一种新型树脂控制剂的应用

一种新型树脂控制剂的应用

易学正

云南云景林纸股份有限公司  云南省普洱市  666400

摘  要：木浆制浆造纸以木质纤维为主，而木质纤维主要由纤维素、半纤维素、木素、抽提物组成，其中抽提物中含有树脂酸、脂肪酸、非皂化物-萜烯、高碳醇等。在制浆蒸煮、洗选漂脱木素过程中，由于磺化、剥皮、降解反应及环境变化，设备运转剪切力等影响，脱木素的同时，原料中的抽提物也在不断析出，析出后存在于浆和黑液、滤液中。如不作任何处理，将导致设备、网毯树脂附着，影响制浆、浆板机设备运行效率，还会造成产品树脂障碍，下游无法正常使用。

关键词： 抽提物、分散型、优化改进

一、树脂及树脂障碍概述

1.1树脂

植物纤维主要为木材，是制浆的主要原料（木浆），主要由木素、碳水化合物（纤维素、半纤维素）、抽提物（可皂化-树脂酸、脂肪酸、非皂化物-萜烯、高碳醇）组成；而制浆是分离木素的过程，从纤维材料中获取纤维素或保留半纤维素，同时最大限度去除木素；但在木素分离、获取纤维素时，纤维原料中的抽提物也在不断析出，带到成品后成为树脂性尘埃[1-2]。

图一：植物纤维成分

1.2树脂障碍及影响

1.2.1对制浆影响：制浆过程由于纸浆中带有的一些溶于中性有机溶剂的憎水性物质以多种形式沉积在设备的表面上，随着运行时间和附着量增加，设备运行效率下降[3]。

1.2.2对浆板机及下游树影响：一是使浆板、纸品产生斑点，降低产品的质量；二是降低浆板机、纸机成型网的寿命及由于树脂的存在而产生大量微生物，不但影响成品质量还腐蚀设备；三是容易使浆板、纸张断纸、断头；四是需对设备进行定时清洁和维修增加了停机的时间[3]。

所以制浆、造纸过程的树脂障碍控制就是要控制树脂在生产中树脂向后段迁移同时减少的树脂在系统中的累积。

二、树脂沉积及控制方法

2.1影响树脂沉积因素[1-2]

其中原料中树皮含量、存储周期和不同原料种类将直接影响制浆过程中树脂含量；其次，由于制浆过程使用的消泡剂（有机硅）影响，有机硅与树脂结合，以及树脂与原料和水中钙镁离子反应物树脂钙盐等将加剧树脂对生产影响。另外，析出的树脂受系统pH、浆料温影响较大。

2.2树脂控制方法

目前树脂控制主要有化学控制法，工艺控制法，生物控制法等[4-5]。

2.2.1化学控制法是通过添加表面活性剂、分散剂、包裹剂/脱粘剂、螯合剂等化学药品使树脂分散溶出，然后随系统排渣系统、黑液和滤液分离、脱粘伴随白水置换排出系统，降低对生树脂产影响，为目前制浆造纸主要方法。

2.2.2工艺控制法主要是通过洗涤、浆料温度、pH控制，将树脂分离随黑液送到碱回收燃烧掉，减少系统沉积的方法。

2.2.3生物控制利用脂肪酶（即甘油酯水解酶）处理纸浆，通过水解纸浆中的甘油三酸酯（TG），使之成游离的脂肪酸和水溶性甘油；二是利用酶（真菌）处理方法预处理木片，减少木片树脂含量。

三、树脂控制（化学控制法）

（一）传统控制：以某木浆厂为例（木片水分45-53%，树皮含量1-1.5%）。

1.药品加入点及用量：表一

在蒸煮喂料线黑液中加入蒸煮渗透剂；在氧脱后喷放锅、EO反应塔加入分散型树脂控制剂；在除节、筛选、氧脱洗浆机加入洗涤助剂；在进漂后塔前D1螺旋、浆板机压力筛前加入包裹型树脂控制剂。一是通过加入药品使树脂在蒸煮、除节、筛选、氧脱过程中脱出溶解在黑液中，然后送碱炉燃烧；二是通过加入药品使树脂在溶解在漂白滤液中，排到污水；三是未溶解在黑液、滤液中的树脂通过加入包裹型树脂控制剂，使其在浆板机车间随白水被包裹出浆中。但在使用以上药品后，仍有少量树脂附着在设备、螺旋、储浆槽和白水系统内，随环境变化不断脱落，影响产品质量及造成浆板尘埃升高。

2.系统树脂障碍情况： 图一（设备附着树脂及成品树脂图）

如上图，设备树脂附着严重，成品中含有黑色粘胶状黑液颗粒。

3. 尘埃趋势：图二（针叶浆尘埃）

传统化学控制法：小尘埃含量14-16mm2/500g，大尘埃4-6mm2/500g，尘埃比进口一类浆高（进口一类浆小尘埃含量<5mm2/500g，大尘埃基本检测不出来）；其主要成分为树脂，占尘埃总量的60-70%。造成树脂含量高的原因除原料树脂含量影响外，主要是树脂在系统沉积、附着影响，为减少树脂在系统沉积、设备附着，降低树脂尘埃，经分析研究、实验，通过在EO段、D1段、浆板机加入改进型新型树脂分散剂（适应偏酸性环境），可有效控制、减少树脂在系统沉积和附着在设备上，实现产品尘埃降低。

（二）化学控制法：新型树脂控制剂及加入点创新方法

1.药品测试

1.1综述：

1.2测试条件：

A、测试仪器：树脂扫描、浊度仪

B、测试条件：测试温度60℃、测试时间60min、药品反应时间10min、测试药品：药品A；药品B;药品C。

1.3测试过程

    本次测试主要验证药品A（新型分散剂）对树脂分散的效果。

树脂扫描方式，一般在废纸浆胶粘物测试中使用，为检验测试方法可行性，我们首先取漂白化学浆和未漂浆进行验证，从一系列测试看： 可以使用树脂扫描方式进行方式测试。

1.4测试数据

    测试一：表二

    测试二：表三

    1.5胶粘物：图三（针叶浆/桉木浆）

对针叶浆和桉木浆三段漂白后的浆分别进行测试。

此测试为尽量避免误差，每组测试均进行两次。

从针叶浆和桉木浆测试看，加入吨浆0.3kg的药品A和药品B，胶粘物含量均有降低（树脂含量降低），两支产品降低幅度接近。

从胶粘物大小看，加入药品A和药品B后胶粘物以0.02-0.05mm²为主。

从胶片看，加入药品A和药品B后粘附的胶粘物颗粒明显变小。

1.6测试数据：图四（桉木对比）

取药品A、药品B和药品C，使用桉木D1段漂白浆进行效果对比，加入量吨浆0.2kg。

从测试看，使用药品C后，胶粘物颗粒明显增大，0.05-0.1mm²约占75%；药品A和药品B均是以小颗粒0.02-0.05mm²为主（粘胶物代表树脂含量）。

从加药浆料80目滤网和20µm（中速定性滤纸）浊度看，药品A和药品B的浊度明显升高。

根据两次对不同浆料测试数据对比，粘胶物降低说明树脂含量降低，滤液中浊度升高说明树脂溶出增加， 所以决定上机试用药品A。

2. 上机调试情况

2.1药品加入点和加入量：表四

   2.2系统树脂障碍情况： 图五设备附着树脂图

如上图，设备附着树脂明显减少。

2.3尘埃趋势：图六

通过加入A药品：小尘埃从14-16mm2/500g降低到7-12mm2/500g，最低降至6.8mm2/500g，平均降低5.2mm2/500g；大尘埃从4.5-6mm2/500g降低2.3-6mm2/500g之间，平均降低1.6，mm2/500g。

四、总结

本文给出了一种新型树脂控制剂的应用，打破了漂白后树脂控制剂只能使用包裹型的传统概念，通过在EO段、漂白后两个点加入新型分散树脂控制剂，基本解决了树脂在设备、系统附着的难题，使其均匀分散被白水、纸浆带出系统，一定程度上有效减少了因环境变化、系统波动引起树脂脱落，造成树脂障碍和质量影响。

参考文献

[1]郭广源 于维熙 周立志 李万德《制浆造纸工艺及设备》

[2]陈淑蕙 邱玉桂 谭国民 任维羡 李新平 《植物纤维化学》 中国轻工业初版社 2011.1.3 978-7-5019-2969-6 .

[3]陈嘉翔 《高效清洁制浆漂白新技术》 中国轻工业初版社1996.3 ISBN 7-5019-1846-5 .

[4]詹怀宁 刘秋娟 靳福明 《制浆技术》中国轻工业初版社 2012.9 ISBN 978-7-5019-18866-2.

[5]詹怀宁 刘秋娟 陈嘉川 杨汝男 韩卿 催华敏 《制浆原理与工程》中国轻工业初版社2011.8 ISBN 978-7-5019-6532-8

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