棉秆硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮历程的研究

研究了棉秆全秆硫酸盐法蒸煮和烧碱-蒽醌法蒸煮历程,分析了木素含量、木素脱除率、纸浆得率和碳水化合物降解率的变化.结果表明,棉秆硫酸盐法蒸煮与烧碱-蒽醌法蒸煮具有相似的蒸煮历程,脱木素过程分3个阶段:第1阶段,升温到140℃,属于脱木素初期阶段,木素脱除率达到45%左右;第2阶段,温度由140℃升到160℃,保温30min,属于大量脱木素阶段,木素脱除率达到90%左右;第3阶段,160℃下保温30min至蒸煮终点,属于补充脱木素阶段,木素脱除率达到98%以上.烧碱-蒽醌法蒸煮升温初期和保温初期反应比硫酸盐法强烈;硫酸盐法脱木素的选择性好于烧碱-蒽醌法;保温时间对棉秆蒸煮是必需的;这表明棉秆脱木素反应历程与一般草类原料有很大区别.     

硫酸盐桉木浆蒸煮卡伯值对氧脱木素效果的影响

提高纸浆总得率的传统方法是提高纸浆蒸煮卡伯值,并在氧脱木素和漂白段增加木素的脱除,由此降低漂白成本。但是对硫酸盐针叶木浆,在氧脱木素段延长氧脱木素时间也很难达到木素脱除率60%～65%的程度。本研究旨在阐明提高硫酸盐桉木浆蒸煮卡伯值对蒸煮得率、纸浆黏度以及氧脱木素效果的影响;为增强对氧脱木素机理的认识,分析了蒸煮后和氧脱木素后纸浆卡伯值的组成,探讨了提高工艺选择性的途径。研究结果表明,蒸煮卡伯值为22时,比蒸煮卡伯值为17的纸浆的总得率提高1.5个百分点,且无木素纸浆得率和无筛渣纸浆得率达到最大值。在本实验的卡伯值范围内,纸浆得率的损失归因于纤维素,而非半纤维素。为降低纸浆卡伯值而强化氧脱木素在一定程度上降低了纸浆得率。     

硫化钠预处理大叶相思树硫酸盐法深度脱木素蒸煮技术

大叶相思树木片用硫化钠溶渡预处理后进行硫酸盐法蒸煮的结果表明．用硫化钠溶灌处理后,脱木素速率较常规硫酸盐法蒸煮快得多,脱木素选择性也明显提高,浆料卡伯值较低时(低于14．5)．硫化钠预处理硫酸盐法蒸煮浆料得率较常规硫酸盐法蒸煮高。高温、高浓硫化钠预处理更有利于改善脱木素的选择性。     

硫酸盐桉木浆蒸煮卡伯值对氧脱木索效果的影响

提高纸浆总得率的传统方法是提高纸浆蒸煮卡伯值,并在氧脱木素和漂白段增加木素的脱除,由此降低漂白成本。但是对硫酸盐针叶木浆,在氧脱木素段延长氧脱木素时间也很难达到木素脱除率60％～65％的程度。本研究旨在阐明提高硫酸盐桉木浆蒸煮卡伯值对蒸煮得率、纸浆黏度以及氧脱木素效果的影响;为增强对氧脱木素机理的认识,分析了蒸煮后和氧脱木素后纸浆卡伯值的组成,探讨了提高工艺选择性的途径。研究结果表明,蒸煮卡伯值为22时,比蒸煮卡伯值为17的纸浆的总得率提高1．5个百分点,且无木素纸浆得率和无筛渣纸浆得率达到最大值。在本实验的卡伯值范围内,纸浆得率的损失归因于纤维素,而非半纤维素。为降低纸浆卡伯值而强化氧脱木素在一定程度上降低了纸浆得率。     

水预水解提取半纤维素对桉木碱法制浆的影响

研究了150℃和160℃下4种反应时间桉木片热水预处理对半纤维素预提取及后续烧碱-蒽醌法和硫酸盐法制浆的影响.结果表明,热水预处理对半纤维素水解糖提取效果显著,戊聚糖提取率在27%～43%.与未预处理木片相比,预处理后木片综纤维素含量降低约12%,木素含量下降了11%,苯-醇抽出物和1%NaOH抽出物含量均大幅度上升.木片经热水预处理后,碱法制浆性能提高,易成浆,可降低用碱量,缩短蒸煮保温时间,而且与原木片碱法制浆相比,相近蒸煮条件下浆料卡伯值下降7～10个百分点,浆料己烯糖醛酸含量下降75%～95%,原浆白度升高4～6个百分点,黏度有小幅度降低,得率下降1.5～4.5个百分点.     

桉木木片提取聚木糖后的制浆及漂白性能

桉木木片在硫酸盐法制浆前经自水解(也称高温水预水解,简称预水解)处理可以除去原料中的聚木糖类物质.文章探讨了工厂预水解后再经硫酸盐法蒸煮所得浆料的性能.当预水解温度165℃、保温60 min时,聚木糖的去除率为61％;预水解的浆料经硫酸盐法蒸煮后纸浆得率比未经预水解的参比浆样低9.4个百分点;未经预水解处理的硫酸盐浆(参比浆样)的氧脱木素效率为43.6％,而经预水解后所得的硫酸盐浆氧脱木素效率升至75％,预水解处理不仅使后续ECF漂白成本降低了36％,同时还提高了漂白段废水的质量.相比于参比浆样,经预水解后所得的硫酸盐浆松厚度高,但打浆性能、强度性能及聚木糖含量降低.桉木木片中的纤维素和聚木糖经预水解后在硫酸盐蒸煮过程中的稳定性降低,这是由于其分子质量较低和分散性高所致.与常规硫酸盐浆相比,经预水解后的硫酸盐浆中的聚木糖-木素及纤维素-木素复合体中木素的分子质量更高.     

几种提高蓝桉硫酸盐法制浆得率的方法

研究了蓝桉硫酸盐法制浆过程中提高原料中聚糖留着率的方法。添加蒽醌（AQ）的硫酸盐法制浆得率最高;添加尿素能减少聚糖的解聚（浆料黏度增加）,但对浆料得率无显著影响。在硫酸盐法蒸煮过程中,提早中断蒸煮,尤其是在快速、有选择性的大量脱木素段后便停止蒸煮,然后再进行氧脱木素是提高纸浆得率的有效方法。氧脱木素的得率损失明显低于硫酸盐法蒸煮过程终段（残余脱木素阶段）所造成的得率损失。在蒸煮的3个阶段,控制蒸煮液中OH？/HS？的用量也能提高纸浆得率,但纸浆得率随总用碱量减少而增加的结论是相比常规制浆条件下得到的。在常规硫酸盐法制浆中,活性碱用量对纸浆得率和黏度起决定性作用。低活性碱用量（14%）在提高纸浆得率的同时能保持纸浆黏度基本不变或略有上升,纸浆得率提高分别为纤维素和木素保留量提高所致。在制浆终段,纤维素组分的降低是纸浆得率下降的主要原因,而木聚糖组分基本保持不变,这是蓝桉半纤维素结构的特殊性所致。     

绿液预处理对硫酸盐法制浆的影响

用热水和硫酸盐蒸煮过程中的绿液对山毛榉木片进行预处理,然后对预处理木片进行硫酸盐法制浆。在160℃下调整预处理时间,使预处理过程的木材质量损失保持在10%。随绿液用量的增加,预处理后提取物中单糖总量降低,但木素和不溶固形物含量增加。与未预处理的对照样相比,绿液(用量为2%、3%和4%)预处理硫酸盐浆的得率与之相近,而制浆过程有效碱用量降低了1.0~3.5个百分点。在预处理或制浆过程中添加AQ会提高制浆得率,且预处理过程添加AQ的效果更明显。绿液预处理硫酸盐浆的黏度比对照样高;当绿液用量为2%、3%和4%时,预处理硫酸盐浆手抄片的抗张强度、耐破度和撕裂度与对照样成纸强度相近或偏高。就预处理和制浆效果而言,最佳绿液用量为2%或3%。     

用磷酸酯作为硫酸盐蒸煮添加剂

据《CA》2003138卷3期报导,美国LiWei等研究了在杨木木片硫酸盐蒸煮过程中加入0.1%(对绝干木片重量计算)磷酸酯作为添加剂,能明显降低纸浆的卡伯值(4～8点)。这种纸浆的可漂白性能好,采用DEDED或OPD顺序漂白,可减少漂白化学品用量或提高纸浆最终白度。在杨木木片硫酸盐制浆过程中添加0.1%磷酸酯,加快了脱木素作用,提高了木素去除率,从而改进了纸浆的可漂白性能,同时还能降低纸浆中金属离子含量。因此,杨木木片硫酸盐蒸煮过程中使用磷酸酯作为添加剂,在相同卡伯值情况下,能够提高纸浆得率。(姚光裕编译)用磷酸酯作为硫酸盐蒸煮添加剂@姚…     

热水预水解对杨木半纤维素提取及后续硫酸盐法制浆的影响

基于制浆造纸过程中的生物质精炼理念,利用热水预水解预先提取杨木木片中的半纤维素,然后对水解后的木片进行硫酸盐法蒸煮,探讨预水解因子（P因子）对半纤维素提取和后续硫酸盐法制浆的影响。研究结果表明,热水预水解对半纤维素的提取效果显著,且P因子可较好地控制预水解反应过程;预水解处理能提高后续硫酸盐法蒸煮脱木素的效果,降低蒸煮用碱量,但会增大后续浆料打浆难度,同时降低成纸的某些物理性能。综合考虑后续水解液的生物质利用和水解木片的硫酸盐法制浆,当P因子为608~1060时,水解液中的聚戊糖提取率为33.18%~35.31%,相应的预水解KP制浆得率为39.47%~37.12%;与未经热水预水解处理的对照样相比,热水预水解处理后浆料性能和黑液性能均较好。     

RDH法和常规KP法蒸煮过程中蒸煮液组成的变化及对比

对RDH(快速置换加热)硫酸盐法和常规KP法蒸煮过程中蒸煮液组成的变化规律进行了研究和对比。结果表明，在RDH硫酸盐法和常规KP法蒸煮过程中，蒸煮液中NaOH和Na2S含量均下降，但蒸煮液硫化度升高。与常规KP法相比，在整个脱木素反应过程中，RDH蒸煮液的有效碱浓度分布较均匀，蒸煮液中Na2S浓度较高，尤其在大量脱木紊的开始阶段(此时蒸煮液中Na2S浓度是常规KP法蒸煮时的2．88倍)，因而RDH法蒸煮能够深度脱除木素。与常规KP法蒸煮废液相比，在废液粘度相近的条件下，RDH法蒸煮废液有较高的固含量，有利于黑液的碱回收。在RDH硫酸盐法蒸煮经过一次完整的循环置换蒸煮周期后，温黑液槽和热黑液槽内的黑液组成基本保持稳定，可为后续进行的连续置换加热蒸煮提供良好的前提条件。     

Quantification and reduction of organic sulfur compound formation in a commercial wood pulping process

This study experimentally quantified the formation of organic sulfur compounds in a commercial SuperBatch kraft pulping process using a laboratory pilot-scale digester. The results indicate that wood chips not only can adsorb HS- but also methyl mercaptan (MM) in the black liquor used for pretreatment during the two pretreatment stages. The absorption rate of MM is much faster than that of HS-. In the third stage of SuperBatch pulping, the rate of formation of MM and dimethyl sulfide (DMS) is very similar to that found in conventional batch kraft pulping processes. The study examined the applicability of the phase transition cooking (PTC) concept for reducing organic sulfur compounds in pulping, previously developed in laboratory batch pulping using a bomb-type digester, in a SuperBatch process. It was confirmed that there is a phase transition point (PTP) corresponding to PTC in SuperBatch pulping beyond which further delignification significantly increases the formation of volatile organic sulfur compounds. The results indicate that a 40% reduction of TRS formation can be achieved by using PTC.     

生物精炼在造纸工业中的应用模式和发展趋势

对生物精炼技术的概念和木材生物精炼工厂（IFBR）的路线进行了阐述。对传统硫酸盐法制浆造纸工厂如何转化为综合林业生物精炼工厂的原理进行了分析,总结出三种转化类型。详细介绍了近中性预抽提/制浆模式、酸性预水解/制浆模式和碱预处理纤维素糖化发酵生产乙醇模式。保留制浆造纸生产的综合林业生物精炼工厂将是近期主要的发展模式,可为传统造纸工厂带来额外的经济收益。在传统制浆之前进行预抽提,分离出的抽提液可以用来生产乙醇和乙酸及其它化学品,抽提后的木片进行制浆和漂白,对纸浆强度和光学指标没有不良影响,新增用于改造的投资回报率达到7.1%～13%。根据我国造纸工业特点,木材造纸工厂转化为IFBR工厂也将走保留制浆的发展模式;草类原料造纸工厂转化为生物精炼工厂具有一定的优势和可行性。     

绿液预处理改进硫酸盐法制浆研究进展

介绍了绿液预处理这一制浆方法对传统硫酸盐制浆方法改进的研究进展,包括其对硫酸盐浆成浆质量的影响,对硫酸盐制浆过程化学品消耗的影响,以及AQ的添加对预处理效果的影响,并介绍了目前在绿液预处理过程中各化学组分的反应行为分析方面的深度研究,包括碱、硫化物及碳水化合物。     

桉木RDH硫酸盐法制浆性能的研究

研究了桉木RDH（快速置换加热）硫酸盐浆的制浆性能，对桉木RDH硫酸盐法制浆时，用碱量、H－因子、白液的硫化度以及在温黑液预处理段温黑液的活性碱浓度和硫化度等蒸煮条件，对最终制浆结果的影响进行了研究。结果表明：与常规硫酸盐法制浆相比，RDH硫酸盐法制浆时的用碱量相对较高（常规KP法和RDH法的用碱量分别为14％和15％，Na2O计），但RDH纸浆的硬度较低（分别为17．0和11．7）；在纸浆达到相似或较低硬度的情况下，RDH法制浆可以缩短蒸煮时间，或在相同的H－因子下，降低纸浆的卡伯值；在一定的范围内提高白液蒸煮段白液的硫化度，可以降低RDH纸浆的卡伯值或提高纸浆的得率，在温黑液预处理段，温黑液的活性碱浓度和硫化度会对RDH纸浆的最终结果产生较大的影响，对纸浆物理性能的分析结果表明，RDH纸浆在低卡伯值条件下也具有较高的强度性能，但与常规硫酸盐浆相比，RDH纸浆的撕裂强度相对较高耐抗张强度相对较低。     

黑液预处理桦木硫酸盐蒸煮

研究了不同黑液预处理条件对硫酸盐蒸煮黑液预处理桦木,硫酸盐蒸煮的影响,结果表明,经过适当的工艺处理后,脱木素的选择性较常规硫酸盐蒸煮有显著作用;所得的浆卡伯值低,而其粘度损失较小。     

绿液预处理改进硫酸盐法制浆研究进展

介绍了绿液预处理技术改进传统硫酸盐法制浆的研究进展,包括绿液预处理对硫酸盐浆成浆质量的影响,对硫酸盐制浆过程化学品消耗的影响,以及添加蒽醌(AQ)对预处理效果的影响.介绍了对绿液预处理过程中各化学组分的反应行为的分析.     

桉木常规KP浆和RDH浆的氧脱木素研究(Ⅵ)--预处理和强化对RDH浆氧脱木素的改善效果

研究了HNO3/NaNO3预处理、KMnO4预处理和H2O2强化对桉木RDH硫酸盐浆氧脱木素的改善效果,并与常规KP浆进行了对比。结果表明,少量H2O2对RDH浆氧脱木素具有良好的强化效果,较佳的H2O2用量为0.8%。在制备低卡伯值纸浆时,采用RDH蒸煮与H2O2强化的氧脱木素相结合的制浆方法比采用常规KP蒸煮与H2O2强化的氧脱木素相结合的方法更有利于保护纸浆的黏度。在氧脱木素前对RDH浆进行HNO3/NaNO3或KMnO4预处理也有利于改善氧脱木素的效果,提高残余木素的脱除程度,其中KMnO4预处理还可以较明显地提高纸浆白度。但相对而言,这两种预处理方式更适合于用来改善常规KP浆这类残余木素含量较高纸浆的氧脱木素。     

减少硫酸盐法制浆中臭气的研究

对硫酸盐法制浆过程中挥发性有机硫化物的形成过程以及蒸煮工艺对其生成量的影响进行了研究。结果表明:蒸煮过程中,无论是针叶木还是阔叶木,挥发性有机硫化物的生成量随脱木素程度的增加而增加,且存在一个临界转折点(针叶木浆卡伯值约35,阔叶木浆卡伯值约20),当纸浆卡伯值低于这个转折点时,黑液中的挥发性有机硫化物生成量将显著增加。通过控制卡伯值在到达该转折点之前、采用低硫化度蒸煮工艺和添加蒽醌可有效减少挥发性有机硫化物的生成。在蒸煮臭气控制中,相同卡伯值下,阔叶木比针叶木效果显著。