机械脱水，加水置换，多次循环，实现强力脱水和置换相互结合的洗浆模式，提取率高，洗涤因子高；
反应塔降聚步骤：反应塔为立式不锈钢塔，下部设立螺旋搅拌器，浆料下进上出，连续式生产，反应药液为次氯酸盐或者过氧化氢。在泵送入反应塔前，泵前设立混合器，加入反应药液，蒸汽、碱液等。降聚反应时，浆浓：8％～12％，PH：9～14，过氧化氢用量0.5％～5％；温度40～100℃，时间30～180min；降聚阶段可以加入少量螯合剂助剂。
多段洗涤步骤：降聚后的浆料，加水稀释至浓度5％左右浆粥，经泵送入网带式高速洗浆机或辊式挤浆机，实现机械脱水，加水置换，多次循环，实现强力脱水和置换相互结合的洗浆模式。
酸化及络合处理步骤：浆料酸化在酸化池或塔中进行，酸化用无机酸硫酸或盐酸。酸化时，PH：1～2，温度30～50℃，时间30～60min，酸化后加入螯合剂或络合剂助剂。
多段洗涤步骤：酸化后的浆料，经泵送入网带式高速洗浆机或辊式挤浆机，实现机械脱水，加水置换，多次循环，实现强力脱水和置换相互结合的洗浆模式。
抄造成形步骤：洗涤后的半成品浆，经过长网或夹网湿部，在低浓状态下布浆成形，经过真空区网部脱水，大辊压辊区机械压榨脱水，形成50％干度的浆板，再经过多道烘缸或气垫式干燥机干燥成90％干度的成形浆板，最后经过切纸机分切成800x600规格的板状浆粕，打包捆扎成成品包入库。
烘干成品。
实施例2：
一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法，含有以下步骤：
步骤1)、备料：造纸木浆包去除包装铁丝(钢带)经水力碎浆机碎成浆粥状，浓度5％左右；
步骤2)、压榨脱水输送：浓度5％左右的浆粥，经机械压榨强力脱水至干度30％左右，送入水解反应塔。
步骤3)、反应塔水解：反应塔为立式不锈钢塔，上进下出，间歇式生产，水解液可以强力循环；水解液可以用除盐水，也可以用盐酸和硫酸无机酸。用除盐水水解时，温度150～175℃，时间30～180min；
步骤4)、洗涤用多段洗涤设备，强力脱水和置换相互结合，提取率高，洗涤因子高；
步骤5)、碱塔精制：碱塔为立式不锈钢塔，碱精制用烧碱，含碱量为60～120mg/L；温度：30～70℃。碱精制时间：30～120min；浆浓：8％～12％；碱精制过程中可以加氧强化。
步骤6)、压榨脱碱：压榨脱出的碱液可以去膜处理系统处理后循环使用。
步骤7)、降聚调粘度：反应塔为立式不锈钢塔，反应药液为次氯酸盐或者过氧化氢。
浆浓：8％～12％，PH：9～14，过氧化氢用量0.5％～5％；温度40～100℃，时间30～180min；降聚阶段可以加入少量螯合剂助剂。
步骤8)、酸化及络合处理：酸化用无机酸硫酸或盐酸。酸化时，PH：1～2，温度30～50℃，时间30～60min，酸化后加入螯合剂或络合剂助剂。
步骤9)、浆料再次经过多段洗涤后，长网多缸纸机或夹网气垫浆板机抄造、分切成形。成品浆粕为800x600规格或卷状浆粕。
实施例3：
如同实施例1及实施例2所述的一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法，步骤中的参数和工艺条件为：
1、原料：硫酸盐漂白针叶浆，其中DP：950，甲种纤维素：86％，白度89％，灰分0.3％，Fe:25ppm。
2、水力碎浆机用除盐水碎浆，浓度4.5％。
3、单螺旋挤浆机挤压脱水，干度32％。
4、水解塔水解：通入饱和蒸汽，温度到160℃，时间90min。
5、两道单螺旋挤浆机挤压脱水洗涤，进入精制塔，浆浓：10％，温度35℃，含碱量80mg/L，时间60min。
6、双网压浆机挤压机脱碱，压后干度25％，碱液去膜系统，浆料调浓度进入反应塔。
7、降聚反应塔：浆浓10％，过氧化氢用量1％，温度55℃，时间60min，螯合剂助剂EDTA用量0.1％。
8、两道单螺旋挤浆机挤压脱水洗涤。
9、酸化及络合处理：浆浓：4.5％，酸化用盐酸，PH：1～2，温度40℃，螯合剂助剂EDTA用量0.1％，时间60min。
10、两道单螺旋挤浆机挤压脱水洗涤。
11、低浓流送，浓度2％，夹网成形，气垫干燥，成卷状浆。
实施例4：如同实施例1及实施例2所述的一种造纸浆改性为莱赛尔纤维专用浆粕的制备方法，步骤中的参数和工艺条件为：
1、原料：硫酸盐漂白桉木浆，其中DP：850，甲种纤维素：91.5％，白度91％，灰分0.3％，Fe:25ppm。
2、水力碎浆机用除盐水碎浆，浓度4.5％。
3、单螺旋挤浆机挤压脱水，干度32％。
4、水解塔水解：通入饱和蒸汽，温度到160℃，时间90min。
5、两道单螺旋挤浆机挤压脱水洗涤，进入精制塔，浆浓：10％，温度35℃，含碱量85mg/L，时间60min。
6、双网压浆机挤压机脱碱，压后干度25％，碱液去膜系统，浆料调浓度进入反应塔。
7、降聚反应塔：浆浓10％，过氧化氢用量1％，温度55℃，时间50min，螯合剂助剂EDTA用量0.1％。
8、两道单螺旋挤浆机挤压脱水洗涤。
9、酸化及络合处理：浆浓：4.5％，酸化用盐酸，PH：1～2，温度40℃，螯合剂助剂EDTA用量0.1％，时间60min。
10、两道单螺旋挤浆机挤压脱水洗涤。
11、低浓流送，浓度2％，夹网成形，气垫干燥，成卷状浆。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
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