硫酸盐制浆法
编辑硫酸盐法(也称为硫酸盐法制浆或硫酸盐法)是一种将木材转化为木浆的工艺,木浆由几乎纯的纤维素纤维组成,是纸张的主要成分。 牛皮纸工艺包括用水、氢氧化钠 (NaOH) 和硫化钠 (Na2S) 的热混合物(称为白液)处理木屑,这种混合物会破坏连接木质素、半纤维素和纤维素的键。 该技术需要几个步骤,包括机械和化学步骤。 它是造纸的主要方法。 在某些情况下,该过程一直存在争议,因为牛皮纸工厂会释放有气味的产品,并且在某些情况下会产生大量液体废物。
工艺名称源自德语单词 Kraft,在此上下文中意为强度,因为使用该工艺生产的牛皮纸具有强度。
历史
编辑在英国的拿破仑xxx期间使用了硫化盐制浆法的前身。 它能够回收和再利用无机制浆化学品,因此除了漂白过程中使用的无机化学品外,牛皮纸厂几乎是一个封闭循环过程。 因此,在 1940 年代,硫酸盐法取代亚硫酸盐法成为生产木浆的主要方法。
过程
编辑浸渍
纸浆生产中使用的普通木片长 12-25 毫米(0.47-0.98 英寸),厚 2-10 毫米(0.079-0.394 英寸)。 薯片通常首先进入预蒸,在那里它们被润湿并用蒸汽预热。 新鲜木屑内部的空腔部分充满液体,部分充满空气。 蒸汽处理导致空气膨胀,约 25% 的空气从木片中排出。 下一步是用黑白液体浸透木片。 在液体浸渍开始时残留在木片中的空气被困在木片中。 浸渍可以在木片进入蒸煮器之前或之后进行,通常在 100°C (212°F) 以下进行。 蒸煮液由白液、木片中的水、冷凝蒸汽和稀黑液组成。 在浸渍过程中,蒸煮液渗透到木片的毛细结构中,与木材开始发生低温化学反应。 良好的浸渍对于获得均匀的蒸煮效果和低废品率很重要。 在连续过程中,大约 40-60% 的碱消耗发生在浸渍区。
烹饪
然后将木片在加压蒸煮器中蒸煮。 一些蒸煮器以分批方式操作,一些以连续过程操作。 每天生产 1,000 吨或更多纸浆的蒸煮器很常见,xxx的每天生产超过 3,500 吨。 通常,脱木素需要在 170 至 176 °C(338 至 349 °F)的温度下进行大约两个小时。 在消化条件下,木质素和半纤维素降解产生可溶于强碱性液体的碎片。 收集并洗涤固体纸浆(约占干木片重量的 50%)。 在这一点上,纸浆因其颜色而被称为粗浆。 合并后的液体被称为黑液(因其颜色),含有木质素碎片、半纤维素分解产生的碳水化合物、碳酸钠、硫酸钠和其他无机盐。
支持硫酸盐法工艺的主要化学反应之一是亲核硫化物 (S2-) 或二硫化物 (HS-) 离子使醚键断裂。
恢复过程
过量的黑液含有约 15% 的固体,并在多效蒸发器中浓缩。 xxx步后,黑液含有约 20-30% 的固体。 在此浓度下,松香皂会上升到表面并被撇去。 收集的肥皂进一步加工成妥尔油。 肥皂的去除改善了后期效果的蒸发操作。
稀黑液进一步蒸发至 65% 甚至 80% 的固体(重黑液),并在回收锅炉中燃烧以回收无机化学品,以在制浆过程中重复使用。
浓缩黑液中较高的固体含量增加了回收循环的能量和化学效率,但也导致较高的粘度和固体沉淀(设备堵塞和结垢)。 在燃烧过程中,硫酸钠被混合物中的有机碳还原为硫化钠:
1. Na2SO4 + 2 C → Na2S + 2 CO2
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