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草类原料制浆的科学理念与制浆方法南京林业大学李忠正一，中国的国情不可能不用草类纤维我国纸业可持续发展还面临许多困难和问题，其中困扰我们的主要瓶颈是：纤维资源贫乏和环境污染问题，两者又是相互关联的。纤维资源短缺，已成为我国纸业可持续发展最大的课题。二，禾草类纤维制浆的环境问题草浆污染治理瓶颈在黑液提取：草浆木浆*黑液提取率%80-9098*水耗m3/t60-120（80）20*废水处理后COD浓度mg/l150-300（200）100草浆提取困难的原因是：*浆料本性，亲水性强，滤水性差；*黑液本性，灰分、糖分含量高--粘度大，给蒸发、燃烧和苛化带来难度。*黑液提取装备不适应，技术管理水平低。二，草类制浆的几个基本原则1，备料的重要性：秸杆的节、鞘、叶、穗约占总重量的48%，茎杆部占52%左右，草中的泥沙大部分夹杂在叶鞘中。全杆各部位的纤维形态和化学组成差异很大。部位重均纤维长（mm)纤维长宽比壁腔比茎基部茎中部茎梢部鞘叶穗节1.851.691.291.361.050.800.8210310493907342371.671.611.111.190.950.660.83表1麦草全秆各部位的纤维形态化学成分(%)茎基部茎中部茎梢部鞘叶穗全草灰份1%NaoH抽出物戊聚糖综纤维素总木质素5.9336.4223.2871.2422.966.1937.1923.2069.9221.717.1943.624.6669.9020.4111.3447.2825.5669.8618.3912.0652.9719.2160.9517.489.8249.4226.0364.5219.508.2842.5924.0468.1220.75表2麦草各部位在蒸煮过程中的变化指标（％）升温至100℃100℃升至150℃155℃保温2hr节间叶鞘穗节间叶鞘穗节间叶鞘穗木素溶出率碳水化合物溶出率浆得率碱耗率60.022.262.725.473.434.649.459.464.433.752.054.997.034.246.947.196.648.735.973.195.151.035.070.398.036.145.157.798.351.734.181.098.053.733.074.1草类原料不同细胞的脱木质素动力学（153℃）-2.0-1.8-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6020406080100120140时间（min）Log[L]纤维细胞薄壁细胞表4麦草纤维与薄壁细胞漂白性能比较试样氯耗(%)kMnO4值白度（%）漂前漂后H1H2纤维浆4.52.211.21.672.6薄壁细胞浆4.42.211.41.957.0性质纤维组分杂细组分（过100目）尺寸mm0.530.2木质素含量%1.55.3酸溶木质素%0.400.27木糖含量%32.7834.61纤维素聚合度873642纤维素结晶度指数0.200.16打浆度SR°3447表5麦草浆的纤维组分及杂细组分比较原则1：强化备料是草类制浆关键措施1，是降低黑液硅含量最经济有效的办法，有利于降低黑液粘度；2，有利于降低制浆化学药品消耗（烧碱、漂剂）；3，有利于降低纸浆中杂细胞、细小纤维含量，提高浆料滤水性能；4，提高纸浆得率和浆漂白性能、强度。2，制浆工艺：将提高浆料的滤水性和降低黑液粘度列为制浆目标浆料硬度与滤水性0102030405060700102030405060卡伯值打浆度原则2：草类制浆硬度不易太低，蒸煮与氧脱木素串联是制浆的最佳工艺路线0102030405060708090010203040506070卡伯值浆得率%碱脱木质素氧脱木质素原则3，置换蒸煮：产生低黏度黑液的制浆法初始蒸煮高温蒸煮黑液Ⅰ黑液Ⅱ碱回收原料碱碱图置换蒸煮原理流程图置换蒸煮优点：（1）采用冷喷放技术，高温黑液循环，回收热能，能耗低；（2）蒸煮初始阶段草类纤维大量溶出的木质素及碳水化合物通过置换，排出锅外，减少后期蒸煮中碱耗。（3）液比大，有利于碱液均匀浸透，蒸煮均匀性好。（4）碱浓的分配均匀，并采用冷喷放，可减少了碳水化合物化合物的降解，提高纸浆得率和成浆强度，并减少喷放时对大气的污染。（5）锅内高温洗涤，洗涤效率高，降低稀释因子，降低水耗，黑液浓度高。（6）纸浆的硬度低，易漂白，漂白化学药品的消耗少，漂白废水的污染负荷低。02000400060008000100000204060黑液固形物含量，%粘度，mP*s原黑液一次循环二次循环三次循环四次循环图不同循环次数的一段黑液与传统黑液粘度比较（140℃，18g/L）其最大优点是黑液粘度低！原则4：改进提取设备及流程，适应草浆特性。确保真空洗浆机在高真空条件下操作，加强操作管理。泉林纸业按上述原则进行实施效果：1,备料除尘率为30％左右；2，黑液提取率达到90-92%；3，蒸煮碱耗降低由13%降至10.5%,漂白浆得率提高5%；4，黑液粘度下降50%,黑液蒸发后浓度可达到63-65%；5,漂白麦草浆列断长达到6200-6500km;6，用水量达到50-60M3/t,废水处理后排放COD浓度100-120mg/l。三，制浆方法浆种：草类化学浆，烧碱法；1,备料：除尘（杂）率达到25-30％；干法：？湿法：？除硅效果！污染治理！观点不同干湿法结合以干法为主。2，蒸煮方法：*间歇蒸煮：蒸球:常规、置换蒸煮（RDH）、碱－氧蒸煮等；立锅；*连续蒸煮：横管式（Pandia）适于半化学浆，草类制浆；立式连续蒸煮（Kamyr)主要用于木材制浆；近年技术进步很快！*立式连蒸器自上世纪50年代，已有几代产品：由单体－→双体(Continuouscooking)-→MCC(ModifiedCC)-→EMCC(ExtendedMCC)-→ITC(等温蒸煮)－→LDC(Low-solidsCC)-→Compactcooking紧凑蒸煮(金海为Ⅰ型，赤天化为Ⅱ型)。*紧凑蒸煮：*单体产能：3500t/d,*蒸煮温度：N材为150℃，L材为140℃，汽耗为500kg/t；*K值：N材为25，L材为15连蒸的优越性：*适于大规模生产线，10万吨/年以上；(原料种类单一)；*占地面积小；吨浆产量设备投资额少；*人工消耗少，劳动生产率高；*能耗低，蒸汽消耗大约是间歇蒸煮的一半；*用汽、电负荷均匀，减少热、电工程投资；*浆质量均匀性好。草类纤维连续蒸煮的问题：*横管式连蒸器于上世纪40年代用于生产，至今没有根本性的进步。草类纤维连蒸器：适应草类制浆特点要求。首先应可进行置换蒸煮和深度脱木素蒸煮；需要制造商与造纸企业合作，产学研合作尽快研制！谢谢各位光临！Thankyouforyourattention！