CN109629290A - 一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺 - Google Patents

一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，涉及粘胶短纤维生产领域，要解决的是污水较多、碱消耗较大和成品甲纤较低的问题。本工艺具体步骤如下：第一步，制冷；第二步，配液；第三步，除尘；第四步，混合；第五步，解离；第六步，挤浆粉碎；第七步，冷混；第八步，热蒸；第九步，消潜；第十步，压榨；第十一步，送料；第十二步，将第十步的碱液一部分返回消潜池，一部分送往碱回收装置进行碱回收。本发明流程短，不存在除砂和抄造过程，消耗少，污水排放少，采用的设备易于制造；本发明且产出的改性纸浆甲纤含量高，反应性能好，质量稳定，易于被下游使用，解决了一些特定造纸用木浆不能直接作为粘胶短纤维生产原料的问题。

Description

一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺
技术领域
本发明涉及粘胶短纤维生产领域，具体是一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺。
背景技术
当前粘胶短纤维生产所使用的原料浆粕均为溶解浆粕，其浆粕中甲纤的纯度较高，聚合度较为均匀，反应性能好。而近些年对溶解浆的需求有所增加，使得溶解浆供不应求，造成溶解浆价格居高不下。而造纸木浆产量较多，如能找到合适的方法使造纸木浆改性为溶解浆，能较好缓解供求关系，稳定市场。
已有的部分以造纸木浆生产溶解浆粕的生产工艺多含蒸煮工序，消耗大且产生黑液，不易处理；或没有蒸煮工序，所产出的溶解木浆仅堪使用，在甲纤含量，反应性能等重要指标上远逊于溶解浆粕。其工艺流程需要的物料消耗，水耗等也都较大，且生产流程较长。随着国家环保战略的实施，旧有的造纸木浆生产溶解浆粕工艺亟需减少污染和消耗。
申请号为201310558359.6，名称为一种造纸浆再生为粘胶短纤维用浆粕的制备方法的文件存在污水较多、碱消耗较大和成品甲纤较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，具体步骤如下：
第一步，制冷：使用制冷设备对碱液降温至10-24摄氏度；
第二步，配液：将碱液和双氧水混合，配置符合要求的浸渍碱液，浸渍碱液中碱含量为76-84g/L，双氧水含量为1.6-2.5g/L；
第三步，除尘：将浆粕包外的附着灰分除去，再将浆粕配置成浆料，浆料中半纤维的含量不大于45g/L；
第四步，混合：将浸渍碱液和浆料混合，得到第一混合物；
第五步，解离：将第一混合物进行充分解离，得到第二混合物；
第六步，挤浆粉碎：对第二混合物进行压榨，挤出其中的液体得到第三混合物，挤出的液体一部分回到浸渍碱罐，一部分送往解离机进行浆料稀释解离用，使第三混合物呈半固体状态，再将半固体状态的第三混合物打碎至粒径不大于11mm；
第七步，冷混：将第六步的产物进行摔打混合25-38分钟；
第八步，热蒸：将第七步的产物加入热蒸筒内，加热至50-60摄氏度，摔打混合110-135分钟，完成浆料的降聚漂白过程；
第九步，消潜：将第八步的产物加入到消潜池内并且与第六步挤出的碱液搅拌30-40分钟；
第十步，压榨：将第九步的产物送入压榨机，分离出碱液和浆料；
第十一步，送料：将第十步的浆料送往下游工序；
第十二步，将第十步的碱液一部分返回消潜池，一部分送往碱回收装置进行碱回收。
作为本发明进一步的方案：第二步中采用浸渍碱罐配置浸渍碱液，第三步中采用电动毛刷将浆粕包外的附着灰分除去。
作为本发明进一步的方案：第四步采用立式水力碎浆机进行混合，第一混合物中浆料的质量分数为8-11％。
作为本发明进一步的方案：第五步采用纤维分离机进行解离，第二混合物中浆料的质量分数为5-6％。
作为本发明进一步的方案：第六步采用双网双压挤浆机或螺旋挤浆机进行压榨，第三混合物中浆料的质量分数为22-28％。
作为本发明进一步的方案：第七步中采用回转筒式的冷混筒，第八步采用回转筒式的热蒸筒。
作为本发明进一步的方案：第十步中浆料的质量分数为43-50％。
作为本发明进一步的方案：第十二步中碱回收装置采用申请号为201310205404.X的装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明设计合理，流程短，不存在除砂和抄造过程，消耗少，污水排放少，采用的设备易于制造；
本发明且产出的改性纸浆甲纤含量高，反应性能好，质量稳定，易于被下游使用，解决了一些特定造纸用木浆不能直接作为粘胶短纤维生产原料的问题，开拓了粘胶纤维原料来源，具有积极的社会效益。
附图说明
图1为减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，具体步骤如下：
第一步，制冷：使用制冷设备对碱液降温至21摄氏度；
第二步，配液：将碱液和双氧水混合，配置符合要求的浸渍碱液，浸渍碱液中碱含量为76g/L，双氧水含量为1.6g/L；
第三步，除尘：使用电动毛刷将浆粕包外的附着灰分除去，可以预防性实现低灰分和铁质，购买的原料含有的灰分和铁质不高。而浆的生产过程又不含洗浆过程，因而采用这种预防措施实现低灰分和低铁质，再将浆粕配置成浆料，浆料中半纤维的含量不大于45g/L；
第四步，混合：将浸渍碱液和浆料混合，得到第一混合物；
第五步，解离：使用纤维分离机将第一混合物进行充分解离，得到第二混合物，浆料的充分解离是必需的工艺，浸渍后的浆料可粗略分为浸渍好的浆料(透料)和未浸渍好的浆料(干料)，其主要的区别在于纤维是否受到纤维间作用力，透料的碱液和纤维通过摔打可以任意改变料粒外形，干料则仅能在一定程度上改变，存在较干的芯未浸透，或浸润部分液比不够，纤维不能自由排列，选用纤维分离机作为碎浆后的解离补充，以充分浸渍好的浆料来实现稳定的连续性生产；使得碱浸渍的效果能达到生产理论上需要的和连续化生产需要的近似完全浸渍透的要求；
第六步，挤浆粉碎：对第二混合物进行压榨，挤出其中的液体得到第三混合物，挤出的液体一部分回到浸渍碱罐，一部分送往解离机进行浆料稀释解离用，使第三混合物呈半固体状态，再将半固体状态的第三混合物打碎至粒径不大于11mm；
第七步，冷混：将第六步的产物进行摔打混合28分钟；
第八步，热蒸：将第七步的产物加入热蒸筒内，加热至55摄氏度，摔打混合123分钟，完成浆料的降聚漂白过程；
第九步，消潜：将第八步的产物加入到消潜池内并且与第六步挤出的碱液搅拌36分钟；
第十步，压榨：将第九步的产物送入压榨机，分离出碱液和浆料；
第十一步，送料：将第十步的浆料送往下游工序；
第十二步，将第十步的碱液一部分返回消潜池，一部分送往碱回收装置进行碱回收。
实施例2
一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，具体步骤如下：
第一步，制冷：使用制冷设备对碱液降温至15摄氏度；
第二步，配液：将碱液和双氧水混合，配置符合要求的浸渍碱液，浸渍碱液中碱含量为79g/L，双氧水含量为2.1g/L；
第三步，除尘：将浆粕包外的附着灰分除去，再将浆粕配置成浆料，浆料中半纤维的含量不大于45g/L；
第四步，混合：采用立式水力碎浆机将浸渍碱液和浆料混合，得到第一混合物，第一混合物中浆料的质量分数为9.6％；
第五步，解离：将第一混合物进行充分解离，得到第二混合物；
第六步，挤浆粉碎：采用双网双压挤浆机对第二混合物进行压榨，挤出其中的液体得到第三混合物，第三混合物中浆料的质量分数为26％，挤出的液体一部分回到浸渍碱罐，一部分送往解离机进行浆料稀释解离用，使第三混合物呈半固体状态，再将半固体状态的第三混合物打碎至粒径不大于11mm；
第七步，冷混：将第六步的产物采用回转筒式的冷混筒进行摔打混合33分钟，以满足热蒸工序需要的传质要求；
第八步，热蒸：将第七步的产物加入热蒸筒内，加热至59摄氏度，摔打混合128分钟，完成浆料的降聚漂白过程；
第九步，消潜：将第八步的产物加入到消潜池内并且与第六步挤出的碱液搅拌36分钟；
第十步，压榨：将第九步的产物送入压榨机，分离出碱液和浆料，浆料的质量分数为48％；
第十一步，送料：将第十步的浆料送往下游工序；
第十二步，将第十步的碱液一部分返回消潜池，一部分送往申请号为201310205404.X的碱回收装置进行碱回收。
实施例3
一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，具体步骤如下：
第一步，制冷：使用制冷设备对碱液降温至24摄氏度；
第二步，配液：将碱液和双氧水混合，配置符合要求的浸渍碱液，浸渍碱液中碱含量为84g/L，双氧水含量为2.5g/L；
第三步，除尘：将浆粕包外的附着灰分除去，再将浆粕配置成浆料，浆料中半纤维的含量不大于45g/L；
第四步，混合：使用高浓碎浆机将浸渍碱液和浆料混合，得到第一混合物；
第五步，解离：将第一混合物进行充分解离，得到第二混合物；
第六步，挤浆粉碎：对第二混合物进行压榨，挤出其中的液体得到第三混合物，挤出的液体一部分回到浸渍碱罐，一部分送往解离机进行浆料稀释解离用，使第三混合物呈半固体状态，再将半固体状态的第三混合物打碎至粒径不大于11mm；
第七步，冷混：将第六步的产物进行摔打混合35分钟，冷混过程依靠低温环境使双氧水与纤维素不能反应，浆料的反复摔打，使得过氧化氢分子热运动的实际距离缩短到巨分子尺度或降聚反应的最小质点上，双氧水再依靠分子热运动到达纤维素需要反应的反应点位，让双氧水在纤维素上的分布即迅速又均匀；
第八步，热蒸：将第七步的产物加入热蒸筒内，加热至60摄氏度，摔打混合135分钟，通过在核心降聚反应前对反应物料的精心准备，来达到反应结果的均一性和可控性；由于热蒸使用回转筒，使反应过程的传热和传质效果良好，缩短了浆料质点之间的性质差异，使之能取得良好工艺结果，也使降聚反应器易于设计和制造，完成浆料的降聚漂白过程；
第九步，消潜：将第八步的产物加入到消潜池内并且与第六步挤出的碱液搅拌40分钟，使纤维能自由舒张，稳定产品质量；
第十步，压榨：将第九步的产物送入压榨机，分离出碱液和浆料；
第十一步，送料：将第十步的浆料送往下游工序；
第十二步，将第十步的碱液一部分返回消潜池，一部分送往碱回收装置进行碱回收。
对比例
采用现有工艺生产作为对比例。
将实施例1-3的工艺和对比例的工艺进行生产，记录过程中产生的污水、碱消耗和甲纤含量，结果见表1。
表1
每吨产品污水产量 碱消耗 甲纤含量
实施例1 5.3t 73kg/t 93.4％
实施例2 4.8t 62kg/t 96.8％
实施例3 5.1t 68kg/t 95.2％
对比例 43.2t 96kg/t 91.3％
从表1中可以看出，实施例1-3的工艺在污水产量和碱消耗上均低于对比例的工艺，实施例1-3的工艺在甲纤含量上高于对比例的工艺，表明本发明的工艺具有良好的使用效果。
双氧水依靠分子热运动到达纤维素需要反应的反应点位，依靠低温环境使之在到达之前不能反应，依靠长时间低温碱液浸渍让双氧水的分布均匀，在热蒸时达到均匀反应。
冷混是在低温状态下，依靠蒸球(蒸鼓，类似老成鼓)的旋转，带动浆料上下往复摔打。在浆料粒径较小的情况下，使震动由外而内传导，引起较大的质点震动。从而减少碱和双氧水浸渍需要渗透通过的路径，在不使双氧水降聚反应发生的状态下，达到充分浸渍和均匀浸渍的目的。
热蒸是利用双氧水在30度以上不能稳定存在及在碱性环境下易分解两个特征。通过与冷混相同的往复摔打，使双氧水能快速移动到单位空间内的最高DP纤维素反应点位，在具有较高的选择性的状况下与之反应。
本发明利用低液比的浸渍和干法浆蒸煮时溶出和带走半纤，使配药中的半纤值始终处于较低水平，改善了浸渍效果。本发明利用低温碱浸渍、解离设备和低温冷混，实现了双氧水和碱对浆料的充分，均匀的混合。为常压蒸煮的反应性能的均一迈出了实质性的一步。利用浆料的粒径小而均匀的特点，在蒸煮时使浆料受热均匀，降聚时间均一，为连续化生产各批次指标接近的改性浆奠定了基础。
本发明在满足7ml二硫化碳反应性能实验通过时，双氧水消耗为低于7kg/t；碱耗为低于80kg/t，其水耗均为碱回收系统的水耗，减少了洗浆需要的用水，节约了水耗。保持了较高的碱浓，提升甲纤的同时，借助适当的碱回收系统节约了碱消耗，避免了浆体状态双氧水降聚的高双氧水消耗。
本发明反应设备更加安全和简单。传统的降聚反应如需达到反应性能的稳定往往需要进入蒸球进行蒸煮，其反应条件是0.5Mpa，150摄氏度。而该工艺使用的热蒸设备是常压，60摄氏度。
本发明真正实现了连续化生产。以充分浸渍好的浆料来实现稳定的连续性生产。使得碱浸渍的效果能达到生产理论上需要的和连续化生产需要的近似完全浸渍透的要求。
本发明制备的产品质量和稳定性有了大幅提升。通过在核心降聚反应前对反应物料的精心准备，来达到反应结果的均一性和可控性。由于热蒸使用回转筒，使反应过程的传热和传质效果良好，缩短了浆料质点之间的性质差异，使之能取得良好工艺结果。
本发明生产流程短。由于本工艺紧紧围绕造纸浆不能直接为粘胶纤维原料的核心问题进行生产，使得工艺流程缩短很多。
冷混和热蒸工序可以采用造纸行业常用的连续式蒸煮器替代。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，具体步骤如下：
第一步，制冷：使用制冷设备对碱液降温至10-24摄氏度；
第二步，配液：将碱液和双氧水混合，得到浸渍碱液，浸渍碱液中碱含量为76-84g/L，双氧水含量为1.6-2.5g/L；
第三步，除尘：将浆粕包外的附着灰分除去，再将浆粕配置成浆料，浆料中半纤维的含量不大于45g/L；
第四步，混合：将浸渍碱液和第三步的浆料混合，得到第一混合物；
第五步，解离：将第一混合物进行充分解离，得到第二混合物；
第六步，挤浆粉碎：对第二混合物进行压榨，挤出其中的碱液，得到第三混合物，使第三混合物呈半固体状态，再将半固体状态的第三混合物打碎至粒径不大于11mm；
第七步，冷混：将第六步的产物进行摔打混合25-38分钟；
第八步，热蒸：将第七步的产物加入热蒸筒内，加热至50-60摄氏度，摔打混合110-135分钟；
第九步，消潜：将第八步的产物加入到消潜池内并且与第六步挤出的碱液搅拌30-40分钟；
第十步，压榨：将第九步的产物送入压榨机，分离出碱液和浆料；
第十一步，送料：将第十步的浆料送往下游工序；
第十二步，将第十步的碱液一部分返回消潜池，一部分送往碱回收装置进行碱回收。
2.根据权利要求1所述的减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，所述第二步中采用浸渍碱罐配置浸渍碱液，第三步中采用电动毛刷将浆粕包外的附着灰分除去。
3.根据权利要求1所述的减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，所述第四步采用立式水力碎浆机进行混合，第一混合物中浆料的质量分数为8-11%。
4.根据权利要求1或3所述的减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，所述第五步采用纤维分离机进行解离，第二混合物中浆料的质量分数为5-6%。
5.根据权利要求1所述的减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，所述第六步采用双网双压挤浆机或螺旋挤浆机进行压榨，第三混合物中浆料的质量分数为22-28%。
6.根据权利要求1或2所述的减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，所述第七步中采用回转筒式的冷混筒，第八步采用回转筒式的热蒸筒。
7.根据权利要求1所述的减少溶解浆用量的造纸浆生产工艺，其特征在于，所述第十步中浆料的质量分数为43-50%。
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CN112726248A (zh) * 2020-12-29 2021-04-30 新疆中泰纺织集团有限公司 用于粘胶纤维的罗布麻浆粕及其制备方法

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