專利名稱：：一種在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬制漿造紙領(lǐng)域，具體地說涉及一種在低濃(濃度在5%以下)設(shè)備中，實現(xiàn)中濃(6%8%)磨漿的方法。該方法制得的漿料，可直接用于造紙生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
："十分造紙，七分打漿"，打漿設(shè)備的重要性，對造紙行業(yè)顯得尤為重要。打漿設(shè)備近幾十年來發(fā)展也很快，從早期的槽式打漿機，發(fā)展到后來的錐型磨漿機、圓柱精槳機以及現(xiàn)在廣泛使用的雙盤磨槳機等；由間隙式磨漿，發(fā)展到連續(xù)式磨漿，在提升打槳質(zhì)量的同時，也兼顧到了實際大生產(chǎn)的需求。特別是，九十年代末期，隨著金東紙業(yè)等一系列工廠高車速大幅寬紙機的實施，雙盤磨漿機的發(fā)展又提升到一個新的高度。為了滿足高車速大幅寬紙車的用漿需求，雙盤磨漿機尺寸由最初的十幾英寸，發(fā)展到四十幾、五十幾英寸，同時，也由最先的單磨區(qū)雙盤磨發(fā)展成雙磨區(qū)的雙盤磨。刀盤型號也由開始的十幾種，發(fā)展到數(shù)十個系列上百種型號，成漿質(zhì)量也有了顯著的提高。但雙盤磨漿機的應用，也有著諸多的不足之處。(1)雙盤磨適用打漿濃度很低，一般生產(chǎn)常用的打漿濃度為3%4%，(最高使用濃度一般也不會超過5%)，屬于低濃打漿。在低濃打漿時，由于低濃漿料可以近似看作是牛頓性流體。故其流動性較好，使得部分纖維受打漿作用較少甚至未受到任何打漿作用而甩出，而其它的纖維受磨片磨齒剪切劇烈而被過度切斷，所得的磨后漿料質(zhì)量極不均勻，從而負面影響到紙頁的表觀勻度、兩面差和紙張的物理強度等指標。為改善這種狀況，部分企業(yè)追求高打漿度而減少磨片間隙，雖然從結(jié)果上來看成漿均勻性有所改善，但同時也導致漿料的劇烈切斷、雜細胞碎片化，從而降低了短纖維漿種的適用品質(zhì)和漿料的使用范圍，影響紙頁強度并造成漿料流失較大、打漿能耗過高，結(jié)果亦是得不償失！(2)由于傳統(tǒng)的雙盤磨僅適用于低濃打漿，磨片施加于纖維本身的有效打漿能耗較低，能量利用率較低，大部分的能量消耗于機械摩擦損耗和對水的無效搬運，故使得低濃打漿設(shè)備絕干漿單位能耗較大，設(shè)備效率較低，客觀上也增加了短纖維漿種的抄造成本。中濃磨漿技術(shù)的發(fā)展，可大幅解決上述問題。因為相對于傳統(tǒng)的低濃打漿技術(shù)和設(shè)備，中濃打漿技術(shù)體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢主要表現(xiàn)為:(l)較好地保留了纖維的長度，從而保留了短纖維的固有強度，為纖維良好的結(jié)合能力提供了較好的基礎(chǔ)；(2)對纖維具有較好的分絲、帚化和細纖維化能力，中濃打漿主要靠中濃打漿湍流中纖維之間的"內(nèi)摩擦形變效應"而不是靠磨齒的機械剪切力來完成上述作用，所以在纖維分絲、帚化的同時并不對纖維造成切斷，大大增強了纖維之間的結(jié)合能力；(3)成漿抄造的紙頁的物理強度指標大大提高，生產(chǎn)統(tǒng)計表明提高的范圍一般為(1555)%;(4)打漿通過量增加，噸漿打漿電耗下降，節(jié)能一般為(3050)%。中濃磨漿相對低濃磨漿而言，優(yōu)勢非常明顯。但目前，我國約有50%以上的造紙廠仍在使用低濃雙盤磨漿方式，例如正在新建的APP海南紙廠、南通日本王子等，在所有工廠內(nèi)直接切換成中濃磨漿方式，顯然是不現(xiàn)實的問題。主要受以下條件限制1、設(shè)備投資。使用中濃磨漿，必須更換成中濃磨漿機、槳料的散漿設(shè)備及流送設(shè)備均需要更換。2、效益影響。在更換成中濃磨漿設(shè)備時，需停機更換上述設(shè)備，影響紙車抄造效率。3、設(shè)備穩(wěn)定性影響。高車速大幅寬的紙機對于設(shè)備的穩(wěn)定性要求極高，目前中濃磨漿的發(fā)展歷程尚短，其設(shè)備的穩(wěn)定性，尚有待進一步驗證。在低濃系統(tǒng)，直接將濃度提升至中濃(6%15%)，勢必會因為漿料濃度提升后，槳料流動性變差的原因，造成以下問題1、碎漿機的無法工作。一般低濃系統(tǒng)配備的是低濃碎漿機，其最大碎漿濃度一般不超過6%，如將其濃度提升至中濃范圍內(nèi)，則碎槳機無法正常工作，堆漿、堵塞現(xiàn)象時常發(fā)生，并嚴重影響碎漿效果。2、磨漿機無法正常運轉(zhuǎn)。在低濃系統(tǒng)中，磨漿機所能承受的最大磨槳濃度一般不超過6%，將濃度提升至中濃范圍內(nèi)，因槳料流動性問題，使得漿料無法在刀盤中正常流動，漿料堵塞刀盤現(xiàn)象日趨非常嚴重，甚至可能導致磨漿機卡死，無法運轉(zhuǎn)，電機燒毀等問題。3、泵送及管路無法承載。在低濃情況下，漿液可以近似看作是牛頓性流體，其流動性極好，基本不會發(fā)生問題。但在中濃情況下，因漿濃的增加，漿液的流動性明顯降低，管路出現(xiàn)堵管再象，泵送無法實現(xiàn)。在低濃系統(tǒng)中，實現(xiàn)中濃磨漿，必須克服漿料濃度提升后，導制的漿料流動性降低這一難題。只有克服了這一難題后，才有可能實現(xiàn)中濃技術(shù)的普及與推廣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法。該方法簡單、安全、可以在不需要設(shè)備投資的情況下，在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿，并且所制得的漿料，可作為普通漿料進行應用，提升紙張品質(zhì)。本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，使得磨漿濃度提升后，漿料流動性不變，從而完成在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿，具體步驟如下1)將紙漿放入碎漿機碎漿，在碎漿機碎漿的過程中，加入漿料流變改質(zhì)劑，流變改質(zhì)劑的用量為相對于絕干漿用量的0.005%5%;2)將加入漿料流變改質(zhì)劑后的6%8%中濃漿料在低濃磨漿設(shè)備中磨漿。本發(fā)明中，所述紙漿包括木材類、禾草類、棉、麻和其它農(nóng)林廢棄物為原料，以化學法、機械法或化學機械法制得，或兼用其中的任幾種紙漿組合后使用。其中化學法制得的紙漿采用蘇打漿、硫酸鹽漿、漂白硫酸鹽漿、亞硫酸鹽漿、漂白亞硫酸鹽漿中的任一種或幾種的混合物；機械法制得的紙漿采用木片磨木漿、磨石磨木漿、熱磨機械漿中的任一種或幾種的混合物；化學機械法制得的紙漿采用化學熱磨機械漿、堿性過氧化氫機械漿、盤磨化學預處理的堿性過氧化氫機械漿、漂白化學熱磨機械漿中的任一種或幾種的混合物。本發(fā)明中，所述漿料流變改質(zhì)劑包括陽性漿料流變改質(zhì)劑、陰性漿料流變改質(zhì)劑和無機類槳料流變改質(zhì)劑。所述陽性漿料流變改質(zhì)劑為陽離子淀粉、陽離子聚丙烯酰胺、陽離子瓜爾膠、聚氧化乙烯、聚乙烯醇中的一種或幾種混合物。所述陰性漿料流變改質(zhì)劑為陰離子淀粉、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子瓜爾膠、羧甲基纖維及其鈉鹽、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物所述無機類漿料流變改質(zhì)劑為氫氧化鈉、硬脂酸鈉、硅酸鈉、焦磷酸鉀、六甲基磷酸鈉中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的漿料流動性測試方法中，利用實驗室高濃碎漿機，運轉(zhuǎn)時漿液的旋渦高低來評估漿料的流動性。即流動性好，漿液的旋渦就高，其到達高濃碎漿機頂部的距離就小，也就是說，該方法測試的數(shù)值越小，說明漿料的流動性越好。在漿料流動性測試方法中所述的高濃碎漿機包括帶加熱或不加熱功能的實驗室高濃碎漿機、具有高濃攪拌能力的攪拌器等設(shè)備。通過漿料流動性測試方法，用來評估漿料濃度提升后，漿料流動性的變化情況，確保在低濃系統(tǒng)中，實現(xiàn)中濃磨漿時，不對系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。本發(fā)明在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，通過漿料流變改質(zhì)劑的作用，實現(xiàn)磨漿濃度提升后，漿料流動性的不變，從而達到在低濃磨漿設(shè)備中，實現(xiàn)中濃磨漿的目的。使用流變改質(zhì)劑后，漿料的流動性明顯增加，6%8%中濃漿料的流動性，可以做到與5%以下低濃流動性相當，從而實現(xiàn)在低濃設(shè)備中，實現(xiàn)中濃磨槳。當使用流變改質(zhì)劑后的中濃漿料(6%8%)通過高濃除渣器、纖維高頻疏解機及雙盤磨漿機時，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，無堵漿、堵管等現(xiàn)象產(chǎn)生，而以上設(shè)備的原最大處理濃度為不超過6%。本發(fā)明具有以下有益效果-1、本發(fā)明在不需要任何投資的情況下，在目前普遍應用的低濃磨漿設(shè)備中，實現(xiàn)中濃磨漿。2、本發(fā)明利用中濃磨漿機理，實現(xiàn)纖維帚化的增強，提升漿料強度，從而達到提升紙張強度的目的。同時，用該方法處理后的槳料，與正常漿料基本一致，可直接應用造紙生產(chǎn)中，不會對紙機系統(tǒng)產(chǎn)生任何的負面影響。3、本發(fā)明在低濃系統(tǒng)中，實現(xiàn)中濃磨漿，有助于在我國推廣應用中濃磨漿技術(shù)，同時也為實現(xiàn)用闊葉木取代針葉木造紙的目標邁出堅實的一步。有助于緩解我國因針葉木漿供應不足，而產(chǎn)生的巨大的漿料供需矛盾。有助于保護日益萎縮的森林資源，促進我國非木材類紙漿的開發(fā)應用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡單、安全，可以在不需要設(shè)備投資的情況下，在低濃磨槳設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿，并且所制得的漿料，可作為普通漿料進行應用，提升紙張品質(zhì)。具體實施例方式以下列舉實施例更加具體地說明本發(fā)明，并且本發(fā)明不限于以下實施例。實施例1(實驗室評估)在7.0%濃度的漿液中，添加5.0%(相對絕干漿量)的陽離子淀粉，其漿液的流動性與5.0%濃度的漿液基本相當，磨漿后漿料強度明顯增加，見以下表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2(實驗室評估)在4.5%濃度漿液的基礎(chǔ)上，通過濃縮等手段，將槳液濃度提高至6.5%，添加2500ppm的陰離子聚丙烯酰胺，槳料流動性可確保與4.5%濃度的漿液相當，磨漿后，漿料強度明顯提升，見以下表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3(實驗室評估)在4.5%濃度漿液的基礎(chǔ)上，通過濃縮等手段，將漿液濃度提高至7.5%，添加0.5%的陽離子聚丙烯酰胺，漿料流動性可確保與4.5%濃度的漿液相當，磨漿后，漿料強度明顯提升，表3為漿料強度變化比較情況。帚化現(xiàn)象明顯增強。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例4(生產(chǎn)實例)在碎漿機稀釋水中，添加600ppm的陰離子聚丙烯酰胺(以漿料絕干計)，在漿料碎漿時，濃度控制由原先4.5%，提高至6.0%，碎漿機運轉(zhuǎn)正常，漿料泵送正常，可以正常通過高濃除渣器及纖維高頻疏解機，且各部分設(shè)備運轉(zhuǎn)效率沒有受到任何影響。當6.0%的漿料輸送到雙盤磨時，雙盤磨峰值電耗略有上升，但磨漿產(chǎn)能明顯增加，盤磨機的實際運行時間大大縮短，噸紙總能耗有所降低。同時，濃度提升后，雙盤磨盤齒間的纖維網(wǎng)絡(luò)層厚度增加，纖維與纖維相互磨擦力增強，纖維帚化作用提高，漿料強度明顯提高，帚化現(xiàn)象明顯增強。表4為漿料強度比較情況；表5為成紙強度比較情況。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，使得磨漿濃度提升后，漿料流動性不變，從而完成在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿，具體步驟如下1)將紙漿放入碎漿機碎漿，在碎漿機碎漿的過程中，加入漿料流變改質(zhì)劑，流變改質(zhì)劑的用量為相對于絕干漿用量的0.005％～5％；2)將加入漿料流變改質(zhì)劑后的6％～8％中濃漿料在低濃磨漿設(shè)備中磨漿。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述紙漿包括木材類、禾草類、棉、麻為原料，以化學法、機械法或化學機械法制得的一種或幾種紙漿混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述化學法制得的紙漿為蘇打漿、硫酸鹽漿、漂白硫酸鹽漿、亞硫酸鹽漿、漂白亞硫酸鹽漿中的任一種或幾種的混合物。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述機械法制得的紙漿為木片磨木漿、磨石磨木漿、熱磨機械漿中的任一種或幾種的混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述化學機械法制得的紙漿為化學熱磨機械漿、堿性過氧化氫機械漿、盤磨化學預處理的堿性過氧化氫機械漿、漂白化學熱磨機械漿中的一種或幾種的混合物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述漿料流變改質(zhì)劑為陽性漿料流變改質(zhì)劑，陽性漿料流變改質(zhì)劑為陽離子淀粉、陽離子聚丙烯酰胺、陽離子瓜爾膠、聚氧化乙烯、聚乙烯醇中的一種或幾種混合物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述漿料流變改質(zhì)劑為陰性漿料流變改質(zhì)劑，陰性漿料流變改質(zhì)劑為陰離子淀粉、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子瓜爾膠、羧甲基纖維及其鈉鹽、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低濃設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，其特征在于所述漿料流變改質(zhì)劑為無機類漿料流變改質(zhì)劑，無機類漿料流變改質(zhì)劑為氫氧化鈉、硬脂酸鈉、硅酸鈉、焦磷酸鉀、六甲基磷酸鈉中一種或幾種的混合物。全文摘要本發(fā)明公開了一種在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿的方法，在漿料制備階段，加入漿料流變改質(zhì)劑，使得磨漿濃度提升后，漿料流動性不變，從而完成在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿，具體步驟為將紙漿放入碎漿機碎漿，在碎漿機碎漿的過程中，加入漿料流變改質(zhì)劑，流變改質(zhì)劑的用量為相對于絕干漿用量的0.005％～5％；將加入漿料流變改質(zhì)劑后的6％～8％中濃漿料在低濃磨漿設(shè)備中磨漿。本發(fā)明方法簡單、安全，可以在不需要設(shè)備投資的情況下，在低濃磨漿設(shè)備中實現(xiàn)中濃磨漿，并且所制得的漿料，可作為普通漿料進行應用，提升紙張品質(zhì)。文檔編號D21D1/00GK101654884SQ200910184公開日2010年2月24日申請日期2009年8月27日優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日發(fā)明者萬曉玲,明張,王仁榮,劍陳,丹韋申請人:金東紙業(yè)(江蘇)股份有限公司