CN113389085B - 一种绿色环保化机浆浸泡添加剂及其用于秸秆制浆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种绿色环保化机浆浸泡添加剂及其用于秸秆制浆方法，所述环保化机浆浸泡添加剂，以重量份表示，包括尿素17‑18份、碳酸钠26.5‑27.5份、过碳酸钠34‑35份、氯化钠11‑12份、硅酸盐7‑8份、硫酸钠1‑2份、磷酸铝0.1‑0.5份，本发明目的是提供一种有效的非木材浸泡添加剂及其化学组成，以达到废水除臭去污的效果，且提高磨浆的效率。本发明采用过碳酸钠为氧化剂，其具有较高的活性氧含量，并在冷水中有很好的溶解性，拥有过氧化氢和碳酸钠的双重性质，属于环保试剂。而且合成工艺简单，使用安全，无刺激性。

Description

一种绿色环保化机浆浸泡添加剂及其用于秸秆制浆的方法
技术领域
本发明属于工业废水技术领域，特别涉及一种绿色环保化机浆浸泡添加剂。
背景技术
2015年非木浆比重仍将占我国原生浆的52.7%以上。我国木材短缺,非木材资源十分丰富,造纸工业可利用的非木材资源和农业废弃物的潜力巨大我国作为世界上主要的农业大国之一，每年都会产生大量的秸秆。传统的秸秆处理主要以焚烧方式为主，这种方式虽然能够较快的实现秸秆的消耗，但由于在焚烧过程当中会产生大量的浓烟，对农业生态环境有着较大的污染性。为解决这一问题，国家倡导农村秸秆的综合利用。2010年调查统计全国秸秆理论资源量为8.4亿吨，可收集资源量约为7亿吨，秸秆品种以水稻、小麦、玉米等为主。2010年，秸秆综合利用率达到70.6，利用量约5亿吨，大部分作为次饲料、肥料等，而作为工业用原料包括造纸、人造板等仅为0.18，因此，当前存在的主要问题是，秸秆用之为宝，弃之为害的理念还没有深入人心、资源化、商品化程度低，综合利用产业化发展缓慢等。
现有造纸工业生产化学机械浆，一般采用硫化化学机械浆，该法会导致废液中亚硫酸钠浓度高，废水负荷较高。对于非木材化学机械浆而言，其废水中成分更为复杂，处理废水消耗成本较高。化机浆的应用存在废水处理的问题，化机浆废水中的污染物质，主要来源于纤维原料中溶出的有机物、工艺过程中残余的化学药品和流失的细小纤维，废水呈棕红色。其有机污染物主要化学成分是木质素降解产物、 多糖和有机酸等，其中木质素降解产物占30%～40%，多糖占10%～15%，有机酸占35%～40%。化机浆废水有温度高、污染负荷大的特点，普遍采用以厌氧为核心的生物处理技术处理废水，国内化机浆吨浆耗水量从过去的20m3以上降至现在的10m3左右。
目前需要一种绿色环保添加剂，既能利用秸秆为原料生产纸张，又能对化机桨进行有效的除臭，除污处理，实现废水回收利用。
发明内容
本发明目的之一是解决秸秆的综合利用问题，提供了一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，具有利用秸秆造纸的技术效果。
本发明目的之二是解决工业废水除臭去污的问题，提供了一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，具有可实现工业废水回收利用的技术效果。
本发明目的之三是解决磨浆效率低，提供了一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，具有磨浆效率较高的技术效果。
本发明提供的技术方案为：
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，以重量份表示，包括尿素17-18份、碳酸钠26.5-27.5份、过碳酸钠34-35份、氯化钠11-12份、硅酸盐7-8份、硫酸钠1-2份、磷酸铝0.1-0.5份。
优选的是，以重量份表示，包括尿素17份、碳酸钠26.5份、过碳酸钠34份、氯化钠11份、硅酸盐7份、硫酸钠1份、磷酸铝0.1份。
优选的是，包括尿素18份、碳酸钠27.5份、过碳酸钠35份、氯化钠12份、硅酸盐8份、硫酸钠2份、磷酸铝0.5份。
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法，包括以下步骤：
步骤一：将秸秆原料通过气力输送设备进入粉碎机，而后进行除尘，再筛选后转至浸泡池中；
步骤二：将24m3水和3t原料置于浸泡池中，加入20-30kg如权利要求书1-3任一所述的新型绿色环保化机浆浸泡添加剂，调节pH值至12-13进行化机浆制备预处理；
步骤三：浸泡池内浸泡40-60分钟后进入盘磨机，开始盘磨打浆；
步骤四：磨浆后再将浆料送入调节池内加酸调节pH值至9-10；
步骤五：经圆网浓缩机和螺旋挤浆机脱出水得出浆料；
步骤六：整体工艺流程最后将排出的水再次回用送回到浸泡池内，同时添加补给水。
优选的是，所述步骤二中，所述新型绿色环保化机浆浸泡添加剂质量为25kg。
本发明的有益效果体现在以下方面：
1、提供了一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，具有利用秸秆造纸的技术效果。
2、提供了一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，具有可实现工业废水回收利用，降低废水负荷，配方原理易得，操作简单，经济效益高。
3、提供了一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，为白色固体粉末，便于运输储存，冷水溶解性好，能够保持药品的稳定性，使用无刺激。
附图说明
图1为一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法整体工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，以重量份表示，包括尿素17份、碳酸钠26.5份、过碳酸钠34份、氯化钠11份、硅酸盐7份、硫酸钠1份、磷酸铝0.1份。
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法，包括以下步骤，其制备流程图见图1，其中加药表示加入以上配方含量的添加剂。
步骤一：将秸秆原料通过气力输送设备进入粉碎机，而后进行除尘，再筛选后转至浸泡池中；
步骤二：将24m3水和3t原料置于浸泡池中，加入25kg如权利要求书1-3任一所述的新型绿色环保化机浆浸泡添加剂，调节pH值至12-13进行化机浆制备预处理；
步骤三：浸泡池内浸泡40-60分钟后进入盘磨机，开始盘磨打浆；
步骤四：磨浆后再将浆料送入调节池内加酸调节pH值至9-10；
步骤五：经圆网浓缩机和螺旋挤浆机脱出水得出浆料，即为实施例1。
步骤六：整体工艺流程最后将排出的水再次回用送回到浸泡池内，同时添加补给水。
实施例2
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，以重量份表示，包括尿素18份、碳酸钠27.5份、过碳酸钠35份、氯化钠12份、硅酸盐8份、硫酸钠2份、磷酸铝0.5份。
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法，包括以下步骤，其制备流程图见图1，其中加药表示加入以上配方含量的添加剂。
步骤一：将秸秆原料通过气力输送设备进入粉碎机，而后进行除尘，再筛选后转至浸泡池中；
步骤二：将24m3水和3t原料置于浸泡池中，加入25kg如权利要求书1-3任一所述的新型绿色环保化机浆浸泡添加剂，调节pH值至12-13进行化机浆制备预处理；
步骤三：浸泡池内浸泡40-60分钟后进入盘磨机，开始盘磨打浆；
步骤四：磨浆后再将浆料送入调节池内加酸调节pH值至9-10；
步骤五：经圆网浓缩机和螺旋挤浆机脱出水得出浆料，即为实施例2。
步骤六：整体工艺流程最后将排出的水再次回用送回到浸泡池内，同时添加补给水。
实施例3
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，其特征在于，以重量份表示，包括尿素17份、碳酸钠27份、过碳酸钠34份、氯化钠11份、硅酸盐7份、硫酸钠1份、磷酸铝0.2份。
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法，包括以下步骤，其制备流程图见图1，其中加药表示加入以上配方含量的添加剂。
步骤一：将秸秆原料通过气力输送设备进入粉碎机，而后进行除尘，再筛选后转至浸泡池中；
步骤二：将24m3水和3t原料置于浸泡池中，加入25kg如权利要求书1-3任一所述的新型绿色环保化机浆浸泡添加剂，调节pH值至12-13进行化机浆制备预处理；
步骤三：浸泡池内浸泡40-60分钟后进入盘磨机，开始盘磨打浆；
步骤四：磨浆后再将浆料送入调节池内加酸调节pH值至9-10；
步骤五：经圆网浓缩机和螺旋挤浆机脱出水得出浆料，即为实施例3。
步骤六：整体工艺流程最后将排出的水再次回用送回到浸泡池内，同时添加补给水。
实施例4
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，以重量份表示，包括尿素17-18份、碳酸钠27.5份、过碳酸钠34份、氯化钠11份、硅酸7份、硫酸钠2份、磷酸铝0.3份。
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法，包括以下步骤，其制备流程图见图1，其中加药表示加入以上配方含量的添加剂。
步骤一：将秸秆原料通过气力输送设备进入粉碎机，而后进行除尘，再筛选后转至浸泡池中；
步骤二：将24m3水和3t原料置于浸泡池中，加入25kg如权利要求书1-3任一所述的新型绿色环保化机浆浸泡添加剂，调节pH值至12-13进行化机浆制备预处理；
步骤三：浸泡池内浸泡40-60分钟后进入盘磨机，开始盘磨打浆；
步骤四：磨浆后再将浆料送入调节池内加酸调节pH值至9-10；
步骤五：经圆网浓缩机和螺旋挤浆机脱出水得出浆料，即为实施例4。
步骤六：整体工艺流程最后将排出的水再次回用送回到浸泡池内，同时添加补给水。
试验例1
以实施例1为例，对实施例1所述浆料成纸物理性能分析。
具体实验条件以及实验过程都严格按照相关的国标标准，其中定量按GB/T 451.2测定具体试验数见表1；紧度按GB/T 451.3测定具体试验数见表2；抗张力按GB/T 453测定具体试验数见表3；环压强度按GB/T 2679.8测定具体试验数见表4。
表1瓦楞原纸定量检测表
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2瓦楞原纸紧度检测表
Figure 8335DEST_PATH_IMAGE002
表3瓦楞原纸裂断长检测表
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表3瓦楞原纸抗张力检测表
表4瓦楞原纸环压强度检测表
Figure 915986DEST_PATH_IMAGE004
表5 瓦楞（芯）原纸GB/T13023-2008
Figure DEST_PATH_IMAGE005
分别取两组浆样，控制打浆度分别为40°SR和56°SR，分别抄片后进行指标检测，测试结果如上述表格1-4内容。
从表中内容可以看出打浆度为40°SR，定量均在90左右，与表5国标对比，可以达到优等品的水平、打浆度为56°SR时，定量有所下降，但仍可达到合格标准。打浆度为40°SR时，环压指数分别为4.1和4.3，超过标准的3.0，达到合格品标准、打浆度为56°SR时，环压指数为4.5和4.8，也达到合格标准。打浆度为40°SR，裂断长为3.1、3.12，超过表5合格标准2.5、打浆度为56°SR，裂断长为2.99、3.16，超过合格标准2.5，本化机浆浸泡添加剂加入后，利用秸秆为原料制成的纸张，在定量、紧度、抗张力、环压强度按等方面表现均达到国标标准甚至优于国标标准，为秸秆利用提供新的可行性方案。
试验例2
一种绿色环保化机浆浸泡添加剂对环境影响评价
通过添加这种新型化学添加剂，生产用水（主要是浸泡水）循环使用4个月，经检测无臭味及其它刺激性气味（NH3和H2S总量分别为0.000016kg/h,0.0000006kg/h),由此可知本项目所产生的NH3和H2S排放速率及浓度均满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）中相关标准要求。零排放，完全回用于生产，不影响磨浆质量且能提高磨浆质量。经环评达到环保要求，有效的处理废水，降低废水负荷，使整个工艺产生的废水能够全部回用，达到零排放的效果。
试验例3
检测使用本发明利用秸秆造纸产生的废水对环境影响，检测方法手段均参照GB3838-2002，检测废水中COD、BOD5、SS、氨氮含量，检测结果COD、BOD5、SS、氨氮含量如表6，该生产废水经污水处理系统简单处理后，回用于生产，不外排。不影响磨浆质量。经环评达到环保要求，有效的处理废水，降低废水负荷，使整个工艺产生的废水能够全部回用，达到零排放的效果。
表6秸秆造纸产生的废水对环境影响
Figure DEST_PATH_IMAGE007
本发明给出的这种浸泡添加剂，其特点是以过碳酸钠为氧化剂，在水中分解，产生碳酸钠和过氧化氢，属于环保试剂，过碳酸钠有无毒、无臭、无污染等优点，附加碳酸钠将原料中可溶物溶出，并维持浸泡池中的pH。过碳酸钠将溶出物氧化，一并达到除臭效果。过碳酸钠对比含氯氧化剂，产生的废水负荷小，易处理，无污染。相对于过氧化氢氧化剂，它拥有较高的活性氧含量，氧化能力高于过氧化氢，可有效地减少浸泡时间。浸泡池中还需添加硅酸盐与碳酸钠共同维持pH的稳定，为过碳酸钠氧化提供适合条件。在试剂中还添加氯化钠，增加钠离子浓度，有利于过碳酸钠正向分解，提高过碳酸钠利用率。添加尿素可以加快秸秆的腐烂，在不影响纤维素与半纤维素的基础上可以对秸秆达到软化作用，有利于后续的磨浆，并且尿素可以防治腐烂过程中碳氮比失调。磷酸铝为微量组分，溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，其可以作为浊水净化剂，沉淀剂。与现有技术相比，本发明的有益效果是，提高一种新型浸泡添加剂，能够有效的提高磨浆性能、处理废水，降低废水负荷，使整个工艺产生的废水能够全部回用，达到零排放的效果。
本发明的目的是提供一种有效的非木材浸泡添加剂及其化学组成，以达到废水除臭去污的效果，且提高磨浆的效率。本发明采用过碳酸钠为氧化剂，其具有较高的活性氧含量，并在冷水中有很好的溶解性，拥有过氧化氢和碳酸钠的双重性质，属于环保试剂。而且合成工艺简单，使用安全，无刺激性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。上述所有设备及电器原配件配合均属于现有技术。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，其特征在于，以重量份表示，包括尿素17-18份、碳酸钠26.5-27.5份、过碳酸钠34-35份、氯化钠11-12份、硅酸盐7-8份、硫酸钠1-2份、磷酸铝0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，其特征在于，包括尿素17份、碳酸钠26.5份、过碳酸钠34份、氯化钠11份、硅酸盐7份、硫酸钠1份、磷酸铝0.1份。
3.根据权利要求1所述的一种绿色环保化机浆浸泡添加剂，其特征在于，包括尿素18份、碳酸钠27.5份、过碳酸钠35份、氯化钠12份、硅酸盐8份、硫酸钠2份、磷酸铝0.5份。
4.一种绿色环保化机浆浸泡添加剂用于秸秆制浆方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将秸秆原料通过气力输送设备进入粉碎机，而后进行除尘，再筛选后转至浸泡池中；
步骤二：将24m3水和3t原料置于浸泡池中，加入20-30kg如权利要求书1-3任一所述的新型绿色环保化机浆浸泡添加剂，调节pH值至12-13进行化机浆制备预处理；
步骤三：浸泡池内浸泡40-60分钟后进入盘磨机，开始盘磨打浆；
步骤四：磨浆后再将浆料送入调节池内加酸调节pH值至9-10；
步骤五：经圆网浓缩机和螺旋挤浆机脱出水得出浆料；
步骤六：整体工艺流程最后将排出的水再次回用送回到浸泡池内，同时添加补给水。
5.根据权利要求4所述的制浆方法，其特征在于，所述步骤二中，所述新型绿色环保化机浆浸泡添加剂质量为25kg。
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