CN103790058B

CN103790058B - 一种造纸用预浸剂以及一种清洁低碳造纸制浆工艺

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Publication number: CN103790058B
Application number: CN201410056255.XA
Authority: CN
Inventors: 张帆; 于翔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: CN103790058A

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

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

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：

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。

其二、能耗高，需要高温蒸煮处理，国内制一吨浆耗煤0.68吨。

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133.1m³。

其四、污染严重，制浆所用化学品主要是NaOH、Na₂S、Cl₂、ClO₂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㎏COD/1吨纸，同时废水处理成本高达到69.99元/1吨纸。

发明内容

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、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。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明的技术方案之一：

一种造纸用预浸剂，由以下质量百分含量的组分组成：

优选，由以下质量百分含量的组分组成：

更优选由以下质量百分含量的组分组成：

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。

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%。

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。

本发明的技术方案之二：

一种清洁低碳造纸制浆工艺，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1-7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0.5%～1.0%，预浸时间为10～20小时，得预浸料；

（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；

（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，得洗净浆；

（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。

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，麦秆等。

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。

进一步处理步骤：将步骤（8）所述纸浆进一步进行成型处理。

下面对本发明做进一步的解释和说明

本发明的技术方案是，将制浆过程分为五段：

第一段，用过氧复合酸对原料进行软化和漂白预处理；

第二段，采用机械磨浆成漂白纸浆；

第三段，调节纸浆的品质；

第四段，制浆试剂的循环利用；

第五段，制浆废渣的综合利用。

本发明的制浆工艺流程见图1。

制浆配方（以下百分含量均为质量百分含量）：

预浸剂：甲酸、乙酸、硫酸、过氧化氢、4A分子筛

活化剂：草酸

中和剂：碳酸钠

废渣处理：参照国家专利ZL2012 1 0331478.3

国家专利ZL2012 1 0106232.6

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

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%。

本发明需要的设备：

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H2O2、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浆的过程，又称含氧化学药品漂白(OCB,即OxygenChemical Bleaching)。

与现有技术相比，本发明的优势是：

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、Na₂S、Cl₂、ClO₂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。

2、本发明用常温制浆，取消了蒸煮，从而减少了能耗和大气污染。

3、本发明简化工艺流程，投资减少80%。

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

图1是本发明的制浆工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

预浸剂由以下质量百分含量的组分组成：

可行的具体配方为：

配方1：甲酸27%，乙酸30%，浓硫酸12%，过氧化氢30%，4A分子筛1%。

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%。

预浸剂配制过程：

首先：将4A分子筛投入过氧化氢中充分溶解；

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；

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）；

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）。

实施例2

以竹废料为原料，本发明的制浆工艺流程见图1。

制浆配方（以下百分含量均为质量百分含量）：

预浸剂：实施例1所述预浸剂的配方1或配方2。

活化剂：草酸

中和剂：碳酸钠

废渣处理：参照国家专利ZL2012 1 0331478.3

国家专利ZL2012 1 0106232.6

具体步骤为：

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。

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。

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）中。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。

磨浆：用YZJH500高浓度磨浆机将预浸料同时漂白，磨成浆，得漂白纸浆，纸浆白度可达75%ISO以上。

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。

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。

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。

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。

成型：参照国家专利ZL201020107765.2。

国家专利ZL201220231867.4将良浆制作成漂白浆板。

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。

高位水箱：向成型机、调浆池和洗浆池供应清水。

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

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：

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：

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：

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％。

6.一种清洁低碳造纸制浆工艺，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％～1.0％，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，得洗净浆；

(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。