制浆造纸厂树脂沉积的机理及其控制VIP专享VIP免费

综述与专论制浆造纸厂树脂沉积的机理及其控制秦梦华陈嘉翔华南理工大学,广州,摘要介绍了木材和纸浆中树脂的分布、化学组成及其含量,制浆造纸过程中树脂沉积的机理,预见树脂发生沉积潜力的方法,及树脂沉积的控制方法。控制树脂沉积的方法主要有化学法和生物控制法。关锐词树脂沉积树脂控制在制浆造纸过程中,纸浆中的树脂会以多种形式沉积在设备的表面上,产生一系列树脂问题。例如,树脂的沉积会降低洗涤、筛选、净化和磨浆的效率〔’,幻树脂沉积在浆池和纸机网部上,残留在毛布中,聚集在压榨辊、烘缸和压光机上川,影响纸张的匀度,使产品质量下降,及由于断头、清洗和维修而增加停机时间,一〕。为了防止树脂沉积的发生,工厂中一般加入所谓的树脂控制剂,如滑石粉、硫酸铝、分散剂、赘合剂和助留剂等。木材和纸浆中树脂的分布、组成及其含量木材和纸浆中树脂的分布在针叶木中,树脂存在于树脂道和薄壁细胞中〔‘」。在温带阔叶木和大多数热带阔叶木中,由于不存在树脂道,因而树脂几乎全部集中在木射线薄壁细胞中〔‘一〕。树脂在纸浆悬浮液中的存在形式有’〕在薄壁细胞的内部,粘附在纤维、细小纤维和薄壁细胞的表面,以胶体状态游离地悬浮在浆液之中。研究表明川,最有可能发生树脂障碍的是第三种类型的树脂,即胶状树脂。存在于薄壁细胞内部和纸浆表面的树脂,可以随纸浆一起留着在纸页之中,因而这两种类型的树脂所产生的树脂问题较少。但是,在制浆过程中,纸浆要经受激烈的机械处理如打年月浆和磨浆等,这两种类型的树脂都有可能转化成胶状树脂,从而进一步形成有害的树脂沉积物。木材中树脂的组成及其含量针叶木和阔叶木中树脂的组成针叶木中的树脂主要由下列类化合物组成〕游离脂肪酸,如油酸和亚油酸游离树脂酸,如松香酸甘油三酸酷不皂化物,如街醇、三菇烯醇和蜡等。此外,还含有少量的酚类物质。阔叶木的树脂组分和针叶木不尽相同,在阔叶木中含有相对较多的中性物和不皂化物闭。例如对于桦木来说,其不皂化物约为松木的倍。在硫酸盐蒸煮过程中,脂肪酸和树脂酸可以形成可溶性皂,这些皂可以在纸浆洗涤时作为一种表面活性剂有助于不皂化物的溶解和去除’一‘。据报道,为了完全溶解木材抽出物中的不皂化物,皂化组分和不皂化组分的比值必须高于幻。对于阔叶木来说,其比值远低于大多数针叶木。因此,在阔叶木硫酸盐制浆过程中,加入表面活性剂对于除去纸浆中的树脂来说是必要的’。不同部位的木材的树脂组分木材的抽出物含量随着树干的不同位置和树木的不同部位而有较大变化‘〕。杨木树皮的抽出物约为边材和心材的倍沿着树干,位收稿日期一一修改稿置越高抽出物含量越高。对木材树脂的研究还表明巨‘习,树皮抽出物中的不皂化物约为木材的儿倍到十倍。随着木片中树皮含量的增加,纸浆中不皂化物含量明显增加,且增加了发生树脂障碍的机会。·木材的风干贮存对树脂组分的影响在木材的风干过程中,由于酶解和氧化反应,树脂可变成水溶性更强的组分,因而更易在洗涤时除去。而某些有机物质,例如菇烯可以在风干过程中挥发掉仁’〕。杨木是一种富含树脂的木材,丙酮抽出物含量在一之间。杨木风干个月以后,抽出物含量下降一〕。红松风干贮存时,非极性组分下降很快,风干个月就从下降到,降低了极性组分一开始增加,随后逐渐减少,个月降低仁‘。和木材的水中贮存相比,以木片的形式风干贮存更易于酶解和氧化反应的发生。风干贮存的主要缺点是导致纸浆白度下降〔’〕。·采伐期对木材树脂含量的影响对日本红松的研究表明〔‘〕,木材中的抽出物含量在冬季一月份最多,春季开始减少,夏季降到最低值。从月份到月份,甲醇抽出物从增至,个月增加了。对非极性组分而言,木材在月份的含量是月份的倍。制浆造纸过程中树脂沉积的机理在制浆造纸厂有许多原因可使树脂沉积在设备的表面上,严重时引起树脂障碍。粘附在纤维表面上的树脂的沉积当流动的纸浆悬浮液中的纤维或薄壁细胞与管道或贮浆池的内壁接触时,由于摩擦作用可使粘附在纸浆表面的树脂脱落下来,从而沉积在管道和贮浆池的内壁上川。但是这些沉积的树脂可能由于和其它纤维表面接触而又重新吸附在纤维上,因此二者存在着一个动态平衡。在通常的条件下,这种类型的树脂不易发生沉积〔...