[发明专利]无废液排放的制纸浆方法

说明书

本发明属于一种制纸浆的方法，特别属于一种以废渣排放不产生废液的制纸浆方法。

现行的化学制纸浆的方法，有硫酸盐法和亚硫酸盐法，有代表性的是硫酸盐法制纸浆。该方法是在一定的条件下，将纤维原料与苛性钠、硫化钠在容器中进行反应。这种制浆方法在蒸煮过程中产生含硫的恶臭气体，对大气环境产生严重影响；生产中产生强至癌物质有机氯化物，如二噁咽，对水环境造成了严重影响；并且使用复杂、庞大的设备，投资高；能耗很高。

某些有机溶剂质具有选择地溶解木素和部分半纤素的特性，从而使木素与纤维素分离，溶剂经蒸镏回收利用，剩下的近固体状木素和半纤维素或用作化工原料和农用资材，或送锅炉燃烧，利用其热能。代表性的溶剂制浆法有醇类药剂制浆法、酚类药剂制浆法和有机酸类药剂制浆法等。醇类制浆法使大量的新鲜乙醇与原料接触，能耗很高。制浆是在高温高压下进行，对设备的密封等要求相当严；酚类制浆在大规模生产上应用时，有可能引起酚的毒性问题。甲酸制浆存在对含木素高的针叶树材脱木素难且对设备腐蚀严重等问题。

日本专利特开平4-300379采用盐酸为催化剂的80-97％浓度的丙酸溶液进行纤维原料脱木素制浆。此法需要用大量的水，使木素沉淀，半纤维素溶解于溶液中而分离，在工艺上，使用了大量丙酮溶液，回收麻烦，且消耗能源大，蒸煮废液浓缩分离木素，产生了大量的稀丙酸溶液，回收利用能耗高，使用盐酸为催化剂，使设备腐蚀严重，对环境危害大。

本发明的目的是提供一种以有机溶剂为蒸煮药剂，在温和条件下节能无废液、废气排放制取高得率化学浆的方法。这不仅可以解决造纸厂对大气环境、水环境的污染，又可以降低制浆的能耗、药剂消耗、水耗。

本发明的目的是通过以下措施来实现的：

蒸煮药剂为：乙酸或丙酸，在无机酸作为催化剂，较好的是在80～130℃下，更好的是在100～120℃下，最好的是在103～116℃进行反应。

纤维原料在蒸煮溶剂乙酸或丙酸及催化条件下，进行蒸煮，使木素和半纤维素部分溶出至略高于纤维分离后，经轻度的机械处理以帮助纤维离解为纸浆，再利用溶剂易于挥发的特点，经蒸馏使溶液中的有机溶剂分离，并循环使用。

乙酸或丙酸起到木素去除剂的作用，它能溶解纤维原料中的木素和部分半纤维素，使纤维素与木素和半纤维素分离。乙酸在蒸煮药剂中的浓度(重量百分比浓度)较好的是65～97％，而更好的是70～95％；丙酸在蒸煮药剂中的浓度(重量百分比浓度)较好的是65～98％，而更好的是75～95％。

无机酸在有机溶剂中起到催化剂的作用。本方法中的催化剂最好选用硫酸，除硫酸外还可以选用磷酸或盐酸。

硫酸和磷酸的浓度(重量百分比)较好的是0.05～0.5％，更好的是0.05～0.35％。

本发明在环境压力下进行，反应时间较好的是30～120分钟，更好的是70～100分钟。

本发明所用的纤维原料可以采用草类物质，如麦杆、竹片和稻杆等，也可以采用木材类。

本发明使用有机酸蒸煮纤维原料用硫酸作催化剂，制浆条件为103-116℃，0.75-2小时，由于有机酸的汽化热低，因此本发明蒸煮能耗和药剂回收蒸镏、蒸发能耗都远低于硫酸盐法制浆。本发明不使用硫化物等药剂，因此蒸煮过程中无硫化氢、硫醇等恶臭气体排出。蒸煮废液经蒸镏回收有机溶剂后，木素和半纤维素以固体物形式收集，不再有黑液排放，大大降低对水域造成污染；在干燥器底部收集以木素和半纤维素为主的固体渣，送锅炉房作燃料使用，或作化工原料可充分利用废弃物。有机酸蒸煮条件较温和，木素的变性小，浆料容易洗涤，降低了水耗，同时在此蒸煮条件下半纤维素约有50％保留于粗浆中，故打浆较容易，且浆得率也较高；在有机酸蒸煮中，纤维原料中的硅等灰分元素不会溶出于黑液中，处理黑液不存在硅干扰等问题，因此，本发明既适用于木材类原料，更适用于草类原料，原料适用范围广。

下面通过实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1．

在50升不锈钢蒸煮器(夹套蒸汽加热)中加入2.5公斤10-25毫米长的竹片(含水11.6％)，注入25升丙酸蒸煮药液，每升药液中含丙酸950克，硫酸3克。在115℃下，蒸煮120分钟，将蒸煮废液(黑褐色)压送至蒸馏器中，再向蒸煮器中加入20升不含硫酸的丙酸溶液(丙酸含量950g/l)，在115℃下蒸煮30分钟。将蒸煮废液(浅褐色)压送至蒸馏器中。向蒸煮器通入180℃的过热蒸汽充分蒸出粗纸浆中残留的丙酸。蒸出的丙酸经冷凝器冷凝回收。