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预水解硫酸盐法的优化

【摘要】:当前改造和新建生产线以采用预水解硫酸盐法为主。预水解硫酸盐法包括预水解和硫酸盐蒸煮两个环节。预水解工艺类似亚硫酸盐法的蒸煮过程,从这个角度来看,预水解硫酸盐法综合了硫酸盐法和亚硫酸盐法两种制浆方法的优点,使它对原料的适应性增加。由于预水解是酸性反应,蒸煮时需要中和这一部分的酸性物质,蒸煮用碱量较一般硫酸盐法制浆要高一些。

水解硫酸盐法对原料树种的适应性强,适于生产高质量的浆粕,成浆α-纤维素可达到95%~98%,黑液碱回收效率高,环境污染小。当前改造和新建生产线以采用预水解硫酸盐法为主。

预水解硫酸盐法包括预水解和硫酸盐蒸煮两个环节。预水解工艺又可以进一步分为酸(H2SO4、HCl、SO3等)预水解、水(清水,形成酸,实质也是酸水解)预水解和汽(饱和过热蒸汽)预水解。蒸汽预水解的原理与水一样,但操作更简单,蒸汽耗用量少,所以在工厂中得到广泛使用。预水解工艺类似亚硫酸盐法的蒸煮过程,从这个角度来看,预水解硫酸盐法综合了硫酸盐法和亚硫酸盐法两种制浆方法的优点,使它对原料的适应性增加。预水解都是在酸性条件下进行的。在酸性条件下,半纤维素发生酸性水解而溶出,使原料中的半纤维素(尤其是多戊糖)含量大大下降。预水解能破坏纤维的初生壁,使初生壁在制浆过程中剥离下来,致使富含纤维素的纤维次生壁暴露出来,提高了与化学药剂的接触面,从而提高了溶解浆粕的反应能力。预水解还可以较灵活地控制溶解浆的聚合度。此外,预水解时由于半纤维素的水解,破坏或削弱了碳水化合物木质素之间的连接,因此,也有部分木质素被除去。预水解后的原料继续进行硫酸盐蒸煮,其工艺与一般制浆用硫酸盐蒸煮相同。由于预水解是酸性反应,蒸煮时需要中和这一部分的酸性物质,蒸煮用碱量较一般硫酸盐法制浆要高一些。预水解硫酸盐法的优点是:适用原料范围广,可用木材和非木材原料,甚至是带树皮的木料;碱回收工艺已经有较成熟的设备和经验;溶解浆的白度高(92%以上);α-纤维素含量高,而且聚合度分布均匀。缺点是:溶解浆的反应性能较亚硫酸盐法差;不宜用于生产醋酯纤维;溶解浆的得率低;受木材的单位消耗、化学药品消耗和废液回收成本等因素的影响,生产成本较高。