CN101823002B - 一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺 - Google Patents

一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺 Download PDF

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Abstract

一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺，属于造纸技术领域，所述蒸煮催化剂主要由下述重量份的原料组成：螯合剂3～10份、硫酸镁4～10份、硅酸钠7～15份、尿素16～30份，该催化剂能够降低蒸煮温度和压力，使蒸煮残液保持较高的白度，便于循环利用。所述制浆工艺的步骤包括：对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮，蒸煮时蒸煮液中添加有蒸煮催化剂，每绝干顿浆需要的蒸煮催化剂包括螯合剂3～10kg、硫酸镁4～10kg、硅酸钠7～15kg、尿素16～30kg。利用该工艺获得的蒸煮残液呈黄白色，除去固体杂质后即可返回蒸煮设备中供给下次蒸煮，循环利用时不会增加浆料的漂洗成本低，有利于节能减排。

Description

一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺。
背景技术
长期以来，我国造纸工业一直以非木材纤维为主要原料，其中草浆约占80％。而麦稻草因具有资源丰富、价格低廉等优势，在草浆造纸中占据着非常重要的地位。麦(稻)草制浆通常采用烧碱法、硫酸盐法或氨法等，其中以烧碱法最为普遍：麦(稻)草原料、烧碱、蒸煮剂在蒸球中加热、加压一段时间后，原料中的木质素、多糖、果胶、蛋白质等复杂成分溶解在烧碱液中，纤维素与之分离从而形成纸浆纤维。然而烧碱法所带来的黑液污染是其致命缺陷，大大制约了该法的发展。
对于这一问题，行业内的解决思路仍是以后期治理为主，通常的做法是将制浆黑液进行蒸发、燃烧、溶解转化为绿液，再用过量石灰苛化制得烧碱白液，最后从白液中提取烧碱或将白液再送到苛化工序进行循环利用。或者利用生物或物理方法对黑液进行降解、分离，降低其中的污染物浓度。这些方法往往工序复杂、成本高，有时甚至达不到排放要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种基于碱-过氧化氢工艺的蒸煮催化剂，同时还提供了利用该蒸煮催化剂的制浆工艺。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，主要由下述重量份的原料组成：螯合剂3～10份、硫酸镁4～10份、硅酸钠7～15份、尿素16～30份。
所述蒸煮催化剂中还含有氨基磺酸25～40份。
所述的螯合剂为EDTA、DTPA或TMA-52。
基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，包括对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮，蒸煮时蒸煮液中除碱和过氧化氢外还添加有蒸煮催化剂，每绝干顿浆需要的蒸煮催化剂包括螯合剂3～10kg、硫酸镁4～10kg、硅酸钠7～15kg、尿素16～30kg。
所述蒸煮催化剂还包括氨基磺酸25～40kg。
蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液除去固体杂质后返回蒸煮设备中供给下次蒸煮。
蒸煮时蒸煮液中每绝干顿浆需添加NaOH 260～350kg、双氧水(以浓度30wt％计)150～280kg；蒸煮液比(纤维原料与蒸煮液的重量比，蒸煮液密度按1g/cm3计算)1∶3～10，蒸煮温度控制在50℃～140℃，每次蒸煮50～120分钟。
将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
挤浆后浆料经漂洗后即得成品浆；漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。漂洗次数可根据白度要求增减，通常为两次。
纤维原料的预处理步骤包括切草、除尘、水洗，水洗水除去固体杂质后后返回水洗设备(如水洗机)中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。
本发明的蒸煮催化剂能够降低蒸煮温度和压力，使蒸煮残液保持较高的白度(蒸煮残液呈黄白色)，便于循环利用。所提供的制浆工艺操作简便，条件温和，蒸煮可在常温常压下进行，对蒸煮设备的要求低。该工艺还便于模块化、自动化生产，产业化前景广阔。各种化学药剂随蒸煮残液、漂洗残液、水洗水等循环利用，排出的固体杂质主要为有机质，经简单的元素调整后便可用做肥料(若用氢氧化钾代替氢氧化钠，虽然会增加生产成本，但固体杂质中少量残余的化学药剂对做肥料是有宜的)。该工艺既能够从源头上减少甚至杜绝黑液污染，又为企业节约了水、化学药剂等生产投入，是一项真正节能减排、利国利民的技术方案。本发明的技术方案尤其适用于草本纤维植物原料，如麦草、稻草、玉米秸、甘蔗渣、棉花柴或芦苇等。
附图说明
图1是本发明清洁化制浆工艺的流程图。
具体实施方式
实施例1
一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为：螯合剂EDTA 3kg、硫酸镁4kg、硅酸钠7kg、尿素16kg、氨基磺酸25kg。
基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括：
1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。
2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮：蒸煮液比1∶3，每绝干顿浆添加NaOH260kg、双氧水(以浓度30wt％计)150kg，以及上述蒸煮催化剂，常温常压下蒸煮2.5小时。
3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补加药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
实施例2
一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为：螯合剂DTPA 5kg、硫酸镁5kg、硅酸钠10kg、尿素20kg、氨基磺酸32kg。
基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括：
1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。
2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮∶蒸煮液比1∶5，每绝干顿浆添加NaOH280kg、双氧水(以浓度30wt％计)190kg，以及上述蒸煮催化剂，蒸煮温度控制在50℃，每次50分钟。
3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补加药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
实施例3
一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为：螯合剂TMA-528kg、硫酸镁8kg、硅酸钠12kg、尿素25kg、氨基磺酸40kg。
基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括：
1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。
2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮∶蒸煮液比1∶8，每绝干顿浆添加NaOH320kg、双氧水(以浓度30wt％计)260kg以及上述蒸煮催化剂，蒸煮温度控制在100℃，每次90分钟。
3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补加药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
实施例4
一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为：螯合剂DTPA 10kg、硫酸镁10kg、硅酸钠15kg、尿素30kg。
基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括：
1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。
2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮∶蒸煮液比1∶10，每绝干顿浆添加NaOH350kg、双氧水(以浓度30wt％计)280kg以及上述蒸煮催化剂，蒸煮温度控制在140℃，每次120分钟。
3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补加药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。

Claims (5)

1.基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，包括对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮，其特征在于，蒸煮时蒸煮液中添加有蒸煮催化剂，每吨绝干浆需要的蒸煮催化剂包括螯合剂3～10kg、硫酸镁4～10kg、硅酸钠7～15kg、尿素16～30kg、氨基磺酸25～40kg；蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液除去固体杂质后返回蒸煮设备中供给下次蒸煮。
2.如权利要求1所述的制浆工艺，其特征在于，蒸煮时蒸煮液中每吨绝干浆需添加NaOH260～350kg、双氧水以浓度30wt％计150～280kg，蒸煮液比1∶3～10，蒸煮温度控制在50℃～140℃，每次蒸煮50～120分钟。
3.如权利要求1所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
4.如权利要求1所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，挤浆后浆料经漂洗后即得成品浆；漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
5.如权利要求1所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，纤维原料的预处理步骤包括切草、除尘、水洗，水洗水除去固体杂质后返回水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。
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