CN103790058B - 一种造纸用预浸剂以及一种清洁低碳造纸制浆工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于造纸技术领域,公开了一种造纸用预浸剂以及一种清洁低碳造纸制浆工艺。该预浸剂由甲酸、乙酸、浓硫酸、过氧化氢和4A分子筛按照一定的比例组成。该制浆工艺包括破碎、除尘、预浸、磨浆、挤浆、洗浆、除渣、调浆等步骤。本发明所述的造纸用预浸剂取代现行制浆所用化学品NaOH、Na2S、Cl2、ClO2等,同时不用锅炉,取消化学蒸煮,在常温条件下制浆,从而实现了“低碳、清洁、环保”制浆的目的。

Description

一种造纸用预浸剂以及一种清洁低碳造纸制浆工艺
技术领域
[0001] 本发明属于造纸制浆技术领域,具体涉及一种造纸用预浸剂以及一种常温条件下 化学机械浆的制浆工艺。
背景技术
[0002] 现行制浆工艺大多采用化学蒸煮和氯漂白技术,存在以下缺陷:
[0003] 其一、原料利用率低,化学浆得浆率不到50%,浪费大量纤维质原料。
[0004] 其二、能耗高,需要高温蒸煮处理,国内制一吨浆耗煤0. 68吨。
[0005] 其三、耗水量大,以2010年为例,全国造纸业总产量9270万吨,耗水123. 39亿m3, 即每生产一吨纸耗水133. lm3。
[0006] 其四、污染严重,制浆所用化学品主要是似011、似25、(:12、(:10 2等,产生大量黑液、红 液等废水并严重污染空气。2010年造纸业排放废水39. 37亿m3占全国工业排放废水总量 的18. 58%,每生产一吨纸产生废水42. 47m3;废水中COD含量高达95. 2万吨占全国排放废 水中COD总量的26. 04%,相当于10. 27 kg C0D/1吨纸,同时废水处理成本高达到69. 99元 /I吨纸。
发明内容
[0007] 针对现行制浆工艺存在的技术问题,本发明旨在提出一种造纸用预浸剂和清洁低 碳制浆工艺,用过氧复合酸试剂(本发明所述的造纸用预浸剂)取代现行制浆所用化学品 NaOH、Na 2S、Cl2、(:102等,同时不用锅炉,取消化学蒸煮,在常温条件下制浆,从而实现了"低 碳、清洁、环保"制浆的目的。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
[0009] 本发明的技术方案之一:
[0010] 一种造纸用预浸剂,由以下质量百分含量的组分组成:
[0011] 质量浓度为80%-90%的甲酸 20%-30% 乙酸 25%-35% 浓硫酸 8%-12% 质量浓度为45%-55%的过氧化氢 30%-35% 4A分子筛 0. 5%-1.5%,且各组分的 用量之和等于100%。
[0012] 优选,由以下质量百分含量的组分组成:
[0013] 质量浓度为80%-90%的甲酸 25%-27% 乙酸 28%-30% 浓硫酸 9%-10% 质量浓度为45%-55%的过氧化氢 32%-34% 4A分子筛 0. 8%-1, 2%,且各组分的 用量之和等于100%。
[0014] 更优选由以下质量百分含量的组分组成:
[0015] 质量浓度为80%-90%的甲酸 26. 5% 乙酸 29.5%
[0016] 浓硫酸 9.5% 质量浓度为45%-55%的过氧化氢 33. 5% 4A分子筛 1%。
[0017] 所述乙酸优选为质量浓度大于99%的乙酸,所述浓硫酸优选为质量浓度大于98% 的硫酸。
[0018] 所述甲酸的质量浓度更优选为85%。所述过氧化氢的质量浓度更优选为50%。
[0019] 所述造纸用预浸剂的配制过程优选为:按照上述比例,首先将4A分子筛投入过氧 化氢中充分溶解,得混合液;其次将浓硫酸缓慢滴入所述混合液中得到过氧单硫酸;然后 将乙酸缓慢倒入过氧单硫酸中得过氧混合酸;最后将甲酸加入过氧混合酸中得预浸剂。
[0020] 本发明的技术方案之二:
[0021] 一种清洁低碳造纸制浆工艺,包括以下步骤:
[0022] (1)破碎:将原料破碎成15~30毫米长的破碎料;
[0023] (2)除尘:将破碎料中非纤维质泥沙粉尘除去,得到干净料;
[0024] (3)预浸:按料液质量比1 : (3~5)的比例,将所述干净料和权利要求1-7之一 所述预浸剂加入蒸球中,然后加入活化剂草酸进行预浸,草酸用量为预浸剂质量的〇. 5%~ 1. 〇%,预浸时间为10~20小时,得预浸料;
[0025] (4)磨浆:将所述预浸料用全无氯漂白技术漂白并磨成浆,得漂白纸浆,漂白纸浆 的白度为75%ISO以上;
[0026] (5)挤浆:用压滤机将所述漂白纸浆挤压,得含水率为60%_70%的挤压浆和余液;
[0027] (6)洗浆:将所述挤压浆送入带搅拌器的洗浆池中,将挤压浆稀释到1%~2%的质 量浓度,得洗净浆;
[0028] (7)除渣:将所述洗净浆中非纤维质的渣料去除,得干净浆;
[0029] (8)调浆:将所述干净浆用中和剂碳酸钠调节酸碱度使其pH为6~7,同时调节干 净浆的质量浓度为〇. 8%~1. 2%,得纸浆。
[0030] 步骤(1)所述原料优选为植物纤维类物料,例如竹废料、稻草、棉杆,麦杆等。
[0031] 优选步骤:步骤(5)所述余液中含有残留的预浸剂返回步骤(3)中供下一批原料 再次使用,在下一批原料预浸时补充前一批原料所消耗的预浸剂的量。
[0032] 进一步处理步骤:将步骤(8)所述纸浆进一步进行成型处理。
[0033] 下面对本发明做进一步的解释和说明
[0034] 本发明的技术方案是,将制浆过程分为五段:
[0035] 第一段,用过氧复合酸对原料进行软化和漂白预处理;
[0036] 第二段,采用机械磨浆成漂白纸浆;
[0037] 第三段,调节纸浆的品质;
[0038] 第四段,制浆试剂的循环利用;
[0039] 第五段,制浆废渣的综合利用。
[0040] 本发明的制浆工艺流程见图1。
[0041] 制浆配方(以下百分含量均为质量百分含量):
[0042] 预浸剂:甲酸、乙酸、硫酸、过氧化氢、4A分子筛
[0043] 活化剂:草酸
[0044] 中和剂:碳酸钠
[0045] 废渣处理:参照国家专利ZL2012 1 0331478. 3
[0046] 国家专利 ZL2012 1 0106232. 6
[0047] 预浸剂配方优选为,原料:甲酸(含量85%)、乙酸(含量99. 9%)、硫酸(含量98%)、过 氧化氢(含量50%)、4A分子筛
[0048] 比例优选为:甲酸26. 5%、乙酸29. 5%、硫酸9. 5%、过氧化氢33. 5%、4A分子筛1%。
[0049] 本发明需要的设备:
[0050] 鼓式再碎机 除尘器 ZCC-2 蒸球 ZJQ系列 高浓度磨浆机 YZJIL500 压滤机 RBYL-1000 除渣器 ZSC-1
[0051] 本发明的漂白方法可以是现有的任何漂白方法,优选用TCF (全无氯漂白)漂白技 术,从而彻底根除了有机氯对水资源的污染。TCF(totally chlorine-free)漂白即全无氯 漂白,是不用任何含氯漂剂,用H202、臭氧、过氧酸如过醋酸、过硫酸以及生物酶等含氧化学 物进行漂白纸衆的过程,又称含氧化学药品漂白(OCB,即Oxygen Chemical Bleaching)。
[0052] 与现有技术相比,本发明的优势是:
[0053] 1、本发明用过氧复合酸试剂(本发明所述的造纸用预浸剂)取代现行制浆所用化 学品NaOH、Na 2S、Cl2、(:102等,由于取消碱法或硫酸盐法制浆所用化学药品不产生黑液或红 液从而根除了制浆废液的污染。
[0054] 2、本发明用常温制衆,取消了蒸煮,从而减少了能耗和大气污染。
[0055] 3、本发明简化工艺流程,投资减少80%。
[0056] 4、本发明对纤维损伤少,得浆率大于70%,充分利用了资源。
附图说明
[0057] 图1是本发明的制浆工艺流程图。
具体实施方式
[0058] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
[0059] 实施例1
[0060] 预浸剂由以下质量百分含量的组分组成:
[0061] 质量浓度为85%的甲酸 20%-30% 质量浓度大于99%的乙酸 25%-35% 浓硫酸(质量浓度98%) 8%-12% 质量浓度为50%的过氧化氢 30%-35% 4A分子筛 0. 5%_1.5%,且各组分的 用量之和%十100%。
[0062] 可行的具体配方为:
[0063] 配方1 :甲酸27%,乙酸30%,浓硫酸12%,过氧化氢30%,4A分子筛1%。
[0064] 配方2 :甲酸26. 5%、乙酸29. 5%、硫酸9. 5%、过氧化氢33. 5%、4A分子筛1%。
[0065] 预浸剂配制过程:
[0066] 首先:将4A分子筛投入过氧化氢中充分溶解;
[0067] 其次:将硫酸缓慢滴入过氧化氢中得到过氧单硫酸(本发明简称为Px)同时采用 冷浴法;
[0068] 然后:将乙酸缓慢倒入过氧单硫酸中得过氧混合酸(本发明简称为Pax);
[0069] 最后:将甲酸缓慢倒入过氧混合酸中得过氧复合酸,即预浸剂(本发明简称为 Pjax)〇
[0070] 实施例2
[0071] 以竹废料为原料,本发明的制浆工艺流程见图1。
[0072] 制浆配方(以下百分含量均为质量百分含量):
[0073]预浸剂:实施例1所述预浸剂的配方1或配方2。
[0074] 活化剂:草酸
[0075] 中和剂:碳酸钠
[0076] 废渣处理:参照国家专利ZL2012 1 0331478. 3
[0077] 国家专利ZL2012 1 0106232. 6
[0078] 具体步骤为:
[0079] 破碎:用Bx326鼓式再碎机将竹废料破碎成15~30毫米长的破碎料。
[0080] 除尘:用ZCC-2除尘器将破碎料中非纤维质泥沙粉尘除去,得到干净料。
[0081] 预浸:按料液比1:3. 6 ;将3. 5吨干净料、12. 6吨预浸剂、63公斤草酸投入ZJQ1蒸 球(容积14m3冲。每1小时转动蒸球1次,每次转动5~8分钟。15小时后,干净料软化, 得预浸料。
[0082] 磨浆:用YZJH500高浓度磨浆机将预浸料同时漂白,磨成衆,得漂白纸衆,纸浆白 度可达75%ISO以上。
[0083] 挤浆:用RBYL-1000压滤机将漂白纸浆挤压,得含水率为60%-70%的挤压浆,挤出 的余液含有残留的预浸剂送入回药池中,供下一批原料再次使用。在下一批原料预浸时补 充前一批原料所消耗的预浸剂的量。
[0084] 洗浆:将挤压浆送入带搅拌器的洗浆池中,稀释到1~1. 2%的浓度,得洗净浆。
[0085] 除渣:将洗净浆送入ZSC-I除渣器中,除去浆中非纤维质的渣料,得干净浆,渣料 送入渣料池中。
[0086] 调浆,将干净浆送入带搅拌器的调浆池中,用中和剂碳酸钠调节酸碱度使其 PH6~7,同时调节浆的浓度为0. 8~1. 2%得纸浆。
[0087] 成型:参照国家专利ZL201020107765. 2。
[0088] 国家专利ZL201220231867. 4将良浆制作成漂白浆板。
[0089] 废渣处理:经除尘和除渣所收集的粉尘和废渣料集中处理,参照国家专利 ZL201210331478. 3将制浆废弃料制作成微量元素肥料或国家专ZL201210106232. 6将制浆 废弃料制作成建材。
[0090] 高位水箱:向成型机、调浆池和洗浆池供应清水。
[0091] 整个简化工艺流程,投资减少80%,本发明对纤维损伤少,得浆率大于70%,充分利 用了资源。整个过程为封闭式处理(见图1),无废水排放。

Claims (10)

1. 一种造纸用预浸剂,其特征是,由以下质量百分含量的组分组成: 质量浓度为80%-90%的甲酸 20%-30% 乙酸 25%-35% 浓硫酸 8%-12% 质量浓度为45%-55%的过氧化氢 30%-35% 4A分子筛 0. 5%-1. 5%,且各组分的 用量之和等于100%; 所述造纸用预浸剂配制过程为:按照所述比例,首先将4A分子筛投入过氧化氢中充分 溶解,得混合液;其次将浓硫酸缓慢滴入所述混合液中得到过氧单硫酸;然后将乙酸缓慢 倒入过氧单硫酸中得过氧混合酸;最后将甲酸加入过氧混合酸中得预浸剂。
2. 根据权利要求1所述造纸用预浸剂,其特征是,由以下质量百分含量的组分组成: 质量浓度为80%-90%的甲酸 25%_27% 乙酸 28%-30% 浓硫酸 9%-10% 质量浓度为45%-55%的过氧化氢 32%-34% 4A分子筛 0.8%-1.2%,且各组分的 用量之和等于100%。
3.根据权利要求1所述造纸用预浸剂,其特征是,由以下质量百分含量的组分组成: 质量浓度为80%-90%的甲酸 26. 5% 乙酸 29.5% 浓硫酸 9.5% 质量浓度为45%-55%的过氧化氢 33. 5% 4A分子筛 1%。
4.根据权利要求1-3之一所述造纸用预浸剂,其特征是,所述乙酸为质量浓度大于 99%的乙酸,所述浓硫酸为质量浓度大于98%的硫酸。
5.根据权利要求1-3之一所述造纸用预浸剂,其特征是,所述甲酸的质量浓度为85%; 所述过氧化氢的质量浓度为50%。
6. -种清洁低碳造纸制衆工艺,其特征是,包括以下步骤: (1) 破碎:将原料破碎成15~30毫米长的破碎料; (2) 除尘:将破碎料中非纤维质泥沙粉尘除去,得到干净料; (3) 预浸:按料液质量比1: (3~5)的比例,将所述干净料和权利要求1-5之一所 述预浸剂加入蒸球中,然后加入活化剂草酸进行预浸,草酸用量为预浸剂质量的0.5%~
1. 〇%,预浸时间为10~20小时,得预浸料; (4) 磨浆:将所述预浸料漂白并磨成浆,得漂白纸浆,漂白纸浆的白度为75%ISO以 上; (5) 挤浆:用压滤机将所述漂白纸浆挤压,得含水率为60% -70%的挤压浆和余液; (6) 洗浆:将所述挤压浆送入带搅拌器的洗浆池中,将挤压浆稀释到1%~2%的质量 浓度,得洗净衆; (7) 除渣:将所述洗净浆中非纤维质的渣料去除,得干净浆; (8) 调浆:将所述干净浆用中和剂碳酸钠调节酸碱度使其pH为6~7,同时调节干净浆 的质量浓度为0.8%~1.2%,得纸浆。
7. 根据权利要求6所述清洁低碳造纸制浆工艺,其特征是,步骤(1)所述原料为植物纤 维类物料。
8. 根据权利要求6所述清洁低碳造纸制浆工艺,其特征是,步骤(5)所述余液中含有残 留的预浸剂返回步骤(3)中供下一批原料再次使用,在下一批原料预浸时补充前一批原料 所消耗的预浸剂的量。
9. 根据权利要求6所述清洁低碳造纸制浆工艺,其特征是,将步骤(8)所述纸浆进一步 进行成型处理。
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