CN104790240A - 一种低碳环保清洁造纸工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低碳环保清洁造纸工艺，属造纸技术领域。其工艺流程由破碎、除尘、预浸、粗磨、脱水、精磨、除渣、浓缩、漂白、调浆、成型等工序组合而成。该工艺在常温下采用特种预浸剂对造纸原料进行软化处理，利用化学原理提高得浆率，减少残渣和温室气体的排放。制浆工艺全过程无需锅炉产生蒸汽对原料进行预处理，减少空气污染，生产用水能封闭循环利用，实现生产用水零排放。本发明是在传统造纸工艺的基础上进行的改进，工艺简单，投资小，年产万吨纸的企业投资为3000万元左右，减少70%的投资，使用无毒化学药品，不产生化学污染。用玉米秸秆、稻草、小麦秸秆、棉杆等非木材类秸秆为基本原料，应用范围广。

Description

一种低碳环保清洁造纸工艺
技术领域
本发明涉及一种造纸工艺，特别涉及一种低碳环保清洁造纸工艺,属造纸技术领域。
背景技术
现有的造纸工艺一般分为两个步骤：首先将植物秸杆原料制成纸浆，然后再将纸浆制作成纸、纸板和纸制品。
目前造纸制浆工艺可分为化学蒸煮制浆、机械制浆和化学机械制浆三种方式。其中化学蒸煮制浆工艺占70%以上，机械制浆工艺占比例很小，其余为化学机械制浆工艺，但这些造纸制浆工艺都存在不同的缺点。
一、化学蒸煮制浆工艺存在如下缺点：
1、原料利用率低，得浆率不足50%，残渣多。
2、需要采用锅炉，消耗大量燃煤，每吨纸需耗煤0.68吨。全国每年造纸耗煤约为6970万吨，产生大量温室气体。每年仅造纸排放废气就有17093.9亿M3，以中国国土面积960万平方公里计算，每年将在我国地表产生17.8cm高度的废气层。
3、耗水量大，每吨浆板耗水约100多吨 ,全国每年造纸耗水约1287691.7万吨。
4、污染严重，造纸业每年产生的废水为382264.6万吨以上，占全国工业废水排放总量212.9亿吨之中的18%；其中含化学需氧量（CODcr）741672.3吨，占全国工业排放废水化学需氧量（CODcr）总量322吨之中的的23%；另含氨氮25052.7吨，占全国工业排放废水氨氮总量26.2万吨之中的9.5%。每年排放废气17093.9亿M3,占全国工业废气排放总量674509.3亿M3之中的2.534%；其中，含二氧化硫54.3万吨，占全国工业排放废气二氧化硫总量2017.2万吨之中的2.69%；另含氮氧化物22.1万吨，占全国工业排放废气氮氧化物总量1729.7万吨之中的1.28%。另外，烟尘排放有20.7万吨。每年排放废渣2482万吨,占全国工业废渣排放总量32.3亿吨之中的0.768%。
5、投资大，年产万吨纸的企业投资近亿元，其中三分之一用于造纸废水处理。每年全国造纸工业污染物处理设施运行费用达到近百亿元。
二、机械浆和化学机械浆工艺存在如下缺点
1、电能消耗大，每吨浆耗电至少1470度以上。
2、纸品质量不如化学浆。
3、仍需采用锅炉产生蒸汽对原料进行预处理。
综上所述，目前全世界造纸技术都存在物耗、水耗、能耗高，并且污染严重，急需要对造纸制浆工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的在于，为了解决造纸制浆工艺的上述这些问题，提供一种在常温下采用特种预浸剂对造纸原料进行软化处理，利用化学原理提高得浆率，减少残渣和温室气体排放；制浆工艺全过程无需锅炉产生蒸汽对原料进行预处理，减少空气污染，生产用水能封闭循环利用，实现生产用水零排放的低碳环保清洁造纸工艺。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
第1步、破碎：用破碎机将非木材植物类秸杆破碎成15～30毫米长的原料；
第2步、除尘：用除尘机将破碎料中非纤维质的泥砂粉尘除去，得干净料，除去的泥砂粉尘，送入渣料池中备用；
第3步、预浸：按料液质量比1:4～5的比例将干净料和预浸剂同时投入Prex预浸器中进行充分混合均匀，然后再经双螺杆挤压机进行挤压分丝，得预浸料；
第4步、粗磨：用高浓度磨浆机将预浸料磨成浆，得粗浆。
第5步、脱水：用离心式脱水机将粗浆中的药液脱出，得脱水浆，脱出的药液送入回药液池中；
第6步、精磨：用双盘磨浆机将压榨浆进行磨浆，得精磨浆；
第7步、除渣：用除渣器除去精磨浆中未成浆的渣料，得干净浆，除去的渣料送入渣料池中备用；
第8步、浓缩：用离心式脱水机将干净浆中的水脱出，得浓缩浆，脱出的水送入回水池中；
第9步、漂白：在漂白塔中加入漂白剂，对浓缩浆进行漂白，得漂白浆；
第10步、调浆：在调浆池中用中和剂Pax调节浆的酸碱度，使PH=7，同时调节纸浆浓度为0.8～1.2，得调节浆；
第11步、成型：用成型机将调节浆制作成浆板或纸制品，所抽出的水回送到高位水箱。
所述的预浸剂由以下质量百分比的原料组成：
螯合剂                   0.45～0.5%，
渗透剂                   0.55～1.5%，
溶剂                     98～99%。
所述的螯合剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99%的柠檬酸         45～55%，
质量浓度为99%的亚硫酸氢钠     45～55%。
所述的渗透剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99%的氯化钠          64～65%，
JFC-2                           35～36%。
所述的溶剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为80～90%的甲酸        23～25%，
质量浓度为95～99.5%的乙酸      70～72%，
质量浓度为95～98%的硫酸        0.15～0.25%，
质量浓度为27～28%的过氧化氢    4.5～5%，
4A分子筛                       0.05～0.1%。
所述的漂白剂由以下质量百分比的原料组成：
NaOH                   2～3%，
H2O2                    3～4%，
MgSO4                  0.4～1%，
Na2SiO3                 2～3%，
H2O                    89%～92%。
所述的中和剂Pax由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99.5%的乙酸        26.4%,
质量浓度为98%的H2SO4          43.8%
质量浓度为50%的过氧化氢       29.75%，
4A分子筛                      0.05%。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该本发明是在传统造纸工艺的基础上进行了改进，通过在造纸过程中本发明不采用锅炉，对空气不产生污染；生产用水系统封闭循环使用，不排废水；工艺简单，年产万吨纸的企业投资为3000万元左右，减少70%投资，使用无毒化学药品，不产生化学污染。用玉米秸杆、稻草、小麦秸杆、棉杆等非木材类秸杆为基本原料，应用范围广。
附图说明
图1 为一种低碳环保清洁造纸工艺的工艺流程图。
具体实施方式
一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
第1步、破碎：用破碎机将非木材植物类秸杆破碎成15～30毫米长的原料；
第2步、除尘：用除尘机将破碎料中非纤维质的泥砂粉尘除去，得干净料，除去的泥砂粉尘，送入渣料池中备用；
第3步、预浸：按料液质量比1:4～5的比例将干净料和预浸剂同时投入Prex预浸器中进行充分混合均匀，然后再经双螺杆挤压机进行挤压分丝，得预浸料；
第4步、粗磨：用高浓度磨浆机将预浸料磨成浆，得粗浆。
第5步、脱水：用离心式脱水机将粗浆中的药液脱出，得脱水浆，脱出的药液送入回药液池中；
第6步、精磨：用双盘磨浆机将压榨浆进行磨浆，得精磨浆；
第7步、除渣：用除渣器除去精磨浆中未成浆的渣料，得干净浆，除去的渣料送入渣料池中备用；
第8步、浓缩：用离心式脱水机将干净浆中的水脱出，得浓缩浆，脱出的水送入回水池中；
第9步、漂白：在漂白塔中加入漂白剂，对浓缩浆进行漂白，得漂白浆；
第10步、调浆：在调浆池中用中和剂Pax调节浆的酸碱度，使PH=7，同时调节纸浆浓度为0.8～1.2，得调节浆；
第11步、成型：用成型机将调节浆制作成浆板或纸制品，所抽出的水回送到高位水箱。
第3步中所述的预浸剂由以下质量百分比的原料组成：
螯合剂                   0.45～0.5%，
渗透剂                   0.55～1.5%，
溶剂                     98～99%。
所述的螯合剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99%的柠檬酸         45～55%，
质量浓度为99%的亚硫酸氢钠     45～55%。
所述的渗透剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99%的氯化钠          64～65%，
JFC-2                           35～36%。
所述的溶剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为80～90%的甲酸        23～25%，
质量浓度为95～99.5%的乙酸      70～72%，
质量浓度为95～98%的硫酸        0.15～0.25%，
质量浓度为27～28%的过氧化氢    4.5～5%，
4A分子筛                       0.05～0.1%。
第9步中所述的漂白剂由以下质量百分比的原料组成：
NaOH                   2～3%，
H2O2                    3～4%，
MgSO4                  0.4～1%，
Na2SiO3                 2～3%，
H2O                    89%～92%。
第10步中所述的中和剂Pax由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99.5%的乙酸        26.4%,
质量浓度为98%的H2SO4          43.8%
质量浓度为50%的过氧化氢       29.75%，
4A分子筛                      0.05%。
实施例：
将棉杆、稻草、麦草、玉米杆等各种植物秸杆原料用BX326鼓式再碎机破碎成15～30mm长的原料，得破碎料。再用皮带输送机将破碎料送入ZCC4除尘机中除去泥砂粉尘，得到干净料，除去的泥砂粉尘送入渣料池中备用。把干净料用Prex预浸器和双螺杆挤压机进行预浸处理，按料液比1:5，即1份干净料配5份预浸剂的质量比，将干净料和预浸剂同时投入Prex预浸器中进行充分混合均匀，然后再送入双螺杆挤压机中进行挤压分丝，时间为1.5～2.0小时，得预浸料。得到的预浸料再用螺旋输送机送入ZDPH-600高浓度磨浆机中进行磨浆，得到粗浆。用螺旋输送机将粗浆送入TL-100离心式脱水机中进行离心脱水，脱出粗浆中所含药液，得到脱水浆，脱出的药液送入回药液池中供下一批次预浸料使用。用螺旋输送机将脱水浆送入ZQPM-450双盘磨浆机中进行磨浆，得到精磨浆。得的精磨浆用浆泵送入ZSC-Ⅲ除渣器中进行除渣，得到干净浆，除去的渣料送入渣料池中备用。除渣后的干净浆经TL-100离心式脱水机进行浓缩，得到浓缩浆，脱出的水送入回水池中。用皮带输送机将浓缩浆送入ZGPT-20高浓漂白塔中进行漂白，漂白剂与浓缩浆按1:1的质量比放入。然后在调浆池中将漂白浆用中和剂Pax调节纸浆酸碱度为PH=7，同时调节纸浆浓度为 0.8～1.2% 得调节浆，在用浆泵将调节浆送入成型机中制作成浆板或纸制品。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (7)

1.一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
第1步、破碎：用破碎机将非木材植物类秸杆破碎成15～30毫米长的原料；
第2步、除尘：用除尘机将破碎料中非纤维质的泥砂粉尘除去，得干净料，除去的泥砂粉尘，送入渣料池中备用；
第3步、预浸：按料液质量比1:4～5的比例将干净料和预浸剂同时投入Prex预浸器中进行充分混合均匀，然后再经双螺杆挤压机进行挤压分丝，得预浸料；
第4步、粗磨：用高浓度磨浆机将预浸料磨成浆，得粗浆；
第5步、脱水：用离心式脱水机将粗浆中的药液脱出，得脱水浆，脱出的药液送入回药液池中；
第6步、精磨：用双盘磨浆机将压榨浆进行磨浆，得精磨浆；
第7步、除渣：用除渣器除去精磨浆中未成浆的渣料，得干净浆，除去的渣料送入渣料池中备用；
第8步、浓缩：用离心式脱水机将干净浆中的水脱出，得浓缩浆，脱出的水送入回水池中；
第9步、漂白：在漂白塔中加入漂白剂，对浓缩浆进行漂白，得漂白浆；
第10步、调浆：在调浆池中用中和剂Pax调节浆的酸碱度，使PH=7，同时调节纸浆浓度为0.8～1.2，得调节浆；
第11步、成型：用成型机将调节浆制作成浆板或纸制品，所抽出的水回送到高位水箱。
2.根据权利要求1所述的一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：所述的预浸剂由以下质量百分比的原料组成：
螯合剂                   0.45～0.5%，
渗透剂                   0.55～1.5%，
溶剂                     98～99%。
3.根据权利要求1所述的一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：所述的漂白剂由以下质量百分比的原料组成：
NaOH                   2～3%，
H2O2                    3～4%，
MgSO4                  0.4～1%，
Na2SiO3                 2～3%，
H2O                    89%～92%。
4.根据权利要求1所述的一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：所述的中和剂Pax由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99.5%的乙酸        26.4%,
质量浓度为98%的H2SO4          43.8%
质量浓度为50%的过氧化氢       29.75%，
4A分子筛                      0.05%。
5.根据权利要求1或2所述的一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：所述的螯合剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99%的柠檬酸         45～55%，
质量浓度为99%的亚硫酸氢钠     45～55%。
6.根据权利要求1或2所述的一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：所述的渗透剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为99%的氯化钠          64～65%，
JFC-2                           35～36%。
7.根据权利要求1或2所述的一种低碳环保清洁造纸工艺，其特征在于：所述的溶剂由以下质量百分比的原料组成：
质量浓度为80～90%的甲酸        23～25%，
质量浓度为95～99.5%的乙酸      70～72%，
质量浓度为95～98%的硫酸        0.15～0.25%，
质量浓度为27～28%的过氧化氢    4.5～5%，
4A分子筛                       0.05～0.1%。
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