CN108316029A - 一种秸秆高效利用方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及秸秆回收利用技术领域，尤其涉及一种秸秆高效利用方法及系统；所述系统包括锤式破碎机，用于对农作物秸秆进行破碎处理，形成备料草片；置换蒸煮锅，用于对备料草片进行蒸煮置换处理，形成草浆；机械疏解装置，用于对草浆进行机械挤浆和机械疏解，形成一次纸浆和一次黑液；氧脱木素塔，用于对一次纸浆进行脱木素处理，形成二次纸浆；本色浆制造设备，用于对二次纸浆进行加工处理，形成本色浆和二次黑液。本发明所公开的秸秆高效利用系统及方法，采用锤式破碎机备料技术，提高备料草片合格率，减少蒸煮用药量和蒸汽消耗；采用草浆置换蒸煮技术和机械疏解‑氧脱木素技术，提高浆得率，减少清水用量。

Description

一种秸秆高效利用方法及系统
技术领域
本发明涉及秸秆回收利用技术领域，尤其涉及一种秸秆高效利用方法及系统。
背景技术
中国是小麦、水稻等禾草类作物的种植大国，每到收获季节，产生大量秸秆，秸秆的处理、处置也成为人们日常生活中所关注的主要问题，由于无法处理、处置这大量的秸秆，人们只得将大量的秸秆焚烧，或将秸秆入河，以减少大量的秸秆堆压。
秸秆焚烧、秸秆入河所带来的危害是巨大的。它直接影响我们的生存环境，危害我们的身体健康。随着秸秆的焚烧，大量的烟雾进入大气环境中，造成空气能见度下降，严重影响交通运输，造成许多恶性交通事故。随着秸秆的焚烧，大量的浓烟进入大气环境，使得空气中的氮氧化物和二氧化硫浓度值大大提高。由于空气严重污染，人体运动耐受力降低，咳嗽眼睛疼，老人不适宜户外运动，婴幼儿、成年人哮喘病率也比以前明显增多，部分人出现眼睛红肿、头昏目眩等症状。随着秸秆的入河，大量的有机物溶解进入水体，使得水体中有机物含量高，色度变深。由于消耗大量的有机物，水中的溶解氧降低，直接影响水生生物生存的环境，造成大面积的水生生物死亡。造成秸秆焚烧、秸秆入河的主要原因主要有以下几个方面：(1) 现有的综合利用技术经济效益不显著，对农民缺乏吸引力；(2) 成熟的综合利用技术投资回收周期长，对社会资金吸引力不强，形不成规模。目前，秸秆的综合利用方法主要为：(1) 利用秸秆还田；(2) 利用秸秆中的纤维进行编织，形成草帘等新的农产品等等。但上述方法都需要占用过多的人力物力，处理秸秆量有限，经济效益也不是很显著。
在制浆造纸行业，利用禾草类原料进行制浆在我国是较为常见的一种制浆方法。禾草类植物制浆原料主要包括稻草、麦草、甘蔗渣、龙须草、芦苇、竹、麦秆、棉秆、高粱秆等，其常用的制浆工艺可以参考《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》以及中国造纸学会碱法草浆专业委员会编写的《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》。目前，多数制浆造纸企业都面临着造纸原料紧缺、能源紧张、环境污染、纸浆特别是草浆质量不高的问题。随着我国加入世界贸易组织，造纸工业面临的形势更加严峻，企业之间的竞争也日趋激烈。如何降低生产成本，降低污染，提高产品质量来满足以纸为原料的下游产业，如印刷、新闻出版、包装、卷烟等行业，是造纸工作者需要考虑的问题。基于上述因素，使得人们不得不进一步研究如何降低造纸的成本。
因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的秸秆高效利用方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种秸秆高效利用方法及系统，针对秸秆纤维及其制浆造纸、制肥特点，以实现精细化备料、木素高效脱除、降低黑液粘度及提高黑液提取率为目标，达到节能减排，形成适于秸秆的独特制浆技术体系。
本发明提供了下述方案：
一种秸秆高效利用方法，包括以下步骤：
对农作物秸秆进行锤式破碎处理，保留纤维的完整性，形成备料草片；
对备料草片进行蒸煮置换处理，使粗纤维得到充分溶解，形成草浆；
对草浆进行机械挤浆和机械疏解，节省系统的用水量，形成一次纸浆和一次黑液；
对一次纸浆进行脱木素处理，提高系统的出浆率，形成二次纸浆；
对二次纸浆进行加工处理，得到造纸原料，形成本色浆和二次黑液；
对一次黑液和二次黑液进行加工处理，形成有机肥。
优选地，所述机械疏解装置包括机械挤浆机和机械疏解机，还包括以下步骤：
利用机械挤浆机对草浆进行机械挤浆处理，形成预处理纸浆和一次黑液；
利用机械疏解机对预处理纸浆进行疏解处理，形成一次纸浆。
优选地，所述本色浆制造设备包括压力筛、除砂器和浓缩机，还包括以下步骤：
利用压力筛对二次纸浆进行筛选处理；
利用除砂器对筛选处理后的二次纸浆进行除砂处理；
利用浓缩机对除砂处理后的二次纸浆进行浓缩处理，形成本色浆。
优选地，所述有机肥制造设备包括：蒸发塔和喷浆滚筒造粒机，还包括以下步骤：
蒸发塔，用于对一次黑液和二次黑液进行蒸发浓缩处理，形成黑浆；
喷浆滚筒造粒机，用于对黑浆进行喷射造粒处理，形成有机肥。
进一步地，本发明还提供了一种实现所述秸秆高效利用方法的系统，包括：
锤式破碎机，用于对农作物秸秆进行破碎处理，形成备料草片；
置换蒸煮锅，用于对备料草片进行蒸煮置换处理，形成草浆；
机械疏解装置，用于对草浆进行机械挤浆和机械疏解，形成一次纸浆和一次黑液；
氧脱木素塔，用于对一次纸浆进行脱木素处理，形成二次纸浆；
本色浆制造设备，用于对二次纸浆进行加工处理，形成本色浆和二次黑液；
有机肥制造设备，用于对一次黑液和二次黑液进行加工处理，形成有机肥。
优选地，所述机械疏解装置包括：
机械挤浆机，用于对草浆进行机械挤浆处理，形成预处理纸浆和一次黑液；
机械疏解机，用于对预处理纸浆进行疏解处理，形成一次纸浆。
优选地，所述本色浆制造设备包括：
压力筛，用于对二次纸浆进行筛选处理；
除砂器，用于对筛选处理后的二次纸浆进行除砂处理；
浓缩机，用于对除砂处理后的二次纸浆进行浓缩处理，形成本色浆。
优选地，所述有机肥制造设备包括：
蒸发塔，用于对一次黑液和二次黑液进行蒸发浓缩处理，形成黑浆；
喷浆滚筒造粒机，用于对黑浆进行喷射造粒处理，形成有机肥。
优选地，所述的秸秆高效利用系统还包括：
本色浆灌装设备，用于将生产出的本色浆进行灌装；
黑液收集设备，用于对一次黑液和二次黑液进行收集，并输送给蒸发塔。
优选地，所述锤式破碎机通过传送带与所述置换蒸煮锅连接，所述置换蒸煮锅、所述机械挤浆机、所述机械疏解机、所述氧脱木素塔、所述压力筛、所述除砂器、所述浓缩机和所述本色浆灌装设备通过管路依次连接；所述黑液收集设备与所述机械挤浆机和所述除砂器分别通过管路连接；所述黑液收集设备、所述蒸发塔和所述喷射滚筒造粒机通过管路依次连接。
本发明产生的有益效果：
本发明所公开的秸秆高效利用方法及系统，采用锤式破碎机备料技术，提高备料草片合格率，减少蒸煮用药量和蒸汽消耗；采用草浆置换蒸煮技术和机械疏解-氧脱木素技术，提高浆得率，减少清水用量；采用制浆黑液生产木素有机肥技术，通过喷浆造粒制成富含黄腐酸、钾、硫和微量元素的绿色有机肥，实现了节能与资源综合利用；针对秸秆纤维及其制浆造纸、制肥特点，以实现精细化备料、木素高效脱除、降低黑液粘度及提高黑液提取率为目标，达到节能减排，形成适于秸秆的独特制浆技术体系。
附图说明
图1为本发明的秸秆高效利用系统的结构框图；
图2为本发明的秸秆高效利用方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1所示，一种秸秆高效利用系统，包括：
锤式破碎机，用于对农作物秸秆进行破碎处理，形成备料草片；
置换蒸煮锅，用于对备料草片进行蒸煮置换处理，形成草浆；
机械疏解装置，用于对草浆进行机械挤浆和机械疏解，形成一次纸浆和一次黑液；
氧脱木素塔，用于对一次纸浆进行脱木素处理，形成二次纸浆；
本色浆制造设备，用于对二次纸浆进行加工处理，形成本色浆和二次黑液；
有机肥制造设备，用于对一次黑液和二次黑液进行加工处理，形成有机肥。
本实施例中所述秸秆高效利用系统所述机械疏解装置包括：机械挤浆机，用于对草浆进行机械挤浆处理，形成预处理纸浆和一次黑液；机械疏解机，用于对预处理纸浆进行疏解处理，形成一次纸浆。所述本色浆制造设备包括：压力筛，用于对二次纸浆进行筛选处理；除砂器，用于对筛选处理后的二次纸浆进行除砂处理；浓缩机，用于对除砂处理后的二次纸浆进行浓缩处理，形成本色浆。所述有机肥制造设备包括：蒸发塔，用于对一次黑液和二次黑液进行蒸发浓缩处理，形成黑浆；喷浆滚筒造粒机，用于对黑浆进行喷射造粒处理，形成有机肥。所述的秸秆高效利用系统还包括：本色浆灌装设备，用于将生产出的本色浆进行灌装；黑液收集设备，用于对一次黑液和二次黑液进行收集，并输送给蒸发塔。
本实施例中秸秆高效利用系统，所述锤式破碎机通过传送带与所述置换蒸煮锅连接，所述置换蒸煮锅、所述机械挤浆机、所述机械疏解机、所述氧脱木素塔、所述压力筛、所述除砂器、所述浓缩机和所述本色浆灌装设备通过管路依次连接；所述黑液收集设备与所述机械挤浆机和所述除砂器分别通过管路连接；所述黑液收集设备、所述蒸发塔和所述喷射滚筒造粒机通过管路依次连接。
本发明所公开的秸秆高效利用系统，采用锤式破碎机备料技术，提高备料草片合格率，减少蒸煮用药量和蒸汽消耗；采用草浆置换蒸煮技术和机械疏解-氧脱木素技术，提高浆得率，减少清水用量；采用制浆黑液生产木素有机肥技术，通过喷浆造粒制成富含黄腐酸、钾、硫和微量元素的绿色有机肥，实现了节能与资源综合利用；针对秸秆纤维及其制浆造纸、制肥特点，以实现精细化备料、木素高效脱除、降低黑液粘度及提高黑液提取率为目标，达到节能减排，形成适于秸秆的独特制浆技术体系。
本实施例中所述可吸收有机卤化物不包括氟化物，只指氯化物、溴化物和碘化物。广泛用于纺织的有机卤化物是人工合成的产物，例如一些阻燃剂、杀虫剂、防毒剂、干洗剂、漂白剂、羊毛脱脂剂等。这些有机卤化物除了具有优异的使用性能，同时也是对环境危害较大的物质。水中的卤化物具有致癌和致突变性，一般不存在于天然水体，是人为污染的标志。美国环保局提出的129种优先污染物种，有机卤化物约占60%，以AOX表征的有机卤化物已经成为一项国际性水质指标。我国在造纸工业污染物排放标准中，AOX已经是考核指标之一，标准中规定了木浆中的AOX值为12 mg/L，非木浆和一般机制纸、纸板的AOX值为9 mg/L。
实施例二，本实施例是在实施例一的基础上改进的，实施例一中所描述的内容也是本实施例所具有的，此处不再具体赘述。
参见图2所示，一种秸秆高效利用方法，包括以下步骤：对农作物秸秆进行锤式破碎处理，保留纤维的完整性，形成备料草片；对备料草片进行蒸煮置换处理，使粗纤维得到充分溶解，形成草浆；对草浆进行机械挤浆和机械疏解，节省系统的用水量，形成一次纸浆和一次黑液；对一次纸浆进行脱木素处理，提高系统的出浆率，形成二次纸浆；对二次纸浆进行加工处理，得到造纸原料，形成本色浆和二次黑液；对一次黑液和二次黑液进行加工处理，形成有机肥。所述机械疏解装置包括机械挤浆机和机械疏解机，还包括以下步骤：利用机械挤浆机对草浆进行机械挤浆处理，形成预处理纸浆和一次黑液；利用机械疏解机对预处理纸浆进行疏解处理，形成一次纸浆。所述本色浆制造设备包括压力筛、除砂器和浓缩机，还包括以下步骤：利用压力筛对二次纸浆进行筛选处理；
利用除砂器对筛选处理后的二次纸浆进行除砂处理；利用浓缩机对除砂处理后的二次纸浆进行浓缩处理，形成本色浆。所述有机肥制造设备包括：蒸发塔和喷浆滚筒造粒机，还包括以下步骤：蒸发塔，用于对一次黑液和二次黑液进行蒸发浓缩处理，形成黑浆；喷浆滚筒造粒机，用于对黑浆进行喷射造粒处理，形成有机肥。
本发明所公开的秸秆高效利用方法，采用锤式破碎机备料技术，提高备料草片合格率，减少蒸煮用药量和蒸汽消耗；采用草浆置换蒸煮技术和机械疏解-氧脱木素技术，提高浆得率，减少清水用量；采用制浆黑液生产木素有机肥技术，通过喷浆造粒制成富含黄腐酸、钾、硫和微量元素的绿色有机肥，实现了节能与资源综合利用；针对秸秆纤维及其制浆造纸、制肥特点，以实现精细化备料、木素高效脱除、降低黑液粘度及提高黑液提取率为目标，达到节能减排，形成适于秸秆的独特制浆技术体系。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种秸秆高效利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
对农作物秸秆进行锤式破碎处理，保留纤维的完整性，形成备料草片；
对备料草片进行蒸煮置换处理，使粗纤维得到充分溶解，形成草浆；
对草浆进行机械挤浆和机械疏解，节省系统的用水量，形成一次纸浆和一次黑液；
对一次纸浆进行脱木素处理，提高系统的出浆率，形成二次纸浆；
对二次纸浆进行加工处理，得到造纸原料，形成本色浆和二次黑液；
对一次黑液和二次黑液进行加工处理，形成有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆高效利用方法，其特征在于：
所述机械疏解装置包括机械挤浆机和机械疏解机，还包括以下步骤：
利用机械挤浆机对草浆进行机械挤浆处理，形成预处理纸浆和一次黑液；
利用机械疏解机对预处理纸浆进行疏解处理，形成一次纸浆。
3.根据权利要求2所述的一种秸秆高效利用方法，其特征在于：所述本色浆制造设备包括压力筛、除砂器和浓缩机，还包括以下步骤：
利用压力筛对二次纸浆进行筛选处理；
利用除砂器对筛选处理后的二次纸浆进行除砂处理；
利用浓缩机对除砂处理后的二次纸浆进行浓缩处理，形成本色浆。
4.根据权利要求3所述的一种秸秆高效利用方法，其特征在于：所述有机肥制造设备包括：蒸发塔和喷浆滚筒造粒机，还包括以下步骤：
蒸发塔，用于对一次黑液和二次黑液进行蒸发浓缩处理，形成黑浆；
喷浆滚筒造粒机，用于对黑浆进行喷射造粒处理，形成有机肥。
5.一种实现权利要求1-9中任一所述一种秸秆高效利用方法的系统，其特征在于：包括：
锤式破碎机，用于对农作物秸秆进行破碎处理，形成备料草片；
置换蒸煮锅，用于对备料草片进行蒸煮置换处理，形成草浆；
机械疏解装置，用于对草浆进行机械挤浆和机械疏解，形成一次纸浆和一次黑液；
氧脱木素塔，用于对一次纸浆进行脱木素处理，形成二次纸浆；
本色浆制造设备，用于对二次纸浆进行加工处理，形成本色浆和二次黑液；
有机肥制造设备，用于对一次黑液和二次黑液进行加工处理，形成有机肥。
6.根据权利要求5所述的一种秸秆高效利用系统，其特征在于：所述机械疏解装置包括：
机械挤浆机，用于对草浆进行机械挤浆处理，形成预处理纸浆和一次黑液；
机械疏解机，用于对预处理纸浆进行疏解处理，形成一次纸浆。
7.根据权利要求6所述的一种秸秆高效利用系统，其特征在于：所述本色浆制造设备包括：
压力筛，用于对二次纸浆进行筛选处理；
除砂器，用于对筛选处理后的二次纸浆进行除砂处理；
浓缩机，用于对除砂处理后的二次纸浆进行浓缩处理，形成本色浆。
8.根据权利要求7所述的一种秸秆高效利用系统，其特征在于：所述有机肥制造设备包括：
蒸发塔，用于对一次黑液和二次黑液进行蒸发浓缩处理，形成黑浆；
喷浆滚筒造粒机，用于对黑浆进行喷射造粒处理，形成有机肥。
9.根据权利要求8所述的一种秸秆高效利用系统，其特征在于：还包括：
本色浆灌装设备，用于将生产出的本色浆进行灌装；
黑液收集设备，用于对一次黑液和二次黑液进行收集，并输送给蒸发塔。
10.根据权利要求9所述的一种秸秆高效利用系统，其特征在于：所述锤式破碎机通过传送带与所述置换蒸煮锅连接，所述置换蒸煮锅、所述机械挤浆机、所述机械疏解机、所述氧脱木素塔、所述压力筛、所述除砂器、所述浓缩机和所述本色浆灌装设备通过管路依次连接；所述黑液收集设备与所述机械挤浆机和所述除砂器分别通过管路连接；所述黑液收集设备、所述蒸发塔和所述喷射滚筒造粒机通过管路依次连接。
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