CN1176268C - 热力喷爆制纸浆工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种热力喷爆制纸浆工艺，具体步骤工为a.将制浆原料切碎；b.所得切碎的原料除尘；c.原料与清水按1∶0.6～1.4比例拌草，置于加压喷爆罐中；d.首次加压，喷爆罐中通入饱和蒸汽，使其内的压力控制在0.8mpa～1.2mpa，温度控制在130℃～190℃之间，维持时间5～10分钟；e.二次加压，再次向喷爆罐中通入饱和蒸汽，使罐内的压力控制在1.5～2.5mpa，温度控制在200℃～250℃，维持时间3～6分钟；f.喷爆，即快速降压后可制得纸浆。整个工艺过程中没有使用化学原料，从源头消除碱污染，制浆过程无废液排放，其他污染物的含量未经任何处理可达标排放。本工艺得浆率高，原料来源广泛。
Description
(一)技术领域
本发涉及造纸制浆行业，具体说是一种热力喷爆制纸浆的工艺。
(二)背景技术
目前，我国造纸制浆行业仍然有不少采用的传统的、污染严重的老式工艺制浆法，即先将制浆原料用石灰或石灰加烧碱在大地池中搅拌，然后用蒸汽式蒸球制浆。此种方法需要使用的石灰量大，吨纸浆一般需用石灰200～300公斤并且纸浆得率低，约在50％左右；其制浆过程及随后的造纸过程中要产生大量黑液，洗浆水污染负荷大，COD高达7～11mg/L。直接排放会严重污染周边环境，而制污排放所需费用之高，几乎使企业无利润可言。爆破制浆技术在美国和加拿大也有研究，但由于该技术所需爆破压力高，一般设备难以达到所需的要求，因此难于推广应用。另外中国专利还公开了利用中低压喷爆制浆的工艺，如中国专利申请公开说明CN1273618A、中国专利申请公开说明书CN1284585A、中国专利申请公开说明书CN1332292A等，都对爆破制浆工艺作了说明，但仍有不理想之处。其一，在制浆过程中仍需要加入少量的石灰水，故在洗浆造纸过程中所排放的水仍然为碱性的，还需要作进一步的治理，才可能直接排放；其二，在制浆过程中得到的不是纸浆，而是汽爆秸杆类植物，爆破出的麦草还要经过抽提、盘磨、筛浆、除砂净化后才制出成品浆，从中可知需要非常大的打浆动力，耗电量也非常大。
(三)技术内容
本发明的目的就是克服现有技术存在的缺陷，提供一种不加一点化学原料、直接生产纸浆的工艺。
为实现上述目的之一，本发明依据以下步骤实现热力喷爆制纸浆工艺。
(1)将制浆原料切碎，长度在3～10厘米；
(2)上述所得的原料进行除尘，只留下秸杆类物质；
(3)原料与清水按1∶0.6～1.4的重量比拌料，然后置于加压喷爆罐中；
(4)向喷爆罐中通入饱和蒸汽后先静闷，即先通入饱和蒸汽使罐内的压力控制在0.8mpa～1.2mpa，温度控制在130℃～190℃之间，维持时间5～10分钟；
(5)增压，即再次通入饱和蒸汽其罐内的压力控制在1.5～2.5mpa，温度控制在200℃～250℃，维持时间3～6分钟；
(6)喷爆，即迅速降压可制得纸浆。
上述的热力喷爆制纸浆工艺的加压过程分为两步，首先向喷爆罐中通入饱和蒸汽后静焖，即先通入饱和蒸汽使罐内的压力控制在0.8～1.2mpa，温度控制在130℃～190℃，维持时间5～10分钟；然后增压，再次通入饱和蒸汽使罐内的压力控制在1.5～2.5mpa，温度控制在200℃～250℃，维持时间3～6分钟后快速降压。
上述的热力喷爆制纸浆工艺中，原料与清水的重量比优选1∶0.8～1.1。
上述原料秸杆类为：麦杆、稻草、棉杆、芦苇、芭茅杆；迅生木材类为：杨木、桦木。
上述的除尘是指除去泥土、叶类、壳类。
本发明的优越之处在于：
1.与类似的物理制浆工艺相比，整个工艺过程中没有使用一点化学原料，从源头消除碱污染，制浆过程无废液排放，其他污染物的含量未经任何处理可达国家环保局的GH35544-92规定的三级排放标准。
2.工艺简单，经喷爆后可直接得到品质优良的纸浆，降低打浆所需电耗。
3.与传统制浆工艺污染负荷比较见下表：
从上表可知防污效果显著，洗浆水无需治理，实现了无公害造纸。仅治污一项每吨浆就可节省60元以上。
4.与传统碱法制浆相比1000公斤原料得浆率95％(而传统方法只得浆率50％)，出纸率达83％以上。
5.原料来源广。可使用富含纤维的秸杆类如麦杆、稻草、棉杆、芦苇、芭茅杆等；木材类如杨木、桦木等速生阔叶木。
6.制浆成本低，较传统的化学浆吨成本可节约人民币300元-400元。
(四)具体实施方式
本发明所公开的无污染热力喷爆制浆工艺，是根据植物纤维组织结构的特点，输送适当压力的蒸汽对喷爆罐内的植物原料施以物理作用，使原料被蒸汽湿润，原料中木素软化，纤维素的聚合度下降，半纤维素部分降解，然后突然降压，原料纤维自身毛孔中的气体因急剧膨胀而喷放，横联强度下降，使原料裂解成细小纤维，即获得所需的合格浆料纤维。
[实施例一]：以稻草杆为原料。
制浆原料稻草200公斤，切割成4～6厘米长，除尘去掉其中的泥土、稻叶，只保留其稻杆。按原料与清水的重量比1∶0.8～1的比例进行草水搅拌后置于喷爆罐中密封。首次通入0.8mpa左右的饱和热蒸汽、温度计130℃～150℃静焖7～9分钟；二次通入1.6～1.8mpa的饱和热蒸汽、温度210℃静焖3～4分钟，打开喷爆罐出浆口即制得成品浆。得浆率95％，得纸率83％以上。
[实施例二]：以小麦杆为原料
麦草200公斤，切割成3～5厘米长，除尘去掉其中的泥土、麦叶、麦壳、麦芒只保留其稻杆。按原料与清水的重量比1∶0.8～1的比例进行草水搅拌后置于喷爆罐中密封。首次通入1mpa左右的饱和热蒸汽、温度计150℃～170℃静焖5～9分钟；二次通入1.7～1.9mpa的饱和热蒸汽、温度220℃静焖5～6分钟，打开喷爆罐出浆口即制得成品浆。得浆率95％，得纸率83％以上。
[实施例三]：以芦苇杆为原料
芦苇200公斤，压扁、切割成3～5厘米长，除尘去掉其中的泥土、芦叶，只保留其芦苇杆。按原料与清水的重量比1∶0.9～1.1的比例进行草水搅拌后置于喷爆罐中密封。首次通入1.1mpa左右的饱和热蒸汽、温度计160℃～180℃静焖6～9分钟；二次通入1.9～2.1mpa的饱和热蒸汽、温度230℃静焖5～6分钟，打开喷爆罐出浆口即制得成品浆。得浆率95％，得纸率83％以上。
[实施例四]：以棉杆为原料
棉杆200公斤，除壳、压扁，切割成3～6厘米长，除尘去掉其中的泥土只保留棉杆。按原料与清水的重量比1∶0.8～1的比例进行草水搅拌，浸泡2～5分钟后置于喷爆罐中密封。首次通入1.2mpa左右的饱和热蒸汽、温度计170℃～190℃静焖7～9分钟；二次通入2～2.2mpa的饱和热蒸汽、温度230℃～240℃静焖4～5分钟，打开喷爆罐出浆口即制得成品浆。得浆率95％，得纸率83％以上。
[实施例五]：以速生杨为原料
速生杨木切割成片0.5～1.2毫米，破窄30毫米、切段3厘米～100厘米长，浸泡3～8分钟后置于喷爆罐中密封。首次通入1.2mpa左右的饱和热蒸汽、温度计170℃～190℃静焖8～10分钟；二次通入2.2～2.4mpa的饱和热蒸汽、温度240℃～250℃，静焖4～5分钟，打开喷爆罐出浆口即制得成品浆。得浆率95％，得纸率83％以上。
Claims (4)
1.热力喷爆制纸浆工艺，其特征在于由下述步骤完成：
A.将制浆原料进行切碎，切成长3～10厘米的长度；
B.上述被切碎的原料进行除尘，只留下秸杆；
C.原料与清水按1∶0.6～1.4的重量比拌料，然后置于加压喷爆罐中；
D.向喷爆罐中通入饱和蒸汽后先静闷，即先通入饱和蒸汽使罐内的压力控制在0.8mpa～1.2mpa，温度控制在130℃～190℃之间，维持时间5～10分钟；
E.增压，即再次向喷爆罐中通入饱和蒸汽，使罐内的压力控制在1.5～2.5mpa，温度控制在200℃～250℃，维持时间3～6分钟；
F.喷爆即迅速降压后可制得纸浆。
2.如权利要求1所述的热力喷爆制纸浆工艺，其特征在于原料与清水的重量比优选1∶0.8～1.1。
3.如权利要求1所述的热力喷爆制纸浆工艺，其特征在于所述的原料为含纤维较多的秸杆类：麦杆、稻草、棉杆、芦苇、芭茅杆；速生木材类：杨木、桦木。
4.如权利要求1所述的的热力喷爆制纸浆工艺，其特征在于除尘中所除的物质为泥土、叶类、壳类。
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