一種應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法及設(shè)備，將氧脫木素工序加入到傳統(tǒng)蔗渣制漿工藝的蒸煮和漂白工段之間。蒸煮后的蔗渣漿經(jīng)過洗滌工段后，漿料通過洗漿機的出漿螺旋進入中濃泵立管，在立管上加入一定量NaOH，然后用中濃泵輸送漿料，漿料進入蒸汽加入裝置，在這里加入蒸汽和氧氣，然后漿料在混合器中混合均勻后進入氧脫木素反應(yīng)塔進行脫木素反應(yīng)，反應(yīng)后的漿料經(jīng)過篩選洗滌后進入后續(xù)漂白工段。采用發(fā)明的工藝方法和工藝條件，可有效脫出蒸煮后蔗渣漿中的殘余木素，降低漂白工段的化學品用量，大大降低廢水污染負荷，同時使蔗渣漿有較高的得率和質(zhì)量。
【專利說明】一種應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于造紙打漿工藝領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法以 及實現(xiàn)該方法所需的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 纖維原料是制漿造紙行業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，木材是主要且優(yōu)良的纖維原料。但我國森 林資源匱乏，再加上國家對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求，使得可用于制漿造紙行業(yè)的優(yōu)質(zhì)木 材纖維原料十分短缺。發(fā)展非木材纖維原料制漿造紙，是解決我國原料短缺和發(fā)展循環(huán)經(jīng) 濟的有效途徑。
[0003] 蔗渣是蔗糖制造過程中的副產(chǎn)品，目前國內(nèi)常用的蔗渣制漿方法為堿法或硫酸鹽 法化學法制漿，在蒸煮后直接采用傳統(tǒng)工藝漂白。但是傳統(tǒng)的蔗渣制漿漂白方法存在紙漿 得率低、化學品損耗大、廢水污染負荷大等缺陷，隨著國家對環(huán)保方面要求的日益嚴格，發(fā) 展符合資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和可持續(xù)發(fā)展型的清潔制漿新技術(shù)顯得尤為重要。
[0004] 制漿過程的污染主要來自蒸煮工序和漂白工序。而隨著堿回收技術(shù)的日益成熟， 蒸煮工段的廢水已基本達到循環(huán)利用的目的，所以降低漂白工段的污水對降低全廠廢水處 理負荷至關(guān)重要。要降低漂白工段的污水，一個有效的方法就是在漂白前盡可能多的脫除 漿料中的木素，降低未漂漿的卡伯值（即K值，是衡量紙漿中木素含量的指標，近似與紙漿 中的木素含量成線性正相關(guān))。
[0005] 在蒸煮之后，漂白之前加入氧脫木素工序可達到這一目的。氧脫木素是在堿性條 件下用氧氣與紙漿反應(yīng)，進一步脫出紙漿中的殘余木素。氧脫木素是蒸煮脫木素過程的延 伸，目的是進一步降低紙漿的卡伯值，以滿足漂白的要求，同時保持較高的紙漿得率和粘 度，而且紙漿白度穩(wěn)定、脫水性能好。此外，增加氧脫木素工段可以減少漂白廢液污染負荷， 減少漂白工段化學品用量，改善紙漿質(zhì)量。氧脫木素技術(shù)已經(jīng)在以木材纖維為原料的制漿 工藝中廣泛應(yīng)用，但在國內(nèi)蔗渣漿廠鮮有將氧脫木素技術(shù)應(yīng)用起來的。
[0006] 木材纖維與蔗渣纖維性質(zhì)上差別很大，蔗渣的制漿性能介于稻麥草和木材之間， 其木素含量低于木材，且堿易溶木素比例較高，易于蒸煮，但要求有更高的脫木素率才易使 纖維分離，與木漿相比，蔗渣漿在木素脫除率要求和控制方面均有很大差異。同時蔗渣有較 高的硅含量，還有少量的殘?zhí)恰＿@些因素導致木材制漿工藝中成熟的氧脫木素技術(shù)應(yīng)用于 蔗渣制漿中時需要進行改進。
[0007] 經(jīng)檢索截止2013年12月，國外專利中，美國、芬蘭、加拿大等國都有關(guān)于氧脫木素 技術(shù)的專利，但大都是針對木漿的氧脫木素方法，還沒有適用于蔗渣漿的氧脫木素方法。
[0008] 在國內(nèi)CN101082187A公開了一種禾草類未漂化學漿的氧脫木素方法，蔗渣雖然 可歸為禾草類纖維原料，但在制漿性能上與稻麥草存在很大差異，蔗渣的含硅量高于木材 卻遠低于其他草類原料，其灰分僅為稻草的1/5,麥草的1/2~1/3,木素含量及脫木素性能 也不同。所以蔗渣在制漿工藝上不可與其他草類原料一概而論，本發(fā)明是一種專門針對蔗 渣原料的氧脫木素技術(shù)，經(jīng)過優(yōu)化的工藝方法和工藝條件均與之不同。
[0009] CN202116931U公開了一種氧脫木素系統(tǒng)，此實用新型沒有明確闡述原料的適用對 象，采用了兩段氧脫木素工序。對于傳統(tǒng)木材原料，由于木素含量高，采用兩段氧脫木素是 有必要的。但對于蔗渣，木素含量低于木材，采用一段氧脫木素工藝就可滿足需要。這也是 本發(fā)明與之不同之處，此外本發(fā)明還提供了適用于蔗渣漿的氧脫木素工藝條件。
[0010] CN101105011A公開了一種氧脫木素和漂白一體化制漿方法，其中氧脫木素工序采 用的方法及所用化學品與本發(fā)明均不同，且此方法是否可適用于蔗渣制漿工藝中仍有待驗 證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于針對氧脫木素技術(shù)在蔗渣制漿中的應(yīng)用難題，提供了適用于蔗 渣制漿工藝的氧脫木素方法及工藝條件。該氧脫木素方法易操作，投資成本低，在節(jié)能環(huán)保 方面成效明顯，可通過技改加入現(xiàn)有的蔗渣漿廠制漿工段中，易進行工業(yè)化應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的： 一種應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法，氧脫木素工序添加在蔗渣制漿工藝的蒸煮和洗 滌工段之后，漂白工段之前。國內(nèi)目前普遍使用的蔗渣漿制漿工藝為：蔗渣經(jīng)過蒸煮、篩選、 除渣、洗滌后直接進入漂白工段，經(jīng)過漂白洗滌后，生產(chǎn)出蔗渣漿。本發(fā)明將氧脫木素工序 添加在洗選工段和傳統(tǒng)漂白工段之間。
[0013] 具體實施步驟如下： 蒸煮后的蔗渣漿經(jīng)過洗滌工段后，漿料通過洗漿機的出漿螺旋進入中濃泵立管，在立 管上加入一定量NaOH，然后用中濃泵輸送漿料，漿料進入蒸汽加入裝置，在這里加入蒸汽和 氧氣，然后漿料在混合器中混合均勻后進入氧脫木素反應(yīng)塔進行脫木素反應(yīng)，反應(yīng)后的漿 料經(jīng)過篩選洗滌后進入后續(xù)漂白工段。
[0014] 具體工藝條件為：進入氧脫木素工段的蔗渣漿重量濃度為109Γ12%; NaOH重量 濃度為29Γ4% (相對于風干蔗渣漿，下同）；02體積濃度為L 59Γ2%，壓力I. 4MPa ;蒸汽采 用LOMPa的中壓蒸汽，蒸汽用來控制反應(yīng)塔內(nèi)的反應(yīng)溫度和壓力，根據(jù)需要控制蒸汽量； 漿料在塔中的停留時間為6(T90min，反應(yīng)溫度為10(Tl2(TC，在反應(yīng)塔頂部的操作壓力為 0· 3?0· 5MPa。
[0015] 優(yōu)選的，還可以在氧脫木素工序中加入過氧化氫（即Op)來增強氧脫木素的效果， 過氧化氫的加入點需在NaOH之后，當加入過氧化氫時可調(diào)整NaOH加入點到中濃漿泵立管 前洗漿機出漿螺旋處，將過氧化氫加入到中濃立管上。
[0016] 實現(xiàn)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法的設(shè)備，包括中濃漿泵立 管，中濃漿泵，制氧站，蒸汽加入裝置，混合器和氧脫木素反應(yīng)塔；設(shè)備連接順序為：中濃漿 泵立管一中濃漿泵一蒸汽加入裝置一混合器一氧脫木素反應(yīng)塔；其中蒸汽加入裝置還和制 氧站相連接。
[0017] 氧脫木素反應(yīng)塔為升流塔，塔底為進料口，塔下部為錐形，上部為圓柱形，以保證 漿料層級升流，塔頂設(shè)有卸料裝置。
[0018] 使用本發(fā)明的技術(shù)方案，在針對實際情況的優(yōu)化工藝條件下，添加氧脫木素工段 可以達到下列效益： ①在相對溫和的條件下進一步脫出殘余木素，可以使未漂蔗渣漿的卡伯值降低 409Γ50%，同時保持了較高的紙漿得率。
[0019] ②經(jīng)過氧脫木素段處理，后續(xù)的漂白化學品消耗可以減少40?50%。
[0020] ③由于上述①、②條的貢獻，添加氧脫木素段后，大大降低了漂白段的廢水污染負 荷，與未增加氧脫木素段的漂白工藝相比，廢水的化學需氧量（COD)降低了 409Γ50%，對于 采用含氯漂白的工藝，增加氧脫木素段后廢水有機氯化物的含量降低了 50%左右。
[0021] ④氧脫木素段廢液可直接逆流回洗滌系統(tǒng)，進入堿回收，減少了制漿污染物的排 放。添加氧脫木素段后，可降低25%左右的廢水排放量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的氧脫木素工藝流程圖。
[0023] 圖中的名稱序號如下： 中濃漿泵立管1，中濃漿泵2,蒸汽加入裝置3,混合器4、氧脫木素反應(yīng)塔5、制氧站6。

【具體實施方式】
[0024] 實施例1本發(fā)明應(yīng)用于采用無元素氯漂白（ECF)的蔗渣漿制漿工藝 如圖1所示，發(fā)明人結(jié)合本發(fā)明技術(shù)方案對一個現(xiàn)有的蔗渣漿制漿工藝進行技改?，F(xiàn) 有的蔗渣漿制漿工藝為：蔗渣漿采用硫酸鹽法蒸煮，蒸煮后的蔗渣漿經(jīng)過洗選工段直接進 入漂白工段，漂白工段采用二氧化氯漂白一氧和過氧化氫強化的堿抽提一二氧化氯漂白 (DO-Eop-Dl)三段漂。
[0025] 技改方案為：將氧脫木素工段（0)加入到洗滌工段和現(xiàn)有漂白工段之間，即：蒸煮 后的蔗渣漿經(jīng)過洗滌工段后，將漿料(重量濃度為10-12%)通過洗漿機的出漿螺旋進入中濃 泵立管1，在立管上加入重量濃度為2-4%的NaOH，然后用中濃漿泵2輸送漿料，漿料進入蒸 汽加入裝置3,在這里加入蒸汽和氧氣，參數(shù)為：0 2體積濃度為1. 5-2%，壓力I. 4MPa，O2由 制氧站6提供；蒸汽采用I. OMPa的中壓蒸汽，蒸汽用來控制反應(yīng)塔內(nèi)的反應(yīng)溫度和壓力，根 據(jù)需要控制蒸汽量；漿料在塔中的停留時間為60-90min，反應(yīng)溫度為100-120°C，在反應(yīng)塔 頂部的操作壓力為〇. 3-0. 5MPa。然后漿料在混合器中混合均勻后進入氧脫木素反應(yīng)塔5進 行脫木素反應(yīng)，氧脫木素反應(yīng)塔為升流塔，塔底為進料口，塔下部為錐形，上部為圓柱形，以 保證漿料層級升流，塔頂設(shè)有卸料裝置，反應(yīng)后的漿料經(jīng)過篩選洗滌后進入后續(xù)漂白工段。
[0026] 技改后的漂白方案為：〇-D〇-Eop-Dl。
[0027] 技改前后生產(chǎn)的蔗渣漿的白度都能達到88% (ISO)左右，滿足對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
[0028] 下面，將技改前后生產(chǎn)過程的幾個重要指標進行對比，看本發(fā)明在實際應(yīng)用中的 效果。
[0029] ①技改前，進漂白DO段的蔗渣漿卡伯值為13左右；添加氧脫木素工段后，進漂白 DO段的蔗渣漿卡伯值約為7?？梢娫黾友趺撃舅囟问刮雌瘽{的卡伯值降低了 46%。
[0030] ②化學品消耗量 表1添加氧脫木素段前后漂白工段化學品消耗量的對比

【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法，其特征在于：氧脫木素工序添加在蔗渣制漿 工藝的蒸煮和洗滌工段之后，漂白工段之前，具體實施步驟如下： 蒸煮后的蔗渣漿經(jīng)過洗滌工段后，漿料通過洗漿機的出漿螺旋進入中濃泵立管，在立 管上加入一定量NaOH，然后用中濃漿泵輸送漿料，漿料進入蒸汽加入裝置，在這里加入蒸汽 和氧氣，然后漿料在混合器中混合均勻后進入氧脫木素反應(yīng)塔進行脫木素反應(yīng)，反應(yīng)后的 漿料經(jīng)過篩選洗滌后進入后續(xù)漂白工段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法，其特征在于：具體工藝 條件為：進入氧脫木素工段的蔗渣漿重量濃度為1〇%~12% ; NaOH重量濃度為2%~4% ;02體 積濃度為1. 5%~2%，壓力1. 4MPa ;蒸汽采用1. OMPa的中壓蒸汽，蒸汽用來控制反應(yīng)塔內(nèi)的 反應(yīng)溫度和壓力，根據(jù)需要控制蒸汽量；漿料在塔中的停留時間為6(T90min，反應(yīng)溫度為 10(ri20°C，在反應(yīng)塔頂部的操作壓力為0? 3~0. 5MPa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法，其特征在于：在氧脫木素 工序中加入過氧化氫來增強氧脫木素的效果，過氧化氫的加入點需在NaOH之后，當加入過 氧化氫時可調(diào)整NaOH加入點到中濃漿泵立管前洗漿機出漿螺旋處，將過氧化氫加入到中 濃立管上。
4. 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法的設(shè)備，其特征在于：包 括中濃漿泵立管，中濃漿泵，制氧站，蒸汽加入裝置，混合器和氧脫木素反應(yīng)塔；設(shè)備連接順 序為：中濃漿泵立管一中濃漿泵一蒸汽加入裝置一混合器一氧脫木素反應(yīng)塔；其中蒸汽加 入裝置還和制氧站相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于蔗渣制漿的氧脫木素方法的設(shè)備，其特征在于：所述 氧脫木素反應(yīng)塔為升流塔，塔底為進料口，塔下部為錐形，上部為圓柱形，以保證漿料層級 升流，塔頂設(shè)有卸料裝置2。
【文檔編號】D21C9/147GK104452395SQ201410611428
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】許東飄, 李星龍, 胡彪, 張 杰 申請人:中國輕工業(yè)南寧設(shè)計工程有限公司