一種節子節能環保製漿方法及設備的製作方法

2023-08-02 08:27:01

專利名稱：一種節子節能環保製漿方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製漿方法及設備，尤其是涉及一種利用化學製漿蒸煮過程中產生 的節子的製漿方法及設備。
背景技術：
木材纖維原料中存在木節子，尤其是中小徑造紙材含木節子數量較多。木節子制 漿性能和樹幹部分的木材不同，一方面由於它本身結構緻密，削片時容易形成超厚和超大 木片，另一方面由於木節部位木素含量高，木質緊密，部分針葉材木節子中還含有較多的樹 脂，在製漿蒸煮過程中木節子較難煮透成漿，成為未蒸解物。樹幹部分原料切削成片時也會 產生一些大而厚的木片，由於其尺寸超過常規致使蒸煮藥液滲透得不好，難以達到必要的 蒸解度，也會成為未蒸解物。由於上述原因，在化學製漿蒸煮過程中，不是所有木材纖維原 料都能一次性變成漿料，習慣上將噴入噴放鍋內含有未蒸解物的漿料稱為粗漿。未煮透的 木節和蒸解度不足而成束狀纖維的物料，在漿料篩選過程中分離出來成為節渣或篩渣，習 慣上將經除節機或跳篩篩出的未煮透的木節稱為節子，而將篩漿機或離心篩篩出的蒸解度 不足而成束狀纖維的篩渣稱為渣漿。由於原料質量、備料木片合格率、製漿工藝、漿料種類和質量不同，節子和渣漿產 生的數量也不同。國外紙漿廠節子和渣漿量一般為粗漿量的0.5 5%;國內普遍較高。近 年來，因蒸煮技術、裝備水平的提高，國內部分化學漿廠節子和渣漿產生的量有所降低，但 仍有1 5%。尤其是使用中小徑材、邊板多的部分生產廠家，節子和渣漿產生量較高，成為 制約企業提高產量和質量的難題。合理利用這些節子和渣漿資源，將會帶來較大經濟、社會 效益。目前對節子和渣漿的處理，大致有如下四種方式
1、渣漿經磨漿後製成木漿使用；
2、節子收集後代替原料回煮；
3、節子自然風乾後作燃料燒掉；
4、節子收集後以機械方式處理製成紙漿。渣漿不適用於回煮，也較易成漿，篩選渣漿一般經磨漿後多用於生產本色包裝紙； 節子一般是作燃料使用或回煮。如果把節子作燃料燒掉，只能利用其熱值，浪費了木材資 源。如果回煮，其得率略高於木片但纖維長度較木片短、強度低，同時要佔用較大的貯存空 間並且使漿廠損失一定的生產能力，回煮5%的節子可使漿廠生產能力損失7%左右，漿廠生 產過程中能耗明顯提高。以上方法節子在收集和貯存進程中，還會有蒸煮液流失，造成對環 境的汙染。若節子以機械方式處理後抄造包裝紙，可最大限度的利用節子的價值。渣漿經 過磨漿處理，得到的漿料能滿足生產本色包裝用紙的要求，一般工廠，渣漿均經過一定程度 的洗滌，在磨漿過程中，漿料產生的泡沫問題比較容易解決。然而節子在磨漿碎解時極易產 生大量的纖維碎末，同時，效率很低，能耗高。目前，製漿廠洗篩工序一般採用封閉洗篩生產工藝，漿料從噴放鍋出來進入除節機，節子外排，漿料再進入多臺洗漿機洗滌，洗滌後再進入壓力篩，渣漿外排，漿料再進入後 續工序。採用先除節，再洗滌的流程，節子洗滌不充分，在後續磨漿等工序過程中，泡沫較 多，難於處理，給節子的利用帶來困難。用於處理節渣漿的搓磨機械設備有多種，常用的有錘式磨解機、壓榨機、槽式打漿 機、高濃盤磨機等，錘式磨解機工作原理和木片再碎機相似，是利用重錘把節渣漿打散，在 碎解時極易產生大量的纖維碎末，同時效率很低、能耗很大。壓榨機可使節子分離成纖維 束，但不能一次性分離成單根纖維，尤其是對渣漿處理效果更差，基本起不到分離效果，其 後續還要使用高濃盤磨機處理才能使節子渣漿分離成纖維。槽式打漿機生產效率低、佔地 面積大、生產環境差、能耗消耗高，在很多廠家已不再使用。高濃盤磨機雖然處理效率較高， 但因此時原料溫度較低，原料較硬易碎，盤磨機處理後易產生大量碎片，直接影響成紙的強 度，尤其是撕裂度；盤磨機處理節渣漿能耗一般是200 250kwh/噸節渣漿。在生產中為保 護磨漿設備，目前一般在流程中加永磁除鐵器進行除鐵，雖然能除去鐵器等金屬，但不能除 去石頭等重雜質；對磨漿機等連續運轉設備，常採用較高的進料濃度和強制餵料，在生產過 程中強制餵料系統很容易被節子卡死，帶來生產故障。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種低能耗、低汙染、製得的紙漿質量較好的 節子製漿方法。本發明所要解決的另一技術問題是，提供一種用於實施節子製漿方法的設備搓磨 分絲機。為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為 一種節子製漿方法，包括以下步驟
步驟一、將蒸煮後噴入噴放鍋內的粗漿用洗漿機洗滌後，粗漿送入除節機進行漿節分 離，得到紙漿和節子；
步驟二、將步驟一分離得到的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束； 步驟三、將步驟二得到的纖維束用磨漿機磨解成漿料；
步驟四、將步驟三磨成的漿料用篩選設備進行篩選，篩選出的合格紙漿送入由三段或 四段洗漿機組成的生產線進行洗滌，提取紙漿中的黑液，製成節子漿，未通過篩選設備的粗 渣再送入步驟三磨漿；
其特徵在於步驟一所述洗漿機為真空洗漿機，在洗漿的同時將粗漿中的重質雜質 沉澱在真空洗漿機槽底，步驟三纖維束磨解過程中加入黑液，控制漿料重量百分比濃度為 3% 5%。以下為進一步改進的方案
改進方案一步驟一，真空洗漿機洗漿的洗漿段數為2 3段，洗漿粗漿重量百分比濃 度為0. 8% 2%，除節機除節的粗漿重量百分比濃度為1. 5% 3%、步驟二送入搓磨分絲機 的節子的水份含量為30% 80%，(優選65% 75%)；在步驟四中，篩選設備優選壓力篩、篩 選漿料重量百分比濃度為1% 3%、洗漿機洗滌漿料重量百分比濃度為0. 8% 2%。改進方案二 在步驟三中加入相當於絕幹漿料重量0. 05% 0. 15%的消泡劑。改進方案三步驟一分離出來的節子經洗節機進一步分離節子中夾帶的好纖維和黑液，並通過重力作用除去比重較大的砂石和金屬物。改進方案四節子進入步驟二搓磨前，用電磁除鐵器除去金屬物質。以上改進方案可以分別採用，也可以組合採用。本發明之搓磨分絲機由減速機、電動機、上殼體、下殼體、機座、散漿輥、安裝在軸 承座上的軸承、上襯板、下襯板、聯軸器、搓磨分絲機構組成，電動機通過聯軸器與減速機的 輸入軸相聯，減速機的輸出軸通過聯軸器與搓磨分絲機構的旋轉軸相聯，搓磨分絲機構出 料端旋轉軸上裝有散漿輥，散漿輥與旋轉軸通過鍵聯接固定；電動機、減速機、下殼體固定 在機座上，軸承座固定在下殼體上，軸承支承搓磨分絲機構，上殼體與下殼體通過螺栓固 定，上殼體設有進料口，進料口位於搓磨分絲機構的餵料段上方，下殼體設有出料口，出料 口位於散漿輥下方，上襯板位於上殼體的內側，下襯板位於下殼體的內側，其特徵在於搓 磨分絲機構由兩根平行、相互嚙合、同向旋轉的呈螺旋狀的正螺旋刀片和呈螺旋狀的反螺 旋刀片組成，正螺旋刀片和反螺旋刀片安裝在旋轉軸上，通過鍵聯接，並通過鎖緊絲圈固 定，正螺旋刀片和反螺旋刀片的螺稜上開有豁口，餵料段為正螺旋刀片，刀片的螺距由大到 小，形成漸縮區。工作時，物料通過豁口進入正、反螺旋刀片之間，正、反螺旋刀片在運轉過 程中對物料產生壓縮搓磨作用；反螺旋刀片推動物料逆向運動，使物料積累形成壓力區。 在製漿過程中，正、反螺旋刀片運轉過程中對節子產生壓縮搓磨作用，將節子分絲帚化和壓 潰，離解成單根纖維，散漿輥使搓磨後的纖維束經過打散後排出。作為上述搓磨分絲機的改進方案所述搓磨分絲機構的正螺旋刀片與反螺旋刀片 的數量之比為3:2。作為上述搓磨分絲機進一步的改進方案所述搓磨分絲機構的正螺旋刀片的葉片 數為6片，反螺旋刀片的葉片數為4片。本發明的搓磨分絲機不僅適用於本發明公開的製漿生產工藝，還適用採用其它工 藝與方法應用於節子製漿。本發明的有益效果是由於在洗漿的同時將粗漿中的重質雜質沉澱在真空洗漿機 底槽，有利於減少重雜質和金屬物品進入搓磨分絲機和磨漿機中，在生產過程中減少對設 備的磨損破壞，提高了漿料的質量；磨漿中加入黑液，因黑液中含有一定量的殘鹼和較常溫 高的溫度，有利於對木材纖維原料的潤漲，加快纖維分離過程，降低磨漿能耗，提高漿料質 量；加入消泡劑，可減少磨漿過程中的泡沫量，降低黑液流失，保護環境。本發明方法能最大 限度地保留纖維長度，成紙強度高，同時磨漿能耗低，本發明方法生產節子漿時，磨漿能耗 僅為150 180kWh/t節子漿。


圖1為本發明節子製漿方法流程圖2為本發明搓磨分絲機結構示意圖3為圖2所示搓磨分絲機的搓磨分絲機構的結構示意圖。圖中1、反螺旋刀片；2、正螺旋刀片；3、進料口 ；4、減速機；5、電動機；6、出料口 ； 7、下殼體；8、機座；9、散漿輥；10、軸承I ；11、軸承II ；12、上襯板；13、下襯板；14、上殼體； 15、鎖緊絲圈；16、豁口 ；17、旋轉軸。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作詳細說明。本發明方法實施方式
參照圖1，( 1)將蒸煮後噴入噴放鍋內的粗漿，用洗漿機洗滌後，進入除節機進行漿節 分離，除節機分離出來的良漿送後續洗篩工序，分離出來的節子送搓磨分絲機搓磨成纖維 束；本實施方式中洗漿機採用真空洗漿機，在洗漿過程中同時可將重質雜質(包括石頭、金 屬等)沉澱在真空洗漿機槽底，節子所攜帶的重質雜質明顯減少，沉降在槽底的重雜質通過 在生產中定期排放除去；洗漿粗漿重量百分比濃度優選0. 8% 2%，洗漿段數取1 3段，除 節粗漿重量比濃度優選為1. 5% 3%，從除節機出來的節子常夾帶有好纖維和黑液，最好採 用洗節機對節子進行洗滌，本發明優選技術方案中採用封閉式洗節機，由於洗節機是密閉 的，可以減少空氣的混入以及泡沫的產生，有利於將節子中夾帶的好纖維與黑液有效分離， 並且容易維護，其工作原理節子從洗節機底部進料口進入洗滌篩選筒，節子和好纖維被螺 旋攪起，重的砂石和大塊的節子則沉到重雜質收集器，被定期排空；節子送入搓磨分絲機搓 磨前，優選採用電磁除鐵器除去金屬物質，有利於保護設備和提高漿料質量；
(2)將步驟(1)分離出的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束；在搓磨過程中，優選磨漿 時節子的水份含量為30% 80%，更優選65% 75%。(3)將步驟(2)所得纖維束送入磨漿機磨成漿料；現有技術多採用較高的磨漿濃 度，以得到較好的漿料質量，因而磨漿機設計進料濃度多為10%以上，進料口採用螺旋強制 餵料，但生產過程中強制餵料系統很容易被堵死。本發明改為自然進料，利用黑液將搓磨成 纖維束的節子漿料稀釋到重量百分比濃度為3% 5%，其中加入的黑液來源於製漿黑液提 取，優選黑液濃度固形物含量為2% 12%，溫度為55 75°C。在磨漿過程中最好加入相當 於絕幹漿料重量0. 05% 0. 15%的消泡劑。(4)將步驟(3)磨成的漿料用壓力篩篩選後，良漿進入多段洗漿機洗滌，提取漿中 的黑液後製成節子漿，篩選出來的粗渣再返回步驟(3)磨成漿料，提取段數最好為3 4段； 篩漿重量百分比濃度最好取1% 3%、洗漿重量百分比濃度最好取0. 8% 2%。實施例1
蒸煮後噴入噴放鍋內的粗漿，經一段洗漿機洗滌後，用真空洗漿機洗漿粗漿重量百分 比濃度為0. 8% ；粗漿經洗滌後進入除節機進行除節，除節漿料重量百分比濃度為1. 5% ；經 除節分離出的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束，搓磨時節子的水份含量為80% ；經搓磨 分絲機搓磨後的纖維束進入磨漿機磨成漿料，磨漿機優選雙盤磨，在磨漿過程中加入黑液 和消泡劑，使磨漿漿料重量百分比濃度為3%，消泡劑加入量為絕幹漿料重量的0. 15% ；經磨 漿機磨成後的漿料經壓力篩篩選後，良漿進入3段真空洗漿機洗滌，提取漿中的黑液，篩漿 重量百分比濃度為1%、洗漿重量百分比濃度為0. 8%。實施例2 蒸煮後噴入噴放鍋內的粗漿，經二段洗漿機洗滌後，真空洗漿機洗漿 重量百分比濃度為1. 5% ；粗漿經洗滌後進入除節機進行除節，除節漿料重量百分比濃度 為2. 3%;經除節分離出的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束，搓磨時節子的水份含量為 75%;經搓磨分絲機搓磨後的纖維束進入磨漿機磨成漿料，磨漿機優選雙盤磨，在磨漿過程 中加入黑液和消泡劑，使磨漿漿料重量百分比濃度為4%，消泡劑加入量為絕幹漿料重量的 0. 07% ；經磨漿機磨成後的漿料經壓力篩篩選後良漿進入4段真空洗漿機洗滌，提取漿中的黑液，篩漿漿料重量百分比濃度為2%、洗漿漿料重量百分比濃度為1. 5%。實施例3 蒸煮後噴入噴放鍋內的粗漿，經三段洗漿機洗滌後，真空洗漿機洗漿重 量百分比濃度為2% ；粗漿經洗滌後進入除節機進行除節，除節漿料重量百分比濃度為3% ； 經除節分離出的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束，搓磨時節子的水份含量為30%;經搓 磨分絲機搓磨後的纖維束進入磨漿機磨成漿料，磨漿機優選雙盤磨，在磨漿過程中加入黑 液和消泡劑，使磨漿重量百分比濃度為5%，消泡劑加入量為絕幹漿料重量的0. 05% ；經磨漿 機磨成後的漿料經壓力篩篩選後良漿進入3段真空洗漿機洗滌，提取漿中的黑液，篩漿漿 料重量百分比濃度為3%、洗漿漿料重量百分比濃度為2%。實施例4 蒸煮後噴入噴放鍋內的化學紙漿，經三段洗漿機洗滌後，真空洗漿機洗 漿重量百分比濃度為1. 5% ；粗漿經洗滌後進入除節機進行除節，除節漿料重量百分比濃度 為2. 5%;經除節分離出的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束，搓磨時節子的水份含量為 65%;經搓磨分絲機搓磨後的纖維束進入磨漿機磨成漿料，磨漿機優選雙盤磨，在磨漿過程 中加入黑液和消泡劑，使磨漿漿料重量百分比濃度為4. 1%，消泡劑的加入量為絕幹漿料重 量的0. 1% ；磨成後的漿料經壓力篩篩選後良漿進入4段真空洗漿機洗滌，提取漿中的黑液， 篩漿重量百分比濃度為2. 2%、洗漿重量百分比濃度為1. 5%。在上述實施例1-4中，用節子製得的漿料質量及配用20%的節子製得的漿料抄造 伸性紙袋紙質量如下
上表數據說明，80%的硫酸鹽木漿配20%的節子製成的漿料抄造伸性紙袋紙與使用 100%硫酸鹽木漿抄造伸性紙袋紙，產品質量指標接近，節子製成的漿料可替代部分硫酸鹽 木漿使用。本發明之搓磨分絲機實施例。參照圖2、圖3，本發明之搓磨分絲機由搓磨分絲機構、減速機4、電動機5、下殼體 7、上殼體14、機座8、散漿輥9、軸承I 10、軸承II 11、上襯板12、下襯板13組成，電動機5 通過聯軸器與減速機4的輸入軸相聯，減速機4的輸出軸通過聯軸器與搓磨分絲機構的旋 轉軸17相聯，在搓磨分絲機構出料端旋轉軸17上裝有散漿輥9，散漿輥9與旋轉軸17通 過鍵聯接固定，電動機5通過減速機4變速後，將動力輸出到搓磨分絲機構，殼體分為上殼 體14和下殼體7，下殼體7和上殼體14通過螺栓固定；電動機5、減速機4、下殼體7固定 在機座8上，軸承座固定在下殼體7上，安裝在軸承座上的軸承I 10、軸承II 11支承搓磨分 絲機構，上殼體14上設有進料口 3，進料口 3位於搓磨分絲機構的餵料段上方，下殼體7上 設有出料口 6，出料口 6位於散漿輥9下方，上襯板12、下襯板13分別位於上殼體14、下殼 體7的內側；搓磨分絲機構由兩根平行、相互嚙合、同向旋轉推動物料運動的呈螺旋狀的正 螺旋刀片2和呈螺旋狀的反螺旋刀片1組成，正螺旋刀片2和反螺旋刀片1安裝在旋轉軸 17上，通過鍵聯接，並通過鎖緊絲圈15鎖緊固定，正螺旋刀片2和反螺旋刀片1的螺稜上開 有豁口 16，正螺旋刀片2位於餵料段，刀片的螺距由大到小，形成漸縮區。節子通過豁口 16 進入正螺旋刀片2和反螺旋刀片1之間，正螺旋刀片2和反螺旋刀片1在運轉過程中對節 子產生壓縮搓磨作用；反螺旋刀片1推動節子逆向運動，使物料積累形成壓力區，在運轉過 程中對節子產生壓縮搓磨作用，節子經多次反覆受到纖維軸向的擠壓後，纖維縱向分離，將 節子分絲帚化和壓潰，離解成單根纖維，散漿輥9使搓磨後得到的纖維束經過打散後排出。通過調整正螺旋刀片2和反螺旋刀片1的螺稜上開的豁口 16的數量和大小，可以控制節子進入搓磨分絲區的量，控制物料停留時間和擠壓壓力，從而達到需要的漿料質量的目的。
搓磨分絲機的正螺旋刀片與反螺旋刀片數量之比優選為3 2 ；更優選正螺旋刀片 的數量為6片、反正螺旋刀片的數量為4片，可兼顧節子漿料的搓磨質量和生產能力，使得製漿能耗下降。
權利要求
一種節子製漿方法，包括以下步驟步驟一、將蒸煮後的粗漿用洗漿機洗滌後，粗漿送入除節機進行漿節分離，得到紙漿和節子；步驟二、將步驟一分離得到的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束；步驟三、將步驟二得到的纖維束用磨漿機磨解成漿料；步驟四、將步驟三磨成的漿料用篩選設備進行篩選，篩選出的合格紙漿送入由三段或四段洗漿機組成的生產線進行洗滌，提取紙漿中的黑液，製成節子漿，未通過篩選設備的粗渣再送入步驟三磨漿；其特徵在於步驟一所述洗漿機為真空洗漿機，在洗漿的同時將粗漿中的重質雜質沉澱在真空洗漿機槽底，步驟三纖維束磨解過程中加入黑液，控制漿料重量百分比濃度為3%～5%。
2.根據權利要求1所述的節子製漿方法，其特徵在於步驟一真空洗漿機洗漿段數 為2 3段，洗漿粗漿重量百分比濃度為0. 8% 2%，進入除節機的粗漿重量百分比濃度為 1. 5% 3%，步驟二送入搓磨分絲機的節子的水份含量為30% 80%，步驟四所述篩選設備為 壓力篩，該步驟中篩選漿料重量百分比濃度為1% 3%、洗滌漿料重量百分比濃度為0. 8% 2%。
3.根據權利要求1或2所述的節子製漿方法，其特徵在於在步驟三纖維束磨解過程 中加入相當於絕幹漿料重量0. 05% 0. 15%的消泡劑。
4.根據權利要求1或2所述的節子製漿方法，其特徵在於將步驟一分離出來的節子 用洗節機進一步分離節子中夾帶的好纖維和黑液，並除去砂石和金屬物。
5.根據權利要求1或2所述的節子製漿方法，其特徵在於節子進入步驟二搓磨前，用 電磁除鐵器除去其中的金屬物質。
6.根據權利要求2所述的節子製漿方法，其特徵在於步驟二送入搓磨分絲機的節子 的水份含量為65% 75%。
7.一種實施權利要求1一6之一所述節子製漿方法使用的搓磨分絲機，由減速機、電動 機、上殼體、下殼體、機座、散漿輥、安裝在軸承座上的軸承、上襯板、下襯板、聯軸器、搓磨分 絲機構組成，電動機通過聯軸器與減速機的輸入軸相聯，減速機的輸出軸通過聯軸器與搓 磨分絲機構的旋轉軸相聯，搓磨分絲機構出料端旋轉軸上裝有散漿輥，散漿輥與旋轉軸通 過鍵聯接固定；電動機、減速機、下殼體固定在機座上，軸承座固定在下殼體上，軸承支承搓 磨分絲機構，上殼體與下殼體通過螺栓固定，上殼體設有進料口，進料口位於搓磨分絲機構 的餵料段上方，下殼體設有出料口，出料口位於散漿輥下方，上襯板位於上殼體的內側，下 襯板位於下殼體的內側，其特徵在於搓磨分絲機構由兩根平行、相互嚙合、同向旋轉的呈 螺旋狀的正螺旋刀片和呈螺旋狀的反螺旋刀片組成，正螺旋刀片和反螺旋刀片安裝在旋轉 軸上，通過鍵聯接，並通過鎖緊絲圈固定，正螺旋刀片和反螺旋刀片的螺稜上開有豁口，餵 料段為正螺旋刀片，刀片的螺距由大到小，形成漸縮區。
8.根據權利要求7所述的搓磨分絲機，其特徵在於所述搓磨分絲機構的正螺旋刀片 與反螺旋刀片的數量之比為3 :2。
9.根據權利要求7或8所述的搓磨分絲機，其特徵在於所述搓磨分絲機構的正螺旋 刀片的數量為6片，反螺旋刀片的數量為4片。
全文摘要
一種節子節能環保製漿方法及設備，該方法是(1)將蒸煮後的粗漿用真空洗漿機洗滌，在洗漿的同時，重質雜質沉澱在真空洗漿機底槽，將洗滌後的粗漿送入除節機進行漿節分離；(2)將分離出的節子送入搓磨分絲機搓磨成纖維束；(3)在纖維束中加入黑液，控制纖維重量百分比濃度為3%－5%，用磨漿機將纖維束磨成漿料，磨成的漿料用篩選機篩選出良漿；(4)將良漿經3～4段洗漿機洗滌，提取漿中的黑液，漿料送造紙。所述將節子搓磨成纖維束的設備為搓磨分絲機。本發明能耗低，對環境汙染少，製得的紙漿質量較好。
文檔編號D21B1/14GK101838943SQ201010217350
公開日2010年9月22日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年7月5日
發明者張素衛, 朱忠穎, 朱傑, 李勳, 梁少鋒, 蘇德良, 鄧雙友, 閆德勇 申請人:永州湘江紙業有限責任公司