[00333938]稻草连续氧碱制浆新工艺的开发

农作物秸秆稻、麦草作为造纸纤维原料,曾主导了中国造纸工业40年。然而,草类原料的先天不足和制浆过程长期存在悬而未决的问题,成为了我国草类制浆工业发展的拖累,特别是高硅含量的稻草则在国内草类制浆工业中几近销声匿迹。 一方面是我国造纸工业快速的成长对纸浆原料的巨大需求,国内木材原料的严重不足不得以而转向对进口的依赖,高达70%的纸浆原材料的进口已经危及到国家造纸工业战略资源的保障。另一方面则是每年大量产生的农作物秸秆的燃烧带来的大气污染—雾霾和资源的巨大浪费。曾经作为中国造纸工业发展的标杆企业—佳木斯造纸厂,佳木斯龙江福浆纸有限公司的前身,也因受制于木材原料供给保障的问题而不得不面对佳木斯周边上百万吨的稻草可否应用于纸浆生产的艰难抉择。 稻草是应用于造纸工业原料中含硅量最高的一种。传统草类制浆黑液提取率低,硅干扰严重,黑液固形物浓度低等的问题也是稻草表现得最为突出,但又没有解决这些问题更好的良方。要用稻草制浆就必须有效地解决好这些制约的瓶颈问题。稻草连续氧碱制浆新工艺的开发就是为了稻草制浆问题的解决而完成的一项创新性突出的工程化技术,它为龙江福制浆生产的解困拓开一条新的发展路径。 1.关键技术内容 1)结合龙江福既有的制浆系统,对稻草按连续蒸煮程序,先进行碱预蒸煮,紧接着进行氧碱蒸煮。在主体设备已有的控制参数范围内,开发制定出了满足氧碱制浆效果要求的稻草氧碱浆的工艺参数体系,使龙江福浆纸有限公司的稻草连续氧碱制浆系统完成了装备配套并进入了中试运行。 2)针对稻草制浆过程存在的等一系列制约瓶颈问题,从有利于纸浆纤维截留硅、黑液当中沉降硅,改善黑液相关特性、提高纸浆滤水性能等角度出发进行工艺技术参数与过程的调控,使稻草氧碱制浆的黑液提取和黑液特性能达到蔗渣制浆所具有的水平。 2.主要技术创新 首次使用稻草经碱预蒸后直接进行氧碱蒸煮,建立起了一套理想的稻草氧碱浆制备工艺体系。 3.主要技术性能指标 1)所获稻草氧碱浆的打浆度可控制在20?SR范围内,明显优于麦草传统化学浆的滤水性能; 2)产品的强度指标优于传统的蒸煮的稻草浆,与麦草传统化学浆相接近。 3)碱预蒸氧碱蒸煮不添加任何留硅剂就能把稻草中70～80%左右的硅吸附于纤维上,进入黑液中的硅仅相当于竹浆黑液的含硅量; 4)碱预蒸氧碱蒸煮黑液通过非化学添加的沉降方式去除沉淀,带进碱回收系统的硅不超过稻草含硅量的5%,可免除碱回收过程的硅干扰; 5)碱预蒸氧碱蒸煮黑液在保证不超过喷入碱炉粘度时的固形物浓度能达到58%左右,比传统草浆的黑液固形物浓度高出约10个百分点; 6)碱预蒸氧碱蒸煮黑液的热膨胀系数VIE值为15～20 ml/g,为传统稻、麦草浆黑液的3～5倍,可改善其在碱炉中的燃烧效率。 该成果的应用将稻草的传统制浆与清洁型的氧碱制浆进行比较巧妙的结合,将氧碱制浆既有的优势充分发挥出来的同时,还在纸浆的滤水性、黑液的固形物浓度等方面得到重要提升。比起传统的稻草碱法制浆还能在得率上提高至少5个百分点,达到45%左右,且获得的纸浆白度超过50%IOS,一段次氯酸盐漂白就能获得白度78%ISO以上,一段二氧化氯漂白可轻松超过80%ISO。因此,该技术的清洁化不仅惠及蒸煮过程,而且还惠及洗涤、提取、碱回收、漂白的全过程。由于解决了黑液高效提取和硅干扰等的瓶颈问题,其获得的制浆效果全面超越了传统的麦草制浆。 稻草连续氧碱制浆新工艺的开发在佳木斯龙江福浆纸有限公司的实施,将成为草类清洁制浆的示范工程而可以面向全国推广应用。按国内不到一半的稻、麦草秸秆（约1.5亿吨）用于本技术生产纸浆,可产草浆6000万吨。加上国产木浆等,以及再生循环利用的废纸,我国的造纸工业原材料完全可以做到不依赖进口。因此,该项目对我国造纸工业未来的发展有着非常重要的意义。