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亚硫酸盐制浆

发布日期:2017-09-28 15:55:45 发布人:system

按蒸煮液主要离子浓度和PH值的不同,通常将亚硫酸盐法分成四类,见表10。

    酸性亚硫酸盐法常用于钙盐基,也可使用镁、钠或铵基。亚硫酸氢盐法药液以亚硫酸氢盐离子为主,只有少量或不合溶解SO2,这类需采用钠、铵或镁等溶解度较高的盐基。中性亚硫酸盐法的药液是以亚硫酸盐离子为主,多用来生产半化学浆,或者作为多级蒸煮的一级来生产化学浆,也可用在单级蒸煮的化学机械浆系统。碱性亚硫酸效法的药液含有亚硫酸盐和碱,pH为10甚至更高,采用钠盐基来制备。

    (一)蒸煮过程的反应和变化

    通常亚硫酸盐法蒸煮过程可分为两个阶段,即浸透阶段和真正蒸煮阶段,这两个阶段不能截然分开,实际上在浸透完成之前,蒸煮便已开始。

    浸透十分重要,分自然浸透和压力浸透两种。当蒸煮木材时,浸透的难易和完全程度与木材的结构、木片的水分、规格和药液的浓度、温度有关。如果浸透不均匀、不完全,蒸煮便不能正常进行,产生筛渣多、尘埃度大、漂率高的不良后果。为了加快浸透,可以采用药液预浸透或加入热蒸煮液的办法。为了消除空气的影响,有的采用蒸汽预处理或者真空浸透,也有使用高压浸透,即用泵加压使药液进入木片的办法,来加快药波的浸透。

    在亚硫酸盐法蒸煮中,磺化反应是这一过程的基本反应,木素所以能够被脱除,就是利用亚硫酸盐蒸煮液与木素反应生成木素磺酸才被溶出的。由于木素碳酸是强酸,几乎是完全解离的,所以在木素磺化过程中,蒸煮液的酸度迅速增加,适当的酸度可以加快水解反应,有利于木素的溶出。当酸度过大时,木素会发生缩合反应,木素分子结构变大,以至造成黑煮,而蒸煮液中的盐基,则可起缓冲作用,即盐基与形成舶木素磺酸反应,生成本素磺酸盐,并将维持在容许限度之内。

    (二)蒸煮设备和蒸煮操作

    间歇式蒸煮的主要设备有蒸煮锅、热交换器和循环泵等。蒸煮锅的结构与碱法蒸煮锅类似,只是为使锅体不受药液腐蚀,锅壁必须用耐酸砖或耐酸钢板做成耐酸衬里。我国使用的蒸煮锅,直径为4300-5300毫米,净容积为100-200m3,操作压力6—7公斤/平方厘米。热交换器型式很多,列管式和套管式加热器,比较普通地应用在蒸汽间按加热入锅药液的蒸煮锅上,效率较高的板式和螺旋式热交换器在工厂里也日渐增多。为使锅内温度比较均匀,蒸煮药液与原料接触较好,必须有药液强制循环装置。现在大多数采用体外循环,即循环系统设于铅体外面,药液从锅的中上部或中下部抽出,通过循环泵和加热器再分别从锅的上部和下部泵入锅内,到保温后期印停止药液循环。

    (三〕可溶性盐基的应用

    传统的亚硫酸盐法即酸性亚硫酸钙法,在前面已经指出,对原料的适应性较差,只能用于合树脂少的云杉和冷杉,而其他针叶材或一年生植物都不太适合,阀叶材也很少使用。为了使亚硫酸盐法能适应更多的材种,提高桨构得率和质量,并改进废液回收方法,随着制浆工业的发展,已逐渐用钠盐、镁盐和铵盐基代替钙盐基。因此,生产上较多地采用了亚硫酸氢盐法、中性亚硫酸盐法或碱性亚硫酸盐法。我国的几个大型苇浆厂,采用PH 2—6的亚硫酸氢镁法制浆。有些中、小工厂使用钠盐或铵盐的中性亚硫酸盐法或碱性亚硫酸盐法制浆。结合我国现实情况,几年来,有相当数量的小厂改用中性亚硫酸铵法生产纸浆,这对解决碱的缺口,消除污染,化害为利,变废为肥,支援农业,起到了较大的作用。

    (四)亚硫酸盐法连续蒸煮

    亚硫酸盐法的另一进展是连续蒸煮的实现。目前在国外投产的酸法连续蒸煮器主要是塔式(卡米尔型),它与硫酸盐法塔式连续蒸煮器相似,主要不同的地方在于燕煮器的上部结构和设备的防腐蚀材料问题。

    连续蒸煮的条件通常为:液比3:1至4:1,开始的二氧化硫量为绝干木材的13一18%,温度157—155℃,时间2.5—4小时。未漂浆得率为51—63%,连续蒸煮均用可溶性盐基。钙盐基的SO2浓度较低,高温时易产生沉淀,不宜使用。


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