Busperse蒸煮助剂用于硬木化学浆的生产.docx

busperse 蒸煮助剂用于硬木化学浆的生产 金立忠1，林松竹1，展鹏2（1.东北电力大学化学工程学院，吉林 132012；2.华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237）摘要：通过传统的蒸煮方法 ，添 加 蒸 煮 助 剂 busperse 对硬木化学浆的蒸煮进行正交实验 。研 究 发 现 ：在 烧 碱-aq 蒸 煮中 添 加 busperse，可以有效地降低纸浆 kmno4 值 ，提 高 残 碱 ，节 省 漂 剂 用 量 ，降 低 生 产 成 本 ，加速蒸煮过程渗透 ，纸 浆 得 率 提 高 。关键词：busperse 蒸 煮 助 剂 ；硬 木 ；化 学 浆 ；蒸 煮中图分类号：ts727+.1文献标识码：a文章编号：1001-6309(2009)12-0036-03在蒸煮过程中，蒸煮液的化学组成起着重要的作用。蒸煮液 中除了常用的酸、碱、盐蒸煮剂 外，为了提高蒸煮速度，减少蒸煮 药剂的用量，提高纸浆得率或强 度，还添加一些辅助化学药品12。 由于这些辅助化学药品的加入， 大大提高了蒸煮效率。busperse 47 蒸 煮 助 剂 是 一 种阴离子型多种表面活性剂协同 复配物，为浅黄色浆状液体。具有 超强的润湿和乳化效果，极好的 悬浮能力和渗透扩散能力，能给 予成浆较佳的白度，在高浓度碱 液中稳定有效，与其他助剂有着 良好的相容性，是一种高效的渗 透剂和分散剂。该助剂还有助于 溶解沉积物，提高纸浆质量，减少 停 机 时 间 。 busperse 2110、bus-perse 2437、xp -080408 均 是 aq类的蒸煮助剂。该产品可借助化学品计量泵从容器直接加入到系统中，也可在适当的计量容器里配制或者通 过逐滴供给装置使用，要想达到 最佳效果，加入系统时应进行充 分的搅拌。表 1bus pe rs e 性质外观形状ph 值-1浅黄色浆状液体0.91006.57.5注：ph 在水溶液浓度 0.1 gml 条件下测定。- 11实验原料与仪器pfi 实验室打浆机；加拿大标准游离度测定仪等。纤维原料以东北某纸业提供的杨木片 模拟生产，料片筛选去除过大片 和木节。经过人工备料并除去泥 沙、碎屑等杂质后放入塑料袋中 平衡水分，备用。1.12方法与方案分析测定方法按有关国家标准进行测定3。 实验方案 在电热回转蒸煮锅中进行蒸2.12.2蒸煮助剂busperse 47、busperse 2110、 busperse 2437、xp - 080408 由 上 海某有限公司提供。busperse 物 理指标如表 1 所示。1.3 实验仪器zqs -i 型 电 热 回 转 蒸 煮 锅 ， 容积 15l；zqs 型平板筛浆机，筛 缝 宽 0.3mm；zqj -i 型 抄 片 器 ；1.2煮4。装锅量为 183kgm-3，一次升温 50min (130 135 )，放 气 30s， 二 次 升 温 70min (162 )， 放 气30s， 三 次 升 温 30min (168 170 )，aq 5 用 量 1.5kgt -（1 对 风干木片），助渗透剂 busperse 47用量 0.13kgt-（1对风干木片），液比 14。采用正交实验。基金项目：吉林省教育厅科学技术研究“十一五”规划项目2007(57)。作者简介：金立忠先生，副教授，环境与轻化工程系主任，主要从事制浆造纸机械设备教学和研究工作；联系电话2009 年 12 月 第 28 卷 第 12 期36密度闪点（/ gml ） /造 纸 化 学 品表 2蒸煮工艺优化实验数据用碱量对成浆硬度和细浆得率的影响最大。随着用碱量的增 加，得率和硬度均下降。但用碱量 从 22%升至 24%时，得率升高， 比 较 而 言 当 用 碱 量 从 24% 升 至26%时，得率下降并不明显，而硬 度降幅更大些，因此 24%的用碱 量比较合适。用碱量太高会造成 纸浆得率严重下降，并且生产成 本高。3结果与讨论原料成分测定与分析水分 3.39%，灰分 0.87%，硝 酸 - 乙 醇 纤 维 素 47.46% ，klason 木素 22.83%，综纤维素 70.89%。3.2 蒸煮正交实验结果与分析 根据蒸煮工艺过程和关键因素，采用实际生产的蒸煮助剂的 添加量，选取最高温度（a）、用碱 量（b）、保温时间（c）三个因素并 分别确定三个水平。采用正交实 验法，实验方案的设计及实验结 果如表 2 所示，极差分析如图 1 所示。3.1表 5 蒸煮助剂优化实验对比和 细 浆 得 率 的 首 要 因 素 为 用 碱量，影响残碱的首要因素是保温 时间。保温时间对细浆得率和硬 度的影响均比较次要，各因子的 最佳组合与分析见表 3。21102437080408kmno4 值 15.8615.2414.3514.19（/ gl-1）细浆得率/%38.49 39.1039.4639.55表 3最佳组合与因子分析注：1.busperse 47 加入量 0.2 ml; 2. 蒸煮工艺条件：用碱量 24%，蒸煮最高温度 168，保温时间 180min，液比 1：4，装锅量 183.3kgm（风干）。- 3kmno4 值a3b3c1bac细浆得率a1b2c1bca由 表 5 看 出 ，xp -080408 配合 busperse 47 对 于 蒸 煮 来 说 可 以取得更高的浆料得率，有效地3.3 添 加 蒸 煮 助 剂 的 实 验 结 果与分析为了验证 naoh-aq 法6，7中 添加蒸煮助剂条件下所得浆料的 各种指标优于常规的 naoh-aq 法所得浆料，同空白实验做对比， 结果如表 4 所示。降低碱耗和 kmno 值。44结论4.1 影响 kmno4 值和细浆得率的首要因素为用碱量，影响残碱 的首要因素是蒸煮最高温度。用 碱量对成浆硬度和细浆得率的影 响最大，随着用碱量的增加，得率 和硬度均下降。但用碱量从 22% 升 至 24% 时 ，得 率 升 高 ，比 较 而 言当用碱量从 24%升至 26%时， 得率下降并不明显，而硬度降幅 更大些。综合考虑，24%的用碱量 比较合适。4.2 对于得率的影响因素，从极 差值看出：用碱量保温时间最表 4最佳蒸煮条件下的对比实验编号得率-1空白实验1682418023.1713.4237.041682418014.1914.3339.55助剂由表 4 看出，在 naoh-aq蒸煮中添加 busperse 47，可以有 效地降低 kmno4 值，节省漂剂用 量；提高残碱，降低生产成本；加 速蒸煮过程渗透，蒸煮得率提高。图 1正交实验极差分析图从表 2 和图 1 可见，在所设计的实验范围内，影响 kmno4 值paper and paper making vol. 28 no.12 dec 200937加入细浆tmax naoh tkmno4 残碱/%/min值（/ gl ） /%残碱a1b3c2cab影响因子最佳组合因子影响大小残碱11.87 13.5114.4714.33蒸煮助aq busperse buspersexp-剂用量2.0g 0.6ml0.6 ml 0.6 ml编 tmax naoh t kmno4 残碱号 /% /min值 （/ gl-1）细浆 得率/%1 16822180 18.88 12.2835.833 16826240 15.30 17.4035.004 16824220 19.81 19.4536.015 17022220 22.24 15.8736.506 17024240 21.32 16.3835.347 17026180 14.81 16.3834.212 17224180 19.33 12.2838.488 17222240 19.13 12.2833.079 17226220 13.63 16.3834.52造 纸 化 学 品高蒸煮温度。4.3 naoh-aq 添加聚合物蒸煮 助剂法蒸煮，脱木素的选择性及 速率大为提高。因此可以获得比 常规的 naoh-aq 法更高的得率 和较低的硬度。在 naoh-aq 蒸 煮中添加 busperse 47，可以有效 地 降 低 kmno4 值 ， 节 省 漂 剂 用 量；提高残碱，降低生产成本；加 速蒸煮过程药液的渗透，提高蒸 煮得率。xp -080408 配 合 busperse4 谢来苏，詹怀宇. 制浆原理与工程m. 北京：中国轻工业出版社，2002.5 carola storgard envall. dissolving reaction of anthraquinone at high temperatures j. wood chem & technol，1986，45：35- 40.6 miguel zanuttini, miguel citroni, victorio marzocchi，et al. alkali impregnation of hardwood chips j . tappi journal ,2005（4）：28- 30.7 季军安，倪爱武. 蒽醌型光盘染料的合成 研究j. 信息记录材料，2001（2）：15- 19.4.447 对 于 蒸 煮 来 说 可 以 取 得 更 高的浆料得率，有效地降低碱耗和kmno4 值。参考文献：1 顾民，吕静兰，刘江丽. 造纸化学品m.北京：中国石化出版社，2006.2 安郁琴，刘忠. 纸浆造纸助剂m. 北京： 中国轻工业出版社，2004.3 石淑兰，何福望. 制浆造纸分析与检测m.北京：中国轻工业出版社，2004.application of busperse cooking agent inthe production ofhardwood chemical pulpj in li-zhong1，lin s ong-zhu1，zhan p e ng2(1.school of chemical engineering, northeast dianli university, jilin, jilin province, 132012 china；2.school of material science and engineering, east china university of technology, shanghai, 200237 china)abstract：orthogonal cooking experiments of hardwood chemical pulp were carried out by adding cooking agent (busperse)based on the traditional cooking method. the experimental results showed that the values of kmno4 were decreased efficiently, the mount of residual soda was raised, the mount of bleaching agents and aids was saved, the production cost was cut down, impregnation was speeded up during cooking and the yield of pulp was raised by adding busperse in caustic soda-aq.key words：busperse cooking agent；hardwood；chemical pulp；cooking收稿日期（修改稿）：2009-10-08!2010 年华东纸业征订启事经国家新闻出版总署批准，上海造纸 从 2009 年第四期更名为华东纸业。华东纸业是由上海、山东、江苏、浙江、福建、江西、安 徽七省市造纸学会主办的科技类制浆造纸工业专业技术刊物。华东纸业办刊宗旨：面向全国造纸行业，传播纸业信 息，推广高新造纸技术与成果，打造纸业信息交流平台。使之成为经验交流的园地，市场信息的窗口，拓展我国纸业技术、参与国际市场竞争的企业老总和广大科技人员的良师益友。华东纸业市场定位：立足华东长三角，辐射国内外造 纸企业及相关行业的企业家、工程技术人员、经营管理人员和技术工人。长期以来深受全国各地造纸工作者的欢迎。华东纸业主要栏目：专题与综述、企业家论坛、制浆与 造纸、设备与电仪、加工纸与特种纸、助剂与湿部化学、环境保护与节能、脱水器材、国内外纸业信息等。全面报道有关造纸的新材料、新技术、新工艺、新产品、新装备的应用以及中 国造纸工业的方针政策和技术经济信息、市场动态等内容。华东纸业作为企业家和工程技术人员的园地和论坛，欢迎广大企业家和科技工作者踊跃投稿和订阅。同时欢迎各造纸企业和与造纸工业相关的企业在本刊刊登广告，进行企 业形象宣传。华东纸业 为双月刊，大 16 开 64 页，面向国内外公开发行。国内统一连续出版物号：cn 31-2034/ts，国际标 准连续出版物号 ：issn 1674-6937。广 告 经 营 许 可 证 号 ：