基本介紹
- 中文名：亞硫酸鹽法製漿
- 外文名：acid sulfite pulp
- 屬性：紙漿加工過程
- 領域：紙漿加工
- 用途：製造紙漿
簡介,方法步驟,沿革,分類,蒸煮,綜合利用,參考書目,
簡介
亞硫酸鹽法製漿。英文注釋： acid sulfite pulp .
方法步驟
沿革
最早採用的亞硫酸製漿方法系傳統的酸性亞硫酸鹽法，是1867年由美國人B.C.蒂爾曼所發明。1874年在瑞典建成第一個亞硫酸鹽製漿工廠。這種製漿方法由於所使用的主要化學原料為硫及石灰石,價格低廉,生產成本低。所製得的紙漿顏色較淺，可不經漂白而直接用於生產許多品種的紙。紙漿的純度較高，易於進一步加工精製。這些重要優點使亞硫酸鹽法製漿在1890年至1937年間，成為產量最大的一種化學製漿方法。但這種傳統的酸性亞硫酸鹽法對植物原料的適應範圍不廣。如松屬和一些闊葉木材及草類原料均不宜採用這一方法。製漿過程所產生的蒸煮廢液當時缺乏較好的回收處理方法，排放後造成嚴重的環境污染。1937年以後硫酸鹽法製漿發展較快，並逐漸取代了傳統的酸性亞硫酸鹽法製漿的重要地位。1940年以後，亞硫酸鹽法製漿也經過不斷改進。逐步淘汰溶解度低的亞硫酸鈣蒸煮液，改用溶解度較高的亞硫酸鎂、亞硫酸鈉和亞硫酸銨等蒸煮液，並在此基礎上建立了從蒸煮廢液中回收化學品和熱能的方法,從而大大減輕了蒸煮廢液對環境的污染；此外,發展了採用中性和鹼性亞硫酸鹽製漿的方法，從而極大地擴大了對植物原料的適應範圍和紙漿的品種。但由於其蒸煮廢液的回收利用技術還不及鹼法製漿的蒸煮廢液回收技術完善和成熟（見製漿黑液鹼回收），且回收的經濟效益較低，故在生產化學漿方面，通常尚不能與硫酸鹽法相抗衡。
分類
一般根據亞硫酸鹽蒸煮液的組成和其pH值的不同,將亞硫酸鹽法製漿分為4類。
亞硫酸鹽法製漿
亞硫酸鹽法製漿蒸煮
蒸煮是亞硫酸鹽法製漿的核心。在蒸煮過程中，整個物理化學反應大體分為兩種作用。第一種作用為蒸煮液對原料的滲透與磺化，第二種作用為反應生成物的溶出和原料分離成纖維狀紙漿。實際上這兩種作用都能同時發生，並非截然分開。蒸煮液對原料的滲透既依靠蒸煮液本身的擴散作用和原料的毛細管作用，也藉助於蒸煮過程壓力升高而強制滲入。蒸煮液滲入原料之後，主要與原料中的木素髮生磺化反應生成木素磺酸或木素磺酸鹽，統稱為磺化木素，它易溶於酸液中。除此之外，還有纖維中所含的纖維素和半纖維素也在蒸煮液這一酸或鹼性介質中不同程度地受到降解，並且部分水解溶出，其他成分如脂、蠟、單寧等也會發生某些化學反應而大部分溶出。
從蒸煮的漿料中，通過洗滌分離出來的蒸煮廢液，含有蒸煮液與纖維原料反應生成的溶出物及殘餘蒸煮液。這種廢液的生化耗氧量很高，色澤很深，如直接排入水體將造成嚴重的環境污染。因此，對蒸煮廢液的處理和利用，已成為亞硫酸鹽法製漿的一個重要組成部分。廢液基本區分為兩大類：以鹼性蒸煮液蒸煮產生的廢液一般稱為黑液；以酸性蒸煮液蒸煮產生的廢液一般稱為紅液。紅液溶質的組成隨所採用的原料和蒸煮液的不同而有較大差異。其中無機物主要是殘餘的蒸煮液組分以及從原料中溶出的無機鹽類。有機物則主要為從原料中溶出的木素磺酸鹽的水解產物，及半纖維和纖維素降解後的水解溶出物。在木漿紅液中以己糖類為主，在草漿紅液中，則以戊糖類為主，並有少量的低碳醇與糖醛。在紅液乾固物的元素組成中,碳約占32%,氫占3.5～4.5%，硫占3～10%。因而在適當濃度下,紅液可以燃燒而具有一定的熱值，1g紅液乾固物的低位燃燒熱值約為1200～1800J。紅液的這些特點使之可以進行綜合利用或通過濃縮燃燒進行無機化學品及熱能的回收（鈣鹽基廢液不能回收化學品）。
綜合利用
以紅液為原料加工製成若干產品的綜合利用方法。實際套用的主要有以下方面:①利用紅液中的己糖組分經發酵製取酒精；②利用紅液中的戊糖組分經發酵製取酵母；③利用紅液中木素磺酸經鹼性氧化後提取香蘭素；④利用紅液在較高濃度下的高粘度，經濃縮後製成鑄造砂型、耐火磚坯等用的粘結劑和團礦燒結用的燒結劑；⑤利用紅液中木素磺酸鹽特有的表面活性和分散性能，生產水泥用減水劑、某些農藥與染料的分散劑、可濕劑和選礦用的浮選劑；⑥利用紅液中的木素磺酸加工成鐵鉻木素，可用作石油鑽井用泥漿中的配料；⑦在農肥中加入少量紅液，可作為農肥中的微量金屬元素及有機質的一種來源，銨基亞硫酸法的紅液則因富含氮、鉀與有機質而可單獨作為一種長效農肥施用。這些方法有些並不能全部耗用紅液中的污染物質，有些產品的市場有限，有的利用方法受到運輸與使用條件的限制，因而目前還難以依靠綜合利用消耗全部紅液。
為了比較徹底地解決紅液對環境污染問題，從40年代開始,逐步發展了將鎂鹽基紅液縮至可燃燒的濃度(一般要求乾固物含量在 50%以上)噴入專用的鍋爐中燃燒，生產蒸汽回收熱能及無機化學品。這樣能將紅液全部消耗，所得產品供製漿自用。
從亞硫酸鎂法製漿紅液中,可從燃燒煙氣中回收MgO及SO2,以重新製備亞硫酸鎂蒸煮液。既回收了熱能與化學品，也在很大程度上消除了紅液對環境的污染。這種化學品回收的基本工藝是以高效的逆流洗滌方式，從紙漿中提取乾固物含量為13%左右的紅液，在多效降膜式蒸發器或多效強制循環蒸發器中將其濃縮至50%以上濃度後，噴入回收鍋爐中燃燒，以回收SO2、MgO及熱能。這種方法技術上已經比較成熟，在國際上的亞硫酸鎂法製漿廠中被普遍採用，中國天津造紙廠已建成這一回收系統。
參考書目
余貽驥、張珂：《亞硫酸鎂葦漿的製造》，輕工業出版社，北京，1983。 曹光銳主編：《製漿造紙手冊》，輕工業出版社，北京，1986。
