專利名稱：皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)、氧自由基生物學(xué)、電化學(xué)、資源環(huán)境等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紙業(yè)作為受經(jīng)濟(jì)周期性影響并不明顯的基礎(chǔ)原材料行業(yè)，雖然受能源、運(yùn)輸費(fèi)用等價(jià)格持續(xù)高位以及近期銀行加息的影響，但造紙業(yè)的高速增長勢頭不會(huì)改變。主要原因是，我國紙業(yè)市場存在著巨大的缺口，目前，我國人均紙品消費(fèi)量不到33公斤，遠(yuǎn)低于52公斤的世界人均消費(fèi)量。據(jù)專家預(yù)測，到2010年將達(dá)到7000萬噸左右，預(yù)計(jì)產(chǎn)量和需求缺口將有1000多萬噸。然而巨大的市場與我國造紙?jiān)O(shè)備工藝落后、污染嚴(yán)重、原料緊缺等問題形成鮮明對比。我國是草漿大國，主要造紙?jiān)鲜遣轁{，用草漿造紙一方面治理污染難度較大，另一方面又不能滿足中高檔紙生產(chǎn)的需要。近幾年，我國已關(guān)停了6000多家年產(chǎn)1萬噸至1.5萬噸的小規(guī)模草漿廠。同時(shí)，我國紙業(yè)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，中高檔產(chǎn)品比例不斷加大，對木漿和廢紙的需求量加大，木漿和廢紙進(jìn)口量的增加，加大了原材料供給的壓力，直接拉動(dòng)國際市場原料價(jià)格的上漲，影響了國內(nèi)造紙企業(yè)的原料成本。
正是在這種情況下，我公司結(jié)合氧化法清潔制漿技術(shù)，提出皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法?；手癫?Ponnisetum hydri-dum)為多年生、直立叢生的禾本科植物。江蘇省造紙學(xué)會(huì)，從制漿造紙角度對皇竹草生物學(xué)特性、纖維形態(tài)及其化學(xué)組成進(jìn)行了分析，其主要化學(xué)組分為灰分3.77％，克拉森木素20.82％，綜纖維素78.15％和戊聚糖19.50％。其纖維形態(tài)特征為纖維長度1260μm，長寬比113；表皮區(qū)、中間區(qū)和內(nèi)圈區(qū)的壁腔比分別為0.36、0.27和0.25。研究結(jié)果表明，皇竹草是一種很有利用價(jià)值的非木材纖維制漿造紙?jiān)?。根?jù)西北輕工學(xué)院研究室化驗(yàn)分析報(bào)告，皇竹草纖維長，纖維含量25.26％，是甘蔗的兩倍。其蒸煮時(shí)間、漂白度均優(yōu)于麥草、甘蔗，可制造高檔的紙品。此外，皇竹草畝產(chǎn)可達(dá)31.5t(鮮)，絕干產(chǎn)量可達(dá)7.56t，比目前所知的任一種禾本科植物產(chǎn)量都高(蘆葦?shù)娘L(fēng)干產(chǎn)量一般只有500千克/畝，速生楊樹的產(chǎn)量也只有1噸/畝多一些)。麥草需要4.3噸左右生產(chǎn)一噸絕干漿，皇竹草只用3.64噸左右生產(chǎn)一噸絕干漿，所以在造紙行業(yè)制漿成本上降低了30％左右的成本，為造紙行業(yè)提供了質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉的造紙?jiān)??！都垬I(yè)商情》《2010年前中國造紙工業(yè)發(fā)展預(yù)測》一文中按照木漿比例30％計(jì)算，則年需木漿2400萬噸，尚有50％缺口。若減少非木材纖維用量，無疑將使木漿和廢紙供應(yīng)產(chǎn)生更大的缺口，這就意味著用皇竹草制漿，可以切實(shí)解決我國用于抄造中高檔紙的原料嚴(yán)重不足的問題，以梅秀泉、謝來蘇發(fā)明的氧化法清潔制漿技術(shù)為依托，用皇竹草在脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)紙漿并取得小試成功后，制漿環(huán)境污染問題也得到了妥善地解決，并且可以在較高的得率下，得到白度為75％ISO的紙漿，特別值得提起的是，得到這樣的紙漿，我們采用的是一步法反應(yīng)，省去了傳統(tǒng)制漿工藝污染最為嚴(yán)重的蒸煮、漂白兩大工段，是工藝設(shè)備得到了簡化，直接降低生產(chǎn)成本。同時(shí)該方法也適用于棕櫚、蘆葦?shù)仍现茲{。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法。該方法是通過釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)電子加速器在有機(jī)溶液中傳遞電子，為基態(tài)氧的電子供體，在氧化反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生超氧陰離子自由基 來轉(zhuǎn)化分離木素，使植物細(xì)胞間層中的生色基團(tuán)發(fā)生變化，獲取紙漿。該方法從根本上改變了傳統(tǒng)工藝用污染嚴(yán)重的酸、堿、氯、蒽醌等化學(xué)品制漿的工藝?；手癫菰谘趸磻?yīng)釜中既能脫木素又能漂白，整個(gè)反應(yīng)過程中不需要洗滌，可節(jié)能節(jié)水50％。反應(yīng)釜為自制已有專利，專利公開號CN1621609A。
本發(fā)明以皇竹草為原料，通過以下工藝流程制備皇竹草漂白漿。
(1)預(yù)處理原料；(2)在活性氧A和自由基金屬離子和金屬離子配位體組成的纖維保護(hù)劑的存在下氧化浸漬上述預(yù)處理過的物料；(3)先用活性氧A研磨，再用活性氧B氧化浸漬過的物料；(4)濃縮，打漿，其中上述活性氧A選自O(shè)2、H2O2和其生成的自由基中的一種或兩種，活性氧B選自O(shè)3、1O2(單線態(tài)氧)、 及其在水中有機(jī)溶劑存在下生成的自由基的一種或多種。
所述有機(jī)溶劑例如二甲基亞砜、草酸類。
所述金屬離子選自Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Al3+、Zn2+、Si2+中的一種或它們兩種或多種的混合物；所述金屬離子配位體選自二甲基二環(huán)氧乙烷(DMD)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、烷基磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醚中的一種或它們的兩種或多種混合物。
所述金屬離子用量按重量計(jì)在1～1000ppm之間。
所述氧化浸漬處理在pH值為1～4之間的酸性條件下進(jìn)行，優(yōu)選所述氧化浸漬處理在pH值為1.5～2.5之間的酸性條件下進(jìn)行。
所述研磨處理在pH值為1～4之間的酸性條件下進(jìn)行，優(yōu)選所述氧化浸漬處理在pH值為2.5～3.8之間的酸性條件下進(jìn)行。
所述酸性條件可通過本發(fā)明的活性氧(HOO·)來達(dá)到，也可以通過加pH調(diào)節(jié)劑來達(dá)到。
所述活性氧A在所處理物料中的濃度為0.01～2.0wt％，所述活性氧B在所處理物料中的體積摩爾濃度為0.1～50umol/L。
一種如以上所述清潔制漿的方法，該方法有如下特征和優(yōu)點(diǎn)(A)通過釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)電子加速器在有機(jī)溶液中傳遞電子，為基態(tài)氧的電子供體，在氧化反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生超氧陰離子自由基 來轉(zhuǎn)化分離木素，使植物細(xì)胞間層中的生色基團(tuán)發(fā)生變化，獲取紙漿。(B)活性氧滴加到盤磨機(jī)中通過磨的旋轉(zhuǎn)熱，提供反應(yīng)所需能量，使纖維素從細(xì)胞問層中分離出來；(C)利用活性氧A、B的共同作用，將木素中的生色基團(tuán)α、β-醛酮基類轉(zhuǎn)化為羧酸或二元羧酸類無色基團(tuán)；(D)自循環(huán)原料預(yù)處理后送入氧化反應(yīng)釜系統(tǒng)，工藝流程中所有使用水分兩部分在自己廠內(nèi)回流循環(huán)第一部分是來自原料凈化處理后的水，經(jīng)離心凈化后將固渣運(yùn)走，漿料送入常規(guī)打漿工段，所產(chǎn)生的清水進(jìn)入循環(huán)水凈化池，凈化池內(nèi)裝有0.1～0.15％的三基氧或臭氧發(fā)生器(O3發(fā)生器)，對清水產(chǎn)生脫色反應(yīng)，水中并含有微量自由基，由泵進(jìn)入循環(huán)水使用系統(tǒng)；第二部分是氧化處理后的水，經(jīng)離心凈化后用常規(guī)濃縮機(jī)處理，漿料送入貯漿池進(jìn)抄紙車間，所產(chǎn)生的水過濾進(jìn)入自己廠內(nèi)循環(huán)水凈化池，將處理后的凈化水泵送至原料凈化系統(tǒng)、氧化浸漬系統(tǒng)、篩選系統(tǒng)，反復(fù)在自己廠內(nèi)循環(huán)使用。
該方法通過釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)電子加速器在有機(jī)溶液中傳遞電子，為基態(tài)氧的電于供體，在氧化反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生超氧陰離子自由基 來轉(zhuǎn)化分離木素，使植物細(xì)胞間層中的生色基團(tuán)發(fā)生變化，獲取紙漿。該方法同時(shí)適用于棕櫚、蘆葦?shù)仍现茲{。該方法從根本上改變了傳統(tǒng)工藝用污染嚴(yán)重的酸、堿、氯、蒽醌等化學(xué)品制漿工藝，適用本發(fā)明不僅免去污染嚴(yán)重的蒸煮、傳統(tǒng)漂白兩大工段，而且利用豐富的年生資源，還可節(jié)能節(jié)水降低成本。
該方法使用活性氧添加到物料中，用高濃熱磨機(jī)混磨產(chǎn)生磨熱力反應(yīng)，來改變植物細(xì)胞間層中木素的生色基團(tuán)，用分子氧中3個(gè)氧原子所形成羥基自由基的強(qiáng)攻擊力和分子內(nèi)親核攻擊力與木素發(fā)生親電反應(yīng)，使木素結(jié)構(gòu)單元苯環(huán)與側(cè)鏈的大π鍵斷裂，其降解溶出，木素中生色基團(tuán)轉(zhuǎn)化或分解為低分子，生成一元羧酸或二元羧酸類。
本發(fā)明還包括由上述方法所制得的紙漿。
具體說來本發(fā)明的方法如下一種皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法，其特征在于該清潔制漿工藝是以皇竹草為原料，經(jīng)過以下工藝流程制備而成(1)預(yù)處理原料；(2)在活性氧A和自由基金屬離子和金屬離子配位體組成的纖維保護(hù)劑的存在下氧化浸漬上述預(yù)處理過的物料；(3)先用活性氧A研磨，再用活性氧B氧化浸漬過的物料；(4)濃縮，打漿，其中上述活性氧A選自O(shè)2、H2O2和其生成的自由基中的一種或兩種，活性氧B選自O(shè)3、1O2(單線態(tài)氧)、 及其在水中有機(jī)溶劑存在下生成的自由基中的一種或多種。
分子氧經(jīng)釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)電子加速器在有機(jī)溶液中傳遞電子產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)時(shí)能夠獲得活性氧，提供能量，最后生成水，共接受的4個(gè)電子過程中，每接受一個(gè)電子生成一個(gè)氧自由基，如一電子還原生成超氧陰離子自由基，其反應(yīng)式為 二電子還原生成過氧化氫，其反應(yīng)式為O2+2e+2H+→H2O2，三電子還原生成羥基自由基，其反應(yīng)式為O2+3e+3H→H2O+·OH、Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-均為水處理專用自由基。
金屬離子選自例如Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Al3+、Zn2+、Si2+中的一種或它們兩種或多種的混合物。所述金屬離子一般以鹽的形式提供，例如硫酸亞鐵、碳酸鎂等。所述金屬離子配位體選自例如二甲基二環(huán)氧乙烷(DMD)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、烷基磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醚和FRS中的一種或它們的兩種或多種混合物。它們二者與超氧陰離子自由基 、過氧化氫(H2O2)、分別以不同組分組成的功能性纖維保護(hù)系統(tǒng)，即保護(hù)纖維素又能達(dá)到除硅目的。
預(yù)處理通常包括去除雜質(zhì)，切割，分絲，并視具體情況任選進(jìn)行清洗。
其中氧化浸漬處理優(yōu)選在酸性環(huán)境下進(jìn)行，例如pH值在1-4之間，優(yōu)選1.5-2.5左右。
其中研磨處理優(yōu)選在酸性環(huán)境下進(jìn)行，例如pH值在1-4之間，優(yōu)選2.5-3.8左右。
酸性環(huán)境可以通過本發(fā)明的活性氧(例如HOO·)來達(dá)到，另外可以通過添加pH值調(diào)節(jié)劑來達(dá)到。
金屬離子通常以鹽的形式使用，其用量按金屬離子重量計(jì)一般是在1-1000ppm之間，優(yōu)選10-100ppm之間。
本發(fā)明將傳統(tǒng)工藝中的蒸煮、漂白兩個(gè)最大的污染源頭合為一體，在氧化反應(yīng)釜中進(jìn)行，從而斷絕污染源，在該氧化反應(yīng)釜中既能脫木素又能漂白，中間不洗滌，節(jié)能節(jié)水50％，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)馀懦隹諝夂蟾邷刂型瓿伞?br> 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的方法包括原料預(yù)處理系統(tǒng)是指一個(gè)配合作業(yè)的工段，原料預(yù)處理系統(tǒng)，是用破解機(jī)將皇竹草破解，切成5cm長1.5cm厚，成型率達(dá)98％的物料，用輥壓式破解機(jī)破解成絲絨狀，風(fēng)力除塵除髓，凈化器洗去雜物，凈化器的用水是全封閉自循環(huán)水，該水中殘留有微量的活性氧自由基，微量的纖維素保護(hù)劑(可市購)，因此預(yù)處理時(shí)不須加活性氧，用循環(huán)水凈化器凈洗物料無排液污染，改變了傳統(tǒng)酸沈、堿洗的污染工藝。
氧化反應(yīng)釜系統(tǒng)(見中國發(fā)明專利申請200310103895.3)主要功能是將物料浸潤、軟化、脫膠、釜內(nèi)pH值為1-4，活性氧在弱酸性水中生成超氧陰離子自由基 ，具有強(qiáng)滲透性，可直接穿透植物細(xì)胞問層發(fā)生氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有攪拌器，該攪拌器通過該氧化反應(yīng)釜頂部與外置電機(jī)連接并由其帶動(dòng)，該攪拌器的攪拌槳至少為三層，轉(zhuǎn)速可調(diào)控，啟動(dòng)攪拌器，使釜內(nèi)電極在旋轉(zhuǎn)電子加速器的作用下為基態(tài)氧的電子供體，產(chǎn)生自由基， 在壓力和攪拌器的剪切力、水溫的共同作用下，軟化物料。氧化反應(yīng)釜中活性氧在高速攪拌中使鏈接層、果膠、聚戊糖同時(shí)分解產(chǎn)生脫色反應(yīng)。經(jīng)發(fā)明人反復(fù)試驗(yàn)，優(yōu)選的是，釜中pH值1.5-2.5，加0.02-0.1％預(yù)先配制好的纖維保護(hù)劑，攪拌轉(zhuǎn)速達(dá)40-80r/min，在40-60分鐘內(nèi)，釜中物料生色基團(tuán)由深黃變成淺白色，反復(fù)洗滌并擠干。
研磨系統(tǒng)優(yōu)選采用盤磨機(jī)系統(tǒng)由RL50S型盤磨機(jī)或高濃熱磨機(jī)與臭氧發(fā)生器兩大部分組成。工藝中有一磨、二磨之分，一磨用活性氧A，二磨用活性氧B，物料由氧化浸漬系統(tǒng)輸出，由螺旋給料器均勻送入磨機(jī)后，用體積摩爾濃度為1-15umol/L的臭氧浸潤，含水質(zhì)量百分比濃度為30％，pH值2.5，混磨轉(zhuǎn)速600-1200r/min，磨機(jī)間隙為0.2-0.5mm；一磨時(shí)噴淋水中不斷加重量百分比濃度為0.1-1.5％活性氧A與物料混磨，通過混磨達(dá)到軟化物料，分離細(xì)胞間層中包覆的纖維素，磨力反應(yīng)主要功能是通過活性氧與物料混磨，使磨機(jī)轉(zhuǎn)速的磨擦力產(chǎn)生熱力傳遞反應(yīng)，靠超氧自由基、羥基自由基、過氧化氫氧化苯基丙烷中的生色基團(tuán)，加上木素、半纖維素和纖維素三者間各自軟化溫度的差異，細(xì)小纖維氧化后為親水基，均可聯(lián)接到纖維素主鏈上，增大得率8-12％，本發(fā)明的關(guān)鍵是工藝條件(工藝的順序、pH值、溫度、活性氧用量、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、壓力、漿濃等本發(fā)明詳細(xì)介紹的內(nèi)容)該工藝系統(tǒng)中有一磨、二磨和粗篩、細(xì)篩之分，篩選后的磨渣可反復(fù)再磨、再篩，轉(zhuǎn)入凈化器處理后，加入重量百分比濃度為1.2％的食用級檸檬酸水和0.01％羥胺噴淋后，以防紙病和氧化變色，按常規(guī)工藝打漿，該漿為原始粗漿，得率76％，ISO％白度為75以上。本工段可在資源豐富原料集中地區(qū)建粗漿加工生產(chǎn)線，為中心企業(yè)提供原料保證。
將原始粗漿用螺旋給料器均勻連續(xù)送入磨機(jī)中，在一磨工藝中滴加先配制好的重量百分比濃度為0.1％的O2，和/或1.5％的H2O2，滴加量和漿料比按重量計(jì)為1∶0.12-0.15，與漿料混磨，磨機(jī)轉(zhuǎn)速1300r/min，磨機(jī)間隙調(diào)到0.15-0.1mm，溫度為60-80℃，漿濃12-15％，pH值為2.5-3.8，觀察漿白度為65-75ISO％；在二磨工藝中滴加體積摩爾濃度為10umol/L的臭氧和/或體積摩爾濃度約為10umol/L的超氧陰離子自由基 和/或體積摩爾濃度約為10umol/L的單線態(tài)氧(1O2)，作用壓力0.3-0.6MPa，轉(zhuǎn)速1300r/min，磨機(jī)間隙調(diào)到0.15-0.1mm，溫度80-100℃，漿濃12-15％，pH值2.5-3.8，與漿混磨0.5-1h，白度應(yīng)為75-86％ISO，進(jìn)入常規(guī)精篩、凈化、圓網(wǎng)濃縮、打漿、貯漿工藝系統(tǒng)，如果需再增白，可按操作工藝再反復(fù)一次，得漿率為75％。
本發(fā)明所述的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果本發(fā)明是皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法，可實(shí)現(xiàn)自循環(huán)、不用酸、不用堿、不用氯、不用蒽醌、免蒸煮、免漂白、無污染清潔制紙漿方法，具有節(jié)能、節(jié)水、清潔制漿的特點(diǎn)、從根本上解決了制漿造紙行業(yè)污染，促進(jìn)農(nóng)林資源冉利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。所述全封閉自循環(huán)是指從原料預(yù)處理后送入氧化浸漬反應(yīng)系統(tǒng)，工藝流程中所有用水分兩部分回流自循環(huán)，一是離心凈化后圍渣運(yùn)走，漿料送入常規(guī)打漿工段，所產(chǎn)生的清水入自循環(huán)水凈化池，凈化池內(nèi)裝有0.1％-0.15％的三基氧或臭氧發(fā)生器(O3發(fā)生器)，對清水產(chǎn)生脫色反應(yīng)，水中并含有微量超氧陰離子，由泵進(jìn)入循環(huán)水使用系統(tǒng)；另一部分是離心凈化后用常規(guī)濃縮機(jī)處理，漿料送入貯漿池進(jìn)抄紙車間，所產(chǎn)生的水過濾進(jìn)入自循環(huán)水凈化池，將處理后的凈化水泵送原料凈化系統(tǒng)、氧化浸漬系統(tǒng)、氧磨系統(tǒng)、篩選系統(tǒng)，反復(fù)在自己廠內(nèi)循環(huán)使用。本發(fā)明工藝無氣體排放，無黑水排放，排放固體廢渣占總重量的百分比為5-12％，不污染環(huán)境，該廢渣送入生物處理池另作它用。


圖1是本發(fā)明的全封閉零排放氧化法清潔制漿工藝流程圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法，包括以下步驟將備料工段送來的皇竹草粗纖維(梢部)由輸送帶進(jìn)入備料室預(yù)處理；用60℃無離子水洗滌脫水；用螺旋輸送機(jī)漿料輸入氧化反應(yīng)釜，型號為M-O·P-II型，并加入濃度為0.1％的二甲基亞砜；啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電子加速器和電攪拌器，攪拌轉(zhuǎn)速為1m/s，軟化物料穩(wěn)定溫度在150℃；在打開氮?dú)?min后，將預(yù)先制備好的復(fù)合氧壓力閥打開，0.6MPa氧壓下加濃度為0.1％的硫酸鎂、0.2％的硅酸鈉和濃度為0.5％(H2O2)的過氧化氫纖維素保護(hù)劑、濃度為0.01％的乙二胺四乙酸氧穩(wěn)定劑；反應(yīng)30min，pH值為2.5；打開出料閘閥，進(jìn)入噴放漿氣分離器；開排氣閥將熱氣排入循環(huán)水箱；經(jīng)水處理器循環(huán)處理后，再供循環(huán)使用；擠漿機(jī)或壓力脫水機(jī)擠干；用洗漿機(jī)在60℃無離子水中反復(fù)洗漿二至三次，脫水靜置，在含有0.01％N，N-二芐基羥胺無離子水中保存，即得到得漿率為76％、白度為76.4％ISO的漿料。
實(shí)施例2同實(shí)施例1，不同在于原料為竹子粗纖維(稈部)，且氧化反應(yīng)釜型號為M-O·P-III型；用80℃無離子水洗滌脫水；攪拌轉(zhuǎn)速為0.8m/s；軟化物料穩(wěn)定溫度在170℃；1.0MPa氧壓下加濃度為0.01％的三氧化二鐵、濃度為0.4％的過氧化氫(H2O2)纖維素保護(hù)劑、濃度為0.5％的多聚磷酸鈉氧穩(wěn)定劑、濃度為0.6％的過氧化碳酸鈉氧穩(wěn)定劑；反應(yīng)60min，pH值為4.5；用洗漿機(jī)在80℃無離子水中反復(fù)洗漿二至三次，脫水靜置，在含有0.01％N，N-二芐基羥胺無離子水中保存，即得到得漿率為74％、白度為75.5％ISO的漿料。
實(shí)施例3同實(shí)施例1，不同在于原料為皇竹草混合粗纖維(梢部+稈部)，且氧化反應(yīng)釜型號為M-O·P-III型；用70℃無離子水洗滌脫水；攪拌轉(zhuǎn)速為0.8m/s；軟化物料穩(wěn)定溫度在165℃；0.8Mpa氧壓下加濃度為0.1％的硫酸美、0.2％的硅酸鈉和濃度為0.5％的過氧化氫(H2O2)纖維素保護(hù)劑、濃度為0.3％的二甲基亞砜氧穩(wěn)定劑；反應(yīng)45min，pH值為3.8；用洗漿機(jī)在70℃無離子水中反復(fù)洗漿二至三次，脫水靜置，在含有0.01％N，N-二芐基羥胺無離子水中保存，即得到得漿率為75％、白度為76％ISO的漿料。
實(shí)施例4同實(shí)施例1，不同在于原料為棕櫚粗纖維，且氧化反應(yīng)釜型號為M-O·P-III型；用70℃無離子水洗滌脫水；攪拌轉(zhuǎn)速為0.8m/s；軟化物料穩(wěn)定溫度在165℃；0.8Mpa氧壓下加濃度為0.01％的硫酸美、0.18％的硅酸鈉和濃度為0.35％的過氧化氫(H2O2)纖維素保護(hù)劑、濃度為0.13％的二甲基亞砜氧穩(wěn)定劑；反應(yīng)40min，pH值為6.8；用洗漿機(jī)在70℃無離子水中反復(fù)洗漿二至三次，脫水靜置，在含有0.01％N，N-二芐基羥胺無離子水中保存，即得到得漿率為65～70％、白度為74.6％ISO的漿料。
權(quán)利要求
1.一種皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法，包括(1)預(yù)處理原料，皇竹草包括稈部和稍部；(2)活性氧A和自由基金屬離子和金屬離子配位體組成的纖維保護(hù)劑的存在下氧化浸漬上述預(yù)處理過的物料；(3)先用活性氧A研磨，再用活性氧B氧化浸漬過的物料；(4)濃縮，打漿，其中在所述方法全過程中，不用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氯和蒽醌，包括二氧化氯及氯離子化合物，其中活性氧A選自O(shè)2、H2O2和其生成的自由基中的一種或兩種，活性氧B選自O(shè)3、1O2(單線態(tài)氧)、 及其在水中有機(jī)溶劑存在下生成的自由基的一種或多種，如氮自由基由硫化物和氯化物引發(fā)出的自由基和半醌式自由基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述金屬離子選自Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Al3+、Zn2+、Si2+中的一種或它們兩種或多種的混合物；所述金屬離子配位體選自例如二甲基二環(huán)氧乙烷(DMD)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、烷基磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醚FRS中的一種或它們的兩種或多種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中金屬離子用量按重量計(jì)在1-1000ppm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中浸漬處理pH值在1-4之間，優(yōu)選1.5-2.5左右；其中研磨處理pH值在1-4之間，優(yōu)選2.5-3.8左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述活性氧A在所處理物料中的濃度為0.01～2.0wt％，所述活性氧B在所處理物料中的體積摩爾濃度為0.1～50umol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述方法特征在于通過釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)電子加速器在有機(jī)溶液中傳遞電子，為基態(tài)氧的電子供體，在氧化反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生超氧陰離子自由基 來轉(zhuǎn)化分離木素，使植物細(xì)胞間層中的生色基團(tuán)發(fā)生變化，獲取紙漿；免蒸煮指免去蒸煮工段，用活性氧滴加到盤磨機(jī)中通過磨的旋轉(zhuǎn)熱，提供反應(yīng)所需能量，使纖維素從細(xì)胞間層中分離出來；免漂白指不用漂白工段，用活性氧A、B的共同作用，將木素中的生色基團(tuán)轉(zhuǎn)化為無色基團(tuán)，如將α、β-醛酮基和羰基類轉(zhuǎn)化成羧酸或二元羧酸類；自循環(huán)是從原料預(yù)處理后送入氧化浸漬反應(yīng)系統(tǒng)，工藝流程中所有用水分兩部分回流自循環(huán)，一是離心凈化后固渣運(yùn)走，漿料送入常規(guī)打漿工段，所產(chǎn)生的清水入自循環(huán)水凈化池，凈化池內(nèi)裝有0.1～0.15％的三基氧或臭氧發(fā)生器(O3發(fā)生器)，對清水產(chǎn)生脫色反應(yīng)，水中并含有微量超氧陰離子，由泵進(jìn)入循環(huán)水使用系統(tǒng)；二是離心凈化后用常規(guī)濃縮機(jī)處理，漿料送入貯漿池進(jìn)抄紙車間，所產(chǎn)生的水過濾進(jìn)入自循環(huán)水凈化池，將處理后的凈化水泵送至原料凈化系統(tǒng)、氧化浸漬系統(tǒng)、氧磨系統(tǒng)、篩選系統(tǒng)，反復(fù)自循環(huán)使用。
7.由權(quán)利要求1的方法獲得的皇竹草紙漿。該方法同時(shí)適用于棕櫚、蘆葦、竹子等硬質(zhì)原料制漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種皇竹草在氧自由基脫/漂一體化反應(yīng)釜中生產(chǎn)漂白紙漿的方法。該方法通過釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)電子加速器在有機(jī)溶液中傳遞電子，為基態(tài)氧的電子供體，在氧化反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生超氧陰離子自由基(O
文檔編號D21C3/00GK101063276SQ200610076460
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者梅秀泉, 王高升, 趙志爽, 孫立麗, 田海燕 申請人:北京國力源高分子科技研發(fā)中心