全 文 ：白云杉的蕙醒一碱法蒸
煮中硫化度的影响
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n … ` r ap p i . 9 8 1 1, N o 6 4一 6 6 (英文 、
陈佩蓉 节译 苏宗元 校
左 一定范 围 内 , 硫 化 度对硫酸盆一八 Q蒸煮的纸浆得率没有影响
为了更好 J也评价苏打一 A Q燕煮的潜力 . 我
们研究 了在高锰酸钾值为 10 一 3 0范围内 , 一种
典型的加拿大针叶木的苏打和硫酸 盐 燕 .煮 中
A Q 和硫化度 ( s) 对纸浆得率一高锰酸钾值的
关系 、 纸浆得率 、 脱术素速率和碱耗的影响 。
结果和讨论
一 、 纸浆得率一高锰酸钾值的关系
浮 }、 A Q 加 入量 一「的苏打法和硫酸盐法筛
的分析表明 , 苏打法的通用直线斜率要比硫酸
盐法的大得多 。 表 l 列出 一 r g 个回归方程的截
距和直线斜率 , 比较回归方程的 _ .1 厂试验在用
鼠为 l % 时有效 。
一几、 纸浆的得率
高锰酸钾值为 20 时的纸浆总得率列 于 表
2
。 当 A Q的加入量从 0 . 1 %增到 1 . 0%时 , 纸浆
得率也逐渐增加 , 然而在苏打一 A Q和硫酸盐一一、 饮酸l 一 A厂 户几/ / ” 份“ 乃“了下了 / 尸 司 / 赞{ 上食 么洲月厂 . 竺竺-兰竺一竺州邹砧料放叼加芬怜十架钾次舟碱淤城沼窦怜卡卿杖年óù艘后瑞 10 2 0 50 和
图 1 白云杉苏打一 A Q 蒸煮中, 纸浆总 得
率与筛后 浆料高锰酸钾值的 关 系 。
虚线表示硫化度为 29 % 的硫酸盐法
蒸煮 。
图 2 在两种不 同硫化度条件下 ,
白云杉硫酸盐一 A Q蒸煮中纸
浆总得率与筛后浆料高锰酸
钾值的关系 。
后浆料的总得率一高锰酸钾值的关系分别示于
图 1 和图 2 。 数据统计分析表 明 , 苏打法的三
条直线 (图 1 ) 其斜率均为 0 . 46 , 而硫酸盐法
的 四条直线 (图 2 ) 通用的斜率为 0 . 34 。 这两
个通用斜率均与 A Q 的加入量无关 , 进一步证
实了阔叶木硫酸盐一 A Q 蒸煮的数据 。 进一步
A Q 两种蒸煮方法中增长是类似的 , 分别增 长
4
.
6% 和 4 . 0% 。
评论了在硫酸盐和硫酸盐一A Q蒸煮中 , 硫
化度对纸浆得率的影响 。 当硫化度从 15 %提高
到 2 9%时 , 给定高锰酸钾值的纸浆总得率增加
了0 . 8肠 (绝干木材计 ) 。 这个增加量不仅在统计
裹1 方程式中的截巨和料率 :
白云杉苏打一A Q和硫酸盐一A Q
燕盆中 , 桨的总褥率肠 (对绝
千木材 ) = a 十 .b 高锰酸钾值 。
A Q 肠
对 绝千木材
度化肠硫
I
。
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0
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0
。
3 4
0
。
34
0
。
34
0
。
34
三 、 脱木素速率
筛后浆料的高锰酸钾值与V r 。 。 m 的H 因子
之间的简单关系用直线方程表示 , 高锰酸钾值
= a 一 b 〔fo g , 。 H · ( E A ) ” 〕。 因此 , 高锰酸钾值
与 10 9 : 。 H 的关系如图 3所示 。 A Q 加 入量 为
1 呱时的数据统计分析明显地证实了下面的观
察 : ( a) 除了使用 1 . 0% A Q 、 S为 。 % 和 15 铸
的蒸煮之外 , 其余七条直线的斜率 是 相 同 的
(表 3 ) ; ( b ) 随着硫化度的增加 , 代表 1 . 。铸
A Q直线的斜率 增 加 ; ( 。 ) 5 2 9 / A Q 。 和 S : 。 /
A Q
。 . , 的脱木素速率是相同的 。
在以前所引证的一般方程式中 , 通用的斜
110
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上是有意义的 , 而且它与A ” r “ n 所观察到噜相同的硫化度范围内的松木硫酸盐蒸煮的情况瓢相同 。 这种行为可与其他两种针叶杰瓢比较 : 在硫酸盐法蒸煮中 , 使用 16 铸的有效碱
AO
』
,.l 5二 苏打一愁陇
矶酿猫一落醛
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一 \ ,\ :{洲卜ù省圈城旧聚( E A ) 蒸煮至K ` 。 ( 4 0一 m l 高锰酸钾值 ) 一 2 1 ,T as m a n 发现在硫化度从20 提高到 35 铸时 , 短叶松的纸浆得率增加了 2 . 0拓 (对绝干木材 ) ,而黑云杉减少了 0 . 3铸 (对绝干木材 ) 。 于是可 以看出 , 在硫酸盐蒸煮中 , 纸浆得率随着硫化度而变的大小和趋向是依不同树种而定的 , 其原因一时还搞不清楚 。
在硫酸盐一 A Q蒸煮中 , 硫化度 的影响是与
在硫酸盐蒸煮中不同的 。 在这里 , 分析图 2 中
的数据表明 , 当硫化度在 15 一 29 铸范 围 内 ,
A Q加入量为 0 . 1呱和 1 . 0 %时 , 硫化度对纸浆
得率没有影响 。 如果这一论点是普遍地适用 ,
那么它就意味着使用 A Q 的硫酸盐浆厂 , 甚至
在为减少硫的排放而大大降低硫化 度 的 情 况
下 , 也可能生产出得率不变的纸浆 。
筛后浆料的高锰酸钾值为 20 时 , 总纸浆得
率与硫化度和 A Q 加入量的关系可用 回归方程
式表示 :
总得率肠 (对绝干木材 ) 一
4 6
.
9 + 0
.
0 9连S + 6 . 6 7 A Q “ · “ ;
R
Z一 0 . 9 0
A Q的平方根这一项最符合计算的和 观 察
的数据 , 证实了先前的研究结果 .
图 3 白云杉苏打一 A Q和硫酸盐 -
A Q蒸煮中筛后纸浆高锰酸
钾值与109 1 。 H 因子的关系
表 2 白云杉苏打一 AQ和硫酸盐一 A Q蒸
煮至高锰酸钾值为 20 时的纸 浆得
率、 H因子和有效碱的消耗量
硫化度 A Q
肠
纸浆总得率
肠 H 因子
(对绝干木材 ) }(对绝干木材 )
E A 消耗量
呱
(对绝干木材 )
0
0
0
15
15
15
2 9
2 9
2 9
4 4
。
7
4 9
。
6
5 4
。
2
4 9
.
4
5 1
。
2
5 5
。
2
5 0
。
2
5 1
。
2
5 5
。
2
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表 3 方程式中的截距和料率白云杉
苏打一AQ和硫酸盐一A Q蒸煮
中高锰酸钾值 =a 一 卜 10 9 , 。 H
硫 化 度呱
A Q
肠 (对绝千木材 )
{{;
的表示方法大不相同 , 它保持了方程线性形式
原有的简单性 。 这种方法也能用来 表 示 少 量
A Q ( 0
.
1肠或更少 ) 对脱木素速率的影响 , 同
样是截距改变但斜率保持不变 。
当筛后浆料的高锰酸钾值为 20 时 , H 因子
与硫化度和 A Q 加入量的关系可以用回归方程
式表示 。
10 9 ,
。
H = 3
.
5 6一 0 . 0 17 5一 o . s o A Q 。 · 5 ;
R
Z
= 0
.
8 4
四 、 耗碱量
苏打一 A Q 浆和疏酸盐一 A Q浆 E A 消耗量
( E A
c o
sn ) 与筛后浆料高锰酸钾值的关系 分
别示于图 4 和图 5 。 对于高锰酸钾值为 20 的所
有九种浆的 E A c o sn 数据列于表 2 。 正如对纸
浆的得率和脱木素速率所观察到的那样 , 硫化
度和 A Q 加入量两者都对碱耗有明显的影响 。
当筛后浆料高锰酸钾值为 20 时 :
E A c o n s % = 1 2
.
5一
0
.
0 6 7 5 一 2 . 3 6 A Q “ · “ ;
R
“
= 0
.
9 3
在硫酸盐一 A Q蒸煮中 , A Q 对减少碱耗的
效果也证实了其他一些研究 , 如对硫酸盐挂面
纸板生产的研究结果 。 当硫化度从 15 呱增加到
2 9肠时虽然能够大大减少 E A c o ns , 但采用较
高的硫化度必定会产生环境污染问题 。
五 、 苏打一A Q蒸煮与硫酸盐蒸煮比较
已发表的实验室和工厂应用 A Q 的大量研
究中包括了对 A Q加入量为绝干木材的 0 . 1%或
更少的研究 ; 因而将苏打一 A Q 。 . ; 与硫 酸 盐
( S
: .
) 蒸煮数据相比较是合理的 。 当筛后 浆
料高锰酸钾值为 20 时 , 苏打一 A Q 。 . , (硫酸盐 )
蒸煮的纸浆得率 、 H 因子 和 E A c o sn 分 别 为
4 9
.
6铸 ( 5 0 . 2% ) 、 2 1 1 0 ( 一0 9 0 ) 、 和 1 1 . 9%
( 1 0
.
7% )
。高锰酸钾值为 30 时 , 苏 打一 A Q 。 . :
显示出适中的改进 , 纸浆得率为 54 . 2铸 , 而硫
酸盐浆为 5 3 . 6% ; 但硫酸盐浆的 H 因子和 E A一
co sn 的数据更为优越 。 很显 然 , A Q 用量 为
0
.
25 肠绝干木材或更高的苏打一 A Q法 , 其H 因
子和 E A co sn 都比得上硫酸盐 ( S : 。 ) 法 , 但
成本却成了一个重要的间题 。 漂白针 叶木 苏
OQ甘x920ù934幼肠触
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率 3 . 9相 当于 b ( E A ) ” 。 由于对所研究的其他
针叶木使用 了 16 % E A 和 n 一 0 . 4 , 因此 b -
34
·盯 3 · 03 一 1 · 5 。 这个数值比得上对其 他 加
拿大针叶木所观察到的斜率 。
硫化度对硫酸盐蒸煮中脱木素速率的这种
影响或多或少地证实了 T as m a n 最近的研究结
果 。 在四种针叶木蒸煮至 K ` 。 一 21 和两种阔 叶
木蒸煮至 K ` 。 = 14 的硫酸盐制浆中 , E A 的 用
量不变而硫化度从 20 肠增至 35 %时 , 曾观察到
脱木素速率有显著的增加 (表现为 H 因子的减
少 ) 。 这些增加是树种相关的 。 此外 , 当 E A 用
量为针叶木 13 一 17 肠和阔叶木 12 一 16 肠 范围
内 , 脱木素速率的增加几乎与 E A 用量无关 。
在本项研究中 , 硫化度从 15 呱增加到 29 肠
时 , 白云衫在硫酸盐法 、 硫酸盐一 A Q 。 . ,和硫
酸盐一 A Q : . 。法蒸煮过程中 , H因子分别减少
28 呱 、 28 肠和 12 肠 (表 2 ) 。在本项研究的 T a -
s m a n 的研究中 , 在蒸煮到恒定的 K ` 。时所 观
察到的 H 因子的这些大幅度降低说明 , 硫化度
对纸浆得率的影响应从所包含效果的大小和材
种相关性方面进行进一步的研究 。 最近 , lB a -
in 叙述 了采用低硫化度的硫酸盐一 A Q 蒸煮相
对于苏打一 A Q和硫酸盐蒸煮过程的效益 。
因为高锰酸钾值与 10 9 : 。 H 回归直线的 斜
率具有一个与硫化度在 。 一29 肠范围内无关的
值 , 这似乎是在硫酸盐蒸煮中 , 硫化度对脱木
素速率的影响可用变换截距来表示 , 如表 3所
示 。 这种表示方法与 T as m a n 所提出的较复杂
18
苏打一 AQ
打一 A Q 法浆的强度也 比硫酸盐法的低 。 这些
结果表明 , 当优先考虑生产率和纸浆的质量时 ,
采用苏打一 A Q 法生产可漂针叶木浆看来可能
不如传统的硫酸盐法 。 然而 , 在污染成间题的
情况下 , 无硫的苏打一 A Q 法浆将证明是一个
值得采用的方法 。
结论
对硫化度在白云杉使用 A Q 的碱法蒸煮中
的影响的这一研究得到的基本结论如下 :
1
. 纸浆的总得率一高锰酸钾值的关系对
于苏打一 A Q 和硫酸盐一 A Q蒸煮是不 同的 , 直
线的斜率与 A Q 的用量无关 。
2
. 在硫酸盐法蒸煮中 , 纸浆的总得率随
硫化度的增加而增加 ; 但在硫酸盐一 A Q 蒸煮
中 , 在一定的葱酿加入量下 , 硫化度从 1 5呱增
到 29 多对纸浆的得率无影响 。
3
. 在苏打一 A Q和硫酸盐一 A Q 制浆中 ,
A Q 用量为 o 一。 . 1肠 , 硫化度为 。一 29 %时 ,
高锰酸钾值与 10 9 , 。 H 的回归直线的斜率相同 。
这些直线的截距是随硫化度和 A Q 的加入量而
有变化的 。
4
. 在筛后浆料高锰酸钾值不 变 的情 况
下 , 有效碱消耗量 ( E A co n s) 随着硫化度 和
葱醒加入量的增加而明显下降 。
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图 4 白云衫苏打一A Q 蒸煮中 , 筛后浆料高
锰酸钾值与有效 碱消耗量的关系。
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图 5 白云杉硫酸盐一 A Q 蒸煮中 ,筛后浆料
高锰酸钾值与有趣丝堕鱼剔坚通戈一一 z一一一~ ~ 一一一~一一~ ~ 一~ ~ ~ 一一一一一一
(上接第 15 页 ) 浆料温度为 1 20 一 1 2 5 ℃时 , 浆料具有最大的表
以及有关的一些性能 , 如 浆 料 的 掉 毛 倾 向 面积 , 最小的 P L P工和最佳的湿强度特性 。 所
P L P I
、 干度为 21 %时的初始湿强度和拉伸率 , 以蒸汽加压的最佳压力为 2 40 k P a 。
制备各种磨木浆的单位动力消耗皆为眺焦耳 / 昌器说焦、 压力 o24 。公斤 。 当磨木机内蒸汽加压的压力为 24 k0 P “ 、 田 阳 w 焦疙压力 4 , 队队
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时叫口
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单咋立节长耗 仁M环 , )
图 15 单位动力消耗 (M J/ k g , 横座标 )
与长纤维含量 (肠 ,纵座标 ) 的关系
图 16 磨木浆的各种性质 , 包括 : 普通磨木浆 ;
蒸汽加压磨木浆 , 压力 24 o k P a ; 蒸汽加压
磨木浆 , 压力 4 5k P a 。 从左至右各种性质
为 : 比表面积 ( m ’龙 ) , 掉毛倾向 ( P L P )I ,
湿裂断长 ( m ) ,湿拉伸率 ( 肠 )
孙乃肠5
(次à夺感拱本华