CN103343468A - 基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺，包括：预处理浸泡工序；脱水处理；蒸汽喷爆；疏解反应和磨浆、洗涤、筛选、挤浆，还包括脱水处理和疏解反应过程中水的处理。本方法预处理浸泡工序使用的助剂具有很强的润湿、渗透作用，处理原料软化时间短、易于爆破，蒸汽爆破制得的粗浆分丝较均匀、粉尘较少，白度可达18-25%ISO，粗浆经疏解反应即可得到白度65%ISO以上的漂白浆，有效地解决了目前爆破法制浆难以漂白的技术难题。本发明的方法在生产中没有废水、废渣排放，做到了清洁生产。
Description
技术领域
本发明属于蒸汽爆破法制浆，特别是涉及一种基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺。
背景技术
蒸汽爆破法制浆是在一定温度、压力条件下，对纤维原料汽蒸，然后通过瞬时降压喷放卸料，使纤维之间离析、分散而获得纸浆原料。由于该方法主要利用热能和物理作用分离纤维，因此在纸浆的得率、质量、化学品用量及污染方面都具有较突出的优点，其制浆原料的适应范围也较广泛，常用原料例如竹子、芦苇、麦草、棉秆、甘蔗渣、竹篁草、木材等，是目前常用的一种制浆方法。
蒸汽爆破法制浆的传统工艺过程包括：原料破碎除尘；原料在输送带上进行水或碱水的喷淋；润湿后的原料进入喷爆器处理。由于喷淋过程仅1-3分钟，时间过短致使原料润湿不充分且不均匀，原料的纤维未能充分润胀和软化，其结果导致喷爆后原料中大量纤维被碎化或碳化。一种加微量碱浸泡预处理的过程需要3-5天，不仅耗时太长，而且爆破所得到的浆在后期都不能得到满意的漂白效果，这也是爆破制浆普遍存在的问题。加药剂浸泡预处理对于一些结构致密植物也难以软化，例如竹子，由于其纤维素和半纤维素受木质素的牢固保护，药品很难进入内部使之软化。另外，尽管蒸汽爆破法制浆与其它制浆方法比较污染程度较低，但生产过程中产生的废水依然污染环境。
公开号CN1792845的发明专利申请《一种处理蒸汽爆破秸杆制浆造纸废液的方法》，公开了对象为汽爆草浆提取液和造纸中段水的处理方法，包括预处理工序：先将造纸中段水进入调节池，去除部分悬浮物和稳定水量，进行水质水量的均衡，调节池出水送至超效浅层气浮器，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，进行絮凝气浮，去除大部分的悬浮物和有机污染物；厌氧工序：预处理后废水大部分回用至汽爆洗浆车间进行调浆；剩余部分与汽爆抽提液混合后进行厌氧处理；在进入厌氧反应器前，废水首先进入一个预酸化池，在预酸化池中调节水的PH值为中性，并调节水温至30—38℃，同时按常规用量投加氮和磷营养物质，废水进入厌氧反应器使废水中有机污染物被生物降解并转化为沼气排出燃烧；好氧工序：去除剩余的有机污染物，以及有异味的物质，降解、吸附悬浮的污染物：深度处理工序：好氧出水一部分回用至抄纸车间洗涤、筛选、净化工序，极少部分经深度处理后用于抄纸车间喷淋网子、毛布，达到了废水封闭循环零排放的目标。
发明内容
本发明的目的在于克服蒸汽爆破法制浆传统工艺存在的爆破所得到的浆漂白效果较差和废水依然污染环境的技术问题，而公开一种基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺。
本发明的基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺包括以下步骤：
（1）植物纤维原料经破碎除尘后进入预处理浸泡工序，浸泡条件是：植物纤维原料与浸泡液的固液比为1︰4～7，预处理温度30～80℃，浸泡处理时间2～8小时；
所述浸泡液的重量份组成为：NaOH2～10、Na2S2O3或Na2SO32～6、HZ助剂0.1～0.5，水80-90；
所述HZ助剂的重量份组成为：烷基苯磺酸纳10～30，尼纳尔10～20，AES10～20，OP-1010～20和硫酸钠30～40；
（2）预处理后的植物纤维原料经单螺旋脱水机或双螺旋脱水机或双网挤浆机脱水，脱水机脱出的水经沉淀、过滤后回用于预处理浸泡工序；
（3）脱水后的植物纤维原料进入喷爆器，喷爆器蒸汽压力1.2～2.0MPa、温度160～200℃，保持4-8分钟后瞬间喷爆；
（4）喷爆处理后的植物纤维原料进行疏解反应，植物纤维原料与疏解剂在疏解器中按1∶3～4的固液比混合，疏解反应温度70～100℃，反应时间1～3小时；
疏解剂的重量份组成为：NaOH2～4，H2O22～6，MgSO40.1～0.6，水90；
（5）疏解反应水经膜处理后回用于疏解反应；
（6）疏解后的物料经高浓磨磨浆、洗涤、筛选、挤浆得到漂白浆；
（7）洗浆水、挤浆水经常规的沉淀、气浮、生化处理后回用；
（8）水处理过程中产生的废渣制成燃料。
所述瞬间喷爆是间歇喷爆或连续喷爆。
本发明与传统的爆破制浆方法相比，具有以下优点：
1、本方法预处理浸泡工序使用的助剂具有很强的润湿、渗透作用，处理原料软化时间短、易于爆破。
2、本发明的方法处理后的原料经爆破后制得的粗浆，分丝较均匀，粉尘较少。
3、本发明的方法得到的爆破粗浆白度可达18-25%ISO，而传统爆破浆白度很低,仅为5-8%ISO。
4、本发明的方法得到的爆破粗浆经疏解反应即可得到白度65%ISO以上的漂白浆，解决了目前爆破法制浆难以漂白的技术难题。
5、本发明的方法在生产中没有废水、废渣排放，做到了清洁生产。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1：
以竹子为植物纤维原料生产竹纤维浆的预处理工艺如下：先将整根竹子用水冲洗掉泥土和杂质后，经过粉碎机破碎成最4-10cm长的竹片，备用。
在浸泡池中按固液比为1︰4投入浸泡液和破碎后的竹片，浸泡液温度80℃，浸泡处理时间8小时。浸泡液中含NaOH2份、Na2SO32份、HZ助剂0.1份，水90份，其中HZ助剂的重量份组成为：烷基苯磺酸纳10份，尼纳尔10份，AES10份，OP-1010份和硫酸钠30份。
经浸泡处理的竹片经单螺旋脱水机或双螺旋脱水机或双网挤浆机脱水，脱水机脱出的水经沉淀、过滤后回用于预处理浸泡工序。
脱水后的植物纤维原料进入喷爆器，喷爆器蒸汽压力1.5MPa、温度200℃，保持8分钟后瞬间喷爆，喷爆器采用间歇机喷爆机，也可采用连续喷爆机进行。
喷爆处理后的竹子植物纤维原料进行疏解反应，植物纤维原料与疏解剂在疏解器中按1∶3的固液比混合，疏解反应温度70℃，反应时间3小时。
疏解剂的重量份组成为：NaOH2份，H2O22份，MgSO40.1份，水90份。
疏解反应水经膜处理后回用于疏解反应。疏解后的物料经高浓磨磨浆、洗涤、筛选、挤浆得到白度65%ISO以上的漂白浆，洗浆水、挤浆水经常规的沉淀、气浮、生化处理后回用。水处理过程中产生的废渣制成燃料。
实施例1处理的竹片与常规爆破处理的竹片在后期漂白处理阶段的效果对比如下表：
实施例2
以木片生产木纤维浆的预处理工艺如下：先将木片经过粉碎机破碎成直径3-5cm的木块，备用。
在浸泡池中按固液比为1︰5投入浸泡液和破碎后的竹片，浸泡液温度50℃，浸泡处理时间4小时。浸泡液中含NaOH5份、Na2S2O36份、HZ助剂0.3份，水85份，其中HZ助剂的重量份组成为：烷基苯磺酸纳20份，尼纳尔15份，AES15份，OP-1015份和硫酸钠35份。
经浸泡处理的木块经单螺旋脱水机或双螺旋脱水机或双网挤浆机脱水，脱水机脱出的水经沉淀、过滤后回用于预处理浸泡工序。
脱水后的木片植物纤维原料进入喷爆器，喷爆器蒸汽压力1.2MPa、温度180℃，保持6分钟后瞬间喷爆，喷爆器采用间歇机喷爆机，也可采用连续喷爆机进行。
喷爆处理后的木片植物纤维原料进行疏解反应，植物纤维原料与疏解剂在疏解器中按1∶3.5的固液比混合，疏解反应温度85℃，反应时间2小时。
疏解剂的重量份组成为：NaOH3份，H2O24份，MgSO40.4份，水90份。
疏解反应水经膜处理后回用于疏解反应。疏解后的物料经高浓磨磨浆、洗涤、筛选、挤浆得到白度65%ISO以上的漂白浆，洗浆水、挤浆水经常规的沉淀、气浮、生化处理后回用。水处理过程中产生的废渣制成燃料。
实施例3
以甘蔗渣生产纤维浆的预处理工艺如下：
在浸泡池池中按固液比为1︰7投入榨干水分的甘蔗渣和浸泡液，浸泡液温度30℃，浸泡处理时间2小时。
浸泡液中含NaOH10份、Na2SO34份、HZ助剂0.5份，水80份，其中HZ助剂的重量份组成为：烷基苯磺酸纳30份，尼纳尔20份，AES20份，OP-1020份和硫酸钠40份。
经浸泡处理的木块经单螺旋脱水机或双螺旋脱水机或双网挤浆机脱水，脱水机脱出的水经沉淀、过滤后回用于预处理浸泡工序。
脱水后的木片植物纤维原料进入喷爆器，喷爆器蒸汽压力2.0MPa、温度160℃，保持4分钟后瞬间喷爆，喷爆器采用间歇机喷爆机，也可采用连续喷爆机进行。
喷爆处理后的木片植物纤维原料进行疏解反应，植物纤维原料与疏解剂在疏解器中按1∶4的固液比混合，疏解反应温度100℃，反应时间1小时。
疏解剂的重量份组成为：NaOH4份，H2O26份，MgSO40.6份，水90份。
疏解反应水经膜处理后回用于疏解反应。疏解后的物料经高浓磨磨浆、洗涤、筛选、挤浆得到白度65%ISO以上的漂白浆，洗浆水、挤浆水经常规的沉淀、气浮、生化处理后回用。水处理过程中产生的废渣制成燃料。
以上仅以竹子、木材和甘蔗渣为例说明其蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺，本方法也适用于芦苇、麦草、棉秆、、竹篁草等原料。
Claims (2)
1.基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）植物纤维原料经破碎除尘后进入预处理浸泡工序，浸泡条件是：植物纤维原料与浸泡液的固液比为1︰4～7，预处理温度30～80℃，浸泡处理时间2～8小时；
所述浸泡液的重量份组成为：NaOH2～10、Na2S2O3或Na2SO32～6、HZ助剂0.1～0.5，水80-90；
所述HZ助剂的重量份组成为：烷基苯磺酸纳10～30，尼纳尔10～20，AES10～20，OP-1010～20和硫酸钠30～40；
（2）预处理后的植物纤维原料经单螺旋脱水机或双螺旋脱水机或双网挤浆机脱水，脱水机脱出的水经沉淀、过滤后回用于预处理浸泡工序；
（3）脱水后的植物纤维原料进入喷爆器，喷爆器蒸汽压力1.2～2.0MPa、温度160～200℃，保持4-8分钟后瞬间喷爆；
（4）喷爆处理后的植物纤维原料进行疏解反应，植物纤维原料与疏解剂在疏解器中按1∶3～4的固液比混合，疏解反应温度70～100℃，反应时间1～3小时；
疏解剂的重量份组成为：NaOH2～4，H2O22～6，MgSO40.1～0.6，水90；
（5）疏解反应水经膜处理后回用于疏解反应；
（6）疏解后的物料经高浓磨磨浆、洗涤、筛选、挤浆得到漂白浆；
（7）洗浆水、挤浆水经常规的沉淀、气浮、生化处理后回用；
（8）水处理过程中产生的废渣制成燃料。
2.根据权利要求1所述的基于蒸汽爆破法制浆的洁净生产工艺，其特征在于：所述瞬间喷爆是间歇喷爆或连续喷爆。
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