一種紙品漿料的成漿工藝的製作方法

2023-06-30 13:00:26

專利名稱：一種紙品漿料的成漿工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及製漿造紙技術，具體涉及含有纖維的秸稈類植物的製漿造紙技 術，特別涉及一種紙品漿料的成漿工藝。
技術背景傳統的造紙草漿生產工藝一般釆用鹼法或硫酸鹽法化學製漿，其主要方法 是將稻、麥草等纖維原料和鹼法或硫酸鹽蒸煮藥液一起加入間歇蒸煮蒸球中， 通入蒸汽、升溫、放氣，再升溫、保溫進行脫木素反應，從而製成稻、麥草漿， 這種氣相蒸煮方法蒸煮反應劇烈，多數採用熱噴放，煮成的稻、麥草漿強度低， 濾水性差，尤其是鹼法製漿中稻、麥草漿的蒸煮黑液矽含量大，粘度高，致使 所得漿液的質量不高，同時導致了稻、麥草漿黑液提取率低，黑液提取濃度低， 因此鹼回收率低且回收鹼的成本高。嚴重的影響稻、麥草漿鹼回收技術的實施。 這種傳統的蒸煮工藝，其排放黑液是形成目前我國工業廢水主要汙染源之一其 治理是環保工作的重點，對草漿黑液的處理技術已成為世界公認的難題，特別是對於小型，甚至中型企業來說，由於治理環境汙染^:資大、運行費用高，以 麥草為原料造紙，要生產盈利而又避免汙染幾乎不可能。近年來有6000—7000家小造紙廠因不能解決製漿廢水汙染而關閉，大量麥草等可用資源被廢棄；由 於經濟利益驅動，仍然還有不少廢水處理不達標的中、小紙廠沒有關閉； 一些 花費巨額資金修建起來的治汙工程由於運行費用高，仍然^T偷排放汙水。目前 全國約有30%以上的鹼法化學漿產生的草漿黑液基本上未經任何處理，直接外 排，約佔總汙染物發生量的80—90%。排放的黑色廢液含有大量的汙染物，對 水體汙染最為嚴重。針對這一問題不少企業提供了採用酶催化劑的方法來改進這一技術，但是 由於技術所限，僅能小量的降低汙染，同時帶來的是設備成本和生產成本的大 幅提高，難以得到廣泛的推廣；同時由於大多數生產廠家使用的均是蒸球法的 蒸煮製漿工藝，因此如何結合現有的生產設備，對生產工藝進行改進以達到環保和贏利的雙贏是亟待解決的 一個問題。 發明內容針對現有製漿造紙工藝中成漿工藝存在的諸多不足，本發明提供了一種紙 品漿料的成漿工藝，它採用將預處理的原料連同鹼性處理藥劑通入密閉反應裝 置，在高溫高壓下反應並在反應過程中添加強氧化劑的方法，實現了快速成漿， 同時不再產生黑液，所產生的廢液處理難度大大降低。採用這種生產工藝後， 方便了蒸煮廢水的後期處理和達標排放，減少了對於環境的汙染，同時降低了高溫蒸煮對於纖維的損傷提高了所得漿料的質量。本發明所採用的工藝主要包括將預處理後的原料，按照下述比例配比 1噸原料2-4 p屯水30-100kg的鹼類物質，投入到密閉的反應器中，控制反應器內的壓力在1-3個大氣壓的水平下， 反應1-2小時；之後按照每噸原料添加400-1200kg強氧化劑的比例送入反應器， 之後反應0.5-2小時即可成漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在3-8個 大氣壓。為了達到最佳的處理效果，當採用過氧化物作為強氧化劑時， 一般控制工 藝為將預處理後的原料，按照1噸原料3噸水40kg的鹼類物質的比例投 入到密閉的反應器中，控制反應器內的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應1-1. 5 小時；之後按照每噸原料添加500kg過氧化物的比例送入反應器，之後反應1-1. 5 小時即可成漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在4-6個大氣壓。當採用次氯酸鹽作為強氧化劑時， 一般控制工藝為將預處理後的原料， 按照1噸原料3噸水40kg的鹼類物質的比例投入到密閉的反應器中，控制 反應器內的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應1-1.5小時；之後按照每噸原 料添加1000-1200kg次氯酸鹽的比例送入反應器，之後反應1-1.5小時即可成 漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在4-6個大氣壓。上述工藝中所提到的原料重量為去除水分後的絕對乾物重量，釆用上述的 工藝，由於加入了 30-100kg的鹼類物質，使得原料中的木素可以得到一定的去 除，同時由於鹼性物質的添加量僅為現有工藝的30-80%左右，大大降低了黑液 的產生，同時也降低了蒸煮廢液的粘度，方便了後期的噴漿工藝，為了達到最 佳的效果， 一般鹼類物質的加入量控制在每噸原料40-50kg的用量。由於在成 漿的過程中需要較大的壓力，因此採用了密閉容器， 一般可以選用大多數廠家 正在使用的蒸球即可，只需對蒸球的工作壓力進行調節以符合工藝的要求即可， 這樣就為現有的大多數企業需要更新的設備找到了新的出路，即達到了清潔生 產的目的，又最大程度的降低了生產的成本和技術設備革新的費用，適合於現 有的大多數造紙企業。為了使鹼性物質能夠發揮更好的脫木素作用， 一般控制反應器的壓力在1-3 個大氣壓即可，過大的壓力會使得原料被蒸煮過度而產生不必要的黑液汙染環 境，同時降低最終的得率，因此將該段的工作壓力設定為1-3個大氣壓，同時 控制反應的時間在1-2小時，反應時間過長也會造成廢液轉變為高汙染的黑液， 同時不利於縮短成漿的時間。控制用水量在每噸原料用水2-4噸，可以有效的 降低水資源的浪費和廢液的產量，同時不會由於用水量過大而導致纖維的濃度 降低， 一般可以優選用水量為每噸原料3-3. 5噸。結束上述反應後，按照每噸原料添加400-1200kg強氧化劑的比例送入反應 器，由於氧化劑的作用，可以更好的使原料中的纖維細化分離，同時使物料中 的可氧化物質被去除，提高漿料的純度，同時由於氧化劑與原料反應的過程是 一個放熱反應的過程，因此為原料的升溫提供了條件，創造了更好的反應條件， 從而減少了蒸煮過程中蒸汽的使用量，降低了水資源的使用量同時降低了能耗 和生產的成本；由於強氧化劑的作用，使得原料中難以處理的麥草節或其他含 纖維植物的莖枝杈節得到了有效的處理轉化為可利用的纖維，提高了產品的收 率，同時將之前鹼液蒸煮過程所產生的廢液中的可氧化物質和有色物質氧化， 方便了廢液的後期處理，為清潔製漿提供了有力的幫助。為了達到最佳的效果， 發明人經過長期的工廠實驗和計算，確定了強氧化劑的用量在每噸原料使用 400-1200kg較為適宜，其中當採用過氧化物作為氧化劑時每噸原料使用500kg 處理的效果最好；當採用次氯酸鹽作為強氧化劑時，每噸原料添加1000-1200kg 處理的效果最好，用量過少會導致氧化的效果不佳，影響最終的收率並導致最 終所得廢液的粘度和色度過大，增加了處理難度，同時反應的放熱量過小無法 達到工藝要求的3-8個大氣壓，這樣就增加了蒸汽的用量；氧化劑用量過多會 導致目標纖維的過度細化碎裂甚至氧化，也會導致收率的下降並導致所得漿料的質量下降，同時反應放熱過快過多，造成反應器內的溫度壓力過大，容易造 成密閉容器的超負荷運轉從而造成生產事故，因此需按照上述的用量標準控制 強氧化劑的用量。在該步處理中，為了防止壓力過大造成危險及原料的過度蒸 煮導致黑液增加和漿料品質下降，因此將壓力控制在3-8個大氣壓，優選4-6 個大氣壓的工作壓力，當反應放熱所提供的壓力不足以達到標準時，可採用外 加蒸汽的形式加以補足。為了保證反應的收率，該步反應的反應時間控制在 0. 5-2小時，優選1-1. 5小時。所述的預處理主要包括切斷工序， 一般將原料切割為小於6cm的小段，這 樣可以縮小原料的長度，方便進料和後期的噴漿工序，防止由於原料的長度過 大而造成設備的負荷加大，也防止了處理的不均勻，使得所得漿料的纖維含量 更加均勻。同時為了防止原料中含有過多的雜質，也可在進入切斷工藝前將原 料首先進行清洗，以去除附著在其表面的塵埃和雜質。所述的鹼性物質主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鉤等，或者上述多 重鹼性物質的混合物，只要能夠保證整個反應體系的鹼性即可。所採用的強氧 化劑一般包括過氧化物，如過硫酸銨、雙氧水等；次氯酸類物質，如次氯酸 鈉，次氯酸鈣等，當僅釆用一種氧化劑無法有效的處理原料時，可以將兩種氧 化劑混合使用。由於所採用的藥劑均為造紙工業中的常用藥劑，即方便了廠家 的購買，也降低了對於設備改造所需的費用，適合於現有的大多數造紙企業應用。經過上述處理後的原料，當反應完成後所得的漿料可在壓力的作用下形成噴漿，所得漿液中纖維的收率為50-75%,纖維損傷度為傳統製漿方法纖維損傷 度1-5%;處理後所得廢液的cod小於10000，色度為5-800倍，較之傳統製漿 方法中所得黑液的cod在70000-80000,色度6000-7000倍的情況，有了極大的 改善，方^_了後期的廢液處理；所得的漿液可以經過現有的工序如磨製、漂白 等工藝製成各類的紙漿漿料，也可進一步處理得到紙張，具體可視使用者的不 同需要而定。綜上所述，採用這種生產工藝後，所得的漿液中可利用的纖維含量較現有 的蒸煮工藝有了較大的提高，同時纖維的損傷度有了明顯的下降收率也有了較 大的提高；同時由於鹼用量的下降，使得工藝廢水的粘度、色度等得到了有效 的降低，排放出來的不再是難以處理的黑液，而是便於處理的廢液並最終實現 了廢水的達標排放，甚至部分廢水實現了工業化回用，節省了大量的水資源。 充分利用了化學反應放熱的原理減少了蒸汽的用量降低了能耗，達到了節能減 排的目的，同時適合於現有各製漿企業的技術改革，降低了技術改革的成本， 提高了工藝的適用性。
具體實施方式
工藝實施例1一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將麥草經過清洗後切割為5-6cm的小段，之後將預處理後的原料，按照下 述比例配比l噸原料麥草2噸水50kg的氫氧化鈉，投入到蒸球中，控制反 應器內的壓力在2個大氣壓的水平下，反應2小時；之後按照每噸原料添加500kg 過硫酸銨強氧化劑的比例送入蒸球中，之後反應1.5小時即可成漿，在該反應 時間內保持反應器內的壓力在3-4個大氣壓，成漿後設備噴漿，所得漿料的收 率為65%,纖維的損傷度為傳統製漿方法纖維損傷度5%;所得的廢液，其 cod為10000,色度為200倍。所得的漿料經細磨、漂白等工藝製得標準白漿出售。工藝實施例2一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將棉杆經過清洗後切割為5-6cm的小段，之後將預處理後的原料，按照下 述比例配比l噸原料3噸水40kg的氳氧化鉀，^投入到蒸球中，控制反應器 內的壓力在3個大氣壓的水平下，反應1小時；之後按照每噸原料添加1200kg 次氯酸鈉的比例送入蒸球中，之後反應1小時即可成漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在4-5個大氣壓，成漿後設備噴漿，所得漿料的收率為75%， 纖維的損傷度為傳統製漿方法纖維損傷度1.5%;所得的廢液，其cod為6000， 色度為10倍。所得的漿料經細磨、漂白等工藝製得標準白漿出售。工藝實施例3一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將麥草切割為6-7cm的小段，之後將預處理後的麥草，按照下述比例配比 l噸麥草原料4噸水80kg的氫氧化鈉，投入到蒸球中，控制反應器內的壓力 在2個大氣壓的水平下，反應1小時；之後按照每噸麥草添加1050kg次氯酸鈉 的比例送入蒸球中，之後反應0.5小時即可成漿，在該反應時間內保持反應器 內的壓力在6-7個大氣壓，成漿後設備噴漿，所得漿料的收率為70%,纖維 的損傷度為傳統製漿方法纖維損傷度3%;所得的廢液，其cod為8000,色度 為300倍。所得的漿料經細磨、漂白等工藝製得標準白漿出售。工藝實施例4一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將麥草經過清洗後切割為4-5cm的小段按照下述比例配比1噸麥草原料 2噸水100kg的氫氧化鉀，投入到蒸球中，控制反應器內的壓力在3個大氣壓 的水平下，反應2小時；之後按照每噸麥草添加650kg雙氧水的比例送入蒸球 中，之後反應1.5小時即可成漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在3-4 個大氣壓，成漿後設備噴漿，所得漿料的收率為62%,纖維的損傷度為傳 統製漿方法纖維損傷度4. 5%;所得的廢液，其cod為7500,色度為350倍。所得的漿料經細磨、漂白等工藝製得標準白漿出售。
權利要求
1.一種紙品漿料的成漿工藝，其特徵在於將預處理後的原料，按照下述比例配比1噸原料∶2-4噸水∶30-100kg的鹼類物質，投入到密閉的反應器中，控制反應器內的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應1-2小時；之後按照每噸原料添加400-1200kg強氧化劑的比例送入反應器，之後反應0.5-2小時即可成漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在3-8個大氣壓。
2. 根據權利要求1所述的成漿工藝，其特徵在於所述的強氧化劑為過氧 化物或次氯酸鹽或其混合物。
3. 根據權利要求1或2所述的成漿工藝，其特徵在於將預處理後的原料， 按照1噸原料3噸水40kg的鹼類物質的比例投入到密閉的反應器中，控制 反應器內的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應1-1.5小時；之後按照每噸原 料添加500kg過氧化物的比例送入反應器，之後反應1-1.5小時即可成漿，在 該反應時間內保持反應器內的壓力在4-6個大氣壓。
4. 根據權利要求1或2所述的成漿工藝，其特徵在於將預處理後的原料， 按照1噸原料3噸水40kg的鹼類物質的比例投入到密閉的反應器中，控制 反應器內的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應1-1.5小時；之後按照每噸原 料添加1000-1200kg次氯酸鹽的比例送入反應器，之後反應1-1.5小時即可成 漿，在該反應時間內保持反應器內的壓力在4-6個大氣壓。
5. 根據權利要求1所述的成漿工藝，其特徵在於所述的鹼性物質為氫氧 化鈉或氬氧化鉀或氬氧化釣或其混合物。
6. 根據權利要求1所述的成漿工藝，其特徵在於所述原料的重量為絕對 乾燥後原料的重量。
全文摘要
本發明涉及製漿造紙技術，具體涉及含有纖維的秸稈類植物的製漿造紙技術，特別涉及一種紙品漿料的成漿工藝，它採用將預處理的原料連同鹼性處理藥劑通入密閉反應裝置，在高溫高壓下反應並在反應過程中添加氧化劑的方法，實現了快速成漿，同時不再產生黑液，所產生的廢液處理難度大大降低。採用這種生產工藝後，方便了蒸煮廢水的後期處理和達標排放，減少了對於環境的汙染，同時降低了高溫蒸煮對於纖維的損傷提高了所得漿料的質量。
文檔編號D21C3/02GK101613969SQ200810017068
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月25日 優先權日2008年6月25日
發明者鍾惠麗 申請人:山東中科潤環保科技有限公司