專利名稱：一種紙品漿料的成漿工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)，具體涉及含有纖維的秸稈類植物的制漿造紙技 術(shù)，特別涉及一種紙品漿料的成漿工藝。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的造紙草漿生產(chǎn)工藝一般釆用堿法或硫酸鹽法化學(xué)制漿，其主要方法 是將稻、麥草等纖維原料和堿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(jìn)行脫木素反應(yīng)，從而制成稻、麥草漿， 這種氣相蒸煮方法蒸煮反應(yīng)劇烈，多數(shù)采用熱噴放，煮成的稻、麥草漿強(qiáng)度低， 濾水性差，尤其是堿法制漿中稻、麥草漿的蒸煮黑液硅含量大，粘度高，致使 所得漿液的質(zhì)量不高，同時導(dǎo)致了稻、麥草漿黑液提取率低，黑液提取濃度低， 因此堿回收率低且回收堿的成本高。嚴(yán)重的影響稻、麥草漿堿回收技術(shù)的實(shí)施。 這種傳統(tǒng)的蒸煮工藝，其排放黑液是形成目前我國工業(yè)廢水主要污染源之一其 治理是環(huán)保工作的重點(diǎn)，對草漿黑液的處理技術(shù)已成為世界公認(rèn)的難題，特別是對于小型，甚至中型企業(yè)來說，由于治理環(huán)境污染^:資大、運(yùn)行費(fèi)用高，以 麥草為原料造紙，要生產(chǎn)盈利而又避免污染幾乎不可能。近年來有6000—7000家小造紙廠因不能解決制漿廢水污染而關(guān)閉，大量麥草等可用資源被廢棄；由 于經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動，仍然還有不少廢水處理不達(dá)標(biāo)的中、小紙廠沒有關(guān)閉； 一些 花費(fèi)巨額資金修建起來的治污工程由于運(yùn)行費(fèi)用高，仍然^T偷排放污水。目前 全國約有30%以上的堿法化學(xué)漿產(chǎn)生的草漿黑液基本上未經(jīng)任何處理，直接外 排，約占總污染物發(fā)生量的80—90%。排放的黑色廢液含有大量的污染物，對 水體污染最為嚴(yán)重。針對這一問題不少企業(yè)提供了采用酶催化劑的方法來改進(jìn)這一技術(shù)，但是 由于技術(shù)所限，僅能小量的降低污染，同時帶來的是設(shè)備成本和生產(chǎn)成本的大 幅提高，難以得到廣泛的推廣；同時由于大多數(shù)生產(chǎn)廠家使用的均是蒸球法的 蒸煮制漿工藝，因此如何結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到環(huán)保和贏利的雙贏是亟待解決的 一個問題。 發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有制漿造紙工藝中成漿工藝存在的諸多不足，本發(fā)明提供了一種紙 品漿料的成漿工藝，它采用將預(yù)處理的原料連同堿性處理藥劑通入密閉反應(yīng)裝 置，在高溫高壓下反應(yīng)并在反應(yīng)過程中添加強(qiáng)氧化劑的方法，實(shí)現(xiàn)了快速成漿， 同時不再產(chǎn)生黑液，所產(chǎn)生的廢液處理難度大大降低。采用這種生產(chǎn)工藝后， 方便了蒸煮廢水的后期處理和達(dá)標(biāo)排放，減少了對于環(huán)境的污染，同時降低了高溫蒸煮對于纖維的損傷提高了所得漿料的質(zhì)量。本發(fā)明所采用的工藝主要包括將預(yù)處理后的原料，按照下述比例配比 1噸原料2-4 p屯水30-100kg的堿類物質(zhì)，投入到密閉的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力在1-3個大氣壓的水平下， 反應(yīng)1-2小時；之后按照每噸原料添加400-1200kg強(qiáng)氧化劑的比例送入反應(yīng)器， 之后反應(yīng)0.5-2小時即可成漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在3-8個 大氣壓。為了達(dá)到最佳的處理效果，當(dāng)采用過氧化物作為強(qiáng)氧化劑時， 一般控制工 藝為將預(yù)處理后的原料，按照1噸原料3噸水40kg的堿類物質(zhì)的比例投 入到密閉的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應(yīng)1-1. 5 小時；之后按照每噸原料添加500kg過氧化物的比例送入反應(yīng)器，之后反應(yīng)1-1. 5 小時即可成漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在4-6個大氣壓。當(dāng)采用次氯酸鹽作為強(qiáng)氧化劑時， 一般控制工藝為將預(yù)處理后的原料， 按照1噸原料3噸水40kg的堿類物質(zhì)的比例投入到密閉的反應(yīng)器中，控制 反應(yīng)器內(nèi)的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應(yīng)1-1.5小時；之后按照每噸原 料添加1000-1200kg次氯酸鹽的比例送入反應(yīng)器，之后反應(yīng)1-1.5小時即可成 漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)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后的絕對干物重量，釆用上述的 工藝，由于加入了 30-100kg的堿類物質(zhì)，使得原料中的木素可以得到一定的去 除，同時由于堿性物質(zhì)的添加量僅為現(xiàn)有工藝的30-80%左右，大大降低了黑液 的產(chǎn)生，同時也降低了蒸煮廢液的粘度，方便了后期的噴漿工藝，為了達(dá)到最 佳的效果， 一般堿類物質(zhì)的加入量控制在每噸原料40-50kg的用量。由于在成 漿的過程中需要較大的壓力，因此采用了密閉容器， 一般可以選用大多數(shù)廠家 正在使用的蒸球即可，只需對蒸球的工作壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)以符合工藝的要求即可， 這樣就為現(xiàn)有的大多數(shù)企業(yè)需要更新的設(shè)備找到了新的出路，即達(dá)到了清潔生 產(chǎn)的目的，又最大程度的降低了生產(chǎn)的成本和技術(shù)設(shè)備革新的費(fèi)用，適合于現(xiàn) 有的大多數(shù)造紙企業(yè)。為了使堿性物質(zhì)能夠發(fā)揮更好的脫木素作用， 一般控制反應(yīng)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(chǎn)生不必要的黑液污染環(huán) 境，同時降低最終的得率，因此將該段的工作壓力設(shè)定為1-3個大氣壓，同時 控制反應(yīng)的時間在1-2小時，反應(yīng)時間過長也會造成廢液轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶廴镜暮谝海?同時不利于縮短成漿的時間?？刂朴盟吭诿繃嵲嫌盟?-4噸，可以有效的 降低水資源的浪費(fèi)和廢液的產(chǎn)量，同時不會由于用水量過大而導(dǎo)致纖維的濃度 降低， 一般可以優(yōu)選用水量為每噸原料3-3. 5噸。結(jié)束上述反應(yīng)后，按照每噸原料添加400-1200kg強(qiáng)氧化劑的比例送入反應(yīng) 器，由于氧化劑的作用，可以更好的使原料中的纖維細(xì)化分離，同時使物料中 的可氧化物質(zhì)被去除，提高漿料的純度，同時由于氧化劑與原料反應(yīng)的過程是 一個放熱反應(yīng)的過程，因此為原料的升溫提供了條件，創(chuàng)造了更好的反應(yīng)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(chǎn)的成本；由于強(qiáng)氧化劑的作用，使得原料中難以處理的麥草節(jié)或其他含 纖維植物的莖枝杈節(jié)得到了有效的處理轉(zhuǎn)化為可利用的纖維，提高了產(chǎn)品的收 率，同時將之前堿液蒸煮過程所產(chǎn)生的廢液中的可氧化物質(zhì)和有色物質(zhì)氧化， 方便了廢液的后期處理，為清潔制漿提供了有力的幫助。為了達(dá)到最佳的效果， 發(fā)明人經(jīng)過長期的工廠實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，確定了強(qiáng)氧化劑的用量在每噸原料使用 400-1200kg較為適宜，其中當(dāng)采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(dāng)采用次氯酸鹽作為強(qiáng)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(dǎo)致氧化的效果不佳，影響最終的收率并導(dǎo)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(yīng)的放熱量過小無法 達(dá)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(dǎo)致目標(biāo)纖維的過度細(xì)化碎裂甚至氧化，也會導(dǎo)致收率的下降并導(dǎo)致所得漿料的質(zhì)量下降，同時反應(yīng)放熱過快過多，造成反應(yīng)器內(nèi)的溫度壓力過大，容易造 成密閉容器的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)從而造成生產(chǎn)事故，因此需按照上述的用量標(biāo)準(zhǔn)控制 強(qiáng)氧化劑的用量。在該步處理中，為了防止壓力過大造成危險(xiǎn)及原料的過度蒸 煮導(dǎo)致黑液增加和漿料品質(zhì)下降，因此將壓力控制在3-8個大氣壓，優(yōu)選4-6 個大氣壓的工作壓力，當(dāng)反應(yīng)放熱所提供的壓力不足以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，可采用外 加蒸汽的形式加以補(bǔ)足。為了保證反應(yīng)的收率，該步反應(yīng)的反應(yīng)時間控制在 0. 5-2小時，優(yōu)選1-1. 5小時。所述的預(yù)處理主要包括切斷工序， 一般將原料切割為小于6cm的小段，這 樣可以縮小原料的長度，方便進(jìn)料和后期的噴漿工序，防止由于原料的長度過 大而造成設(shè)備的負(fù)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(zhì)，也可在進(jìn)入切斷工藝前將原 料首先進(jìn)行清洗，以去除附著在其表面的塵埃和雜質(zhì)。所述的堿性物質(zhì)主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鉤等，或者上述多 重堿性物質(zhì)的混合物，只要能夠保證整個反應(yīng)體系的堿性即可。所采用的強(qiáng)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(zhì)，如次氯酸 鈉，次氯酸鈣等，當(dāng)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。由于所采用的藥劑均為造紙工業(yè)中的常用藥劑，即方便了廠家 的購買，也降低了對于設(shè)備改造所需的費(fèi)用，適合于現(xiàn)有的大多數(shù)造紙企業(yè)應(yīng)用。經(jīng)過上述處理后的原料，當(dāng)反應(yīng)完成后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(tǒng)制漿方法纖維損傷 度1-5%;處理后所得廢液的cod小于10000，色度為5-800倍，較之傳統(tǒng)制漿 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^_了后期的廢液處理；所得的漿液可以經(jīng)過現(xiàn)有的工序如磨制、漂白 等工藝制成各類的紙漿漿料，也可進(jìn)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，采用這種生產(chǎn)工藝后，所得的漿液中可利用的纖維含量較現(xiàn)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；同時由于堿用量的下降，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，而是便于處理的廢液并最終實(shí)現(xiàn) 了廢水的達(dá)標(biāo)排放，甚至部分廢水實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化回用，節(jié)省了大量的水資源。 充分利用了化學(xué)反應(yīng)放熱的原理減少了蒸汽的用量降低了能耗，達(dá)到了節(jié)能減 排的目的，同時適合于現(xiàn)有各制漿企業(yè)的技術(shù)改革，降低了技術(shù)改革的成本， 提高了工藝的適用性。
具體實(shí)施方式
工藝實(shí)施例1一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將麥草經(jīng)過清洗后切割為5-6cm的小段，之后將預(yù)處理后的原料，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(yīng)器內(nèi)的壓力在2個大氣壓的水平下，反應(yīng)2小時；之后按照每噸原料添加500kg 過硫酸銨強(qiáng)氧化劑的比例送入蒸球中，之后反應(yīng)1.5小時即可成漿，在該反應(yīng) 時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在3-4個大氣壓，成漿后設(shè)備噴漿，所得漿料的收 率為65%,纖維的損傷度為傳統(tǒng)制漿方法纖維損傷度5%;所得的廢液，其 cod為10000,色度為200倍。所得的漿料經(jīng)細(xì)磨、漂白等工藝制得標(biāo)準(zhǔn)白漿出售。工藝實(shí)施例2一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將棉桿經(jīng)過清洗后切割為5-6cm的小段，之后將預(yù)處理后的原料，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(yīng)器 內(nèi)的壓力在3個大氣壓的水平下，反應(yīng)1小時；之后按照每噸原料添加1200kg 次氯酸鈉的比例送入蒸球中，之后反應(yīng)1小時即可成漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在4-5個大氣壓，成漿后設(shè)備噴漿，所得漿料的收率為75%， 纖維的損傷度為傳統(tǒng)制漿方法纖維損傷度1.5%;所得的廢液，其cod為6000， 色度為10倍。所得的漿料經(jīng)細(xì)磨、漂白等工藝制得標(biāo)準(zhǔn)白漿出售。工藝實(shí)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，之后將預(yù)處理后的麥草，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(yīng)器內(nèi)的壓力 在2個大氣壓的水平下，反應(yīng)1小時；之后按照每噸麥草添加1050kg次氯酸鈉 的比例送入蒸球中，之后反應(yīng)0.5小時即可成漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器 內(nèi)的壓力在6-7個大氣壓，成漿后設(shè)備噴漿，所得漿料的收率為70%,纖維 的損傷度為傳統(tǒng)制漿方法纖維損傷度3%;所得的廢液，其cod為8000,色度 為300倍。所得的漿料經(jīng)細(xì)磨、漂白等工藝制得標(biāo)準(zhǔn)白漿出售。工藝實(shí)施例4一種成漿工藝，其工藝步驟主要包括將麥草經(jīng)過清洗后切割為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(yīng)器內(nèi)的壓力在3個大氣壓 的水平下，反應(yīng)2小時；之后按照每噸麥草添加650kg雙氧水的比例送入蒸球 中，之后反應(yīng)1.5小時即可成漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在3-4 個大氣壓，成漿后設(shè)備噴漿，所得漿料的收率為62%,纖維的損傷度為傳 統(tǒng)制漿方法纖維損傷度4. 5%;所得的廢液，其cod為7500,色度為350倍。所得的漿料經(jīng)細(xì)磨、漂白等工藝制得標(biāo)準(zhǔn)白漿出售。
權(quán)利要求
1.一種紙品漿料的成漿工藝，其特征在于將預(yù)處理后的原料，按照下述比例配比1噸原料∶2-4噸水∶30-100kg的堿類物質(zhì)，投入到密閉的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應(yīng)1-2小時；之后按照每噸原料添加400-1200kg強(qiáng)氧化劑的比例送入反應(yīng)器，之后反應(yīng)0.5-2小時即可成漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在3-8個大氣壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成漿工藝，其特征在于所述的強(qiáng)氧化劑為過氧 化物或次氯酸鹽或其混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成漿工藝，其特征在于將預(yù)處理后的原料， 按照1噸原料3噸水40kg的堿類物質(zhì)的比例投入到密閉的反應(yīng)器中，控制 反應(yīng)器內(nèi)的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應(yīng)1-1.5小時；之后按照每噸原 料添加500kg過氧化物的比例送入反應(yīng)器，之后反應(yīng)1-1.5小時即可成漿，在 該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在4-6個大氣壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成漿工藝，其特征在于將預(yù)處理后的原料， 按照1噸原料3噸水40kg的堿類物質(zhì)的比例投入到密閉的反應(yīng)器中，控制 反應(yīng)器內(nèi)的壓力在1-3個大氣壓的水平下，反應(yīng)1-1.5小時；之后按照每噸原 料添加1000-1200kg次氯酸鹽的比例送入反應(yīng)器，之后反應(yīng)1-1.5小時即可成 漿，在該反應(yīng)時間內(nèi)保持反應(yīng)器內(nèi)的壓力在4-6個大氣壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成漿工藝，其特征在于所述的堿性物質(zhì)為氫氧 化鈉或氬氧化鉀或氬氧化釣或其混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成漿工藝，其特征在于所述原料的重量為絕對 干燥后原料的重量。
全文摘要
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)，具體涉及含有纖維的秸稈類植物的制漿造紙技術(shù)，特別涉及一種紙品漿料的成漿工藝，它采用將預(yù)處理的原料連同堿性處理藥劑通入密閉反應(yīng)裝置，在高溫高壓下反應(yīng)并在反應(yīng)過程中添加氧化劑的方法，實(shí)現(xiàn)了快速成漿，同時不再產(chǎn)生黑液，所產(chǎn)生的廢液處理難度大大降低。采用這種生產(chǎn)工藝后，方便了蒸煮廢水的后期處理和達(dá)標(biāo)排放，減少了對于環(huán)境的污染，同時降低了高溫蒸煮對于纖維的損傷提高了所得漿料的質(zhì)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(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者鐘惠麗 申請人:山東中科潤環(huán)?？萍加邢薰?br>