CN102454133A - 制浆剂及其应用生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能减排制浆剂及其应用生产方法。该制浆法制浆剂由下列原料组成：纯碱、NaOH、蒸煮助剂、二氧化氯、硅酸盐稳定剂。本发明制浆法应用生产流程包括：1、干湿法备料、原料洗涤压绵；2、蒸煮反应、喷放或磨浆；3、浆液分离、黑液循环回收利用；4、碱回收；5、漂浆、洗浆。本制浆法从源头上控制污染实现造纸工业的节能减排，解决农业秸杆和草类纤维制浆技术难题；制浆剂无毒、无害、无腐蚀性；可在常温常压或低温低压下蒸煮；吨浆黑液产生量比传统制浆法减少80％；粗浆易洗、易漂，漂洗水可回用，吨浆耗水及排水比传统浆减少70％；蒸汽耗量减少1/3；无总还原硫产生的恶臭气味；比同规模浆厂可节约投资1/3；可实现工业化生产。

Description

制浆剂及其应用生产方法

技术领域

本发明属于制浆造纸工业领域，涉及一种制浆剂及其应用生产方法。 

背景技术

尽管近年来我国造纸工业发展较快，但也存在较为突出的问题，成为制约我国造纸工作做大做强的瓶颈问题：一是林木资源匮乏，导致我国纸浆供应日趋紧张，进口木浆和进口废纸大幅增加，从而支撑和影响着我国造纸工业的现有格局与发展。但同时，我国是农业大国，每年产生大量的一年生农业秸杆纤维原料如蔗渣、玉米杆、棉杆、桑枝杆等，此外还有大量的麦草、芦苇等草类纤维及木材加工剩余物等资源，均可作为制浆造纸的原料，由于制浆技术和环保问题难以解决，导致了该类资源的巨大浪费；二是我国制浆造纸工业环境污染负荷较大，节能减排形势严峻。传统的制浆方法有烧碱法、硫酸盐法、氨法等，主要使用强酸、强碱及有机助剂，产生的黑液由于量大、浓度低，需要蒸发浓缩才能燃烧苛化回收碱，因此投资大，并且运行管理难度大，小规模制浆企业尤其是以草类纤维为原料的企业难以承受，同时传统制浆法尚不能有效解决农业秸杆糊稠、难以成浆的技术难题。此外，由于洗浆废水产生大量稀黑液，含有机助剂，漂白废水含酸、碱、有机氯化物等，从而使中段废水处理负荷较大，可生化性较差，采用厌氧好氧生化处理难以稳定达标排放，处理成本较高，企业均难以承受。凡此种种，制约了我国制浆生产的发展。 

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中农业秸杆和草类纤维制浆技术难题，并解决林木制浆的环保问题，从源头上控制污染而提供的一种节能减排制浆剂以及该制浆剂在制浆中的应用生产方法。 

本发明的制浆剂由下列的原料配方制成； 

纯碱10％～15％；NaOH10％～12％；二氧化氯8％～12％；硅酸盐稳定剂3％～5％；蒸煮助剂5％～8％；余量是水， 

蒸煮助剂，包括： 

镁盐或铵盐1％～2％；催化剂盐酸0.2％～0.5％；醋酸93％； 

所得制剂为白浊乳状液。 

本发明还提供一种上述制浆剂在制浆中的应用生产方法，包括如下步骤： 

a)备料除杂、分丝压棉：使原料具有很好的渗透性； 

b)蒸煮反应：不同种原料在常温常压、低温低压或高温高压下催化反应1～2小时，适用于连续蒸煮生产线；

c)磨浆：通过搓磨机等先进成浆设备(非机械高浓盘磨机)，在中浓、高浓状况下搓磨制成所需要的原浆； 

d)浆液分离、黑液循环回收利用：采用先进挤浆机进行浆液分离，回收黑液循环回用； 

e)碱回收：浓黑液可直接进入圆盘蒸发器，即可喷入碱炉燃烧苛化回收碱； 

f)漂浆：利用先进的双辊混合器等漂浆设备在搅拌和加温状态下实现连漂；漂白浆浓度为中浓、高浓，漂液温度控制在50℃以下，时长30分钟，残漂水回用配制剂； 

g)洗浆、成浆：利用真空洗浆机洗浆后制成湿浆或浆板，漂洗水回用。 

此外，在上述的应用生产方法中，采用气蒸仓预浸原料。制浆过程产生黑液补充一定量制浆剂后反复回用，黑液产生量仅1.5m³～3m³/吨绝干浆，黑液自浓缩至25B°左右经圆盘蒸发器蒸发浓缩后喷烧。蒸煮所得粗浆不需洗浆或仅经一段洗涤筛选即可进入漂白系统，洗浆水可回用于生产流程需用水工段。 

本发明的创新点在于： 

1、改变了传统制浆蒸煮剂，从而改变了传统制浆工艺； 

2、对蔗渣、竹类、农业秸杆、草类纤维原料具有更好的选择性，尤其是传统制浆法无法制浆的玉米秸杆、棕榈、烟杆、棉杆等原料，采用本发明制浆法生产的纸浆质量优于传统法生产的麦草、芦苇等草浆。上述原料制浆不需高温、高压，并可缩短制浆时间(全程只需1～2小时)； 

3、本发明制浆剂替代了强酸、强碱，无有机溶助剂，它无毒、无害、无腐蚀性； 

4、与传统化学制浆相比，本发明制浆法黑液可循环利用，经几次循环后波美度可达25B°左右，因此，吨浆(绝干浆计)黑液产生量仅1.5m³～3m³，可基本摆脱蒸发浓缩系统，直接喷烧，由此可减少回收系统投资的40％，同时节约碱回收系统蒸发能耗，真正实现碱回收系统热能回收利用，碱回收系统蒸汽可用于原料预浸预蒸、漂液升温等，从而使全生产流程蒸汽耗量比传统制浆法减少1/3。 

5、蒸煮所得粗浆不需洗浆或仅经一段洗涤筛选即可进入漂白系统，洗浆水可回用于生产流程需用水工段，因此而节约大量水耗。与传统草浆工艺用水量150～200m³/吨浆相比，本发明制浆法生产流程上各工序产生的排水均可循环回用，吨浆耗水仅30m³左右，吨浆排水仅15～25m³左右，减排废水量约70％。 

6、本发明制浆法所得浆易漂，三段漂总计时长是传统化学浆的1/2，可实现无元素氯漂白。 

7、本发明制浆法无大量稀黑液产生，无元素氯漂白，循环使用后产生的中段废水易处理(生化或物化处理)后稳定达标排放。 

8、制浆过程没有总还原硫产生，因此也就杜绝了传统制浆法的恶臭气味，解决了环保一大难题。 

9、本发明制浆法在碱回收系统、洗浆系统和漂白系统投资远低于传统制浆法，估算同规模浆厂可节约投资1/3；制浆剂成本低于传统制浆法，生产成本是传统制浆的2/3，并大幅度降低了污染治理费用。同时，本发明可充分利用农作物资源，增加农民收入，也防止了秸杆焚烧产生的大气污染和资源浪费。 

10、本发明在最接近工业生产条件下研发，可提供实用的工业设计参数，为本发明节能减排制浆法应用于工业化生产打下了坚实基础。 

附图说明

图1为本发明的生产整体流程示意图； 

图2为生产流程的备料系统图； 

图3为生产流程的蒸煮系统图； 

图4为生产流程的洗选系统图； 

图5为生产流程的漂白系统图； 

图6为生产流程的碱回收系统图。 

具体实施方式

图1为本发明的生产整体流程示意图。生产流程大体包括如下六个步骤： 

1、干湿法备料、原料洗涤、分丝压绵 

按传统方法干、湿法备料，回用生产流程中洗涤工段废水洗涤物料，由于本工艺制浆剂对物料的充分渗透，是制得良浆的关键，因此，蒸煮前物料需采用现有较先进设备经分丝、压绵、预浸汽蒸等处理。 

2、蒸煮反应、喷放或磨浆 

经洗涤处理后与本发明制浆剂预浸的原料进入现已有成熟技术的连蒸系统或间歇式蒸煮立锅系统，农业秸杆或草类纤维原料在常温常压或低温低压状态下反应1小时左右，林木原料在高温高压状态下反应1小时左右。常温常压状态反应后粗浆进入现有搓磨浆机搓磨成浆；低温低压或高温高压状态反应粗浆则进入喷放锅喷放膨化成浆。 

3、浆液分离、黑液循环回收利用 

蒸煮系统来的浆料，采用现有先进的挤浆机使黑液与浆分离，浆送洗浆、漂白系统；黑液在补充一定量新鲜制浆剂后回到预浸、蒸煮系统，如此反复数次后，浓黑液进入碱回收系统处理，回收碱回到配制浆剂系统。如利用农业秸杆为原料制浆，则可将循环使用后的黑液经浓缩设备提浓至50％后送干燥塔，制成固状粉末的木素磺酸纳副产品。 

4、碱回收系统 

本发明的制浆剂制浆产生的黑液可反复回用，在生产过程中自浓缩至25B°左右才进入碱回收系统，故浓黑液可直接进入圆盘蒸发器，即可喷入碱炉燃烧，熔融物进入苛化系统回收碱。 

5、漂浆 

在常温下，利用某公司已研发成熟的双辊混合器等漂浆设备在搅拌和加温状态下实现连漂，控制时长是传统化学浆的1/2，无元素氯漂。残漂液回用于配制剂、洗浆等。 

6、洗浆、成品浆 

清水洗涤漂浆，白水回收回用于洗浆，洗后浆经脱水成湿浆外卖，或由现有浆板机制成浆板外卖。 

图2为生产流程的备料系统图。按传统方法干、湿法备料，回用生产流程中洗涤工段废水洗涤物料，由于本工艺制浆剂对物料的充分渗透，是制得良浆的关键，因此，蒸煮前物料 需采用现有较先进设备经分丝、压绵、预浸汽蒸等处理。 

图3为生产流程的蒸煮系统图。经洗涤处理后与本发明制浆剂预浸的原料进入现已有成熟技术的连蒸系统或间歇式蒸煮立锅系统，农业秸杆或草类纤维原料在常温常压或低温低压状态下反应1小时左右，林木原料在高温高压状态下反应1小时左右。常温常压状态反应后粗浆进入现有搓磨浆机搓磨成浆；低温低压或高温高压状态反应粗浆则进入喷放锅喷放膨化成浆。 

图4为生产流程的洗选系统图。蒸煮系统来的浆料，采用现有先进的挤浆机使黑液与浆分离，分离出的料浆经高浓螺旋输送机喂料到下一段挤浆机，使用污热水、回用水，浆液分离后，污水回用于料片洗涤。分离出的料浆再经高浓螺旋输送机送至高浓磨浆机，磋磨成浆。浆料进入消遣浆池，加入稀释水进入高浓除渣器、除节机，再经一、二、三段除渣器除沙除渣。经一、二段压力筛筛选进入真空洗浆机洗涤，浆、水分离过滤，筛选出的浆进入漂白系统，洗选水回用。选出的粗渣用于生产瓦楞纸等包装用纸。 

图5为生产流程的漂白系统图。洗选系统来的浆料利用已研发成熟的双辊混合器类的漂浆设备在搅拌和加温(50℃左右)状态下实现连漂。二段漂，控制漂浆时间约30分钟。可实现无元素氯漂。残漂液可回用配制浆剂、洗浆。清水洗涤漂浆，白水采用白水回收设备回收全部回用。 

图6为生产流程的碱回收系统图。黑液在补充一定量新鲜制浆剂后回到预浸、蒸煮系统，本发明的制浆剂制浆产生的黑液可反复回用，在生产过程中自浓缩至25B°左右才进入碱回收系统，故浓黑液可直接进入圆盘蒸发器，即可喷入碱炉燃烧，熔融物进入苛化系统回收碱。回收碱回到配制浆剂系统。如利用农业秸杆为原料制浆，则可将循环使用后的黑液经浓缩设备提浓至50％后送干燥塔，制成固状粉末的木素磺酸纳副产品。 

本发明制浆剂的制备： 

实施例1： 

本发明制浆剂的化学配方(重量百分比)是： 

纯碱10％；NaOH10％；二氧化氯8％；硅酸盐稳定剂3％；蒸煮助剂5％，余量是水。其中蒸煮助剂为镁盐1％；盐酸0.2％；醋酸93％。 

所述蒸煮助剂是将原料配制成5％的白浊乳状液。 

将上述主原料及蒸煮助剂加入混合加热器，经1小时反应后即可制得。 

此配方适用于蔗渣、农业秸杆、草类纤维制浆。 

实施例2 

本发明制浆剂的化学配方(重量百分比)是： 

纯碱14％；NaOH15％；二氧化氯11％；硅酸盐稳定剂5％；蒸煮助剂8％，余量是水。其中蒸煮助剂为铵盐2％；盐酸0.5％；醋酸93％。 

所述蒸煮助剂是将原料配成8％白浊乳状液。 

将上述主原料及蒸煮助剂加入混合加热器，经1小时反应后即可制得。 

此配方适用于林木类纤维制浆。 

本发明制浆法的应用生产流程： 

实施例1： 

以蔗渣为原料，常温常压下蒸煮反应50分钟，原料与制浆剂液比为1∶3，制浆生产流程与所述本发明节能减排制浆法应用生产流程一致。 

实施例2： 

以玉米杆为原料，温度120℃、压力2kg状态下蒸煮反应30分钟，原料与制浆剂液比为1∶7，生产流程与实施例1同。 

实施例3： 

以竹子为原料，温度135℃，压力2kg状态下蒸煮反应20分钟，原料与制浆剂液比为1∶5，生产流程与实施例1同。 

实施例4： 

以桉木为原料，温度160℃，压力6kg状态下蒸煮反应1小时，原料与制浆剂液比为1∶6，生产流程与实施例1同。 

本制浆法不以实施例中所述原料为限。 

Claims (5)

1.一种制浆剂，其特征在于：它是由下列的原料配方制成；

纯碱10％～15％；NaOH10％～12％；二氧化氯8％～12％；硅酸盐稳定剂3％～5％；蒸煮助剂5％～8％；余量是水，

蒸煮助剂包括：

镁盐或铵盐1％～2％；催化剂盐酸0.2％～0.5％；醋酸93％；

所得制剂为白浊乳状液。

2.一种如权利要求1所述的制浆剂在制浆中的应用生产方法，包括如下步骤：

a)备料除杂、分丝压棉：使原料具有很好的渗透性；

b)蒸煮反应：不同种原料在常温常压、低温低压或高温高压下催化反应1～2小时，适用于连续蒸煮生产线；

c)磨浆：通过搓磨机等先进成浆设备，在中浓、高浓状况下搓磨制成所需要的原浆；

d)浆液分离、黑液循环回收利用：采用先进挤浆机进行浆液分离，回收黑液循环回用；

e)碱回收：浓黑液可直接进入圆盘蒸发器，即可喷入碱炉燃烧苛化回收碱；

f)漂浆：利用先进的双辊混合器等漂浆设备在搅拌和加温状态下实现连漂；漂白浆浓度为中浓、高浓，漂液温度控制在50℃以下，时长30分钟，残漂水回用配制剂；

g)洗浆、成浆：利用真空洗浆机洗浆后制成湿浆或浆板，漂洗水回用。

3.根据权利要求2所述的应用生产方法，其特征在于：采用气蒸仓预浸原料。

4.根据权利要求2所述的应用生产方法，其特征在于：制浆过程产生黑液补充一定量制浆剂后反复回用，黑液产生量仅1.5m³～3m³/吨绝干浆，黑液自浓缩至25B°左右经圆盘蒸发器蒸发浓缩后喷烧。

5.根据权利要求2所述的应用生产方法，其特征在于：蒸煮所得粗浆不需洗浆或仅经一段洗涤筛选即可进入漂白系统，洗浆水可回用于生产流程需用水工段。

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