螯合剂作为麦草蒸煮助剂的应用效果.doc

螯合剂在造纸工业中作为麦草制浆蒸煮助剂的应用 巩洪让 （江苏新大纸业有限公司 江苏 新沂 221400）提要：本文介绍了螯合剂作为一种蒸煮助剂在麦草AP-AQ制浆的作用效果，结果表明：在常规麦草AP-AQ蒸煮中适量添加螯合剂助剂不仅可以降低制浆的化学药品消耗量，对提高纸浆得率，稳定浆料质量也有明显的作用。关键词：螯合剂；实验小试；中试；消耗；质量近年来，由于化工原料的价格不断上涨，传统的烧碱法制浆成本已越来越高，其中特别突出的是商品碱的消耗，针对于此，我公司从年初就开始做了大量实验，试图在保证浆料质量的前提下尽可能的降纸商品碱的消耗量，其中以在漂白中应用较多的螯合剂螯合剂作为麦草蒸煮助剂的实验效果最为明显。从中试结果看，在常规的AP-AQ法麦草制浆中加入螯合剂，可以大大降低麦草浆的制浆成本，并且浆料也能够得到提高，因此，我们认为这是一次较为成功的尝试。1 螯合剂性质1.1螯合剂化学名称：二乙烯三胺五乙酸五钠1.2分子式、分子量（MolecularFormula、MolecularWeight） NaOOCH2NCH2CH2N(CH2COONa)22；M=503.3 1.3技术指标(TechnicalIndex) 1.3.1外观淡黄色透明液体 1.3.2含量501 1.3.3色泽（铂钴）淡黄色 1.3.4螯合值(以CaCO3计) 1002mg/g 1.3.5pH值（1%水溶液）1112 实验室小试2.1原料2.1.1麦草：取自本公司切草机出口，草片长度：2040mm，水分：18%2.1.2螯合剂：产地河南道纯化工2.1.3NaOH：产地郯城化工2.1.4AQ：产地江苏江阴2.2蒸煮设备及工艺条件蒸煮采用ZQS1型电热回转蒸煮锅及内装1.5L 4小罐蒸煮器；蒸煮工艺条件以本公司麦草蒸煮工艺条件为参考：NaOH用量：1314%，AQ用量：0.05%，白液配比：1：4，蒸煮最高温度：165，蒸煮全程时间：2小时15分2.3测定方法：蒸煮放锅后用65目的网箱洗浆，然后测定粗浆得率，用振筛筛选出粗渣测定粗渣率，用细浆测定硬度、白度，并计算出细浆得率，所有分析项目的测定方法均按照国家有关标准方法实行，蒸煮结果见表一表一，实验室小试结果NAOH用量 螯合剂用量 残碱 硬度 粗浆得率 细浆得率 粗渣率 白度% g/l K % % % %1# 13.0 未加 大部分未成浆2# 14.0 未加 9.9 15.6 40.1 36.5 3.6 283# 13.5 5 8.6 12.7 40.2 38.3 1.9 334# 13.5 3 8.8 12.5 40.4 38.9 1.5 335# 13.0 3 7.5 13.7 40.3 37.1 3.2 32 6# 13.0 2 7.3 15.6 40.4 36.9 3.5 307# 13.0 1 6.2 17.4 37.6 31.0 6.6 288# 12.5 2 5.0 18.1 35.1 28.0 7.1 22从表一可以看出，在未加螯合剂的情况下，用碱率在14%时蒸煮结果才可以满足后继工段的要求，这同实际生产相接近，在添加螯合剂之后，浆料的各项指标都有明显的变化，特别是硬度降低的幅度比较大，这说明蒸煮时脱木素容易。综合产量、质量、消耗三方面因素，在其它工艺条件不变的情况下，用碱量为13.0%，螯合剂用量在23时，所得结果最为理想。3 生产试验由于小试结果非常理想，反映出在常规蒸煮中添加螯合剂可以保证浆料产、质量的情况下节约商品碱的消耗，因此决定整个一月上旬在制浆1#系统进行中试，以检验在大生产中的使用效果。3.1助剂加入的办法先将螯合剂按一定量称量好后，与分散AQ同时加入至AQ溶解槽，待分散AQ充分溶解后再与计量槽内的烧碱一并泵送至配碱槽进行通汽加热并保证各种原料的混合均匀性，最后进行装料。详细流程如图一：螯合剂 AQ 溶解槽 碱液 水 蒸汽 草片计量槽 配 碱 槽 预浸器 蒸球 图一：螯合剂使用流程3.2工艺制定：以小试作为参考，将工艺条件制定如下：用碱率13%（以NaOH计），分散AQ用量0.05%，液比1：3.5，螯合剂：3，在升温方面，考虑到用碱率的下降可能会使脱木素反应的速度变慢，影响正常生产，为了稳妥起见我们将蒸煮最高温度在原有的基础上提高5，其它工艺条件均与小试相同。4 结果与讨论4.1经过一月份中旬的中试，我们对相关数据进行统计，同一月上旬常规烧碱法制浆情况进行比较，具体情况如下：4.1.1表二：蒸煮结果同一月上旬相比较4.1.2图二：三段漂C段液氯用量同一月上旬相比较4.1.3图三：三段漂H段漂液用量同一月上旬相比较4.1.4表三：漂白浆情况同一月上旬比较4.1.5表四：各项主要消耗同一月上旬比较表二：蒸煮结果同一月上旬相比较 上 旬 中 旬硬度：K 15.4 14.1残碱：g/l 9.3 7.1未蒸解物： 18.5 10.0粗浆得率：% 38.6 40.8洗后残碱g/l 0.7 0.5黄浆白度：%ISO 32.2 34.0 注：一月份上旬的蒸煮工艺为：用碱率14%，AQ用量0.05%，蒸煮最高温度165全程时间为2小时25分。图二：三段漂C段液氯用量同一月上旬相比较注：本公司1#制浆系统采用CE/pH三段漂白，氯化前黄浆流量为1402m3/h，浓度3.00.1%图三：三段漂H段漂液用量比较同一月上旬进行比较表三：漂白浆情况同一月上旬比较上旬 中旬白度%ISO 77.1 77.3湿重g 2.0 2.2叩解度oSR 33 29返黄值 2.55 2.0细浆得率 % 36.2 38.1表五：各项主要消耗同一月上旬比较上 旬 中 旬总 耗 单 耗 总 耗 单 耗草耗（T） 2406.2 2.77 2281.6 2.63碱耗（Kg） 363283.8 418 312192 360氯耗（Kg） 77039.06 88.64 75012.8 86.50螯合剂（Kg） - - 6800 7.8水（T） 417168 480 417123.2 481电（KWh） 344215 396 364224 420汽（T） 2694.21 3.1 2601.6 3.0注：一月上旬风干浆产量：869.1t,中旬风干浆产量：867.2t4.2结果分析：从表二的数据分析看，实验效果比较理想，在适量加入螯合剂后，用碱量在下降的情况下，浆料的硬度偏低，这说明在碱法麦草蒸煮中加入螯合剂，比较容易脱木素，螯合剂可以将原料和水中带入蒸煮系统的金属离子包裹住，阻止金属离子和NaOH发生反应减少NaOH的无谓消耗，以最大限度发挥其脱木素效果。 水中常见金属离子同碱的反应：Ca2+2NaOH Ca(OH)2 +2Na+Mg2+2NaOH Mg (OH)2 +2Na+Fe3+3NaOH Fe (OH)3 +3Na+Al3+3NaOH Al (OH)3 +3Na+同样因为这种作用，在制浆生产过程中避免了NaOH与金属离子的反应物生成沉淀，而使整个制浆设备包括碱回收蒸发工段的结垢情况得到明显的减轻。另外在装球过程中我们发现加入螯合剂后药液对原料的渗透性能要较之常规烧碱法优良，这也是保证浆料产量和质量的关键因素之一，但是导致这种情况的原因还不清楚，有待进一步研究。从图二图三表三可以看出，浆料的可漂性能极佳，液氯和漂液的使用量明显要低，而且曲线更加平稳，所得漂白浆的质量更加稳定，特别是细浆得率提高幅度达1.9%之多，返黄值下降0.5以上，导致这种良性变化的可能有两个方面，第一是因为蒸煮工段的来料质量稳定，浆料硬度低，粗渣率低，第二是因为蒸煮工段所来过来的金属离子被螯合剂包裹之后大部分在洗涤时被洗出，减轻其对漂白性能的影响，使漂白环境更加缓和。从表四看，一月中旬在使用螯合剂后，因为细浆得率的提高，各项消耗都有所降低；特别是NaOH、液氯下降的程度比较大；这给我们所带来的不仅仅是经济效益，而且还会因为废水的污染负荷减轻而产生较为良好的社会效益。作者简介