專利名稱：非木本農(nóng)作物之環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)和化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是機(jī)械漿、化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，本制漿系統(tǒng)應(yīng)用于秸桿、稻草等一年生非木本農(nóng)作物纖維原料的機(jī)械漿、化學(xué)機(jī)械漿制漿效果更為顯著，還可以應(yīng)用于成漿制造煙草薄片等加工業(yè)。
背景技術(shù)：
我國是紙和紙板的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，但木材資源嚴(yán)重匱乏，而資源豐富的秸桿、稻草等一年生非木本農(nóng)作物作為纖維原料的制漿技術(shù)存在環(huán)境污染嚴(yán)重、成漿質(zhì)量低的技術(shù)問題，因此不得不長期依賴大量進(jìn)口國外商品紙漿。伴隨著全球?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，木材及其制品的進(jìn)口代價(jià)也愈來愈高昂，另外，多年來依賴進(jìn)口紙漿及其制品已經(jīng)嚴(yán)重危及我國造紙工業(yè)的健康發(fā)展?，F(xiàn)在應(yīng)用各種木本纖維植物為原料的化學(xué)制漿、化學(xué)機(jī)械制漿和機(jī)械制漿技術(shù)已較為成熟，但一年生非木本纖維植物，包括資源豐富的秸稈、稻草等農(nóng)作物纖維資源，將如何充分利用它們、實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保資源利用是制漿行業(yè)、尤其是造紙制漿行業(yè)面臨的一大技術(shù)難題，特別是目前加大造紙漿料中秸稈纖維、農(nóng)作物纖維漿料的比重，已成為我國制漿造紙業(yè)界發(fā)展的必然趨勢(shì)，所以非木本纖維植物漿料的得率以及質(zhì)量等方面都需要有大的技術(shù)改進(jìn)。環(huán)保制漿工藝一直是造紙領(lǐng)域研究的主要方向，如德國專利NO. 19730486的技術(shù)方案用液氨在20bar壓力下浸漬木片20min，再通入蒸汽爆破處理，處理后纖維原料排入容器中，用乙醇水=1 1的溶液反復(fù)抽提纖維原料，溶出木質(zhì)素和半纖維素，其乙醇水溶液中含有85%的木質(zhì)素及90%的半纖維素。中國專利CN101880977A公開了一種以樟子松、 白松、楊木為原料的化學(xué)機(jī)械漿制漿生產(chǎn)方法，其技術(shù)方案僅限于闊葉木及同針葉木混合材料，但對(duì)于秸稈非木本纖維及農(nóng)作物，采用上述方法不能實(shí)現(xiàn)高得率、符合指標(biāo)要求的物理強(qiáng)度以及高漂白度、實(shí)現(xiàn)清潔制漿的技術(shù)目的，更難以制成漂白度高和中、高檔成品漿。造紙廠遍布全國各地，非木本纖維植物制漿仍大部分停留于堿法制漿方法。農(nóng)作物和草類纖維特性和組織成份與木材纖維有很大差異，農(nóng)作物以及草類纖維原料具有自身顏色深、灰份大、硅含量高、雜細(xì)胞等非纖維成份多的特點(diǎn)，這些在制漿工藝、尤其是堿法制漿工藝中都是不利因素，高堿性工藝方法去除灰份、木質(zhì)素等成份，去除時(shí)產(chǎn)生大量難轉(zhuǎn)化處理的污水污染環(huán)境，工藝中水耗量和堿性等藥劑耗量都較高。另外高堿蒸煮，中間必須設(shè)置洗滌和篩選、脫水成漿等工序，且蒸煮和漂白工序需獨(dú)立進(jìn)行，黑液、中間廢液排放量大， 纖維流失量也很大，成漿得率低、污水中懸浮物、有機(jī)物濃度高、色澤深，其酸或堿性大、可生化性差，給環(huán)境帶來極大的污染壓力。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種高得率、漿料物理強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)與木本纖維原料漿料持平的非木本農(nóng)作物之環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，還提供有漂白度高、可達(dá)到中、高檔成漿技術(shù)指標(biāo)的非木本農(nóng)作物之化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的非木本農(nóng)作物之環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，按物料工序運(yùn)行方向、 其系統(tǒng)組成包括原料切斷機(jī)、錘絲除塵機(jī)、輸送設(shè)備、浸漬洗滌器、濾水輸送和汽蒸螺旋輸送機(jī)、I段擠裂浸漬機(jī)及其輸送設(shè)備、I段貯存反應(yīng)倉及其輸送設(shè)備、II段擠裂浸漬機(jī)及其輸送設(shè)備、II段貯存反應(yīng)倉及其輸送設(shè)備、高濃浸漬盤磨機(jī)及其輸送設(shè)備、III段貯存反應(yīng)倉及其輸送設(shè)備，和后段工序的磨漿機(jī)、篩選凈化濃縮設(shè)備，其中汽蒸螺旋輸送機(jī)、I段貯存反應(yīng)倉、II段貯存反應(yīng)倉和III段貯存反應(yīng)倉設(shè)置有蒸汽注入管路。在上述的非木本農(nóng)作物環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還提供有非木本農(nóng)作物之化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，按物料工序運(yùn)行方向、其系統(tǒng)組成包括原料切斷機(jī)、錘絲除塵機(jī)、輸送設(shè)備、浸漬洗滌器、濾水輸送和汽蒸螺旋輸送機(jī)、I段擠裂浸漬機(jī)及其輸送設(shè)備、I段貯存反應(yīng)倉及其輸送設(shè)備、II段擠裂浸漬機(jī)及其輸送設(shè)備、II段貯存反應(yīng)倉及其輸送設(shè)備、高濃浸漬盤磨機(jī)及其輸送設(shè)備、III段貯存反應(yīng)倉及其輸送設(shè)備，和后段工序的磨漿機(jī)、篩選凈化濃縮設(shè)備，其中汽蒸螺旋輸送機(jī)、I段貯存反應(yīng)倉、II段貯存反應(yīng)倉和III 段貯存反應(yīng)倉設(shè)置有蒸汽注入管路，通入浸漬洗滌器、I段擠裂浸漬機(jī)擠裂末端、II段擠裂浸漬機(jī)擠裂末端和高濃浸漬盤磨機(jī)輸入處均設(shè)置有藥液注入管路。本實(shí)用新型公開的非木本農(nóng)作物之環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)和化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)， 特別針對(duì)的是一年生非木本纖維秸稈、稻麥草等農(nóng)作物而設(shè)計(jì)，它也適合于木本纖維質(zhì)植物原料。本實(shí)用新型的技術(shù)方案在制漿系統(tǒng)組成配合制漿工序依次進(jìn)行浸漬反應(yīng)、漂白反應(yīng)漸進(jìn)漸行的工藝處理手段，除雜洗滌工序中就將浸漬潤脹、汽蒸軟化融合其中，在三段不同方式的物理絲化過程中，一方面強(qiáng)力除去干擾制漿的非纖維成份、直至均勻細(xì)化成漿，尤其是兩段物理絲化段工序中將秸桿和草類纖維中影響反應(yīng)制漿和漂白的非纖維成份充分的擠出脫離，在該步驟中，本技術(shù)方案并非如前現(xiàn)有技術(shù)，只是單純的將物料物理擠松、擠散，而是在極度擠裂破碎細(xì)化的同時(shí)，將組織中的木質(zhì)素、果膠、單寧、雜細(xì)胞、灰份、樹脂和纖維內(nèi)液質(zhì)、空氣等強(qiáng)力擠出，并隨部分液體脫離、排出，余料則成為類似于被極度壓縮的海棉一樣，這時(shí)注入所需藥液，這種被壓縮的絲絨物料能夠迅速、深入的吸收藥液、使藥液快速滲透浸漬到纖維內(nèi)部、直至細(xì)胞壁內(nèi)，纖維原料細(xì)微部都會(huì)得到藥劑而充分反應(yīng)，木質(zhì)素和半纖維素不被溶出，其整套工序也省去了洗漿步驟，物料或漿料均維持在15 40%高濃度狀態(tài)中運(yùn)行，中段廢水污染指標(biāo)極低，濾出水和中段廢水能夠經(jīng)過常規(guī)的沉淀、過濾、 氣浮、厭氧、好氧的水處理工藝，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，可全部回用制漿系統(tǒng)所需用水，脫出的渣質(zhì)可經(jīng)生物質(zhì)氣化系統(tǒng)予以再生利用，節(jié)水、節(jié)能效果顯著。本機(jī)械漿、化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高得率制漿目的，紙漿得率均可達(dá)80 88%，其化學(xué)機(jī)械漿的白度物理強(qiáng)度指標(biāo)均達(dá)到甚至超出了楊木等闊葉木化學(xué)機(jī)械漿的技術(shù)指標(biāo)，請(qǐng)參見下表。本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)方案解決了目前制漿造紙業(yè)高污染、高能耗、造紙?jiān)暇o缺的技術(shù)難題，為農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)再利用、制漿業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境開辟了一技術(shù)途徑。
權(quán)利要求1.一種非木本農(nóng)作物環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，其特征在于按物料工序運(yùn)行方向、系統(tǒng)組成包括原料切斷機(jī)(1)、錘絲除塵機(jī)(2)、輸送設(shè)備(3)、浸漬洗滌器(4、5)、濾水輸送和汽蒸螺旋輸送機(jī)(7、8)、I段擠裂浸漬機(jī)(9)及其輸送設(shè)備(10)、I段貯存反應(yīng)倉(11)及其輸送設(shè)備(12)、II段擠裂浸漬機(jī)(13)及其輸送設(shè)備(14)、II段貯存反應(yīng)倉(15)及其輸送設(shè)備(16)、高濃浸漬盤磨機(jī)(17)及其輸送設(shè)備(18)、III段貯存反應(yīng)倉(20)及其輸送設(shè)備(21)，和后段工序的磨漿機(jī)(22)、篩選凈化濃縮設(shè)備，其中汽蒸螺旋輸送機(jī)、I段貯存反應(yīng)倉、II段貯存反應(yīng)倉和III段貯存反應(yīng)倉設(shè)置有蒸汽注入管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的非木本農(nóng)作物環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，其特征在于高濃浸漬盤磨機(jī)的機(jī)殼有進(jìn)料通道(208)、盤磨室(203)和主軸軸承機(jī)座(202)，定磨盤(214)固定于機(jī)蓋上，進(jìn)料通道由定磨盤中心口通入盤磨室，主軸由軸承機(jī)座轉(zhuǎn)動(dòng)支撐設(shè)置，動(dòng)磨盤(215)固定于主軸的盤磨室內(nèi)軸端，定磨盤和動(dòng)磨盤的盤面上由內(nèi)至外對(duì)應(yīng)設(shè)置有分料磨區(qū)(L)、分散磨區(qū)(M)和細(xì)磨區(qū)(N)，其中的分散磨區(qū)(M)為兩磨盤凸凹嚙合的多道同心齒環(huán)布置區(qū)， 每道嚙合齒環(huán)上均勻開設(shè)有若干物料通行的通槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的非木本農(nóng)作物環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，其特征在于其中的貯存反應(yīng)倉，進(jìn)料口設(shè)置于倉體頂部，倉體底面設(shè)置排料口，與排料口連通的排料通道內(nèi)設(shè)置有排料螺旋，倉體內(nèi)下部的中央動(dòng)力軸上設(shè)置有撥料輪(104)，撥料輪是由撥料懸臂和固定于撥料懸臂的若干撥料體(117)構(gòu)成，撥料體為截面為三角形的型體，該撥料體的尖棱迎對(duì)撥料旋轉(zhuǎn)向，排料口設(shè)置在撥料輪轉(zhuǎn)動(dòng)覆蓋的倉體底面撥料區(qū)處。
4.由權(quán)利要求1的非木本農(nóng)作物環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)構(gòu)成的化學(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，其特征在于通入浸漬洗滌器(4)、I段擠裂浸漬機(jī)(9)擠裂末端、II段擠裂浸漬機(jī)(13)擠裂末端和高濃浸漬盤磨機(jī)(17)輸入處均設(shè)置有藥液注入管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的非木本農(nóng)作物環(huán)?；瘜W(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，其特征在于高濃浸漬盤磨機(jī)的機(jī)殼有進(jìn)料通道(208)、盤磨室(203)和主軸軸承機(jī)座(202)，定磨盤(214)固定于機(jī)蓋上，進(jìn)料通道由定磨盤中心口通入盤磨室，主軸由軸承機(jī)座轉(zhuǎn)動(dòng)支撐設(shè)置，動(dòng)磨盤 (215)固定于主軸的盤磨室內(nèi)軸端，定磨盤和動(dòng)磨盤的盤面上由內(nèi)至外對(duì)應(yīng)設(shè)置有分料磨區(qū)(L)、分散磨區(qū)(M)和細(xì)磨區(qū)(N)，其中的分散磨區(qū)(M)為兩磨盤凸凹嚙合的多道同心齒環(huán)布置區(qū)，每道嚙合齒環(huán)上均勻開設(shè)有若干物料通行的通槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的非木本農(nóng)作物環(huán)?；瘜W(xué)機(jī)械漿制漿系統(tǒng)，其特征在于其中的貯存反應(yīng)倉，進(jìn)料口設(shè)置于倉體頂部，倉體底面設(shè)置排料口，與排料口連通的排料通道內(nèi)設(shè)置有排料螺旋，倉體內(nèi)下部的中央動(dòng)力軸上設(shè)置有撥料輪(104)，撥料輪是由撥料懸臂和固定于撥料懸臂的若干撥料體(117)構(gòu)成，撥料體為截面為三角形的型體，該撥料體的尖棱迎對(duì)撥料旋轉(zhuǎn)向，排料口設(shè)置在撥料輪轉(zhuǎn)動(dòng)覆蓋的倉體底面撥料區(qū)處。
專利摘要本實(shí)用新型提供的非木本農(nóng)作物之環(huán)保機(jī)械漿制漿系統(tǒng)和機(jī)械化學(xué)漿制漿系統(tǒng)，包括切斷機(jī)、錘絲除塵機(jī)、浸漬洗滌器、I段和II段擠裂浸漬機(jī)及貯存反應(yīng)倉、高濃浸漬盤磨機(jī)、III段貯存反應(yīng)倉，和后段工序的磨漿機(jī)、篩選凈化濃縮設(shè)備，其中汽蒸螺旋輸送機(jī)、I段、II段和III段貯存反應(yīng)倉設(shè)置有蒸汽注入管路，通入浸漬洗滌器、I段擠裂浸漬機(jī)擠裂末端、II段擠裂浸漬機(jī)擠裂末端和高濃浸漬盤磨機(jī)輸入處還設(shè)置有藥液注入管路。配合以下的制漿方法原料的準(zhǔn)備、預(yù)汽蒸螺旋輸送、串聯(lián)的兩物理絲化處理段、高濃盤式浸漬絲化處理，最后高濃磨漿、篩選、凈化、脫水得商品漿。本技術(shù)方案具有高得率、無污染、低能耗等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D21C7/00GK202144575SQ20112020208
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者李軍, 李剛榮 申請(qǐng)人:李軍, 李剛榮