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纸浆氧脱木素过程强化氧脱木素率的研究

陈德智  
【摘要】: 氧脱木素作为蒸煮后浆料的首段漂白,主要目的是为了进一步脱除蒸煮后纸浆中的残余木素,也可以看作为蒸煮的延续。通常情况,单段氧脱木质素率控制在40%~50%,随着木素脱除率的进一步提高,纸浆碳水化合物发生降解增加。本研究主要在两段氧脱木素的基础上,通过在两段中添加少量H2O2进行强化两段氧脱木素,利用H2O2对两段氧脱木素进行强化。通过以分段加碱的方式将碱逐步加入氧脱木素体系中,均衡碱对氧脱木素过程的影响,从而缓和脱木素,达到最大化脱除浆中木素而保持纸浆相对较高粘度的目的。麦草Soda-AQ法纸浆氧脱木素的研究结果表明: 1.单段氧脱木素工艺条件:用碱量3.0%,温度100℃,时间60min,氧压0.6MPa,MgSO4用量0.3%,浆浓:10%。在此条件下木素脱除率48.23%,纸浆卡伯值9.78,粘度为944ml/g,白度46.71%ISO。 2.强化两段氧脱木素过程中,在用碱量3.5-1.0%,时间30-60min,温度100℃,氧压0.6-0.5MPa的优化条件下进行强化氧漂。结果显示H2O2添加O-OP优于OP-O,H2O2用量为1.0%时,木素脱除率达61.4%,浆料粘度:898ml/g,白度55.71%ISO。相思木EMCC硫酸盐浆氧脱木素的研究结果表明: 1.强化两段氧脱木素在用碱量3.0-1.5%,时间30-80min,温度100℃,氧压0.6-0.5MPa的优化条件下,随着H2O2用量的增加,OP-O优于O-OP工艺,H2O2用量1.0%时,木素脱除率56.5%,粘度降解率17.4%,白度65.80%ISO。随着H2O2用量继续增加,木素脱除减少,但白度增加明显。 2.相思木硫酸盐浆分段加碱氧脱木素与两段氧脱木素相比没有优势,木素脱除率仅仅52%左右,而粘度及白度与两段接近,故对低卡伯值相思木浆不适合分段加碱氧脱木素工艺。马尾松硫酸盐浆氧脱木素的研究结果表明: 1.未经处理的浆料进行强化效果不明显,经螯合处理(Q)后的强化效果显著。H2O2用量1.0%时,QOpO浆木素脱除率73.0%,粘度降解率18.7%,白度49.85%,H2O2用量在1.0~1.5%比较合适。高浓及低总碱量下强化效果不明显。2.马尾松硫酸盐浆分段加碱氧脱木素在碱用量不高时,与单段或两段相比没有明显的优势。但当总用碱量在4.5%时,能比单段和两段脱除更多的木素,木素脱除率达到64.3%,而粘度保持在较高的水平,粘度为837ml/g。分段加碱氧脱木素最佳工艺条件为用碱量O1:2.0%、O2:1.0%、O3:1.0%、O4、0.5%;温度四段分别为80℃、90℃、100℃、110℃;时间前两段维持在20min和30min,后两段增加时间到40min和60min;氧压0.6MPa,MgSO4用量0.3%,浆浓:10%;在此条件下木素脱除率达70.8%,而粘度为778ml/g,粘度降解率27.6%,白度46.44%ISO。 本课题得到国家自然科学基金“纸浆氧脱木素过程机理的解析与氧脱木素最大化新概念”(30671653)的资助。


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