一種零排放的氧化熱搓組合法制秸稈漿工藝的製造方法與工藝
2024-04-04 21:13:05 1
本發明屬於秸稈加工技術領域，涉及一種零排放的氧化熱搓組合法制秸稈漿工藝。
背景技術：
用秸稈來代替樹木造紙，不但節省森林資源，更是對農作物秸稈的綜合利用。傳統利用秸稈製漿工藝主要包括化學製漿工藝、機械製漿工藝等。化學製漿工藝需要使用大劑量化學品來使木素大分子裂解而溶出，一般在強鹼或強酸條件下採用高溫高壓的蒸球裝置間歇式生產化學漿。這種方法生產的化學漿雖然能夠生產書寫紙和生活用紙，但漿得率低，噸秸稈漿得率只30％左右，耗能大，汙染負荷大，水處理難度大且費用高。機械製漿工藝是採用機械強力使原料破碎成纖維。機械法製漿幾乎不溶出原料中的木素，故製漿得率高，但單一的物理製漿方法耗能大，由於生產過程中纖維受到的摩擦撕裂作用的損傷較大，機械漿的物理強度低於其他漿種，漿中保留了大量木素，因而比較難於漂白。利用秸稈加工纖維板等建材製品的廠家都利用粉碎機將秸稈粉碎，經加膠攪拌，再熱壓成型。這種方法的缺陷是布料不均，用膠量大，成本高。目前國內加工紙漿模塑製品的廠家都利用廢紙加工工業用紙及蛋託產品，它的缺點是，由於廢紙含有鉛等重金屬以及油墨、染料，導致在應用範圍上受到了極大的限制。因此，需要開發一種無汙染、高得率的秸稈製漿工藝。
技術實現要素：
技術問題本發明的目的和所要解決的技術問題是提供一種新的組合法製備高得率秸稈機械漿的工藝，整個生產過程可以達到零排放，不但節約資料，而且節能減排，操作簡單。利用年年生年年長的秸稈資源，為建材、包裝紙、工農業及食品模塑包裝製品提供了取之不盡用之不竭的優質原材料。技術方案為了實現上述目的，本發明提供了一種零排放的氧化熱搓組合法制秸稈機械漿工藝。具體地，本發明提供了一種氧化熱搓組合法制秸稈機械漿工藝，包括：1、將秸稈切斷並進行臭氧處理；2、將臭氧處理後的物料進行濃縮；3、將濃縮後的物料送至複式秸稈纖維分離機進行第一段熱搓；4、將經第一段熱搓後的物料輸送到連蒸器內進行連蒸；5、將連蒸後的物料送人單式秸稈分離機進行第二段熱搓；6、將經第二段熱搓後的物料輸送到消潛器內進行臭氧氧化；7、將經消潛器處理後的物料送入盤式分離機進行分絲帚化；8、將經分絲帚化後的物料低濃篩選得到秸稈機械漿。進一步地，所述氧化熱搓組合法制秸稈機械漿工藝，包括：1、在碎漿機中泵入臭氧溶液，然後將秸稈切斷除塵並投入到碎漿機中，攪拌氧化20-30分鐘；2、將臭氧處理後的物料加入到脫水機中，濃縮至幹度為20-30％；3、將濃縮後的物料用螺旋輸送機送至複式秸稈纖維分離機進行第一段熱搓，用蒸汽將螺旋輸送機內的物料加熱至70-90℃；4、將經第一段熱搓後的物料輸送到連蒸器內，用蒸汽加溫至90-100℃，連蒸50-70分鐘；5、將連蒸後的物料送人單式秸稈分離機進行第二段熱搓；6、在消潛器內加入臭氧溶液，將經第二段熱搓後的物料輸送到消潛器內，氧化50-70分鐘；7、將經消潛器處理後的物料送入盤式分離機進行分絲帚化；8、將經分絲帚化後的物料低濃篩選得到秸稈機械漿。其中，在步驟1中，臭氧的濃度為50-70g/m3，優選55-65g/m3；處理溫度為15-25℃。在步驟3中，在濃縮後的物料進入螺旋輸送機之前，先將物料用蒸汽迅速加溫至70-90℃。在步驟6中，臭氧的濃度為50-70g/m3，處理溫度為15-25℃。在上述步驟中，通過第一段氧化熱搓改變了木素的骨架結構和纖維素的結晶度，使其由結晶態轉化成無定型態，降低纖維素聚合度，把與蠟質層連結的木素和纖維素及半纖維素複合體疏解分離成絲。第二段熱搓分離是利用熱蒸汽穿透秸稈的細小胞壁使得秸稈中的半縮醛鍵斷裂，從而促進醚鍵的裂解，實現了纖維素和半纖維素的進一步分離，也除去了部分木素。在消潛器內，使木素脫除不超過35％，同時進一步軟化和潤脹纖維素及半纖維素；再由盤式分離機完成分絲帚化，物料再經過低濃篩選分離出合格的秸稈機械漿，成為生產包裝紙、建材、模塑製品的主要原料及配料。根據本發明的實施例，所述秸稈可為小麥、大麥、玉米、水稻、高粱和蘆葦的秸稈等。進一步地，本發明的零排放的氧化熱搓組合法制秸稈機械漿工藝，還包括工藝廢水處理工藝，所述廢水處理工藝可以實現整個生產過程零排放，不但環境友好，而且節省了資源，具有巨大的經濟效益和社會效益。利用氧化機械熱搓的工藝加工秸稈機械漿，廢水來源主要有兩部分，一部分是經熱搓及氧化後通過壓濾機濃縮的高濃廢水，另一部分是經低濃分絲帚化浮選的中段水。廢水中主要含有CODcr、BODs、SS及少量木質素和糖類。本發明根據廢水水質採用五段組合法處理廢水工藝，處理後的工藝水達到回用標準，實現零排放。製備秸稈機械漿所產生的工藝廢水進行以下處理：1、物化處理將工藝廢水依次經細格柵攔截、微濾機過濾、爐灰吸附脫色、無煙煤濾料過濾處理；2、生化處理經物化處理後的廢水，依次通過以下處理裝置進行處理：水解酸化池、厭氧反應器、生物選擇池、氧化溝、二沉池；3、絮凝處理用絮凝劑對生化處理後的廢水進行處理；4、氧化處理將經過絮凝處理的廢水用臭氧作進一步的處理；5、深度過濾處理將經氧化處理的廢水依次經石英砂、纖維球和活性炭過濾處理。進一步地，所述五段組合法處理廢水工藝包括：1、物化處理(1)廢水經細格柵回收細小纖維；(2)經微濾機過濾懸浮顆粒物；(3)爐灰與廢水混合進行吸附脫色；(4)經無煙煤濾料過濾；2、生物處理廢水經物化處理後，依次通過以下處理裝置進行處理：(1)水解酸化池，酸化時間4-6小時，將難降解物質分解成容易降解的有機物；(2)厭氧反應器，水溫30-37℃，pH值6.5-7.5，廢水在厭氧反應器內停留15小時以上；(3)生物選擇池，創造有利於發展絮凝性細菌的生態環境，有效抑制絲狀菌的大量繁殖，克服汙泥膨脹，提高生物系統運行的穩定性；(4)氧化溝，採用高效供氣式射流曝氣工藝，溶解氧1-2mg/L，水溫15-30℃，營養物質按COD:N:P＝800:5:1投加N和P，pH值為6.5-7.5，好氧時間為7-9小時；(5)二沉池，在二沉池實現泥水分離；3、絮凝處理用絮凝劑對生物處理後的廢水進行處理，絮凝劑濃度為8-10mg/L，pH為6.5-7.5；4、氧化處理用臭氧對廢水作進一步的處理，臭氧投加濃度0.5-0.7mg/L，pH值在6.5-7.5，氧化時間為20-30分鐘；5、深度過濾處理將經氧化處理的廢水採用三層過濾，一層濾料為石英砂，二層濾料為纖維球，三層濾料為20-30埃微孔的活性炭。下面對五段組合法廢水處理工藝進行詳細說明。物化處理過程物化處理主要預處理高濃度廢水和中段水。高濃廢水首先經細格柵回收細小纖維；再經超微濾機過濾大小懸浮顆粒物；然後用爐灰與廢水混合攪拌，進行吸附及脫色；然後再經無煙煤過濾後泵入水解酸化池；其中爐灰與廢水的比例是1:4-6，經爐灰吸附後進入沉澱池，沉澱池底部安裝有螺旋輸送機，將沉澱後的爐灰輸送出來，經壓濾用於製作免燒磚。中段水經細格柵回收短纖維，再經超微濾機進行過濾，泵入水解酸化池。生物處理過程水解酸化池為廢水提供4-6小時的酸化時間，穩定廢水有機負荷；創造兼氧環境進行水解酸化，將難降解物質分解成容易降解的有機物。廢水經水解酸化後泵入厭氧反應器(UASB反應器)進行厭氧反應。廢水在反應器內停留時間15小時以上，pH值6.5-7.5，水溫30-37℃。...