一種氧脫木素和漂白一體化製漿裝置的製作方法

2023-07-20 12:40:06

專利名稱：一種氧脫木素和漂白一體化製漿裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氧脫木素和漂白一體化製漿裝置。
背景技術：
眾所周知，當今世界製漿造紙行業面臨的嚴重問題是設備工藝落後、汙染嚴重、原料緊缺。這三個問題並非某一個國家而是全球所有製漿造紙行業，如不儘快解決，製漿造紙業將會被生態環保的綠色壁壘所淹沒。由於該行業汙染嚴重，造成農林業中巨大的資源優勢不能發揮。近年來，科學家和該行業中的有志之士勵精圖志，竭盡全力，不斷創新，為治理該行業的汙染問題進行了不懈的努力。但是迄今為止，仍然沒有從根本上治理汙染，在一些地區生產廠仍然大肆使用強酸、強鹼、強氯，甚至發展到使用蒽醌。蒽醌系稠環芳烴早已被世界環保組織列入致癌物，美國環保署公告含蒽的紙製品一律不準用於食品包裝。
經檢索截止2003年8月各國專利資料中顯示，芬蘭、中國、法國、美國、澳大利亞、英國、日本、加拿大等國先後發明了氧脫木素、O3漂白、O2/H2O2漂白、生物漂白、氧鹼漂白等專利，但很少工業化報導。經發明人詳細檢索這些專利，在原料的預處理和軟化原料、蒸煮、漂白工段中，始終沒有從根本上擺脫酸、鹼、氯的汙染工藝，氧只是作為一種輔助性助劑使用，設備依舊是傳統老工藝中一些普通設備，耗電耗水、BOD5、CODCr仍然居高不下。一些國家主張鹼回收，但又面臨投資大、成本高、回收率低，製造商無法接受，再說鹼回收也只是一種治標不治本的下下之策，製漿造紙業究竟如何解決面臨的這三大問題已成了該行業20多年來的一大難題。針對上述問題，本發明人提出一種全新的製漿造紙思路——從根本上解決汙染、徹底改變製漿造紙工藝。1996年至2002年10月經六年反覆研究，終於試驗成功了氧化法製漿和生物/氧化法製漿二種全新工藝，並於2002年10月申報國家專利和美國、歐共體專利，專利申請號02146538·X和02146539·8。
本發明人為加快上述專利產業化進程，在上述兩個專利工藝的基礎上試驗成功了一種氧脫木素和漂白一體化製漿方法。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種上述氧脫木素和漂白一體化製漿方法專用裝置，以滿足氧脫木素和漂白為一體化製漿方法所用設備的要求，填補該設備的空白。
本實用新型的技術方案是包括密閉的反應釜，在該反應釜的頂部設有進料口和排氣口，在進料口上設有密封閥門；在反應釜的下部設有氧和蒸氣入口和出料口，在出料口上設有減壓閥門；在反應釜內設有攪拌器，其軸密封轉動穿出反應釜並與動力裝置連接；在反應釜內的上部還設有正電極，該電極與外部的旋轉電子加速器的正極端子連接，負極端子可與攪拌器5連接。
還包括供料裝置，該裝置包括螺旋輸送器、輸料管道和加料電子計量器，螺旋輸送器的入口與原料容器連接，螺旋輸送器的出口通過輸料管道與所述的氧化反應釜的進料口連通，在輸料管道上裝有加料電子計量器。
所述的攪拌器至少有三層攪拌葉；在所述的氧和蒸氣入口上連接有負氧離子發生器。
還包括設置在所述的反應釜外側pH和溫度監測儀，它們的傳感器設在反應釜內。
還包括設置在所述的反應釜旁的操作平臺。
還包括與所述的出料口通過噴放器連接的漿氣分離器。
在所述的漿氣分離器的上部通過排氣管連接的水箱。
在所述的漿氣分離器的一側連接有壓力脫水機或擠漿機。
本實用新型既有氧脫木素前預處理時去除金屬離子的功能，又有複合氧脫木素的特徵，還有漂白功能，由傳統老工藝三次完成的工段，改為一次性完成，中間不洗滌，具有顯著的節能節水清潔製漿的特徵，可節能節水達50％，整個反應在氮氣排出空氣後高溫中完成。從根本上解決製漿造紙行業汙染，可拉動農林資源再利用，保護生態環境。可適用於木材和非木材各種植物纖維原料。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
如圖1所示，本實用新型包括密閉的複合型不鏽鋼反應釜1，其底部呈圓弧形，在使用時置於高於底面的平臺上。在該反應釜1的頂部設有進料口2和排氣口7，在進料口2上設有密封閥門3，在反應釜1的下部設有氧和蒸氣入口8和出料口12，在出料口12上設有減壓閥門13；在反應釜1內設有攪拌器5，攪拌器5的軸密封轉動穿出反應釜1的頂部並與電機的軸傳動連接。在反應釜1內的上部還設有正電極6，該電極與外部的旋轉電子加速器25的正極端子連接，負極端子可與攪拌器5連接。
還包括供料裝置，該裝置包括螺旋輸送器4、輸料管道22和加料電子計量器24，螺旋輸送器4的入口與原料容器23連接，螺旋輸送器4的出口通過輸料管道22與所述的氧化反應釜的進料口2連通，在輸料管道22上裝有加料電子計量器24。
所述的攪拌器5至少有三層攪拌葉。可在所述的氧和蒸氣入口8上連接有負離子發生器9。
還可在所述的反應釜1外側設置pH和溫度監測儀10、11，它們的傳感器設在反應釜1內。通過pH和溫度檢測儀10、11的顯示器可隨時得知釜內漿料的pH值和溫度值。
還可在出料口12通過噴放器14與一個漿氣分離器15連接。該漿氣分離器15的作用是使漿料與排出的氣體分離。
在所述的漿氣分離器15的上部通過排氣管16連接的水箱17，在排氣管16上設有排氣閥18，將排出的熱氣循環使用。該裝置還包括通過管道19與該漿氣分離器15連通的並使漿料脫水的壓力脫水機或擠漿機20。
還可在反應釜1旁設置操作平臺21，以方便操作。
本實用新型是根據有機電化學反應理論設計試產成功的，該裝置是以氧脫木素和漂白一體化的氧化反應釜為主體，通過釜內旋轉電子加速器傳遞電子在有機溶液中為基態氧的電子供體，在氧化反應釜內產生超氧陰離子自由基 中的HOO·直接穿透植物細胞間層，軟化植物使苯環和側鏈上的大π鍵斷裂，木素降解溶出，進一步氧化成無色的一元羧酸或二元羧酸。
本實用新型將氧脫木素和漂白一體化，是在O2、O3和超氧陰離子自由基 中的HOO·和H2O2在pH值為2～4.8範圍中，能將氧脫木素和漂白一次性完成，克服了目前必須在不同步驟、不同設備中三次處理才能完成的缺點。所述的多功能氧化反應釜，是指該設備即具有氧脫木素前預處理時去除金屬離子的功能，又有複合氧脫木素的特徵，還有漂白功能。由傳統老工藝三次完成的工段，改為一次性完成的多功能氧化反應釜。
所述超氧陰離子自由基 能在反應釜中由旋轉電子加速器傳遞電子，為基態氧的電子供體，其方法是由一種汞電極在氧飽和的有機溶液中，用-1V～-12V電壓電解中得到壽命長達15～20min的超氧陰離子自由基。所述電子供體是將基態氧0.1～0.2MPa的壓力輸入有機溶劑裡，再混合好的有機溶液用0.4MPa的壓力一併輸入氧化反應釜，在pH值2～4.8中產生超氧陰離子自由基 其壽命均可長達15min以上，用其它方法得來的超氧陰離子自由基(HOO·)在水中最長壽命只有0.001～0.01秒，不能滿足製漿工藝需求，只有延長超氧陰離子自由基(HOO·)在水中的壽命，才能達到不用酸、鹼、氯無汙染清潔製漿的目的。
本實用新型的工作過程簡述如下將備料工段送來的粗纖維由輸送帶進入備料室，用60-80℃無離子水洗滌脫水進行預處理。預處理後的漿濃為12～25％製漿原料用螺旋式送料器4從進料口2輸入氧化反應釜1內，並加入氧化劑；啟動旋轉電子加速器25和電攪拌器5，利用從氧和蒸氣入口8注入蒸汽控制軟化物料穩定溫度。旋轉電子加速器25可使反應釜1內的正電極6傳遞電子產生氧自由基。然後打開氮氣1～3min置換反應釜1內的空氣，置換空氣的目的是使複合壓力氧在一定壓力下使釜內水中產生負離子。將預先製備好的複合氧壓力閥打開，從氧和蒸氣入口8加入由負離子發生器9產生的複合氧並加入纖維素保護劑、氧穩定劑，反應12-60min。然後打開出料閘閥13；將漿料放入漿氣分離器15，開排氣閥18將熱氣排入循環水箱17，經水處理器循環處理後，再供循環使用。經漿氣分離器15分離後的漿料放入擠漿機或壓力脫水機20擠幹，送入下步工序。
權利要求1.一種氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於包括反應釜(1)，在其頂部設有進料口(2)和排氣口(7)，在進料口(2)上設有密封閥門(3)；在反應釜(1)的下部設有氧和蒸氣入口(8)和出料口(12)，在出料口(12)上設有減壓閥門(13)；在反應釜(1)內設有攪拌器(5)，其軸密封轉動穿出反應釜(1)並與動力裝置連接；在反應釜(1)內的上部還設有正電極(6)，該電極與外部的旋轉電子加速器(25)的對應端連接。
2.根據權利要求1所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於還包括供料裝置，該裝置包括螺旋輸送器(4)、輸料管道(22)和加料電子計量器(24)，螺旋輸送器(4)的入口與原料容器(23)連接，螺旋輸送器(4)的出口通過輸料管道(22)與所述的氧化反應釜的進料口連通，在輸料管道(22)上裝有加料電子計量器(24)。
3.根據權利要求1所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於所述的攪拌器(5)至少有三層攪拌葉；在所述的氧和蒸氣入口(8)上連接有負離子發生器(9)。
4.根據權利要求1所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於還包括設置在所述的反應釜(1)外側pH和溫度監測儀(10、11)，它們的傳感器設在反應釜(1)內。
5根據權利要求1所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於還包括設置在所述的反應釜(1)旁的操作平臺(21)。
6.根據權利要求1所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於還包括與所述的出料口(12)通過噴放器(14)連接的漿氣分離器(15)。
7.根據權利要求6所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於在所述的漿氣分離器(15)的上部通過排氣管(16)連接的水箱(17)。
8.根據權利要求6所述的氧脫木素和漂白一體化製漿裝置，其特徵在於在所述的漿氣分離器(15)的一側連接有壓力脫水機或擠漿機(20)。
專利摘要本實用新型公開了一種氧脫木素和漂白一體化製漿裝置。該裝備以複合型不鏽鋼反應釜為主體，通過旋轉電子加速器傳遞電子在釜內有機溶液中，為基態氧的電子供體，在氧化反應釜內產生超氧陰離子自由基(O·
文檔編號D21C9/10GK2680713SQ200420002708
公開日2005年2月23日 申請日期2004年1月17日 優先權日2004年1月17日
發明者梅秀泉 申請人:梅秀泉