专利名称：氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备。
背景技术：
现有的纸浆生产工艺的用水量非常大，由此带来的污水也很难处理，排放出去会严重污染环境。由于现有的纸浆生产需要消耗大量宝贵的水资源，不仅导致生产的成本较高，也不利于生产规模的扩大。此外，现有的纸浆生产的产品质量也有待于进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种所生产的纸浆质量好，用水量少，所需处理的污水少， 生产成本低，生产效率高的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，包括如下步骤A、准备原料生物质的秸秆，并将其粉碎至50mm以下；B、将粉碎后的秸秆按照200kg重量份的秸秆，加入5-80kg重量份的液氨、l_20kg 重量份的尿素、l_20kg重量份的35%浓度的双氧水和5-80kg重量份的水的比例，加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水和水，然后对物料进行1-5分钟的搅拌，让物料受到氧化-浸泡处理；C、将氧化-浸泡处理后的物料通过氧爆罐的进料口输送到氧爆罐中予以压实填装，装满后封闭氧爆罐的进料口，再向氧爆罐中输入饱和蒸汽，然后再通过向氧爆罐输送压力空气，将配气罐中气体的温度调控在100-150°C范围内、压力调控在l_4Mpa的范围内， 并保温保压20-200秒，让液氨、尿素、35%浓度的双氧水、空气中的氧气和水在100-150°C、 l-5Mpa的条件下的对秸秆进行氧化-浸泡和蒸煮处理，让秸秆的组织结构中在短时间里浸入液氨、尿素、35%浓度的双氧水、蒸汽和水，同时秸秆的部分内部组织结构被35%浓度的双氧水和氧气氧化；D、在3秒钟内完全打开氧爆罐的出料口，让氧爆罐中的压力在瞬间降到常压，让秸秆的组织结构中的液氨、35%浓度的双氧水、蒸汽和水在瞬间急速膨胀，让秸秆的组织细胞撕裂，胞壁疏松，并从氧爆罐的出料口喷射而出，从而得到呈絮状物的膨松柔软的氧爆秸秆原料。E、将氧爆秸秆原料输送至搓磨分丝机对其进行搓磨分丝处理；F、将搓磨分丝处理过的氧爆秸秆原料按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入 l-30kg重量份的35%浓度的双氧水，然后将原料送入第一台高浓度磨浆机中进行粗磨浆， 通过第一台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第一台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第二台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第二台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，再将第二台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入沉降式反应器中进行沉降处理；G、将经过沉降处理的原料送入第三台高浓度磨浆机中进行磨浆，通过第三台高浓
4度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第三台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第四台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第四台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，即可从第四台高浓度磨浆机的排料口得到纸浆成品。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其中所述步骤A中秸秆在被输送到储料仓之前，利用除铁装置对其进行除铁处理；所述步骤B中还包括按照200kg重量份的秸秆，加入l-20kg重量份的氢氧化钠和/或l_20kg重量份的氢氧化钾和/或l_20kg重量份的氢氧化钙中的任意一种或其任意组合；所述步骤C中向氧爆罐输送的压力空气可用输送压力氧气代替；所述步骤F中按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入5-25kg重量份的35%浓度的双氧水，并在将原料送入第一台高浓度磨浆机中之前利用水蒸气对原料进行加热、加湿处理。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其中所述步骤B中按照200kg重量份的秸秆，加入10-60kg重量份的液氨、2-Mkg重量份的尿素、2-Mkg重量份的35%浓度的双氧水和10-60kg重量份的水的比例，加入液氨、尿素、35 %浓度的双氧水和水，然后对物料进行 1. 5-4分钟的搅拌；所述步骤C中配气罐中气体的温度调控在110-130°C范围内、压力调控在1. 5-3Mpa的范围内，并保温保压40-130秒；所述步骤F中按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入10-20kg重量份的35%浓度的双氧水。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其中所述步骤B中按照200kg重量份的秸秆，加入20-40kg重量份的液氨、5-10kg重量份的尿素、5-10kg重量份的35%浓度的双氧水和20-40kg重量份的水的比例，加入液氨、尿素、35 %浓度的双氧水和水，然后对物料进行 2-3分钟的搅拌；所述步骤C中配气罐中气体的温度调控在115-125 范围内、压力调控在 2-3. 5Mpa的范围内，并保温保压60-120秒；所述步骤F中按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入14-18kg重量份的浓度的双氧水。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其中所述氧爆罐采用不锈钢制成，所述步骤B中还包括按照200kg重量份的秸秆，加入2-15kg重量份的氢氧化钠和/或2-15kg重量份的氢氧化钾和/或2-15kg重量份的氢氧化钙中的任意一种或其任意组合。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，包括秸秆粉碎机，秸秆粉碎机的出料口与秸秆输送装置的进料口相连，秸秆输送装置的出料口与位于储料仓顶部的进料口相连，储料仓的底部设有出料口，储料仓的出料口与皮带输送装置的进料端相连，皮带输送装置的出料端与预混机顶部的进料口相连，预混机的下部设有出料口，预混机的出料口通过输送装置与物料提升机的进料口相连，物料提升机的出料口与旋转式喂料机顶部的进料口相连，旋转式喂料机内的侧壁上设有物料高度探测开关，物料高度探测开关通过电气控制装置控制物料提升机的启动和停机，旋转式喂料机的下部具有螺旋输送机，旋转式喂料机的螺旋输送机的出料口可分别与一个以上的并列设置的氧爆罐的进料口相连，氧爆罐的进料口处设有密封门，氧爆罐的出料口处设有快开阀门，氧爆罐的侧壁与空气管和蒸汽管的出气口相连，蒸汽管的进气口与蒸汽锅炉的汽压包相连，空气管的进气口与压力气泵相连，全部氧爆罐的出料口通过管路与物料收集仓的进料口相连，物料收集仓的底部设有出料口， 物料收集仓的出料口通过物料输送设备与搓磨分丝机的进料口相连，搓磨分丝机的出料口通过螺旋搅拌输送机与第一台高浓度磨浆机的进料口相连，第一台高浓度磨浆机的出料口通过第一螺旋输送机与第二台高浓度磨浆机的进料口相连，第二台高浓度磨浆机的出料口通过第二螺旋输送机与沉降式反应器的进料口相连，沉降式反应器的出料口与第三台高浓度磨浆机的进料口相连，第三台高浓度磨浆机的出料口通过第三螺旋输送机与第四台高浓度磨浆机的进料口相连。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，其中所述皮带输送装置上设有除铁装置， 所述氧爆罐的数量为3-16个，所述螺旋搅拌输送机的侧壁上连接有双氧水进水管和水蒸气进气管，所述预混机、所述物料提升机、所述旋转式喂料机、所述氧爆罐、所述快开阀门、 所述物料收集仓和所述螺杆输送机采用不锈钢制成。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，其中所述氧爆罐的数量为4-12个。本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备，通过加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水和水，让氧爆破壁处理得到的秸秆组织分解彻底、均勻，处理后的秸秆外观明显改变， 堆放体积缩小，梗状物减少，大部分都变成絮状物，膨松柔软，促使纤维素细胞撕裂，细胞壁疏松，从而改变了秸秆中粗纤维的整体结构和分子链的构造，纤维素分子断裂，木质素熔化，然后进一步利用本发明特有的处理工艺去除原料中的杂质，每生产IOOOkg的纸浆产品，其用水量仅为300kg，这一数值远远低于现有的造纸浆工艺的用水量，从而可降低生产成本，所需处理的污水也很少，由于通过氧爆破壁让秸秆组织的分解更加彻底、均勻，处理后的秸秆大部分都变成膨松柔软的絮状物，其纤维素细胞撕裂，细胞壁疏松，纤维素分子断裂，木质素熔化，所生产的纸浆产品质量非常好。其方法及设备具有生产成本低，生产效率高，工作性能稳定的特点。采用本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备，不仅可对农作物的玉米、小麦、稻谷、棉花、果壳、薯类和豆类的秸秆加以加工利用，大自然生长的杂草、芦苇、树枝、树叶等，也可利用本发明将其加以加工利用。因此，本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备具有突出的实质性特点和显著的进步。下面结合附图对本发明氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备作进一步说明。
图1为本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的设备的结构示意图。
具体实施例方式实施例1本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，包括如下步骤A、准备原料生物质的秸秆，并将其粉碎至50mm以下；B、将粉碎后的秸秆按照200kg重量份的秸秆，加入5kg或8kg或IOkg或15kg或 18kg 或 23kg 或 ^kg 或 ^kg 或 32kg 或 38kg 或 40kg 或 45kg 或 48kg 或 53kg 或 56kg 或 59kg或62kg或65kg或68kg或73kg或76kg或79kg或80kg重量份的液氨、Ikg或2kg或 5kg或8kg或IOkg或15kg或18kg或20kg重量份的尿素、Ikg或2kg或4kg或7kg或IOkg 或14kg或17kg或20kg重量份的35%浓度的双氧水和5kg或7kg或9kg或13kg或16kg 或 23kg 或 27kg 或 ^kg 或 33kg 或 38kg 或 40kg 或 45kg 或 48kg 或 53kg 或 56kg 或 59kg 或 62kg或65kg或68kg或73kg或76kg或79kg或80kg重量份的水的比例，加入液氨、尿素、 35%浓度的双氧水和水，然后对物料进行1-5分钟的搅拌，让物料受到氧化-浸泡处理；C、将上述氧化-浸泡处理后的物料通过氧爆罐的进料口输送到氧爆罐中予以压
6实填装，装满后封闭氧爆罐的进料口，再向氧爆罐中输入饱和蒸汽，然后再通过向氧爆罐输送压力空气或者压力氧气，将配气罐中气体的温度调控在100°C或106°C或112°C或118°C 或 123°C或或 i:35°C或 138°C或 140°C或 146°C或 148°C或 150°C、压力调控在 IMpa 或 1. 5Mpa 或 1. 8Mpa 或 2Mpa 或 2. 6Mpa 或 2. 9Mpa 或 3Mpa 或 3. 3Mpa 或 3. 6Mpa 或 4Mpa,并保温保压20秒或30秒或48秒或60秒80秒或90秒或98秒或100秒或106秒或115秒或125秒或131秒或138秒或145秒或146秒或150秒或158秒或165秒或176秒或180 秒或195秒或200秒，让液氨、尿素、35%浓度的双氧水、空气中的氧气和水在上述温度、压力的条件下的对秸秆进行氧化-浸泡和蒸煮处理，让秸秆的组织结构中在短时间里浸入液氨、尿素、35%浓度的双氧水、蒸汽和水，同时秸秆的部分内部组织结构被35%浓度的双氧水和氧气氧化；D、在1秒或2秒或3秒内完全打开氧爆罐的出料口，让氧爆罐中的压力在瞬间降到常压，让秸秆的组织结构中的液氨、35%浓度的双氧水、蒸汽和水在瞬间急速膨胀，让秸秆的组织细胞撕裂，胞壁疏松，并从氧爆罐的出料口喷射而出，从而得到呈絮状物的膨松柔软的氧爆秸秆原料；E、将氧爆秸秆原料输送至搓磨分丝机对其进行搓磨分丝处理；F、将搓磨分丝处理过的氧爆秸秆原料按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入1或 2kg 或 5kg 或 8kg 或 IOkg 或 15kg 或 18kg 或 20kg 或 22kg 或 25kg 或 ^kg 或 30kg 重量份的35%浓度的双氧水，并在将原料送入第一台高浓度磨浆机中之前利用水蒸气对原料进行加热、加湿处理，然后将原料送入第一台高浓度磨浆机中进行粗磨浆，通过第一台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第一台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第二台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第二台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，再将第二台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入沉降式反应器中进行沉降处理；G、将经过沉降处理的原料送入第三台高浓度磨浆机中进行磨浆，通过第三台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第三台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第四台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第四台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，即可从第四台高浓度磨浆机的排料口得到纸浆成品。作为本发明的改进，本发明的步骤A中秸秆在被输送到储料仓之前，利用除铁装置对其进行除铁处理，本发明的步骤B中还可以按照200kg重量份的秸秆，加入Ikg或2kg 或5kg或8kg或IOkg或15kg或18kg或20kg重量份的氢氧化钠和/或Ikg或2kg或5kg 或8kg或IOkg或15kg或18kg或20kg重量份的氢氧化钾和/或Ikg或2kg或5kg或8kg 或IOkg或15kg或18kg或20kg重量份的氢氧化钙中的任意一种或其任意组合，但也可以不加入。本发明的步骤C中也可以通过向氧爆罐输送压力氧气来调节氧爆罐内的压力和温度，得到的氧爆秸秆原料的产品质量更好。本发明的步骤B中优选的方案是按照200kg重量份的秸秆，加入10-60kg重量份的液氨、2_15kg重量份的尿素、2-15kg重量份的35%浓度的双氧水和10_60kg重量份的水的比例，向储料仓中加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水和水，然后对储料仓中的物料进行 1.5-4分钟的搅拌；本发明的步骤C中优选的方案是配气罐中气体的温度调控在110-130°C 范围内、压力调控在1. 5-3Mpa的范围内，并保温保压40-130秒。
本发明的步骤B中进一步优选的方案是按照200kg重量份的秸秆，加入20_40kg 重量份的液氨、5-10kg重量份的尿素、5-10kg重量份的35%浓度的双氧水和20-40kg重量份的水的比例，向储料仓中加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水和水，然后对储料仓中的物料进行2-3分钟的搅拌；本发明的步骤C中进一步优选的方案是配气罐中气体的温度调控在115-125 °C范围内、压力调控在2-3. 5Mpa的范围内，并保温保压60-120秒。本发明的储料仓和氧爆罐最好采用不锈钢制成，以减少可能出现的杂质混入最终的产品中，本发明的步骤B中优选的方案是按照200kg重量份的秸秆，加入2-15kg重量份的氢氧化钠和/或2-15kg重量份的氢氧化钾和/或2-15kg重量份的氢氧化钙中的任意一种或其任意组合。实施例2本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，包括如下步骤A、准备原料生物质的秸秆，并将其粉碎至l_50mm ；B、将粉碎后的秸秆按照200kg重量份的秸秆，对应加入IOkg重量份的液氨、IOkg 重量份的尿素、IOkg重量份的35%浓度的双氧水、IOkg重量份的氢氧化钠、IOkg重量份的氢氧化钾、IOkg重量份的氢氧化钙和50kg重量份的水，然后对物料进行3分钟的搅拌，让物料受到氧化-浸泡处理；C、将氧化-浸泡处理后的物料通过氧爆罐的进料口输送到氧爆罐中予以压实填装，装满后封闭氧爆罐的进料口，再向氧爆罐中输入饱和蒸汽，然后再通过向氧爆罐输送压力空气或者压力氧气，将配气罐中气体的温度调控在120°C范围内、压力调控在2Mpa，并保温保压90秒，让液氨、尿素、35%浓度的双氧水、空气中的氧气和水在120°C、2Mpa的条件下的对秸秆进行氧化-浸泡和蒸煮处理，让秸秆的组织结构中在短时间里浸入液氨、尿素、 35%浓度的双氧水、蒸汽和水，同时秸秆的部分内部组织结构被35%浓度的双氧水和氧气氧化；D、在3秒钟内完全打开氧爆罐的出料口，让氧爆罐中的压力在瞬间降到常压，让秸秆的组织结构中的液氨、35%浓度的双氧水、蒸汽和水在瞬间急速膨胀，让秸秆的组织细胞撕裂，胞壁疏松，并从氧爆罐的出料口喷射而出，从而得到呈絮状物的膨松柔软的氧爆秸秆原料；E、将氧爆秸秆原料输送至搓磨分丝机对其进行搓磨分丝处理；F、将搓磨分丝处理过的氧爆秸秆原料按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入 20kg重量份的35%浓度的双氧水，然后将原料送入第一台高浓度磨浆机中进行粗磨浆，通过第一台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第一台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第二台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第二台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，再将第二台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入沉降式反应器中进行沉降处理；G、将经过沉降处理的原料送入第三台高浓度磨浆机中进行磨浆，通过第三台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第三台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第四台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第四台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，即可从第四台高浓度磨浆机的排料口得到纸浆成品。实施例3
本发明的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，包括如下步骤A、准备原料生物质的秸秆，并将其粉碎至l_50mm ；B、将粉碎后的秸秆按照200kg重量份的秸秆，对应加入5kg重量份的液氨、Kkg重量份的尿素、12kg重量份的35%浓度的双氧水、5kg重量份的氢氧化钠、5kg重量份的氢氧化钾、5kg重量份的氢氧化钙和60kg重量份的水，然后对物料进行2分钟的搅拌，让物料受到氧化-浸泡处理；C、将氧化-浸泡处理后的物料通过氧爆罐的进料口输送到氧爆罐中予以压实填装，装满后封闭氧爆罐的进料口，再向氧爆罐中输入饱和蒸汽，然后再通过向氧爆罐输送压力空气或者压力氧气，将配气罐中气体的温度调控在110°c范围内、压力调控在3Mpa，并保温保压100秒，让液氨、尿素、35%浓度的双氧水、空气中的氧气和水在110°C、3Mpa的条件下的对秸秆进行氧化-浸泡和蒸煮处理，让秸秆的组织结构中在短时间里浸入液氨、尿素、 35%浓度的双氧水、蒸汽和水，同时秸秆的部分内部组织结构被35%浓度的双氧水和氧气氧化；D、在2秒钟内完全打开氧爆罐的出料口，让氧爆罐中的压力在瞬间降到常压，让秸秆的组织结构中的液氨、35%浓度的双氧水、蒸汽和水在瞬间急速膨胀，让秸秆的组织细胞撕裂，胞壁疏松，并从氧爆罐的出料口喷射而出，从而得到呈絮状物的膨松柔软的氧爆秸秆原料；E、将氧爆秸秆原料输送至搓磨分丝机对其进行搓磨分丝处理；F、将搓磨分丝处理过的氧爆秸秆原料按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入 IOkg重量份的35%浓度的双氧水，然后将原料送入第一台高浓度磨浆机中进行粗磨浆，通过第一台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第一台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第二台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第二台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，再将第二台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入沉降式反应器中进行沉降处理；G、将经过沉降处理的原料送入第三台高浓度磨浆机中进行磨浆，通过第三台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第三台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第四台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第四台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，即可从第四台高浓度磨浆机的排料口得到纸浆成品。由于采取了本发明特有的方法，处理得到的秸秆组织分解彻底、均勻，处理后的秸秆外观明显改变，堆放体积缩小，梗状物减少，大部分都变成絮状物，膨松柔软，促使纤维素细胞撕裂，细胞壁疏松，从而改变了秸秆中粗纤维的整体结构和分子链的构造，纤维素分子断裂，木质素熔化，有利于提高纸浆产品的质量。通过电子显微镜观察发现，处理前秸秆细胞排列整齐，细胞结构完整，细胞壁(其主要成分为纤维素)裹着细胞内容物；处理后的秸秆细胞被破坏，细胞壁撕裂变为絮状纤维，细胞间距拉大，轮廓模糊，细胞内容物游离出来，极大地提高纸浆产品的质量。上述各个实施例中的秸秆包括小麦、玉米、水稻、棉花、高粱、稻壳、花生壳、玉米芯、树枝、树叶、锯末、果壳、薯类和豆类等各种农作物的秸秆，以及杂草、芦苇、树枝、树叶等植物的杆体。如图1所示，本发明的实施氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，包括秸秆粉碎机1，秸秆粉碎机1的出料口与秸秆输送装置2的进料口相连，秸秆输送装置2的出料口与位于储料仓3顶部的进料口相连，储料仓3的底部设有出料口，储料仓3的出料口与皮带输送装置4 的进料端相连，皮带输送装置4上设有除铁装置5，皮带输送装置4的出料端与预混机6顶部的进料口相连，预混机6的下部设有出料口，预混机6的出料口通过输送装置13与物料提升机7的进料口相连，物料提升机7的出料口与旋转式喂料机8顶部的进料口相连，旋转式喂料机8内的侧壁上设有物料高度探测开关，物料高度探测开关通过电气控制装置控制物料提升机7的启动和停机，旋转式喂料机8的下部具有螺旋输送机，旋转式喂料机8的螺旋输送机的出料口可分别与4个并列设置的氧爆罐9的进料口相连，氧爆罐9的数量也可以是1个或2个或3个或5个或6个或8个或10个或12个或16个，氧爆罐9的进料口处设有密封门，氧爆罐9的出料口处设有快开阀门12，氧爆罐9的侧壁与空气管和蒸汽管的出气口相连，蒸汽管的进气口与蒸汽锅炉的汽压包相连，空气管的进气口与压力气泵相连，全部氧爆罐9的出料口通过管路与物料收集仓10的进料口相连，物料收集仓10的底部设有出料口，物料收集仓10的出料口通过物料输送设备11与搓磨分丝机13的进料口相连，搓磨分丝机13的出料口通过螺旋搅拌输送机14与第一台高浓度磨浆机15的进料口相连，第一台高浓度磨浆机15的出料口通过第一螺旋输送机16与第二台高浓度磨浆机17的进料口相连，第二台高浓度磨浆机15的出料口通过第二螺旋输送机18与沉降式反应器19的进料口相连，沉降式反应器19的出料口与第三台高浓度磨浆机20的进料口相连，第三台高浓度磨浆机20的出料口通过第三螺旋输送机21与第四台高浓度磨浆机22的进料口相连。上述螺旋搅拌输送机14的侧壁上连接有双氧水进水管(图中未画出)和水蒸气进气管(图中未画出)，上述预混机6、物料提升机7、旋转式喂料机8、氧爆罐9、快开阀门 12、物料收集仓10和螺杆输送机11最好采用不锈钢制成。本发明的实施氧爆破壁秸秆造纸浆的设备在使用时，可将需要处理的秸秆投入秸秆粉碎机ι中，粉碎后经由秸秆粉碎机1的出料口进入秸秆输送装置2的进料口，再经由秸秆输送装置2被输送到的出料口并通过储料仓3的进料口落入储料仓3内备用，当需要进一步加工秸秆时，粉碎后的秸秆经由储料仓3底部的出料口落到皮带输送装置4的进料端， 通过皮带输送装置4上设有的除铁装置5对通过皮带输送装置4的秸秆进行除铁处理，然后秸秆经由皮带输送装置4的出料端进入预混机6内，在预混机6内向粉碎后的秸秆中加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水等原料并进行搅拌处理，搅拌处理完毕后的物料通过预混机6下部的出料口通过输送装置13进入物料提升机7的进料口，再通过物料提升机7的出料口进入旋转式喂料机8内，旋转式喂料机8内的侧壁上设有物料高度探测开关，物料高度探测开关通过电气控制装置控制物料提升机7的启动和停机，当进入旋转式喂料机8内的物料达到设定高度时，物料高度探测开关通过电气控制装置控制物料提升机7停机，让物料提升机7不再就向旋转式喂料机8内输送物料。进入旋转式喂料机8的物料会通过旋转式喂料机8的螺旋输送机将旋转式喂料机 8内的全部物料一次性倒入多个中的其中一个氧爆罐9内，然后关闭该氧爆罐9的进料口， 再通过蒸汽管和空气管向氧爆罐9内注入压力蒸汽和空气或氧气，经过设定的时间，就可以打开氧爆罐9的出料口处的快开阀门12，对氧爆罐9内的物料进行压力蒸汽氧爆破壁。在将旋转式喂料机8内的全部物料一次性倒入多个中的其中一个氧爆罐9后，物料高度探测开关通过电气控制装置会重新让物料提升机7重新启动，再次让物料提升机7向旋转式喂料机8内输送物料，直到进入旋转式喂料机8内的物料达到设定高度，物料提升机7再停止向旋转式喂料机8内输送物料，同时旋转式喂料机8会进行转动，让旋转式喂料机8的出料口对准另一个氧爆罐9，将进入旋转式喂料机8内的全部物料一次性倒入多个中的其中一个氧爆罐9内，然后关闭该氧爆罐9的进料口，再通过蒸汽管和空气管向氧爆罐 9内注入压力蒸汽和空气或氧气，经过设定的时间，就可以打开氧爆罐9的出料口处的快开阀门12，对氧爆罐9内的物料进行压力蒸汽氧爆。如此循环往复，几个氧爆罐9就会交替的连续的工作下去，并且生产效率高，能够实现工业化生产。从氧爆罐9的出料口出来的物料在氧爆破壁后会进入物料收集仓10，然后再从物料收集仓10的出料口排出，由物料收集仓10出来的物料通过物料输送设备11送入搓磨分丝机13的进料口， 物料在搓磨分丝机13被搓磨分丝后，再从搓磨分丝机13的出料口进入螺旋搅拌输送机14， 在螺旋搅拌输送机14中被搅拌加入双氧水，并被通入水蒸气，然后螺旋搅拌输送机14会将物料送入第一台高浓度磨浆机15进行第一次磨浆处理，第一次磨浆处理完毕后的物料通过第一螺旋输送机16被送入第二台高浓度磨浆机17进行第二次磨浆处理，第一次磨浆处理完毕后的物料通过第二螺旋输送机18被送入沉降式反应器19进行沉降处理，沉降处理后的物料再被送入第三台高浓度磨浆机20进行第三次磨浆处理，第三次磨浆处理完毕后的物料通过第三螺旋输送机21又被送入第四台高浓度磨浆机22进行第四次磨浆处理，即可得到高质量的纸浆产品。氧爆破壁秸秆，是指将秸杆(被爆物)置于氧爆罐9内，利用植物表层微孔，将高压汽体渗透至植物组织内部，待植物组织内部压力与氧爆罐9内的压力平衡后，在毫秒级的范围内突然将全体被爆物以炸散的形式释放到大气空间。由于植物表层存在大量很小的微孔，蒸汽分子等可以渗透到纤维素与木质素等大分子之间，其中的氧化剂的氧化作用会将大分子之间物料分解，达到分离纤维素、木质素等大分子的目的，当外压下降迅速，瞬间下降为常压时，植物内部被充汽体只有很少部分通过植物表层微孔原路返回大气压，而大部分存于植物内部的高压汽体，则在内外压差的做用下完成膨胀做功，破坏植物组织内部结构，完成木质素、纤维素、半纤维素等组织及糖链的分段分离，使纤维细胞撕裂，胞壁疏松，其爆出物干爽呈肉松状，改变了粗纤维的整体结构和化学链分子结构，从而可制造出高质量的纸浆产品。上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
1权利要求
1.氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其特征在于包括如下步骤A、准备原料生物质的秸秆，并将其粉碎至50mm以下；B、将粉碎后的秸秆按照200kg重量份的秸秆，加入5-80kg重量份的液氨、l_20kg重量份的尿素、l_20kg重量份的35%浓度的双氧水和5-80kg重量份的水的比例，加入液氨、 尿素、35%浓度的双氧水和水，然后对物料进行1-5分钟的搅拌，让物料受到氧化-浸泡处理；C、将氧化-浸泡处理后的物料通过氧爆罐的进料口输送到氧爆罐中予以压实填装，装满后封闭氧爆罐的进料口，再向氧爆罐中输入饱和蒸汽，然后再通过向氧爆罐输送压力空气，将配气罐中气体的温度调控在100-150°C范围内、压力调控在l_4Mpa的范围内，并保温保压20-200秒，让液氨、尿素、35%浓度的双氧水、空气中的氧气和水在100-150°C、l-5Mpa 的条件下的对秸秆进行氧化-浸泡和蒸煮处理，让秸秆的组织结构中在短时间里浸入液氨、尿素、35%浓度的双氧水、蒸汽和水，同时秸秆的部分内部组织结构被35%浓度的双氧水和氧气氧化；D、在3秒钟内完全打开氧爆罐的出料口，让氧爆罐中的压力在瞬间降到常压，让秸秆的组织结构中的液氨、35%浓度的双氧水、蒸汽和水在瞬间急速膨胀，让秸秆的组织细胞撕裂，胞壁疏松，并从氧爆罐的出料口喷射而出，从而得到呈絮状物的膨松柔软的氧爆秸秆原料；E、将氧爆秸秆原料输送至搓磨分丝机对其进行搓磨分丝处理；F、将搓磨分丝处理过的氧爆秸秆原料按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入l-30kg 重量份的35%浓度的双氧水，然后将原料送入第一台高浓度磨浆机中进行粗磨浆，通过第一台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第一台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第二台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第二台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，再将第二台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入沉降式反应器中进行沉降处理；G、将经过沉降处理的原料送入第三台高浓度磨浆机中进行磨浆，通过第三台高浓度磨浆机的排渣口将原料中的杂质排除掉，再将第三台高浓度磨浆机的排料口排出的原料送入第四台高浓度磨浆机中进行细磨浆，通过第四台高浓度磨浆机的排渣口再次将原料中的杂质排除掉，即可从第四台高浓度磨浆机的排料口得到纸浆成品。
2.根据权利要求1所述的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其特征在于所述步骤A中秸秆在被输送到储料仓之前，利用除铁装置对其进行除铁处理；所述步骤B中还包括按照 200kg重量份的秸秆，加入l_20kg重量份的氢氧化钠和/或l-20kg重量份的氢氧化钾和 /或l_20kg重量份的氢氧化钙中的任意一种或其任意组合；所述步骤C中向氧爆罐输送的压力空气可用输送压力氧气代替；所述步骤F中按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入 5-25kg重量份的35%浓度的双氧水，并在将原料送入第一台高浓度磨浆机中之前利用水蒸气对原料进行加热、加湿处理。
3.根据权利要求2所述的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其特征在于所述步骤B中按照200kg重量份的秸秆，加入10-60kg重量份的液氨、2-15kg重量份的尿素、2_15kg重量份的35%浓度的双氧水和10-60kg重量份的水的比例，加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水和水，然后对物料进行1. 5-4分钟的搅拌；所述步骤C中配气罐中气体的温度调控在110-130°C范围内、压力调控在1.5-3Mpa的范围内，并保温保压40-130秒；所述步骤F中按照IOOkg重量份的氧爆秸秆原料混入10-20kg重量份的35%浓度的双氧水。
4.根据权利要求3所述的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其特征在于所述步骤B中按照200kg重量份的秸秆，加入20-40kg重量份的液氨、5-10kg重量份的尿素、5_10kg重量份的35%浓度的双氧水和20-40kg重量份的水的比例，加入液氨、尿素、35%浓度的双氧水和水，然后对物料进行2-3分钟的搅拌；所述步骤C中配气罐中气体的温度调控在115-125°C 范围内、压力调控在2-3. 5Mpa的范围内，并保温保压60-120秒；所述步骤F中按照IOOkg 重量份的氧爆秸秆原料混入14-18kg重量份的35%浓度的双氧水。
5.根据权利要求4所述的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，其特征在于所述氧爆罐采用不锈钢制成，所述步骤B中还包括按照200kg重量份的秸秆，加入2-15kg重量份的氢氧化钠和/或2-15kg重量份的氢氧化钾和/或2-15kg重量份的氢氧化钙中的任意一种或其任思组合。
6.氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，其特征在于包括秸秆粉碎机(1)，秸秆粉碎机(1)的出料口与秸秆输送装置O)的进料口相连，秸秆输送装置O)的出料口与位于储料仓(3) 顶部的进料口相连，储料仓(3)的底部设有出料口，储料仓(3)的出料口与皮带输送装置 (4)的进料端相连，皮带输送装置的出料端与预混机(6)顶部的进料口相连，预混机 (6)的下部设有出料口，预混机(6)的出料口通过输送装置(13)与物料提升机(7)的进料口相连，物料提升机(7)的出料口与旋转式喂料机(8)顶部的进料口相连，旋转式喂料机 (8)内的侧壁上设有物料高度探测开关，物料高度探测开关通过电气控制装置控制物料提升机(7)的启动和停机，旋转式喂料机(8)的下部具有螺旋输送机，旋转式喂料机(8)的螺旋输送机的出料口可分别与一个以上的并列设置的氧爆罐(9)的进料口相连，氧爆罐(9) 的进料口处设有密封门，氧爆罐(9)的出料口处设有快开阀门(12)，氧爆罐(9)的侧壁与空气管和蒸汽管的出气口相连，蒸汽管的进气口与蒸汽锅炉的汽压包相连，空气管的进气口与压力气泵相连，全部氧爆罐(9)的出料口通过管路与物料收集仓(10)的进料口相连，物料收集仓(10)的底部设有出料口，物料收集仓(10)的出料口通过物料输送设备(11)与搓磨分丝机(1 的进料口相连，搓磨分丝机(1 的出料口通过螺旋搅拌输送机(14)与第一台高浓度磨浆机(1 的进料口相连，第一台高浓度磨浆机(1 的出料口通过第一螺旋输送机(16)与第二台高浓度磨浆机(17)的进料口相连，第二台高浓度磨浆机(1 的出料口通过第二螺旋输送机(18)与沉降式反应器(19)的进料口相连，沉降式反应器(19)的出料口与第三台高浓度磨浆机00)的进料口相连，第三台高浓度磨浆机00)的出料口通过第三螺旋输送机与第四台高浓度磨浆机0 的进料口相连。
7.根据权利要求6所述的氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，其特征在于所述皮带输送装置(4)上设有除铁装置(5)，所述氧爆罐(9)的数量为3-16个，所述螺旋搅拌输送机(14) 的侧壁上连接有双氧水进水管和水蒸气进气管，所述预混机(6)、所述物料提升机(7)、所述旋转式喂料机(8)、所述氧爆罐(9)、所述快开阀门(12)、所述物料收集仓(10)和所述螺杆输送机(11)采用不锈钢制成。
8.根据权利要求7所述的氧爆破壁秸秆造纸浆的设备，其特征在于所述氧爆罐(9) 的数量为4-12个。
全文摘要
氧爆破壁秸秆造纸浆的方法，包括将粉碎后的秸秆加入液氨、尿素、35％浓度的双氧水和水，然后对物料进行搅拌，让物料受到氧化-浸泡处理，将氧化-浸泡处理后物料通过氧爆罐的进料口输送到氧爆罐中，然后封闭氧爆罐进料口，再向氧爆罐中输入饱和蒸汽，然后再通过向氧爆罐输送压力空气，在3秒钟内完全打开氧爆罐的出料口，让氧爆罐中的压力在瞬间降到常压。其设备包括秸秆粉碎机、秸秆输送装置、储料仓、预混机、物料提升机、旋转式喂料机、氧爆罐、搓磨分丝机、第一台高浓度磨浆机、第二台高浓度磨浆机、沉降式反应器。其目的在于提供一种纸浆的质量好，造纸工艺的用水量少，所需处理的污水少，对环境无污染的氧爆破壁秸秆造纸浆的方法及设备。
文档编号D21B1/36GK102206926SQ20111010714
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者李刚, 李泰华, 王振水, 苏新荣, 许少莹 申请人:北京中诺德瑞工业科技有限公司