CN110295507A - 秸秆提取纤维工艺 - Google Patents

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许荣昌
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Abstract

本发明公开了一种秸秆提取纤维工艺，包括如下步骤：步骤一，喂料：将秸秆压缩并输出；步骤二，切断：对压缩后的秸秆进行连续剪切形成草片；步骤三，分离：将草片打散使草片中的杂质筛离出来；步骤四，分丝除杂：放入水中进行强力搅拌疏散分丝草片形成纤维；步骤五，深度清洗：将经过步骤四后的纤维放入水中进行强力搅拌，且搅拌方向与步骤四中的方向相反；步骤六，脱水：对步骤五后的纤维进行脱水处理；步骤七，加热磨料：采用连续进料的方式将经过步骤六后的纤维加热至90‑95℃后进行磨料形成纤维；步骤八，消潜：将经过步骤七后的放入水中搅拌，控制纤维浓度为4%‑5%，搅拌40‑60min，温度60‑70℃；步骤九，筛分浓缩。该工艺可提升生产效率和提取纤维质量。

Description

秸秆提取纤维工艺
技术领域
本发明涉及秸秆处理领域，特别涉及秸秆提取纤维工艺。
背景技术
我国农作物秸秆年产量高达6亿多吨，其中可收集的约4.5亿吨，但综合利用率却不足10％，现有农村多采用焚烧的方式处理秸秆，对环境造成污染。农作物秸秆的综合利用，国内外有很多实用技术。其用途大致可以分为三类：用作工业原料(主要用于造纸)、用作牧畜饲料、用作燃料或生物质能源。目前秸秆提取纤维主要是化学提取纤维，传统的化学提取纤维法为蒸煮法，其原理是由于木质素、纤维素和半纤维素是构成农作物秸秆的主要骨架，木质素是存在于细胞间的主要物质，它使细胞相互粘合而固结。采用蒸煮的方法是使原料中木质素和蒸煮化学品发生化学反应使木质素裂解而溶出，从而破坏了纤维间的固结。但是蒸煮法提取纤维会形成难以治理的造纸废液(碱法蒸煮形成黑液，亚硫酸盐法蒸煮会形成红浆)，对环境造成严重的的污染。
公开号为CN109235096A的专利公开了一种秸秆造纸纯机械制浆的工艺方法，骤如下：经过切草机将整根的秸秆切成小段后进入六辊除尘器，进入一号大倾角输送机把秸秆输送到限量缓冲器中，进入二号大倾角输送机，把秸秆送入鼓式洗草机进行再次清洗和过滤杂物，进入水力碎草机，通过草片泵泵入斜螺旋脱水机脱水后，进入强制喂料器，碎秸秆在搓丝机内部经刀辊反复搓磨；从搓丝机出来已经熟化的细小秸秆经中浓泵泵入储料池或罐中，浸泡一定时间，至此达到理论制浆要求，然后进入常规制浆工艺，此稻麦草秸秆纯机械制浆完成。
这种仅依靠搓丝机搓磨产生的机械热使得木质素软化，将纤维分离的方式，其效率低，质量差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种秸秆提取纤维工艺，提升生产效率和提取纤维质量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种秸秆提取纤维工艺，包括如下步骤：
步骤一，喂料：将秸秆压缩并输出；
步骤二，切断：对压缩后的秸秆进行连续剪切形成草片；
步骤三，分离：将草片打散使草片中的杂质筛离出来；
步骤四，分丝除杂：放入水中进行强力搅拌疏散分丝草片形成纤维；
步骤五，深度清洗：将经过步骤四后的纤维放入水中进行强力搅拌，且搅拌方向与步骤四中的方向相反；
步骤六，脱水：对步骤五后的纤维进行脱水处理；
步骤七，加热磨料：采用连续进料的方式将经过步骤六后的纤维加热至90-95℃后进行磨料形成纤维；
步骤八，消潜：将经过步骤七后的放入水中搅拌，控制纤维浓度为4%-5%，搅拌50min，温度65℃；
步骤九，筛分浓缩。
本方案通过再磨料前进行预热，使得秸秆内的木质素软化，提高纤维质量，使物料细纤维化，暴露出一定量的羟基，提高纤维结合力，减少制成品掉毛掉粉，提高质量；降低成本。
通过步骤三的初步除杂，步骤四的分丝除杂，以及步骤五的深度清晰保证纤维的洁净度。
高浓磨浆时,由于高频脉冲和热能的作用输入,以及磨齿的搓揉作用,使纤维在很高的热应力和机械应力的作用下而发生弯曲扭结作用,磨后纤维经过冷却后,就会使纤维固定在其弯曲扭结状态,使磨出的纤维失去弹性,影响浆纸强度。消潜使得经过纤维吸水润胀，将扭曲和缠卷的纤维伸展开来,从而稳定纤维的质量,改善纤维的强度。
进一步的，步骤六中采用螺旋挤压脱水的方式。
螺旋挤压脱水的方式一方面可以起到脱水效果，为后面的磨料做准备，同时挤压的方式使得纤维保持相对接近的纤维密度，且纤维密度较高，纤维时浓度较高，如果纤维浓度低，水分多，纤维温度会降低，导致纤维严重碎片化，纤维质量无法保证；由于纤维密度高，喂料的时候连续均匀，不会堵塞进料口。
进一步的，步骤三的分离过程采用六辊羊角除尘器。
六个羊角大辊在电动机的带动下，将进入辊与筛板之间的草片充分拨开打散，混入和粘附在草片上的泥沙、不含纤维的麦粒、叶、穗等杂质通过筛板被分离出来。
进一步的，步骤七重复多次。
通过多次重复加热磨料形成的纤维质量更好。
进一步的，步骤二和步骤三的同时采用抽风的方式将尘土排出。
尘土会影响工作环境以及会草片洁净度，采用抽风方式外排方便快捷。
进一步的，步骤四中采用断续进料的方式。
断续进料的方式使得每次搅拌的量控制在一定范围内，搅拌更充分。
进一步的，步骤二中草片的长度控制为10-15mm。
物料尺寸可稳定控制在10-15mm范围内，便于后续处理，太长不易后续处理，太短加工效率低。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明能有效提升纤维质量，节约成本。
附图说明
图1是实施例的设备使用流程示意图。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
一种秸秆提取纤维工艺，如图1，包括如下步骤：
步骤一，喂料：将麦草连续装入向切草机方向运行的皮带输送机，宽度650mm，运行速度，0.3-1.5m/s,皮带输送机将麦草运送到和切草机配套的喂料机，喂料机设有三级压缩辊将蓬松的麦草压缩，其压缩辊带有拨料齿，连续将麦草压缩并拨入切草机。
步骤二，切断：切草机带有三片飞刀和一片底刀，产量为2-3t/h，飞刀片需8-16小时更换一次，底刀需72-96小时更换一次，换下的刀片需重新磨削刃口保持锋利；在电动机的带动下装在飞刀辊上的飞刀旋转运行，与固定的底刀发生剪切作用，将拨料辊送来的压缩麦草连续剪切成30-50mm的草片，草片合格率要达到85%以上，否则需更换飞刀。
步骤三，分离：切好的草片在飞刀辊的拨动下，连续送入六辊羊角除尘器，除尘器有六个表面焊接许多φ16×120mm左右的羊角型搅拌齿的转动的大辊，辊的周围是筛孔为φ8mm左右的圆形筛板，六个羊角大辊在电动机的带动下，将进入辊与筛板之间的草片充分拨开打散，混入和粘附在草片上的泥沙、不含纤维的麦粒、叶、穗等杂质通过筛板被分离出来。在切草机和六辊羊角除尘器的作用下，会产生对大量灰尘，在切草机和六辊羊角除尘器的上方设有除尘罩，通过风机将含有大量尘土的空气抽出，排至室外的除尘室，通过雾化喷淋水将脏空气中的灰尘沉降。
步骤四，分丝除杂：从六辊羊角除尘器出来的草片落入刮板输送机，刮板输送机上带有刮板，可防止输送角度较大时物料滑落，刮板输送机宽度650mm，运行速度，0.3-1.5m/s,向水力洗草机方向的高处输送，将草片装入水力洗草机内，其宽度650mm，运行速度，0.5-1.7m/s。水力洗草机的运行速度始终比刮板输送机运行速度快0.2m/s，从而形成类似断续将物料送入水力洗草机的状态。草片进入水力洗草机，纤维浓度10%左右，水力洗草机带有上传动的强力绞龙式搅拌器，通过强力搅拌疏散分丝草片，经过草片之间的强力摩擦将草片上的泥沙与草片充分分离，大块杂质落入集砂罐排出，这样即排出大块杂质又疏散分丝草片，把草片基本洗干净还润涨了纤维对后续流程作用重大。
步骤五，深度清洗：开启草片泵，将经过步骤四后的纤维抽入逆流洗草机内，彻底将纤维洗干净，沉淀物间歇排出。逆流洗草机和水力洗草机搅拌方向相反。
步骤六，脱水：对步骤五后的纤维采用螺旋挤压脱水机进行脱水处理；
步骤七，加热磨料：采用加热螺旋输送机将经过步骤六后的纤维加热至90-95℃后进行采用高浓磨料机磨料形成纤维；步骤七，重复四次。
步骤八，消潜：将经过步骤七后的放入消潜池内搅拌，控制纤维浓度为4%—5%，搅拌40-60min，温度60-70℃；
步骤九，筛分浓缩：浆泵将纤维送入压力筛，在压力筛旋翼的作用下，纤维被充分分散，其中的细小重杂质在离心力作用下，进入设在下部的重渣罐，定期排放，重杂质不进入筛选区，防止其对设备主体的磨损，良浆通过筛缝从良浆管出来，未通过筛缝的不合格纤维被排出，进浆浓度1.2-2%，筛缝尺寸0.35mm，配用动力30kw/4极，筒体为不锈钢304/板厚8mm，筛鼓为棒条式，材质304，棒条宽2.5mm，开口率4%，波纹角度约35°，表面镀硬铬，铬层厚度0.3mm。不锈钢宽旋翼片。
从压力筛出来的合格纤维进入斜网浓缩机，纤维浓度6-8%，无动力，在重力的作用下大量含有反应溶出物的污水被洗涤过滤出来，洗涤过滤出来的废水进入回用水池进行循环使用。
斜网浓缩机的纤维落入双网洗料机，根据产品要求，可在此进行进一步洗涤挤压至浓度30%以上，进入成型系统。

Claims (7)

1.一种秸秆提取纤维工艺，其特征是，包括如下步骤：
步骤一，喂料：将秸秆压缩并输出；
步骤二，切断：对压缩后的秸秆进行连续剪切形成草片；
步骤三，分离：将草片打散使草片中的杂质筛离出来；
步骤四，分丝除杂：放入水中进行强力搅拌疏散分丝草片形成纤维；
步骤五，深度清洗：将经过步骤四后的纤维放入水中进行强力搅拌，且搅拌方向与步骤四中的方向相反；
步骤六，脱水：对步骤五后的纤维进行脱水处理；
步骤七，加热磨料：采用连续进料的方式将经过步骤六后的纤维加热至90-95℃后进行磨料形成纤维；
步骤八，消潜：将经过步骤七后的放入水中搅拌，控制纤维浓度为4%—5%，搅拌40-60min，温度60-70℃；
步骤九，筛分浓缩。
2.根据权利要求1所述的秸秆提取纤维工艺，其特征是：步骤六中采用螺旋挤压脱水的方式。
3.根据权利要求1所述的秸秆提取纤维工艺，其特征是：步骤三的分离过程采用六辊羊角除尘器。
4.根据权利要求1所述的秸秆提取纤维工艺，其特征是：步骤七重复多次。
5.根据权利要求1所述的秸秆提取纤维工艺，其特征是：步骤二和步骤三的同时采用抽风的方式将尘土排出。
6.根据权利要求1所述的秸秆提取纤维工艺，其特征是：步骤四中采用断续进料的方式。
7.根据权利要求1所述的秸秆提取纤维工艺，其特征是：步骤二中草片的长度控制为10-15mm。
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