一种利用棉杆进行机械制浆的方法

文档序号:1698806阅读:349来源:国知局

专利名称::一种利用棉杆进行机械制浆的方法
技术领域
:本发明属于造纸制浆
技术领域
,涉及一种利用棉杆进行机械制浆的方法。
背景技术
:目前的造纸行业原料需求日益扩大,许多造纸的原料供应紧张,原料成本明显提高,棉杆作为一种廉价的新的造纸原料越来越受到重视。一种由棉杆化学浆制备成品纸的方法(专利申请号为200510085007.9、申请日为2006.01.11、公开号为CN1718916)的中国专利申请中涉及了利用棉杆进行制浆的方法,该方法经过备料处理、浸渍处理、通过一次蒸煮或二次蒸煮、得到粗浆,经洗浆、然后进行漂白,得到棉杆化学浆,从而打破了传统偏见,证明了利用棉杆可以代替杨木材料,可以生产出高品质的纸张。该发明的不足是,备料前要先去除棉杆根部,并且优选方案对皮和杆还要进行分离,分别用于进行制浆生产,这样就增加了备料的要求和前期原料处理的工序,再经过浸渍处理工艺,在蒸煮阶段还有可能要进行二次蒸煮,而且还要经过CEH三段漂白工艺,造成工艺繁多,又延长了生产周期,还使得废液的化学成分更高,增加了排污处理的难度,增加了生产成本。
发明内容本发明的目的是提供一种利用棉杆进行机械制浆的方法,解决了现有技术中存在的全棉杆利用率低,工序复杂,棉杆成浆率低、废液的化学成分高的问题。本发明所采用的技术方案是,一种利用棉杆进行机械制浆的方法,该方法按照以下步骤实施,B、除尘和分丝,D、喷放,F、洗涤和黑液挤除,H、筛选,A、备料,C、蒸煮,E、高浓磨浆,G、中浓磨浆,I、浓縮,步骤A是备料,即将全棉杆粉碎成为2-4cm的棉杆段。步骤B是除尘和分丝,具体包括Bl、一段除尘和分丝,先清除步骤A切碎的棉杆段中的砂石、土块,同时将棉杆小段粉碎,直到棉杆小段分裂为丝状纤维形状;B2、二段除尘和分丝,再次清除步骤B1制成的棉杆丝状纤维中的细小的砂石、杂质以及棉杆杆芯的髓芯,同时将棉杆丝状纤维进一步粉碎,直到棉杆小段进一步分裂为粉丝状纤维料。步骤C是蒸煮,将步骤B2制作的粉丝状纤维料投放进蒸煮装置,在粉丝状纤维料中配入NaOH,均匀升温和升压,当压力达到0.7MPa-0.8MPa土0.01MPa,温度达到165-C-170。C土2t:时,保持压力和温度稳定的时间为90-120分钟,从密封蒸煮装置开始加温加压到完成蒸煮整个过程需要6-7个小时,蒸煮过程中的药料比为NaOH为浆料总质量的1.5%-2.0%。步骤D是喷放,将步骤C蒸煮完成的粗浆进行黑液喷放,利用蒸球内的高压压力将黑液从原浆中分离出来,使得黑液排出蒸煮装置,粗浆留在蒸煮装置内部,形成蓬松的棉絮状,粗浆的湿度达到60%-70%。步骤E是高浓磨浆,将步骤D制成的粗桨从蒸煮装置内部输入到高浓磨中进行粗磨,进一步细化成为细桨。步骤F是洗涤与黑液挤除,将步骤E磨制出的细浆用水稀释,按照细浆与水的比例为1:1-1.5,再进行黑液挤除,得到湿度为30%的浆料。步骤G是中浓磨浆,将步骤F制出的浆料加水稀释,达到含桨浓度为6%-8%的比例,然后进行中浓磨浆,打浆度达到16°。步骤H是筛选,将步骤G经过中浓磨浆制备的桨液加水稀释,浓度达到1.0%-1.05%,然后进行筛选,筛出来的成浆进入下道工序,筛住的粗浆再送回步骤G进行中浓磨再次磨制,对粗浆进行多次多级打浆。步骤I是浓縮,将步骤H筛选出的成浆进行洗涤及浓縮处理,使浓度达到3%-4%,即得成品纸浆。本发明的有益效果是,实现了全棉杆备料,棉杆成浆率高,提高了纸张的品质。而且废液化学成分低,易于排污处理,整个制浆的工艺优化,减少了动力消耗,降低了成本。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。棉杆属于一种细质纤维,硬度相对大,制出的浆液纤维体积大,因此在制浆的全过程都必须根据棉杆的特殊情况,对具体工艺流程进行选配组合设计,才能实现利用棉杆进行机械制桨的目的。一种利用棉杆进行机械制浆的方法,该方法按照以下步骤实施,A、备料,B、除尘和分丝,C、蒸煮,D、喷放,E、高浓磨浆,F、洗涤和黑液挤除,G、中浓磨浆,H、筛选,I、浓縮,步骤A是备料,即将全棉杆粉碎成为2-4cm的棉杆段。步骤B是除尘和分丝,具体包括Bl、一段除尘和分丝,先清除步骤A切碎的棉杆段中的砂石、土块,同时将棉杆小段粉碎,直到棉杆小段分裂为丝状纤维形状;B2、二段除尘和分丝,再次清除步骤B1制成的棉杆丝状纤维中的细小的砂石、杂质以及棉杆杆芯的髓芯,同时将棉杆丝状纤维进一步粉碎,直到棉杆小段进一步分裂为粉丝状纤维料。步骤C是蒸煮,将步骤B2制作的粉丝状纤维料投放进蒸煮装置,在粉丝状纤维料中配入NaOH,均匀升温和升压,当压力达到0.7MPa-0.8MPa±0.01MPa,温度达到165tM70。C土2。C时,保持压力和温度稳定的时间为90-120分钟,从密封蒸煮装置开始加温加压到完成蒸煮整个过程需要6-7个小时,蒸煮过程中的药料比为NaOH为浆料总质量的1.5%-2.0%。步骤D是喷放,将步骤C蒸煮完成的粗楽进行黑液喷放,利用蒸球内的高压压力将黑液从原浆中分离出来,使得黑液排出蒸煮装置,粗浆留在蒸煮装置内部,形成蓬松的棉絮状,粗浆的湿度达到60%-70%。步骤E是高浓磨浆,将步骤D制成的粗浆从蒸煮装置内部输入到高浓磨中进行粗磨,进一步细化成为细浆。步骤F是洗涤与黑液挤除,将步骤E磨制出的细浆用水稀释,按照细浆与水的比例为1:1-1.5,再进行黑液挤除,得到湿度为30%的浆料。步骤G是中浓磨浆,将步骤F制出的浆料加水稀释,达到含浆浓度为6%-8%的比例,然后进行中浓磨浆,打浆度达到16°。步骤H是筛选,将步骤G经过中浓磨浆制备的浆液加水稀释,浓度达到1.0%-1.05%,然后进行筛选,筛出来的成浆进入下道工序,筛住的粗浆再送回步骤G进行中浓磨再次磨制。步骤I是浓缩,将步骤H筛选出的成浆进行洗涤及浓縮处理,使浓度达到3%-4%,即得成品纸浆。本发明方法的重点是在备料、蒸煮、喷放、高浓磨浆和中浓磨浆几个工序进行方案的优选和创新组合,和已经公开的技术方案相比具有以下优点本发明在备料工序中使用机械装置将整个棉杆原料切断、粉碎,从而最大限度的利用棉杆原料,并且在此工艺中,减掉了棉杆皮和杆的分离工序,降低了备料的难度,节约了备料的周期和成本。在除尘和分丝工序中进一步将棉杆段中的灰土砂石清除出去,尤其是将棉杆杆芯的髓芯清除出去,这种髓芯对纸浆的品质影响很大,除去髓芯就有利于实现纸浆达到高品质的要求。在蒸煮工序中既要将木质纤维充分的降解和糖化,还要保证化学试剂的含量合理,因此NaOH添加量控制为占浆料总质量的1.5%-2.0%,并且合理控制蒸煮过程的时间和物理条件。省去了二次蒸煮的工序,并且减少了碱液的用量,不但縮短了生产周期,而且容易进行排污处理。本发明设置的喷放工序,提出利用蒸球内的高压压力将黑液从原衆中分离出来,这样就节省了动力的消耗,既能最大限度排出黑液,还能减少动力和热量的消耗。本发明在高浓磨浆和中浓磨浆工序中,对粗浆进行了多次多级打浆,实现了对浆料的细化要求,达到高品质的纸浆要求。本发明的各个步骤依次完成后,制得的成浆不需要经过CEH三段漂白工艺处理,简化了工艺,降低了废液中的化学制剂含量,减轻了排污处理的程序。本发明的方法和现有的技术相比,在备料、浸渍、蒸煮、喷放、漂白的工艺设置上都具有新的变化,更加适合棉杆的制浆特点,实现了全棉杆的备料,棉杆成浆率高,提高了纸张的品质,而且废液化学成分低,易于排污处理。整个工序进行了优化,减少了动力消耗,降低了生产成本。实施例1本实施例的方法按照前述步骤实施,并将有关参数按照以下数值控制-步骤A是备料,即将全棉杆用机械装置切碎成为2cm的小段。步骤B是除尘和分丝,具体包括Bl、一段除尘和分丝,B2、二段除尘和分丝。步骤C是蒸煮,将步骤B2制作的粉丝状纤维浆料投放进蒸球,在粉丝状纤维浆料中配入占浆料总质量的1.5。%的NaOH,均匀升压和升温,当压力达到0.7MPa土0.01MPa,温度达到165"C土2'C时,保持压力和温度稳定的时间为120分钟,从密封蒸球开始加温加压到完成蒸煮整个过程需要7个小时。步骤D是喷放,将步骤C蒸煮完成的粗浆进行黑液喷放,粗浆的湿度达到70%。步骤E是高浓磨浆,进一步细化成为细浆。步骤F是洗涤和黑液挤除,将步骤E磨制出的细浆用水稀释,按照细浆与水的比例为l:l,再进行黑液挤除,得到湿度为30%的浆料。步骤G是中浓磨浆,将步骤F制出的浆料加水稀释,达到含桨浓度为6%的比例,然后进行中浓磨桨,打浆度达到16°。步骤H是筛选,将步骤G经过中浓磨浆制备的浆液加水稀释,浓度达到1.0%,然后进行筛选。步骤I是浓縮,先洗涤,浓縮后处理的浓度达到4%,即得成品纸浆。实施例2本实施例的方法按照前述步骤实施,有关参数按照以下数值控制步骤A是备料,即将全棉杆用机械装置切碎成为3cm的小段。步骤B是除尘和分丝,具体包括Bl、一段除尘和分丝,B2、二段除尘和分丝。步骤C是蒸煮,将步骤B2制作的浆料投放进蒸球,在浆料中配入占浆料总质量的2.0XNaOH,均匀升压和升温,当压力达到0.8MPa±0.01MPa,温度达到17(TC土2"C时,保持压力和温度稳定的时间为卯分钟,从密封蒸球开始加温加压到完成蒸煮整个过程需要6个小时。步骤D是喷放,将步骤C蒸煮完成的粗浆进行黑液喷放,粗浆的湿度达到60%。步骤E是高浓磨桨,进一步细化成为细浆。步骤F是洗涤和黑液挤除,将步骤E磨制出的细浆用水稀释,按照细浆与水的比例为1:1.5,再进行黑液挤除,得到湿度为30%的浆料。步骤G是中浓磨浆,将步骤F制出的浆料加水稀释,达到含浆浓度为8%的比例,然后进行中浓磨浆,打浆度达到16°。步骤H是筛选,用水稀释后浓度达到1.05%,然后进行筛选。步骤I是先洗涤,再浓縮,浓度达到3%,即得成品纸浆。实施例3本实施例的方法按照前述步骤实施,有关参数按照以下数值控制步骤A是备料,即将全棉杆用机械装置切碎成为4cm的小段。步骤B是除尘和分丝,具体包括Bl、一段除尘和分丝,B2、二段除尘和分丝。步骤C是蒸煮,将步骤B2制作的浆料放进蒸球,在浆料中配入占浆料总质量的1.7%的NaOH,均匀升压和升温,当压力达到0.75MPa±0.01MPa,温度达到168i:士2r时,保持压力和温度稳定的时间为100分钟,从密封蒸球开始加温加压到完成蒸煮整个过程需要6.5个小时。步骤D是喷放,使得粗浆的湿度达到65%。步骤E是高浓磨浆,进一步细化成为细浆。步骤F是洗涤和黑液挤除,将步骤E磨制出的细浆用水稀释,按照细浆与水的比例为1:1.2,再进行黑液挤除,得到湿度为30%的浆料。步骤G是中浓磨浆,用水稀释后达到含浆浓度为6.5%的比例,然后进行中浓磨浆,打浆度达到16°。步骤H是筛选,用水稀释后浓度达到1.03%,然后进行筛选。步骤I是先洗涤,再浓縮,浓度达到3.5%,即得成品纸浆。附表为本发明的方法与化学制浆的对比数据如下表所示。从下表可以看出,从工艺流程的对比和制造出来的纸质对比的性能数据,相对化学制浆来说,有了技术上和工艺上的明显进步,工艺流程上的工艺要求、废液含量、污水处理三项得到了减少或降低,成浆对比得到提高,同时纸质的三项指标都有所提高,同时也证明了本发明能够实现全棉杆纸浆造纸。附表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>综上所述,本发明的方法工艺合理,排污处理容易,动力消耗小,生产成本降低,提高了制造的纸桨和纸张的品质。权利要求1、一种利用棉杆进行机械制浆的方法,其特征在于该方法按照以下步骤实施,A、备料,B、除尘和分丝,C、蒸煮,D、喷放,E、高浓磨浆,F、洗涤和黑液挤除,G、中浓磨浆,H、筛选,I、浓缩。2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤A是备料,即将全棉杆粉碎成为2-4cm的棉杆段。3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤B是除尘和分丝,具体包括Bl、一段除尘和分丝,先清除步骤A切碎的棉杆段中的砂石、土块,同时将棉杆小段粉碎,直到棉杆小段分裂为丝状纤维形状;B2、二段除尘和分丝,再次清除步骤B1制成的棉杆丝状纤维中的细小的砂石、杂质以及棉杆杆芯的髓芯,同时将棉杆丝状纤维进一步粉碎,直到棉杆小段进一步分裂为粉丝状纤维料。4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤C是蒸煮,将步骤B2制作的粉丝状纤维料投放进蒸煮装置,在粉丝状纤维料中配入NaOH,均匀升温和升压,当压力达到0.7MPa-0.8MPa士0.01MPa,温度达到165。C-17(TC士2X:时,保持压力和温度稳定的时间为90-120分钟,从密封蒸煮装置开始加温加压到完成蒸煮整个过程需要6-7个小时,蒸煮过程中的药料比为NaOH为浆料总质量的1.5%-2.0%。5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤D是喷放,将步骤c蒸煮完成的粗浆进行黑液喷放,利用蒸球内的高压压力将黑液从原浆中分离出来,使得黑液排出蒸煮装置,粗浆留在蒸煮装置内部,形成蓬松的棉絮状,粗浆的湿度达到60%-70%。6、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤E是高浓磨浆,将步骤D制成的粗浆从蒸煮装置内部输入到高浓磨中进行粗磨,进一步细化成为细浆。7、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤F是洗涤与黑液挤除,将步骤E磨制出的细浆用水稀释,按照细浆与水的比例为1:11丄5,再进行黑液挤除,得到湿度为30%的浆料。8、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤G是中浓磨浆,将步骤F制出的浆料加水稀释,达到含浆浓度为6%-8%的比例,然后进行中浓磨浆,打浆度达到16°。9、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤H是筛选,将步骤G经过中浓磨浆制备的浆液加水稀释,浓度达到1.0%-1.05%,然后进行筛选,筛出来的成浆进入下道工序,筛住的粗浆再送回步骤G进行中浓磨再次磨制,对粗浆进行多次多级打浆。10、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的步骤I是浓縮,将步骤H筛选出的成浆进行洗涤及浓縮处理,使浓度达到3%-4%,即得成品纸浆。全文摘要本发明公开了一种利用棉杆进行机械制浆的方法,该方法按照以下的步骤实现的,包括备料、除尘和分丝、蒸煮、喷放、高浓磨浆、洗涤和黑液挤除、中浓磨浆、筛选、浓缩的步骤。其中的除尘和分丝步骤又包括一次和二次除尘和分丝,彻底去除沙尘和杂质以及杆芯的髓芯。本发明在备料步骤、除尘和分丝步骤中,对棉杆进行了充分的预先处理,使得棉杆的纤维被彻底的粉碎和细化,在蒸煮步骤中添加的化学试剂含量少,减轻了排污处理的难度。本发明的方法更加适合棉杆的制浆特点,实现了全棉杆的备料,棉杆成浆率高,提高了纸张的品质,而且废液化学成分低,易于排污处理。整个工序进行了优化,减少了动力消耗,降低了生产成本。文档编号D21C9/02GK101117779SQ20071001854公开日2008年2月6日申请日期2007年8月27日优先权日2007年8月27日发明者安明军申请人:安明军
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