專利名稱：一種環(huán)保紙漿的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有纖維的秸桿類植物的制漿造紙技術(shù)，屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種環(huán)保紙漿的制造方法。
背景技術(shù)：
我國制漿造紙工業(yè)污水排放量約占全國污水排放總量的10 12%，居第三位；排放污水中化學(xué)耗氧量約占全國排放總量的40 45%，居第一位。造紙工業(yè)已成為我國污染環(huán)境的主要行業(yè)之一。我國以非木材為原料的制漿造紙企業(yè)普遍規(guī)模小，裝備比較落后，其廢水的污染治理程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界平均水平，存在的問題多，是最主要的污染源。造紙的污染主要是其生產(chǎn)過程中會使用到大量的漂白劑，酸性原料，直接排到河道導(dǎo)致水污染，其次就是它所散發(fā)的氣味污染空氣。傳統(tǒng)的造紙草漿生產(chǎn)工藝一般采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，對草漿黑液的處理技術(shù)已成為世界公認(rèn)的難題。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，難以得到廣泛的推廣；因此生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)以共同達(dá)到環(huán)保和鳳利是亟待解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保紙漿的制造方法，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。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種環(huán)保紙漿的制造方法，其特征在于:按照下述比例配比:1T原料:1.5 2.5T水:20 25kg的堿類物質(zhì)；將上述原料投入到密閉的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力在I 3個大氣壓的水平下，反應(yīng)I 2h ;然后按照每T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 2h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。所述采用過氧化物作為強(qiáng)氧化劑時，控制工藝為:將預(yù)處理后的原料，按照IT原料:1.5T水:23kg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I 3個大氣壓的水平下，反應(yīng)I 1.5h ;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)I 1.5h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。所述采用次氯酸鹽作為強(qiáng)氧化劑時，控制工藝為:將預(yù)處理后的原料，按照IT原料:1.5T水:23kg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I 3個大氣壓的水平下，反應(yīng)I 1.5h ;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)I 1.5h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。所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，采用上述的工藝，由于加入了 20 25kg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。所述堿性物質(zhì)為了能夠發(fā)揮更好的脫木素作用，一般控制反應(yīng)器的壓力在I 3個大氣壓，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I 3個大氣壓，同時控制反應(yīng)的時間在I 2h，反應(yīng)時間過長也會造成廢液轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶廴镜暮谝?，同時不利于縮短成漿的時間?？刂朴盟吭诿繃嵲嫌盟?.5 2.5T，可以有效的降低水資源的浪費和廢液的產(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1.5 2.5T。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)過長期的工廠實驗和計算，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 2h，優(yōu)選I 1.5h。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)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種，或者上述多重堿性物質(zhì)的混合物。所述的強(qiáng)氧化劑為過氧化物，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)僅采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。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I 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，方便了后期的廢液處理；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。本發(fā)明所述一種環(huán)保紙漿的制造方法，其有益效果在于: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現(xiàn)了廢水的達(dá)標(biāo)排放，甚至部分廢水實現(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。
具體實施例方式以下實施例為本發(fā)明作進(jìn)一步出闡述。實施例1
1.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:1噸原料麥草:2噸水:20kg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)2h ;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)1.5h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
隹
口 ο實施例2
1.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:1噸原料:2.5噸水:23kg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)Ih ;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)Ih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。實施例3
1.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:1噸麥草原料:1.5噸水:25kg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)Ih ;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)0.5h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。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保紙漿的制造方法，其特征在于:按照下述比例配比: τ原料:1.5 2.5T水:20 25kg的堿類物質(zhì)；將上述原料投入到密閉的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力在I 3個大氣壓的水平下，反應(yīng)I 2h ;然后按照每T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 2h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.如權(quán)利要求1所述一種環(huán)保紙漿的制造方法，其特征在于:所述采用過氧化物作為強(qiáng)氧化劑時，控制工藝為:將預(yù)處理后的原料，按照IT原料:1.5T水:23kg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I 3個大氣壓的水平下，反應(yīng)I 1.5h ;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)I 1.5h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。
3.如權(quán)利要求1所述一種環(huán)保紙漿的制造方法，其特征在于:所述采用次氯酸鹽作為強(qiáng)氧化劑時，控制工藝為:將預(yù)處理后的原料，按照IT原料:1.5T水:23kg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I 3個大氣壓的水平下，反應(yīng)I 1.5h ;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)I 1.5h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.如權(quán)利要求1 所述一種環(huán)保紙漿的制造方法，其特征在于:所述優(yōu)選用水量為每噸原料1.5 2.5T。
全文摘要
本發(fā)明公開一種環(huán)保紙漿的制造方法，涉及含有纖維的秸稈類植物的制漿造紙技術(shù)，屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于采用將預(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，實現(xiàn)了快速成漿。其有益效果在于不再產(chǎn)生黑液，所產(chǎn)生的廢液處理難度大大降低。
文檔編號D21C3/02GK103147330SQ20131005654
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者何聰 申請人:何聰