專利名稱：一種利用亞硫酸銨和氫氧化鈣制漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙制漿方法，尤其是中性亞硫酸銨制漿的方法。
中性亞硫酸銨制漿法(簡稱亞銨法)，國外三十年代開始應(yīng)用于工業(yè)，主要用闊葉木生產(chǎn)半化學(xué)漿，我國六十年代也開始在小型紙廠應(yīng)用來制作草類和甘蔗渣的紙漿，生產(chǎn)出文化用紙。亞銨法的特點是成本比堿法低，亞硫酸銨來源廣，紙廠廢水廢渣不需處理即可作農(nóng)田肥料，減少了環(huán)境污染。但亞銨法最大的缺點是腐蝕設(shè)備，因為蒸煮過程亞硫酸根與木質(zhì)素反應(yīng)生成有機酸，蒸球在酸性條件下加上物料的磨擦?xí)艿礁g，而且有機酸還會破壞纖維素，使紙漿得率下降，為了中和這部分酸，在投料時通常是加入氨水、碳銨或尿素等添加劑，以保證蒸煮終點時漿液的PH值在7左右，但這些含氨物質(zhì)的加入使物料加熱后氨大量揮發(fā)，加上原來加入亞硫酸銨也分解出氨，使蒸球內(nèi)氨分壓升高，總壓也升高，減慢了蒸煮速度，此外，氨氣的泄漏也會使勞動環(huán)境惡化，影響工人的健康，更主要的，氨本身也是一種腐蝕劑，對設(shè)備有較強的腐蝕作用，所以目前國內(nèi)的造紙廠使用亞銨法制漿并不普遍。
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服現(xiàn)有亞銨法制漿過程中存在的不足之處的新的制漿方法。
眾所周知，亞銨在高溫條件下(蒸球通入5-7kg/cm2的蒸汽)，很快分解成氨和二氧化硫
生成的SO2與木質(zhì)素反應(yīng)生成木質(zhì)磺酸，然后與氨水中和，當(dāng)氨過量時，氨水對設(shè)備造成很大的腐蝕，而且卸球時會揮發(fā)出來，影響操作環(huán)境，所以加入氨水和碳銨或尿素，蒸煮后氨轉(zhuǎn)入氣相，很難與液相的酸中和，PH值小于7。所以有的在亞氨法加入燒堿中和有機酸，對減輕腐蝕有一定作用，但燒堿緊缺，成本高，廢水排放會污染，實質(zhì)上也沒有突出的優(yōu)點。本發(fā)明人經(jīng)過多次試驗，用氫氧化鈣(石灰乳、石灰水)取代氨水和含氨化合物及燒堿，發(fā)現(xiàn)效果很好。
過去有人認為亞硫酸銨加入氫氧化鈣，在酸性的條件下會生成亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀，導(dǎo)致蒸煮過程原料結(jié)塊，不成漿，所以沒有人將其應(yīng)用于工業(yè)上，而本發(fā)明人在試驗中發(fā)現(xiàn)，在特定的溫度和壓力下，并沒有生成硫酸鈣沉淀，而是發(fā)生了以下的化學(xué)反應(yīng)
這是一個放熱反應(yīng)，可使蒸煮的溫度升高，減小蒸汽用量。這個反應(yīng)要求的溫度為140-170℃，蒸汽壓力為5-7公斤/厘米。
生成的Ca(HSO3)2能溶于水，未反應(yīng)的Ca(OH)2和反應(yīng)得到的NH4OH就可以與有機酸中和，達到了蒸煮終點時的PH在7左右，這樣，就不會有多余的氨腐蝕設(shè)備。
實踐證明，應(yīng)用氫氧化鈣代替氨水、碳銨、燒堿等添加劑，對于加速藥物對纖維的滲透，縮短蒸煮時間或降低蒸煮最高溫度都是有利的，它克服了亞銨-氨水法對環(huán)境和設(shè)備的危害，也克服了堿法因回收不完全而排放造成的污染。
以下敘述亞銨-氫氧化鈣制漿的具體方法將生石灰，要求含氧化鈣85%以上，顏色潔白，雜質(zhì)少，加水反應(yīng)成石灰乳，濾去固體不溶物，和纖維原料一起放入蒸球中，加水混勻，再加入亞硫酸銨，一般每m3草料或甘蔗渣需亞硫酸銨15-20公斤，純氧化鈣3-6公斤，針葉類木料可適當(dāng)增加亞銨和石灰用量，加到蒸球水的量與普通亞銨法相同，但調(diào)節(jié)蒸球內(nèi)的溫度和蒸汽壓力是關(guān)鍵，一般控制蒸氣壓力為5-7kg/cm2，溫度為140-170℃，溫度壓力太低或太高都會使蒸煮質(zhì)量差(漿夾生或結(jié)疤)，而且還易生成不溶于水的亞硫酸鈣或硫酸鈣沉淀，通入蒸汽使蒸球達到溫度和壓力后，保溫2-2.5小時，按常規(guī)方法出漿即得。
按上述方法制漿，具有以下優(yōu)點1.氧化鈣原料易得，按目前市場情況，價格僅為碳銨的1/2，燒堿的1/3，尿素的1/7，成本大為降低。
2.縮短蒸煮時間，降低蒸氣壓力，故能減少煤耗、動力、提高日產(chǎn)量，經(jīng)試用，如25m3蒸球蒸煮蔗渣制半化學(xué)漿的廠家，紙漿得率增高，日產(chǎn)量可從3噸/日提高至5噸/日。
3.蒸煮所得的紙漿顏色較白，容易漂洗，這是因為石灰水本身就是很好的漂白劑，抄出的紙張挺度較大，紙面光滑，產(chǎn)品質(zhì)量好。
4.經(jīng)廣西邕寧縣伶俐糖廠造紙分廠七個月的試運行，在相同的時間內(nèi)與亞銨-碳銨法蒸煮對比，本發(fā)明的蒸球腐蝕情況大為改觀。
5.蒸煮后處理紙張的廢液排放到農(nóng)田后，鈣離子對土壤的結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生破壞性影響，而用堿法的鈉離子會使土壤的保水能力受到破壞，用亞硫酸鈣蒸煮紙張的方法也無法處理排出的廢渣。
本發(fā)明的實施例1991年初開始在廣西邕寧縣伶俐糖廠造紙分廠的25m3蒸球上試驗，所用原料是甘蔗渣，生產(chǎn)半化學(xué)瓦楞紙漿，原料25m3，配上85%的-水亞硫酸銨450公斤，生石灰(含CaO85%)120公斤，蒸煮壓力6.5公斤/厘米2，保溫時間2.5小時，平均每球原料成本為380元，日產(chǎn)量比對照組提高1-2噸，對照組，蒸球體積25m2，亞銨(85%)520公斤，碳銨150公斤，最高蒸煮壓力7.5公斤/厘米2，保溫時間3-3.5小時，蒸煮后由于氨的大量揮發(fā)，一般PH值并不在7左右，而是1-3之間，設(shè)備腐蝕較大，每球原料成本500元。
與其它方法對照，91年對廣西賓陽縣廖平造紙廠蔗渣原料生產(chǎn)抽樣，蒸球25m3，燒堿1000公斤，硫化堿200公斤，蒸煮壓力7.5公斤/厘米2，保溫時間1.5-2小時，每球原料成本為918元。
廣西橫縣巒城糖廠造紙分廠蒸球25m3，亞銨560公斤，燒堿200公斤，蒸煮壓力7.5公斤/厘米2，保溫3小時，每球原料成本564元。
由上述例子看出，亞銨-氫氧化鈣法比起其它幾種方法成本都低。
參考文獻1.制漿造紙化學(xué)工藝學(xué)作者(美) J.P凱西輕工業(yè)出版社 1988年版2.亞銨法制漿及其廢液的利用輕工業(yè)出版社 1978年9月版
權(quán)利要求
1.一種用亞硫酸銨制漿造紙的方法，是將含纖維植物原料、水和包括亞硫酸銨和添加劑在內(nèi)的藥料加到蒸球內(nèi)，再通入水蒸汽蒸煮，在恒定的溫度和壓力下保溫一段時間，其特征在于，所加添加劑為氫氧化鈣，它是由氧化鈣加水反應(yīng)得到，蒸球內(nèi)所要求的蒸煮溫度為140-170℃，壓力為5-7公斤/厘米2，保溫時間2-2.5小時。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于中性亞硫酸銨制漿方法的改進，其做法是在投料時只需加入亞硫酸銨和氫氧化鈣，取代以往要加入成本高，易污染、腐蝕性性的燒堿或氨水、碳銨等藥品，用這種方法制漿可縮短蒸煮時間，紙漿得率提高，容易漂白，降低了成本，并減輕了設(shè)備的腐蝕。
文檔編號D21C7/00GK1061253SQ9110966
公開日1992年5月20日 申請日期1991年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月25日
發(fā)明者周世民, 周志光, 周澤天 申請人:周世民