林化专论-造纸专题.ppt

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1、林化专论—造纸专题蒲俊文教授北京林业大学材料技术学院溶剂法制浆技术蒲俊文北京林业大学一）发展有机溶剂制浆的原因：1、生态环保因素：1）破坏森林资源；硫酸盐法制浆对非木材原料也表现出一定的不适应性（主要是黑液回收方面），同时纸浆得率低，严重破坏森林资源2）污染大气：当今硫酸盐制浆工业仍然面临着易挥发硫化物向大气散发的大气污染和漂白车间中有机氯排放的环境污染问题。3、既要充分利用非木材植物纤维资源，又要减少污染、保护环境，传统的制浆方法已无力承担这样的重任，必须开发新的制浆工艺；4、推动制浆发展的主要动力：环保因素、纤维原料的使用、产品的质量和技术/经济指标（包括规模、投资、生产成本）。5、纤

2、维原料的利用率因素：制浆发展的新趋势“纤维原料精炼概念”或“生物量全利用概念”；纤维原料不再简单地被视为纤维素纤维的来源，而是作为一种复合材料，从中可以分离诸多有用的产物，纸浆只是其中之一。有机溶剂制浆为上述目标提供了一种方法。3、副产品的潜在价值在有机溶剂制浆的化学品回收过程中，溶解的木素可以以固体物质的形式分离出来；而碳水化合物则以糖浆的形式分离出来。这两种产品都具有潜在的应用价值。4、产品的质量和技术经济指标因素：规模，投资、生产成本和能耗等；5、投资费用现代化的硫酸盐厂，需要大量的初始投资费用及为了生产需要较大的生产能力，与此相反，有机溶剂制浆过程的操作和化学回收通常比较简单，因而

3、可以节约投资。缺点1.需要较复杂的洗浆设备，因为有机溶剂制浆不能用传统的洗浆方法，如果用水洗浆容易使溶解的木素重新沉淀在纤维素上。2.设备的封闭性要相当好，不允许有任何泄漏。3.有机溶剂制浆对原料的适应性差。二、有机溶剂制浆的历史和现状1、历史：1）正丁醇和正戊醇制浆；正丁醇和正戊醇所生产的纸浆比甲醇和乙醇所生产的纸浆硬度低、得率高；但甲醇和乙醇更容易回收；2）乙醇水溶液脱木素：1932年Kleinert和Tayenthanl获得第一个乙醇水溶液脱木素的专利；1972年获得乙醇制浆方法的新专利；3）乙醇水溶液制浆工艺：加拿大Diebold发明了ALCELL法乙醇制浆技术。2、现状：1）乙醇

4、制浆：比较成熟的工艺是加拿大Repap公司的Alcell法技术工艺；2）甲醇制浆：始于1976年，1982年获得专利，代表是德国Techell公司的Organocell法、Kraftanlagen公司的ASAM法和荷兰、瑞士的Alpulp法3）有机酸制浆：美国Jannon大学研究的甲酸制浆，1982年获得专利；乙酸制浆方法的代表是Milox法和ACETOSOLV法；4）酚类溶剂制浆：瑞士人和芬兰人研究使用酚和盐酸制浆，反应温度100℃，常压下进行，制浆后的废液冷却后分成两层，水溶液层中含半纤维素，酚层中含有木素，酚类的损失由木素氢裂解补充，含半纤维素的水溶液层经进一步水解会得到聚戊糖等副产

5、品；计划建中试厂。5）二甲亚砜制浆：日本专利报道，将木片用二甲亚砜在120左右处理1h，二甲亚砜慢慢将木素及树脂类物质溶出，除去溶剂后，再加入醋酸乙醇混合液，低温下放置12h，洗去混合液后木片即变成柔软的纸浆；回收二甲亚砜时，还能得到木素等副产品。三、溶剂法制浆的种类与特点1、溶剂法制浆的种类醇类有机溶剂：甲醇、乙醇、丁醇；乙二醇、丙二醇有机酸类溶剂：甲酸、乙酸；甲酸+乙酸酯类有机溶剂：乙酸乙酯复合有机溶剂：甲醇+乙酸；乙酸乙酯+乙酸+乙醇酚类有机溶剂：苯酚、甲酚、混合甲酚活性有机溶剂：二甲亚砜2、溶剂法制浆的主要工艺参数及特点（表1-1）四、几种有机溶剂制浆技术方法一）醇法制浆醇法制浆对

6、木片的规格和质量要求不严，药液可渗透至30～38ｍｍ的厚木片中,允许含有一定量的树皮。用乙醇法制出来的全漂硬木浆,可替代硫酸盐浆生产各种纸张。其特点是不透明度高，返黄值低，纸浆更洁净，尘埃度低，抽出物含量低，湿强度高。除可生产常规纸张外,还可以用作滤纸,簿页纸、高底平滑纸等。醇法制浆原料广泛,非木材原料如麦草、蔗渣、芦苇、麻类均可使用,特别是对草类原料来说，高ＳiＯ2含量对该法没有影响。醇法制浆不会出现过煮问题,浆滞留在蒸煮器中8ｈ而浆的质量不受影响,漂后长伯值低,可漂性好,对纤维素破坏比常规蒸煮小、得率比硫酸盐法高。乙醇法制浆还具有蒸煮周期短、最佳浆强度性能与浆得率相一致,取代无机化学药

7、品使黑液量减少,溶剂可回收利用等特点。乙醇法制浆规模可大可小，经济效率均良好。此外,还有人以正丁醇、戊醇代替乙醇制浆，研究结果证实制浆得率优于乙醇法，乙醇法制浆副产品少，回收木素不含硫。二）Kleinert制浆：Kleinert制浆是在逆流反应器中进行的，反应温度为195℃，不加酸催化剂，用大约50%的甲醇或乙醇的水溶液作为木素脱除剂。Kleinert工艺可得到卡伯值为85-100的针叶木可漂浆，其强度性能让人满意，但极