造紙工業中的清洗

纖維素脫樹脂清洗

1.樹脂

天然樹脂是存在于植物體中的一種物質，在樹木中含量較多。樹木貯存其養分的形式一是淀粉，另一種是樹脂。在木材組織中的柔細胞和髓細胞間含有大量樹脂，也存在于針葉樹材的樹脂溝中和闊葉林的導管的間壁中。其化學成分為樹脂酸、脂肪酸及其酯等可皂化物和烯，織物醇，高碳醇等不可皂化物，不同植物中含有的樹脂化學組成也不同。樹脂的含量隨樹種，樹齡和采伐后原木干燥期的長短而發生變化，一般要求紙漿中樹脂的含量要降低到0.2%以下。

2.造紙生產工藝過程

造紙工業中使用的纖維原料大多為木材和草類，它們的成分中含有纖維素，半纖維素，木質素以及其他成分。造紙通常分為兩步，首先把原料變成紙漿，再把紙漿經過機械（打漿）處理，添加一些輔料，送上造機制成紙張。

（1）制漿過程中樹脂的脫除

在蒸煮過程中溶液的pH值對樹脂的脫除影響很大，當用酸性蒸煮法時，樹脂中的酯類分解成脂肪酸，大約樹脂總量的50%以脂肪酸形式被除去。而用堿性蒸煮法時，樹脂中可皂化物發生皂化反應成為分子類物質并幫助其他不皂化物從纖維素中去除。在蒸煮過程中樹脂會漂浮到溶液的表面，通過撇除可以收集，把分離得到的樹脂再用硫酸在pH=3.5?5.0條件下處理，又轉變成脂肪酸或樹脂酸并與水相分離，所得的成分叫粗塔羅油。

因此用堿法中的硫酸鹽法（BKP法）不僅可以把樹脂從木材纖維素中去除以提高紙漿質量，而且可以獲得許多重要化工原料，如美國從長葉松中獲得塔羅油的收率為30?50kg/t紙漿。

塔羅油含有三種主要成分：樹脂酸（主要是松香酸），脂肪酸以及不皂化物。不皂化物包括碳氫化合物，高碳醇等多種物質，它們都是重要工業原料，特別是塔羅油中脂肪酸含有大量油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸，是工業上不飽和脂肪酸的重要來源。

在煮漿和漂白過程中，樹脂能被逐漸去除，表6-8是硫酸鹽法蒸煮加漂白工藝中，樹脂被逐步去除量的分析結果。

（2）煮漿過程中使用表面活性劑對脫樹脂的作用

研究表明，在煮漿過程中使用表面活性劑有提高蒸煮效率，縮短蒸煮時間，加快木質素及樹脂脫除的作用，這時使用的表面活性劑要求在130?150°C，490-686kPa（5?7kgf/cm3）的高溫高壓下能耐酸堿并保持化學性質穩定。通常使用的表面活性劑有烷基酚聚氧乙烯醛，脂肪醇聚氧乙烯醛等非離子表面活性劑和十二烷基苯磺酸鈉，烷基硫酸酯鹽等陰離子表面活性劑。在漂白和清洗階段加入表面活性劑也有利于促進樹脂的進一步脫除。

表6-8BKP法制漿過程中樹脂去除量分析

表格P418頁

在紙漿造紙過程中，紙漿中的樹脂在漂白時會析岀并形成粘性凝聚物粘在設備，輸送帶或抄紙機的毛布上造成污染。為去除紙漿中的樹脂可加入表面活性劑使樹脂首先在水中形成穩定的分散體而不發生凝結，分散劑的添加量為紙漿的0.01%?0.03%。在洗漿和篩漿過程中加入表面活性劑也有利于樹脂的脫除，通常加入的是烷基酚聚氧乙烯醛等非離子表面活性劑，其分子中氧乙烯含量越高，脫除樹脂的能力越強。

下面的表6-9是表面活性劑脫除紙漿中樹脂的實驗結果分析：

表6-9陰離子表面活性劑脫樹脂效果

表格P418頁

最早脫樹脂使用的表面活性劑是陰離子型的，表中列有亞硫酸鹽蒸煮得到的未脫樹脂紙漿經過烷基苯磺酸鈉和高碳醇硫酸酯鹽處理的脫樹脂效果。所用原料是經過6個月干燥的白、紅松木，未加表面活性劑前紙漿中含樹脂量：紅松為2.93%，白紅混合松為0.85%。

烷基酚聚氧乙烯醯非離子表面活性劑也有優良的脫樹脂能力（一般使用環氧乙烷加成數為9左右的產品）。表6-10列有用亞硫酸鹽法蒸煮的紙漿在精制工藝中用烷基酚聚氧乙烯醯脫脂效果比陰離子表面活性劑更好。

表6-10非離子表面活性劑脫樹脂效果

表格P419頁

據研究表明，添加表面活性劑用量在0.5%以下時，去除樹脂效果是隨活性劑用量增加而改善的，但用量超過0.5%后，去除樹脂效果反而變差，并非用量越多效果越好。

造紙機械及設備的清洗

1.造紙毛布的清洗

（1）毛布的作用

經煮漿，打漿后紙漿最后在抄紙機上壓制成紙張，即把濕的紙漿鋪在毛布上，經過多道壓輾壓榨脫水，此時毛布起著對濕紙的支撐作用和吸收其水分的作用，毛布具有多孔、致密、柔軟的特點，在抄紙過程中要求保持性能良好。隨著抄紙機的大型化，高速化，榨水方式的進步，對毛布的性能要求也在提高。在抄紙過程中會有多種污垢污染到毛布上，既影響毛布的脫水效果也影響紙張的質量。對不同污垢應采用不同的方法進行清洗。

表6-11中列舉了毛布上污垢分類及使用的清洗藥品。

表6-11毛布上污垢分類及使用的清洗藥品

表格P419頁

（2）清洗毛布使用的清洗劑

毛布的清洗方法根據抄紙機的性能，紙漿性能不同可選擇不同的方法和清洗劑，在清洗前對毛布上的污垢作一調查分析再決定清洗方法。毛布的清洗方法可采用抄紙過程中的清洗和停止抄紙的間隙過程清洗。常用的洗滌劑有：

①酸

通常用于毛布的連續清洗，當加入適量表面活性劑發揮協同作用可取得更好的清洗效果。用酸可將鋁磯土等填料污垢清洗去除。通常使用鹽酸或硫酸清洗，但考慮到對抄紙機的腐蝕，對紙纖維的損傷作用目前已改為腐蝕性較小的氨基磺酸清洗。

②堿

當毛布上附著有瀝青樹脂膠料時可用堿清洗去除，但處理時也會形成鋁凝膠和粘著物污染毛布，所以常需先用酸清洗。堿液清洗是在50°C以下用碳酸鈉溶液進行連續清洗。

③表面活性劑

一般用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑做清洗劑，但烷基苯磺酸鈉等陰離子表面活性劑受污垢中鋁離子影響大，所以在抄紙的連續清洗中是在較低清洗溫度，較短清洗時間內使用非離子表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醯的低濃度溶液作清洗劑，并在表面活性劑溶液中加入焦磷酸鈉，聚磷酸鹽作助洗劑以提高去污效果。

（3）清洗毛布時洗滌劑供給方式

在對毛布進行連續清洗和間歇清洗時，有四種供給洗滌劑的方式：

①罐裝貯液供給方式：把已稀釋好的清洗液放在大容量貯罐中，通過淋洗方式加到毛布上。

②噴射泵方式：把高濃度的洗液放在比較小的容器中貯存，使用時借助噴射水的虹吸作用把洗液稀釋噴向毛布。

③泵式：把高濃度洗液裝在貯槽中，使用時用泵把洗液泵出并與溫熱水混合對毛布進行清洗。

④高濃度洗液滴加方式：把高濃度洗滌液連續滴加到稀釋槽中與溫水混合，再經攪拌均勻后，用泵通過噴淋加到毛布上。

清洗方法是把洗滌液噴灑到毛布上，然后用運動中的壓輻擠去洗滌液并去除污垢。

對毛布清洗劑的要求是：在常溫或低溫下有很好的清洗力和溶解性，是低泡型或起泡性差的洗劑，受水的硬度影響小，由于清洗時用水量大，應考慮到廢水處理問題，因此要求它的廢水是易被生物降解的，而且價格低廉。根據上述要求，目前多使用脂肪醇聚氧乙烯醯，烷基酚聚氧乙烯瞇等非離子表面活性劑和烷基苯磺酸鈉，烷基硫酸酯型陰離子表面活性劑及其復配產物?？紤]到廢水生物降解性好，目前多使用直鏈的烷基酚聚氧乙烯硫酸酯鹽作洗滌劑。為去除無機鹽垢物，也采用表面活性劑與鹽酸、硫酸、氨基磺酸復配的洗液，但對抄紙機的腐蝕性比較大。對于含樹脂較多的毛布污垢，用有機溶劑清洗有較好效果，為清洗這類毛布上的污垢通常采用三氯乙烯，1，1，1-三氯乙烷與非離子表面活性劑組成的混合溶液清洗，采用40°C以上溫度的噴淋方式。用羊毛制的毛布要用酸性或中性洗滌劑清洗，而用合成纖維或棉布制的毛布宜用中性或堿性洗滌劑清洗，最好采用噴射方式清洗。

2.金屬網棍的清洗

抄紙時使紙漿脫水的長網機，金屬網及吸入輾，壓輻在使用中會沾染樹脂，硫酸鋁，瀝青等。沉積物也需要定時清洗，一般采用循環噴淋方式用清水或洗滌劑清洗10~15min。噴淋管的寬度要與被清洗物寬度相當，保持清洗效果均勻。

在用蒸氣清洗有網孔的管和壓輻時，把噴淋管放在被清洗物上方利用重力噴射可取得好的效果。利用蒸氣的力量可把聚積在壓輻，吸入輻內部的樹脂等污垢清除掉。

3.煮漿設備的清洗

煮漿過程中使用的木材原料去皮機、削片機、原料運輸機、蒸煮鍋、泄料桶、篩網、精選機以及漂白系統使用的設備都應定期清洗以防木質素污垢及其他無機污垢堵塞管道影響生產。一般釆用噴射水清洗或用洗滌劑乳狀液進行清洗，也可用堿洗液進行清洗。