CN101200862A - 一种清洁制浆工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制浆技术，特别涉及一种草类或阔叶类为原料的清洁制浆工艺。其技术方案是：主要由以下步骤组成：(1)切草或打碎除尘，(2)飞刀洗料池，(4)挤浆机，(5)一道高浓磨，(6)反应仓，(7)挤浆机，(8)二道高浓磨，(9)高浓漂白保温仓，(10)磨浆，(11)筛选，(12)洗涤、提白。有益效果是：本技术以草类或阔叶类为原料，实现了以无污染的纤维制浆工艺，整个制浆工艺简单、生产成本低、白浆得率高、纸浆质量好，有着明显的节能降耗等优点，适用于大中型造纸企业。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种制浆技术，特别涉及一种草类或阔叶类为原料的清洁制浆工艺。
二、背景技术：
造纸是中国的四大发明之一，已有1800多年的历史，而我国的制浆技术目前远远落后于国外，一些造纸企业大量引进国外的设备和技术，现在，我国也是一个最大的废纸进口国，而进口的废纸中有很多高污染的垃圾纸，正在污染着我们自己的家园和江、河、湖、泊，据统计，2005年我国的废纸进口高达1500万吨，而2006年统计，全国进口废纸就高达2500多万吨，木浆800万吨。
自2003年以来，本人在国内相继申请了多项制浆专利，如申请号为200310105535.7的《无蒸煮药物浸泡麦草制浆工艺》、专利号为200510043630.8的《阔叶类木质冷浸环保快速制浆工艺》、申请号为200610042014.5的《禾本科植物类快速冷浸机械制浆工艺》、申请号为200610044632.3的《一种木质类原料冷浸机械制浆新工艺》、申请号为200610114218.5的《环保制浆剂及工艺》；而《环保制浆剂及工艺》更是针对现有我国麦草制浆行业的现状：污染严重，90％的麦草制浆生产线被关停，大量制浆设备被闲置，麦草被浪费，造成了巨大的经济损失。而我国禾本科植物类资源丰富，禾本科植物类是造纸良好的原料，是一种不可缺少的造纸纤维。禾本科植物类包括有麦草、稻草、棉杆、芦苇、竹子等，而传统的禾本科植物类制浆技术，是一项高污染的制浆技术。
三、发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺简单、生产成本低、白浆得率高、纸浆质量好，有着明显的节能降耗的清洁制浆工艺。
其技术方案是：主要由以下步骤制浆：
(1)切草或打碎除尘：将草类或阔叶类原料杂质除尘；
(2)飞刀洗料池：把除尘好的草类或阔叶类原料投放到带打料器的洗料池内，常温下把草类或阔叶类原料打软；
(3)原料仓：把打软、洗涤好的草类或阔叶类原料输送到原料仓内进行滤水，原料仓滤出的水回到水回用沉淀池；
(4)挤浆机：原料仓的草类或阔叶类原料用螺旋输给挤浆机，进行一次以上的挤浆，并且，挤浆机挤出的水全部回到水回用沉淀池，沉淀好的水再回到飞刀洗料池；
(5)一道高浓磨：挤浆后将草类或阔叶类原料送入第一道高浓磨磨浆，这时加入尿素、中性亚硫酸钠，得到粗纤维；
(6)反应仓：高浓磨磨浆后的粗纤维进入反应仓，粗纤维在反应仓内与尿素、中性亚硫酸钠等连续反应；
(7)挤浆机：反应好的粗纤维进入挤浆机挤浆洗涤；
(8)二道高浓磨：挤浆洗涤好的粗纤维进入第二道高浓磨磨浆机，这时加入过氧化氢、氢氧化钠进行漂白；
(9)高浓漂白保温仓：高浓磨浆机磨后的细纤维进入高浓漂白保温仓，进行漂白反应；
(10)磨浆：把漂白后的细纤维再次磨浆；
(11)筛选：把纤维束筛选出；
(12)洗涤、提白：洗涤漂白后的纤维原料，然后用草酸再次提白。
所述的步骤(2)中提到的飞刀洗料池是一个椭圆形的池子，池子的一端安装有推进器，推进池内的水转动，池子中间部位安装有飞刀打料器，飞刀打料洗涤就是把草类或阔叶类原料打软，在较短的时间内使草类或阔叶类原料能够饱和水份，去除表面杂质，使部分色素溶出，飞刀洗料池的用水为循环用水。
所述的步骤(3)中提到的原料仓是一个圆柱形或方形的立体罐，罐底部设有滤水板和螺旋输送器，主要是储备原料，起到滤水和输送原料的功能，在原料仓滤出的水送到水回用沉淀池，水经过沉淀后，又回用飞刀洗料池。
所述的步骤(4)中提到的挤浆机步骤设有两道挤浆机，原料仓下端的原料先进入第一道挤浆机，进行脱水处理，然后，进入第二道挤浆机时加入清水，加入量按照原料重量比为1∶1.5为佳，且这两道挤浆机挤出的水全部送到水回用沉淀池，水经过沉淀后，又回用飞刀洗料池。
所述的步骤(5)中提到的第一道高浓磨磨浆，就是把饱和水分且发软的草类或阔叶类原料进行高浓度磨浆，再磨浆的同时加入清水、尿素、中性亚硫酸钠，其重量百分比为：原料∶水∶尿素∶中性亚硫酸钠＝100∶(100-300)∶(0.5-4.5)∶(0.5-4)。
所述的步骤(6)中提到的反应仓为圆柱形罐，顶部有原料分布器、底部有螺旋输送器，这时反应仓的原料已经是粗纤维状，仓内温度50-60度，温度是来自高浓度磨浆时的自产温度，粗纤维原料在仓内反应120分钟。
所述的步骤(7)中提到的挤浆机设有两道挤浆机，在反应仓的粗纤维原料进入第一道挤浆机，主要是把药液挤出，作为回用水的营养液，第一道挤浆机挤出的药液全部回收于水回用沉淀池，水经沉淀后，回用飞刀洗料池，第二道挤浆机主要是对粗纤维原料洗涤，在挤浆时加入高于纤维原料5倍的清水，挤出的水回收于中段水。
所述的步骤(8)中提到的第二道高浓磨磨浆就是把洗涤好的粗纤维原料进行第二道高浓磨磨浆，在磨浆的同时加入漂白药剂，磨浆与漂白同步进行，加入的药剂为：过氧化氢、氢氧化钠，重量百分比分别为：纤维原料∶过氧化氢∶氢氧化钠＝100∶(4-10)∶(2-6)，在漂白加药的同时加入80度的热水，提高在高浓磨磨浆时的温度。
所述的步骤(9)中提到的高浓漂白保温仓为圆柱形或方形立体罐，顶部有原料分布器，底部有螺旋输送器，仓内温度80-90度，热量来自于高浓磨浆机，漂白不需要另加入热量，漂白保温反应时间120分钟。
所述的步骤(12)中提到的提白就是把洗涤后的漂白浆料加入0.5％的草酸，再次把漂白的浆料提高白度。
所述的步骤(1)、(3)、(4)中的草类或阔叶类原料被除杂，除后的废料用粉碎机粉碎成面状，掺入水回用沉淀池中的饱含着尿素营养液的废料中，两者发酵即成高效复合肥。
所述的步骤(6)、(9)在连续生产过程中，他们的反应时间为零，在连续生产过程中，他们利用了罐的上部和下部的落差时间，时间为200分钟。
本发明的有益效果是：本技术以草类或阔叶类为原料，实现了以无污染的纤维制浆工艺，整个制浆工艺简单、生产成本低、白浆得率高、纸浆质量好，有着明显的节能降耗等优点，适用于大中型造纸企业。
四、附图说明：
附图1是本发明的流程示意图。
五、具体实施方式：
实施例：以棉秆制浆为例：
(1)切草或打碎除尘：将棉秆原料杂质除尘；用棉秆专用碎解除尘设备，碎解后，除尘率高，有利于制浆生产；
(2)飞刀洗料池：把碎解除尘好的棉杆用传动带送进带打料器的洗料池内，常温下把棉秆原料打软；飞刀洗料池是一个椭圆形的池子，池子的一端安装有推进器，推进池内的水转动，池子中间部位安装有飞刀打料器，飞刀打料洗涤就是把棉秆原料打软，在较短的时间内使棉秆原料能够饱和水分，去除表面杂质，使部分色素溶出，飞刀洗料池的用水为循环用水。
(3)原料仓：把打软、洗涤好的棉秆原料由原料泵输送到原料仓内进行滤水，原料仓滤出的水回到水回用沉淀池；原料仓是一个圆柱形或方形的立体罐，罐底部设有滤水板和螺旋输送器，主要是储备原料，起到滤水和输送原料的功能，在原料仓滤出的水送到水回用沉淀池，水经过沉淀后，又回用飞刀洗料池。
(4)挤浆机：原料仓的棉秆原料用螺旋输给挤浆机，进行第一次挤浆，进行脱水处理，第一道挤浆机的落料口安装有螺旋输送器，并把原料输入到第二道挤浆机，这时在第一道挤浆机落料口加入少量的清水，加入量按照原料重量比为1∶1.5为佳，对原料进行洗涤；这两道挤浆机挤出的水全部送到水回用沉淀池，水经过沉淀后，又回用飞刀洗料池。
(5)一道高浓磨：挤浆后将棉秆原料送入第一道高浓磨磨浆，这时加入尿素、中性亚硫酸钠，得到粗纤维；就是把饱和水分且发软的棉秆原料进行高浓度磨浆，再磨浆的同时加入清水、尿素、中性亚硫酸钠，其重量百分比为：
配比1，原料∶水∶尿素∶中性亚硫酸钠＝100∶100∶0.5∶0.5；
配比2，原料∶水∶尿素∶中性亚硫酸钠＝100∶200∶2.5∶1.5；
配比3，原料∶水∶尿素∶中性亚硫酸钠＝100∶300∶4.5∶4。
(6)反应仓：高浓磨磨浆后的粗纤维进入反应仓，粗纤维在反应仓内与尿素、中性亚硫酸钠等连续反应；反应仓为圆柱形罐，顶部有原料分布器、底部有螺旋输送器，这时反应仓的原料已经是粗纤维状，仓内温度50-60度，温度是来自高浓度磨浆时的自产温度，粗纤维原料在仓内反应120分钟。
(7)挤浆机：反应好的粗纤维进入挤浆机挤浆洗涤；挤浆机设有两道挤浆机，在反应仓的粗纤维原料进入第一道挤浆机，主要是把药液挤出，作为回用水的营养液，第一道挤浆机挤出的药液全部回收于水回用沉淀池，水经沉淀后，回用飞刀洗料池，第二道挤浆机主要是对粗纤维原料洗涤，在挤浆时加入高于纤维原料5倍的清水，挤出的水回收于中段水。
(8)二道高浓磨：挤浆洗涤好的粗纤维进入第二道高浓磨磨浆机，这时加入过氧化氢、氢氧化钠进行漂白；第二道高浓磨磨浆就是把洗涤好的粗纤维原料进行第二道高浓磨磨浆，在磨浆的同时加入漂白药剂，磨浆与漂白同步进行，加入的药剂为：过氧化氢、氢氧化钠，重量百分比分别为：
配比1：纤维原料∶过氧化氢∶氢氧化钠＝100∶4∶2；
配比2：纤维原料∶过氧化氢∶氢氧化钠＝100∶6∶3；
配比3：纤维原料∶过氧化氢∶氢氧化钠＝100∶10∶6；
在漂白加药的同时加入80度的热水，提高在高浓磨磨浆时的温度。
(9)高浓漂白保温仓：高浓磨浆机磨后的细纤维进入高浓漂白保温仓，进行漂白反应；高浓漂白保温仓为圆柱形或方形立体罐，顶部有原料分布器，底部有螺旋输送器，仓内温度80-90度，热量来自于高浓磨浆机，漂白不需要另加入热量，漂白保温反应时间120分钟。
(10)磨浆：把漂白后的细纤维再次磨浆细化；
(11)筛选：把纤维束筛选出，筛选出来的浆渣回磨；
(12)洗涤：白浆进行洗涤，主要是将残留的过氧化氢和残碱洗出；
(13)提白：把洗涤后的漂白浆料加入0.5％的草酸，再次把漂白的浆料提高白度。
当然，草类原料包括：棉秆、麦草等，所述的阔叶类包括杨木、桑树条、楮树等。本工艺以牛的多胃消化、倒嚼为理论依据，经过多次中试而开发出来。
中段水的处理：
所产生的中段水易处理，水中基本上没有发色基团，水经过自然沉淀后，水的颜色基本上变清，稍加药物处理就能达到水的回用，整个制浆过程没有污水排出，完全做到了环保清洁制浆；所产生的沉淀物全部回收，大部分沉淀物为木素、半纤维素、细小纤维等，这些物质全部是白色的，可以作木素地板。
废物为肥：
尿素含氮量42％-46％，在制浆过程中，用的药物主要是尿素、尿素就是高效优质肥料，在制浆过程中的回用水中充满了氮、碳、氢、氧等。
棉秆原料被除杂时，除后的废料用粉碎机粉碎成面状，掺入水回用沉淀池中的饱含着尿素营养液的废料，两者发酵即成高效复合肥。
Claims (12)
1.一种清洁制浆工艺，其特征是主要由以下步骤制浆：
(1)切草或打碎除尘：将草类或阔叶类原料杂质除尘；
(2)飞刀洗料池：把除尘好的草类或阔叶类原料投放到带打料器的洗料池内，常温下把草类或阔叶类原料打软；
(3)原料仓：把打软、洗涤好的草类或阔叶类原料输送到原料仓内进行滤水，原料仓滤出的水回到水回用沉淀池；
(4)挤浆机：原料仓的草类或阔叶类原料用螺旋输给挤浆机，进行一次以上的挤浆，并且，挤浆机挤出的水全部回到水回用沉淀池，沉淀好的水再回到飞刀洗料池；
(5)一道高浓磨：挤浆后将草类或阔叶类原料送入第一道高浓磨磨浆，这时加入尿素、中性亚硫酸钠，得到粗纤维；
(6)反应仓：高浓磨磨浆后的粗纤维进入反应仓，粗纤维在反应仓内与尿素、中性亚硫酸钠等连续反应；
(7)挤浆机：反应好的粗纤维进入挤浆机挤浆洗涤；
(8)二道高浓磨：挤浆洗涤好的粗纤维进入第二道高浓磨磨浆机，这时加入过氧化氢、氢氧化钠进行漂白；
(9)高浓漂白保温仓：高浓磨浆机磨后的细纤维进入高浓漂白保温仓，进行漂白反应；
(10)磨浆：把漂白后的细纤维再次磨浆；
(11)筛选：把纤维束筛选出；
(12)洗涤、提白：洗涤漂白后的纤维原料，然后用草酸再次提白。
2.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(2)中提到的飞刀洗料池是一个椭圆形的池子，池子的一端安装有推进器，推进池内的水转动，池子中间部位安装有飞刀打料器，飞刀打料洗涤就是把草类或阔叶类原料打软，在较短的时间内使草类或阔叶类原料能够饱和水份，去除表面杂质，使部分色素溶出，飞刀洗料池的用水为循环用水。
3.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(3)中提到的原料仓是一个圆柱形或方形的立体罐，罐底部设有滤水板和螺旋输送器，主要是储备原料，起到滤水和输送原料的功能，在原料仓滤出的水送到水回用沉淀池，水经过沉淀后，又回用飞刀洗料池。
4.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(4)中提到的挤浆机步骤设有两道挤浆机，原料仓下端的原料先进入第一道挤浆机，进行脱水处理，然后，进入第二道挤浆机时加入清水，加入量按照原料重量比为1∶1.5为佳，且这两道挤浆机挤出的水全部送到水回用沉淀池，水经过沉淀后，又回用飞刀洗料池。
5.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(5)中提到的第一道高浓磨磨浆，就是把饱和水分且发软的草类或阔叶类原料进行高浓度磨浆，再磨浆的同时加入清水、尿素、中性亚硫酸钠，其重量百分比为：原料∶水∶尿素∶中性亚硫酸钠＝100∶(100-300)∶(0.5-4.5)∶(0.5-4)。
6.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(6)中提到的反应仓为圆柱形罐，顶部有原料分布器、底部有螺旋输送器，这时反应仓的原料已经是粗纤维状，仓内温度50-60度，温度是来自高浓度磨浆时的自产温度，粗纤维原料在仓内反应120分钟。
7.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(7)中提到的挤浆机设有两道挤浆机，在反应仓的粗纤维原料进入第一道挤浆机，主要是把药液挤出，作为回用水的营养液，第一道挤浆机挤出的药液全部回收于水回用沉淀池，水经沉淀后，回用飞刀洗料池，第二道挤浆机主要是对粗纤维原料洗涤，在挤浆时加入高于纤维原料5倍的清水，挤出的水回收于中段水。
8.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(8)中提到的第二道高浓磨磨浆就是把洗涤好的粗纤维原料进行第二道高浓磨磨浆，在磨浆的同时加入漂白药剂，磨浆与漂白同步进行，加入的药剂为：过氧化氢、氢氧化钠，重量百分比分别为：纤维原料∶过氧化氢∶氢氧化钠＝100∶(4-10)∶(2-6)，在漂白加药的同时加入80度的热水，提高在高浓磨磨浆时的温度。
9.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(9)中提到的高浓漂白保温仓为圆柱形或方形立体罐，顶部有原料分布器，底部有螺旋输送器，仓内温度80-90度，热量来自于高浓磨浆机，漂白不需要另加入热量，漂白保温反应时间120分钟。
10.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(12)中提到的提白就是把洗涤后的漂白浆料加入0.5％的草酸，再次把漂白的浆料提高白度。
11.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(1)、(3)、(4)中的草类或阔叶类原料被除杂，除后的废料用粉碎机粉碎成面状，掺入水回用沉淀池中的饱含着尿素营养液的废料中，两者发酵即成高效复合肥。
12.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征是：所述的步骤(6)、(9)在连续生产过程中，他们的反应时间为零，在连续生产过程中，他们利用了罐的上部和下部的落差时间，时间为200分钟。
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