低碳造纸方法

专利名称：低碳造纸方法
技术领域：
本发明属于造纸领域，具体涉及一种利用农作物秸杆进行低碳造纸的方法。。
背景技术：
我国缺乏木材资源，国产纸浆不足造纸用量的十分之一，远远满足不了我国人民日益发展的物质文化需要。在建国之后的半个世纪中，我国造纸工业走过了一条“以草类纤维为主要原料和小造纸为主体”的草浆造纸发展道路。从蔡伦发明造纸始，我国草浆造纸经过了接近二千年的历史。特别在建国之后“走自己工业发展的道路”，积累了丰富的草浆造纸经验。草浆与少量其他浆种配抄的纸张，挺度高透明度低，具备很强的成本和质量优势。因此我国的小造纸曾经发展到万余家，总产能世界第一。但是传统的草浆造纸既是产生环 境污染的大户，又是用电、用汽的能源消耗大户。我国从计划经济转向市场经济，小造纸已经承受不住环境和能源的双重压力，“关停并转”，淘汰了大批的小造纸。目前我国所剩无几的年产5万吨以上的大型草浆造纸企业，虽然拥有最完善的黑液和污水处理设施，仍然难以承受高昂的环境成本和能源成本，都面临着关闭的危险。根据世界造纸工业以木材为主要原料成功发展经验，我国的造纸发展方针逐步改成了“转向以木材为主要原料”。根据世界现代造纸面对全球竞争和生态环境保护采用可再生木材作造纸原料的经验，2002年2月国务院颁发了《关于加快造纸工业原料林基地建设若干意见的通知》，建设造纸人工林，将林纸一体化作为发展战略实施。国家给予造纸企业的政策优惠，包括拿出一定资金支持建设原料林项目。由于我国不仅缺乏森林资源，而且又是一个十分缺乏土地资源的国家，要以仅占世界7%的可耕地养活占世界22%的人口，挖掘造纸人工林的土地并非易事。我国从提出林纸一体化至今天已经27年了，人均用纸量已经翻了好几番，但是直到目前所建造纸人工林仅占当初规划的2%，国产木浆零增长，杯水车薪无济于事。由于我国木浆造纸缺乏木材和土地资源，草浆造纸又在环境和能源的重重压力下已经所剩无几，造成了造纸工业对进口的依赖性与日俱增，结果使我国自己的制浆造纸能力以及制造制浆造纸装备的能力萎缩到无以复加的严重程度，每年我国用于造纸行业进口废纸、木浆、纸品，到进口技术装备的费用达一千多亿元。我国的造纸工业，从进口原料、产品到装备，几乎变成了进口的加工业，影响了国家的经济安全和科技进步。这是我国造纸工业所面临的相当严重的问题。所以，中国造纸如果要摆脱自身的发展困境，就必须找到突破原料、环境和能源三大问题的正确方法，开发适合我国国情的低碳造纸。2011年11月29日国家发改委、农业部、财政部联合发出《“十二五”农作物秸杆综合利用实施方案》指出气候变化是当今全球面临的重大挑战，低碳绿色发展已成为世界各国的共识。秸杆作为优质的生物质能可部分替代和节约化石能源，有利于改善能源结构，减少二氧化碳排放，缓解和应对全球气候变化。实现国务院提出到2015年秸杆综合利用率达到80%，原料化利用率达到4%，秸杆能源化利用率达到13%。2011年12月国家发布的《造纸工业发展“十二五”规划》中指出要科学合理利用非木纤维，科学合理利用非木资源，实施清洁生产新工艺，缓解国内纤维资源供需矛盾和对进口木材纤维和废纸的依赖，优化造纸原料结构。大力发展循环经济，加强生态环境保护，严格控制主要污染物排放，注重‘三废’的综合利用，把环境污染降低到最低程度。按照2008年8月27日《国务院办公厅关于加快推进农作物秸杆综合利用的意见》和以上两个国家政策文件发明了低碳造纸。

发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种低碳造纸方法，该发明利用农作物麦秸杆等非木纤维原料作为低碳造纸原料生产纸张，利用玉米秸杆等作为低碳造纸的燃料替代石油、煤炭等化石能源生产次高压蒸汽发电，并通过“一条龙”逆流洗涤法从原浆中提取黑液制备木质素磺酸钠、通过“一条龙”逆流洗涤法在漂白浆料时提取含氯污水制备无水氯化钙。在制备无水氯化钙时，以旋风喷淋蒸发器利用烟气废热直接接触蒸发 液体原料的水分，同时洗涤了烟气，使烟气突破一级排放标准；通过泥层过滤法进行黑液净化、白水回收以及筛选废水回收，消灭中段水，经济消除制浆造纸水污染物，实现清洁生产零排放。本发明目的实现由以下技术方案完成
一种低碳造纸方法，具体涉及制浆、造纸以及利用污染物生产二次产品，其特征在于所述低碳造纸的原料是麦秸杆或其它禾草植物纤维，其中所述的原料首先加入药液经蒸煮形成原浆，其后通过“一条龙”逆流洗涤法从所述原浆中提取出粗制浆和黑液，之后对所述粗制浆加入漂液进行漂白作业，并提取出漂白作业中产生的漂白浆和漂白污水；所
述低碳造纸的能源动力来自于农作物玉米秸杆或其它禾草生物质，其中所述低碳造纸的能源动力通过将玉米秸杆或其它禾草生物质送入工业气化炉产生生物质燃气，所述的生物质燃气通入黑液喷射炉燃烧产生次高压蒸汽及高温烟气，所述的次高压蒸汽通入汽轮机组发电；其中所述的次高压蒸汽发电所产生的低压蒸汽用于制浆过程中蒸煮和漂白浆料，以及造纸过程中烘干纸页。所述的工业气化炉主要包括钢罐、进料系统、工作腔室以及出灰系统钢罐，所述钢罐的顶壁与所述的进料系统相通，在所述钢罐的上壁面开设有一燃气出口，并在所述的钢罐下壁面分别开设有一出灰口和进风口 ；其中所述的燃气出口与所述的黑液喷射炉相连通；进料系统，所述的进料系统主要包括螺旋加料器、叶轮碎块器以及圆盘分布器，其中所述的叶轮碎块器和圆盘分布器在竖直方向从所述钢罐顶壁延伸入罐体内部；工作腔室，所述工作腔室由上、下两个孔板锥台与钢罐内壁焊接而成，在所述工作腔室的内下部设置有一个天圆地方的构件，将所述构件的圆口与钢罐内壁焊接，并在所述构件的方口处固定栅格、两侧固定滑槽，在所述的滑槽上设置一可滑动齿耙；出灰系统，在所述工作腔室的下孔板锥台开口设置有一隔仓密封器，所述的隔仓密封器连接有电动机，并在所述的钢罐下壁面进风口设置一鼓风机；其中所述的出灰系统排出的草灰可重返农田。所述通过“一条龙”逆流洗涤法从原浆中提取黑液包括如下步骤首先通过污冷凝水作为洗涤热水置换出一段黑液，所述的一段黑液送配碱罐稀释碱液预浸漬麦秸杆草片进行蒸煮制浆；其后将来自漂白工段的碱处理废水作为洗涤热水置换出二段黑液，所述二段黑液作为洗涤液逆流洗涤浆料依次置换出三段、四段以及五段黑液，所述五段黑液用于稀释二道洗浆机出口浆，之后经浆池搅拌扩散，用浆泵送入洗浆机置换出六段黑液；其中所述六段黑液的一部分稀释一道挤浆机出口浆，洗涤浆料置换黑液，被二道挤浆机所提取；另一部分逆流到喷放锅稀释原浆，原浆中的黑液被一道挤浆机所提取。所述提取出漂白作业中产生的漂白浆和漂白污水是通过“一条龙”逆流洗涤法实现的，通过所述“一条龙”逆流洗涤法提取出漂白作业中产生的漂白污水，主要包括提取次氯酸钙补充漂白段产生的含氯污水、碱处理漂白段产生的含碱污水以及氯化漂白段产生的含盐酸污水，具体流程如下首先在一浆池中放入清水洗涤浆料，进行搅拌、扩散，其后将所述浆料送相关脱水机分离出漂白浆和一洗污水，再将一洗污水逆流到所述浆池的前一浆池洗涤浆料，进行搅拌、扩散，通过相关脱水机置换出二洗污水，所述二洗污水再逆流到另一浆池洗涤浆料，进行搅拌、扩散，通过相关脱水机置换出三洗污水；所述的三洗污水分三路流向第一路流向次氯酸钙补充漂白塔，经搅拌、稀释以及洗涤之后，出洗浆机置换出含氯污水；第二路流向碱处理塔，经搅拌、稀释以及洗涤之后，出洗浆机置换出含碱污水；第三路流向氯化漂白塔，经漂白、稀释以及洗涤之后，出洗浆机置换出含盐酸污水。
通过利用所述的黑液喷射炉生产的次高压蒸汽、发电后产生的低压蒸汽为热源以及利用既有的碱回收设备，将所述提取的黑液为原料制备木质素磺酸钠。将所述提取的黑液为原料制备木质素磺酸钠具体包括如下步骤首先通过多效真空蒸发器经所述的低压蒸汽将所述的黑液蒸发浓缩到34%，其后将所述浓缩黑液通入苛化器，按麦秸杆的比例加入丙烯酸4%、氯乙酸2%，加热并搅拌，之后送高速离心式喷雾干燥器经所述的次高压蒸汽蒸发干燥，再经静电除尘器捕集，得到木质素磺酸钠产品；其中所述的苛化器设置有温控装置。通过利用所述黑液喷射炉产生的高温烟气为热源，利用既有的碱回收设备，将所述含氯污水为原料生产无水氯化钙。将所述含氯污水为原料制备无水氯化钙具体包括如下步骤首先将所述含氯化钙漂白污水送石灰提渣机，并加入石灰反应，再经搅拌与加热，PH值上升到10以上时生成氯化钙碱性污水，再加适量吸收烟气中卤素氯和二氧化硫的石灰，此时将所述的氯化钙碱性污水通过旋风喷淋蒸发器经所述的高温烟气的直接接触蒸发浓缩到30%-33%，再经单层澄清器去除杂质形成浓缩的氯化钙污水，最后将浓缩的氯化钙污水喷入所述的黑液喷射炉中经高温燃烧，形成无水氯化钙产品。所述的旋风喷淋蒸发器为一钢罐，在所述钢罐的正顶部同轴安装有喷淋器和破碎器，并在所述钢罐的上颈处开设有一呈扩散型的进烟管，且在所述钢罐的中下段外侧切线方向开设有一出烟管；其中所述的喷淋器与钢罐底部的液体区通过循环管连通。所述的制浆造纸废水的处理、回收、净化，采用泥层过滤法，其具体步骤如下首先将所述的废水通过进液口压入，并由反射器调整流向、扩大出口降低流速，经由废水中小纤维、泥砂和杂质交织而成的泥层，废水经泥层过滤变为清水；所述废水中的废渣被泥层阻挡下来，自动压出排污口。本发明的优点是，通过秸杆综合利用实现了低碳造纸生态工业、循环经济，实现了清洁生产零排放，解决了造纸工业发展的原料、环境和能源上的问题。


图I为本发明低碳造纸流程 图2为本发明中工业气化炉工作示意 图3为本发明中挤浆机和洗浆机联合洗浆，“一条龙”逆流洗涤法提取黑液工艺流程
图4为本发明利用既有的碱回收装备生产木质素磺酸钠流程 图5为本发明中低碳造纸CEH三段漂白封闭运行工艺流程 图6为本发明利用既有的碱回收设备生产无水氯化钙流程 图7为本发明中旋风喷淋蒸发器工作示意 图8为本发明中泥层过滤回收器结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
如图1-8，图中标记1-37分别为螺旋加料器I、调速电机2、叶轮碎块器3、圆盘分布器
4、自动阀门5、钢罐6、天圆地方7、滑槽8、孔板灰斗9、齿耙10、格仓密封器11、电动机12、栅格13、耐火墙14、锥台15、支承架16、调速电机17、喷淋器18、减速机19、破碎器20、进烟管21、钢罐22、出烟管23、循环管24、堰口进水槽25、过滤网26、清水管27、网架28、金属网29、托泥架30、进液口 31、出液口 32、圆锥体33、排污口 34、进水反射器35、过滤泥层36、圆柱体容器37、蒸煮器38、喷放锅39、螺旋输送机40、挤浆机41、挤浆机42、洗浆机43、真空箱44、液罐45、浆池46、纤维回收机47、黑液贮槽48、黑液净化器49、配碱罐50、脱水机51、静态混合器52、氯化漂塔C53、洗浆机54、双棍混合器55、碱处理塔E56、洗浆机57、双棍混合器58、补充漂塔H59、洗浆机60、浆池61、脱水机62、浆池63、脱水机64、脱水机65、浆池66、推进器67、环形管针型阀68、推进器69、环形管针型阀70、环形管针型阀71、环形管针型阀72、供浆池73、环形管针型阀74。实施例如图I所示为本实施例的低碳造纸流程图，本实施例为一种低碳造纸方法，具体涉及综合利用秸杆制浆、造纸以及利用制浆污染物生产二次产品实现清洁生产零排放，通过利用可再生资源麦秸杆和玉米秸杆分别作为低碳造纸的原料和燃料；低碳造纸企业保留传统的制浆车间、造纸车间及其传统的制浆造纸技术和设备，改进造纸车间的白水回收、制浆车间的蒸煮工艺、黑液提取方法与漂白废液的处理；同时新增设一个能源环境技术部门，下辖①秸杆加工站——完成原料(如麦秸杆)、燃料(如玉米秸杆)的备料。②动力车间一生产水、电、汽等能源动力将秸杆压入工业气化炉，通过气化反应生产生物质燃气，送黑液喷射炉燃烧，产生次高压蒸汽发电，提供企业的生产、生活用电；把发电后的低压蒸汽分配给制浆、造纸和木质素等生产车间，作生产之用。③木质素车间一分为两个生产部门a、由原碱回收车间蒸发工段和苛化工段的人员和设备组建而成的木质素车间主体，利用黑液生产木质素磺酸钠，消除黑液污染；b、由原碱回收车间的燃烧工段的人员和设 备组建而成的氯化钙工段，把含氯漂白污水通入石灰，经烟气蒸发浓缩后喷射入炉，与生物质燃气混合燃烧。生产无水氯化钙。
如图1、2所示分别为本实施例的低碳造纸流程图和エ业气化炉工作示意图，低碳造纸的能源动カ来自于玉米秸杆或其它禾草生物质，通过将玉米秸杆或其它禾草生物质送入エ业气化炉产生生物质燃气，所述的生物质燃气通入黑液喷射炉燃烧产生次高压蒸汽及高温烟气，所述的次高压蒸汽通入汽轮机组发电；其中次高压蒸汽发电所产生的低压蒸汽用于后续制浆蒸煮、漂白浆料以及造纸过程中烘干纸页。本发明中生产生物质燃气的气化炉不同于以往的低热值民用气化炉，是ー种创新的产生高热值燃气的エ业气化炉，其具体结构及工作原理如下
在本エ业气化炉钢罐6的内上部连接孔板制作的锥台15，锥台15的上ロ又与钢罐罐6顶部的开ロ相连接。钢罐6内产生的生物质燃气进入锥台15与钢罐6顶部的夹层中，经燃气出口输送到使用部门。其中锥台15与钢罐6顶部的夹层起到储备燃气、均衡输出燃气，阻挡燃气带出物料和灰尘的作用。螺旋加料器I与钢罐6上部的开ロ相连接。螺旋加料器I是ー种进料、阻气机构，螺旋压缩比等于2. 5 :1，被螺旋压缩成块的物料形成了气塞，阻止了燃气的贯通。螺旋加料器I用变频的调速电机17驱动，连续、均匀、可调节地把物料压入，自动进料。压缩成块的物料，落入叶轮碎块器3，与活动的上叶轮一起旋转，遭遇固定的下叶轮碰撞而被疏散。松散的物料落入旋转的圆盘分布器4，在筋板带动下，被重力和离心力合成的作用力散布到エ业气化炉内的各个部位，自动进行气化反应。钢罐6的内下部， 连接另一孔板制作的孔板灰斗9。孔板灰斗9下口装置隔仓密封器11，链接电动机12并减速驱动，自动出灰。钢罐6外全风压2000kPa的鼓风机，把空气送入进风ロ，出弯管的新鮮空气先冷却电动机12，然后扩散到钢罐下部的整个空间，エ业气化炉由动压进风转化成了静压进风。静压进风时，孔板灰斗9起到了均匀分布空气，梳理气流的作用。空气进入孔板灰斗9，平行地由下而上，迫使水汽只能上升不能下降。孔板灰斗9的孔小而密，足以保证外来的干空气能够带走炭化物中的水汽，促使草灰中的碳元素在氧化反应中能够全部被烧，黑灰变白灰。进入孔板灰斗9的气流托住了草灰而不至于泄漏到孔板之外，孔板灰斗9的小孔也不至于被草灰所堵塞。炭化物料在燃烧的过程中变成了草灰，体积缩小到物料的5%，被进风顶着，滑向了孔板灰斗9的ロ部。隔仓密封器11挡住了倒压的气流，旋转的叶片输出了草灰。含有丰富碱金属的草灰落到漏斗中被排风带出，为外部除尘设备所捕集，成为农户增产粮食的优质肥料(如钾肥)。孔板灰斗9的上部，将构件天圆地方7的圆ロ与钢罐6焊接在一起，天圆地方7的方ロ固定栅格13，两边固定滑槽8，齿耙10在滑槽8中往复运动，带动齿耙10上的齿条清理堵塞栅格13的草灰(齿耙10由电动机、減速机、曲轴驱动)。エ业气化炉工作室由下而上分为氧化层、还原层、热裂解层、干燥层。工作室内壁焊钉子涂抹耐火材料形成耐火墙14。工作时，落入的物料被栅格13挡住。在富氧条件下，氧化层的炭化物料发生了激烈的氧化反应C + 02 — C02, 2C + 02 — 2C0、2C0 + 02 — 2C02，C + 02 = C02 + 408. 8kJ产生了巨大的热量，燃烧温度高达1000°C 1200°C。提供了后续还原反应、热裂解反应和干燥物料的足够热量。还原层已经没有氧气存在。氧化反应生成的ニ氧化碳在这里同炭及水蒸气发生还原反应C02 + 2C + H20 — 3C0 + H2。还有C +2H20 — C02 + 2H2、C + H20 -CO + H2，等等。还原层的主要产物为一氧化碳、ニ氧化碳和氢气。没有反应完的炭落入氧化层燃烧。还原层的温度700 900°C。在热裂解层，上行的热气体将物料加热，发生热裂解反应C0 + 3H2 — CH4 + H20、C + 2H2 — CH4……，热裂解层的主要产物为炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、甲烷、焦油和其他烃类物质。热裂解层的温度已经降低到400 600°C。加入本エ业气化炉的风干物料的含水量10%。物料气化反应所产生的水蒸气，给上升的气流带来大量的反应水。当干燥层的温度在80°C 100°C时已经处于露点，物料不仅得不到干燥反而还会返潮。因此干燥层温度应该达到200 300°C，才能顺顺当当地把物料中的水分充分蒸发出去。实际上气化总是兼有物料的干燥和热裂解，掺杂干馏裂解的产物，如焦油、醋酸和干馏气体。所以エ业气化炉所产出的燃气主要成分为ー氧化碳、ニ氧化碳、氢气、甲烷、焦油、水蒸气和少量的其它烃类。因此出エ业气化炉的燃气，如果通过热交換器浄化，析出其中的水分和焦油等杂质，那么这种燃气还可以直接送低热值煤气内燃机发电机组发电，联网后供应周边 的农村使用。本发明中的燃气用于碱回收炉或其它蒸汽锅炉中燃烧生产过热蒸汽，其中的焦油和其它碳化物等杂质都会成为高热值燃料，因此燃气不须浄化棹。生物质燃气是在高温缺氧的条件下产生的。静压下进风烧尽了草灰中的碳元素，氧化层中炭化物料的燃烧耗尽了氧气，产生的热量和ニ氧化碳和炭(元素碳)等化学物质保证了后续还原层和热裂解层物料进行气化反应的需要。氧化、还原、热裂解反应的气流均受到下部进气孔板灰斗9、中间通气栅格13和上部出气锥台15的梳理。平行上升的气流，保持了エ业气化炉内草灰及各反应层面的干燥。燃气出口处设置自动调节阀5，限制供氧，控制反应温度和产气速度。植物生物质中的碳元素质量分数约为40%。自从发明生物质气化炉至今，设计人员一直为提高碳元素质量分数的利用率进行着不断的改进。但是直到目前，无论是流化床气化炉还是固定床气化炉，无论是下进风、上进风或者是中间进风的气化炉，只能利用其中的部分碳元素，其余的失落在“草灰”中。这种黑色的“草灰”其实是ー种炭化的物料，体积相当干物料的50 60%，重量相当干物料的15%。真正的草灰是灰分，不含碳，灰白色。木屑的灰分O. 3%、玉米稻杆、玉米芯、丑稻的灰分2 4%,稻壳的灰分5%,麦稻杆的灰分7%。当氧化反应温度超过850°C时，炭化的物料就会发生熔融结焦，堵住出灰ロ，发生故障。这是因为气化炉中的物料不均匀，反应的气流不顺畅，炭化物料潮湿而造成的。为了消除生产故障，工程技术人员在设计改进中，已经意识到供氧、产气与出灰的牵连关系，采取了空气分布板等装置。但因结构复杂，操作、维修困难，许多用户已经摒弃了这些于事无补的构件。现在的气化炉，普遍把反应温度降低到820°C以下，同时还安装引风机防止水汽倒流。产生了部分物料的过烧，从空缺处烧出了空洞，造成燃气ニ氧化碳含量高，甚至还含氧；燃气热值普遍低于5000 kj/ kg，大大降低了使用价值。本发明中完善生物质气化炉的原始创新，把植物生物质燃气的发热量提高到7000kJ/kg以上，可取代石油、煤炭、天然气等化石燃料，配套エ业锅炉生产次高压蒸汽发电。因此把这种创新的气化炉叫做エ业气化炉。如图1、3所示分别为本实施例的低碳造纸流程图以及挤浆机和洗浆机联合洗浆，“一条龙”逆流洗涤法提取黑液エ艺流程图，低碳造纸的原料取自于麦秸杆或其它禾草植物纤维，首先在麦秸杆原料中加入蒸煮剂在蒸煮器38中蒸煮形成原浆，其后通过逆流洗涤法从所述原浆中提取出粗制浆料和黑液，之后对所述浆料加入漂液进行漂白作业，并通过逆流洗涤法提取出漂白作业中产生的漂白浆和漂白污水。其中所述的低碳造纸蒸煮剂为氢氧化钠I. 7 2%，亚硫酸钠8%，蒽醌O. 1%，十二胺基苯磺酸O. 05%,聚氧こ烯醚O. 05%,甲酸钠O. 16%;蒸煮温度165 0C ο
上述从原浆中分离出黑液具体采用“一条龙”逆流洗涤法，这是ー种提取草浆黑液的科学方法。从顺流方向看为克服麦草浆黑液含硅多粘度高、滤水性差，先以一道挤浆机41和二道挤浆机42串联进行挤压过滤提取黑液。然后再串联浆池46和洗浆机43，稀释、扩散、置換，真空吸滤。再从逆流方向看，这是ー种创新的利用两种不同性能的机械设备联合洗浆提取麦草浆黑液的エ艺技术发明从洗浆机43到挤浆机41、挤浆机42进行了一条龙的逆流洗涤，扩散置換，真空过滤，机械挤压，……先以热水洗浆，经洗浆机43逆流洗涤置换成黑液；再把洗浆机43提取的浓度较低的黑液，提供给挤浆机42作为洗涤液置换出浓度较高的黑液。只有进行全过程的联合提取，才能达到全面提高黑液提取率和黑液浓度的目的。所谓联合提取，至少两台挤浆机与一台(或一組)洗浆机串联在一起的时候，才能进行洗浆机到挤浆机的逆流洗涤联合提取，否则不能联合提取。道理很简単，因为蒸煮器38的出浆浓度与挤浆机41的进浆浓度几乎是一致的，都在10%左右，单独一台挤浆机在挤压提取蒸煮原浆黑液的时候，根本没有富余能力再去吸纳洗浆机43提取的二次黑液置換出原浆的初黑液。只有两台或者两台以上的挤浆机与洗浆机43串联，以洗涤每吨绝干浆计，当第一道挤浆机41挤压出4 5吨原浆黑液的时候，第二道挤浆机42才能吸纳4 5吨洗 浆机43提取的二次黑液稀释挤干的原浆，扩散置換出余下的原浆黑液……实施挤浆机和洗浆机的“一条龙”逆流洗涤，联合提取黑液。洗浆机对通过一道挤浆机41、二道挤浆机42挤压提取过黑液的浆料，进行两段热水喷淋洗浆。第一段喷淋洗浆的目的是为了洗净浆中残留的黑液。洗涤热水来自蒸发黑液的污冷凝水，置換出了一段黑液，为蒸发污冷凝水找到了合理的利用的场所。一段喷淋洗浆提取的黑液浓度极低，用波美计几乎测不出浓度，可送配碱罐50代替热水稀释碱液预浸漬麦草草片进行蒸煮制浆，如此可減少洗浆过程中一半的黑液生成量，极大地提高了提取黑液的浓度。第二段喷淋洗浆的热水来自漂白エ段的碱处理废液，置換出了ニ段黑液，同时消除了漂白エ序产生的碱处理污染。ニ段黑液用于逆流洗涤浆料，置換出三、四、五段黑液，浓度一段比一段高。二道挤浆机42出浆ロ的浆料浓度35 40%，经五段黑液稀释到3%，进入浆池46。经过反复搅拌充分扩散，用浆泵送入洗浆机43，浆中黑液被六段真空箱44吸入后进入六段液罐45。六段黑液大部分又返回浆池46，其中约有5吨黑液逆流到一道挤浆机41出口稀释、洗涤浆料，被二道挤浆机42所提取；其中还有I吨左右的黑液逆流到喷放锅39稀释原浆。原浆中的黑液被一道挤浆机41所提取。本发明的原始创新和积极意义在于，串联两道挤浆机和一台(或一組)洗浆机，进行一条龙的逆流洗涤，扩散置換，发挥出两种不同性能机械各自的优势联合提取黑液，从而获得草浆黑液的高浓度、高提取率，为低碳造纸消除中段水污染实行零排放做好了准备。“一条龙”逆流洗涤法提取黑液洗浆机43 —段一ニ段一三段一四段一五段一浆池46 —洗浆机43六段一二道挤浆机42 ——道挤浆机41，这才是真正的全过程的联合洗浆或组合提取。最終通过一道挤浆机41、二道挤浆机42以每吨绝干浆计提取出10吨浓度14% (11° Be)的黑液，提取的黑液浓度越高，洗浆用水量越少，蒸发浓缩黑液用汽量也越少，经济效益就越高。国内对造纸黑液提取率的指标要求是木浆为90% 95%，草浆为80% 90%，这种要求是针对达标排放而提出来的。低碳造纸的目标不是达标排放而是零排放，所以要求黑液提取率达到95%以上，避免后续筛选、净化工序产生黑液二次污染，消灭制浆造纸中段水。
低碳造纸提取的黑液用于生产木质素磺酸钠。黑液提取率越高，木质素回收率就越高。木质素产品的质量要求是细度120目，水不溶物< 1.5%，因此必须清除黑液中的纤维和泥沙等杂质。挤浆机42提取的黑液中含有2%的纤维，可以通过圆网纤维回收机47回收，回收的纤维返回浆池46。经回收纤维的黑液，还含有很多小颗粒的泥沙，以及比重与黑液差不多的小纤维等杂质。由于没有ー种方法可以清除之，于是本发明采用了泥层过滤法，以黑液中的泥沙和小纤维等杂质交织成的泥层净化黑液。黑液进入黑液贮槽48，以泵浦从进液ロ压入黑液浄化器49，经泥层过滤，将清除的泥沙、小纤维等杂质，自动压出排污ロ ；浄化的黑液，经由出液ロ自动压入木质素车间生产木质素磺酸钠。如图1、4所示分别为本实施例的低碳造纸流程图以及利用既有的碱回收设备生产木质素磺酸钠流程图，通过利用所述的黑液喷射炉生产的次高压蒸汽、发电后产生的低压蒸汽以及既有的碱回收设备，将提取的黑液用于木质素磺酸钠的制备。具体步骤如下将提取来的黑液送碱回收既有的多效真空蒸发器蒸发浓缩到30%，进入既有的苛化器I，按蒸 煮的比例加入丙烯酸4%、氯こ酸2%，加热并搅拌；溢流到既有的苛化器II继续保温并搅拌；再溢流到既有的苛化器III继续保温搅拌，黑液经过了连续改性的过程，转化成了液体木质素磺酸钠。再以黑液喷射炉生产的3. 82Mpa过热蒸汽经高速离心式喷雾干燥器悬浮蒸发干燥，再经既有的静电除尘器捕集，便得到了水分不大于8%的高品位木质素磺酸钠产品。为了在生产木质素磺酸钠的过程中，便于检测、控制物料反应的温度、酸碱度，提高生产效率，缩短质点在单台设备中的停留时间，保持生产的连续性，木质素车间把碱回收生产白液的连续苛化器，改装成将黑液连续磺化、改性，转化的设备，简化了生产エ艺，节省了设备投资。如图1、5所示分别为本实施例的低碳造纸方法流程图以及低碳造纸CEH三段漂白封闭运行エ艺流程图，麦草浆漂白一般采用氯化段C、碱处理段E和次氯酸盐补充漂白段H，简称CEH三段漂白。低碳造纸麦草浆CEH三段漂白的エ艺流程如下氯化漂白是浓度为3%的浆料与氯气经过静态混合器52混合，进入氯化漂塔C53后再经推进器搅拌，进行的C段低浓升流氯化漂白。由于氯对木质素有很强的亲和力，木质素+C12(氯)一氯化木素+HCl (盐酸)，可脱除大部分的木质素而又不损伤纤维，因此氯化是CHl三段漂白的关键。氯化段在常温下反应时间为O. 5 I小吋，当pH值到达2以下时，麦草浆的氯化反应又快又彻底。然后经过洗浆机54洗涤和脱水，把浆料浓缩到10%，除掉盐酸、氯化木素和杂细胞。但是氯化木素在酸性溶液中不易溶解于水而附着在纤维上，除不下多少氯化木素。为此，氯化后的浆料需要经双棍混合器55加入NaOH碱溶液和蒸汽，输入碱处理塔E56进行E段中浓降流碱处理。在碱性溶液中，氯化木素被转化成易溶于水的碱木素而被脱除。碱处理的时间为O. 5 I小时，温度40°C 60°C，pH值控制到10左右。碱处理后的浆料，通过环形管针型阀74注入回流废水稀释到3%，搅拌后通过泵浦送洗浆机57洗涤和脱水，把浆料浓缩到10%,除掉碱木素和杂细胞。经氯化及碱处理的纸浆，除去了大部分的木质素有色物质残留，但是还没有达到所需的白度。尚须经双棍混合器58加入Ca (ClO) 2 (次氯酸钙)漂液和蒸汽，输入补充漂塔H59进行H段中浓降流次氯酸盐补充漂白，木质素+ Ca (ClO) 2 —氧化木素+ CaCl2 (氯化钙)，补充漂白的时间为O. 5 I小时，温度35°C 38°C，pH值控制到9 10。补充漂白后的浆料，通过环形管针型阀70注入回流废水稀释到3%，搅拌后经过泵浦送洗浆机60洗涤和脱水，除掉氯化钙、氧化木素和杂细胞，把浆料浓缩到10%。至此，三段漂白已告完成。其中CEH三段漂白后的浆料一定要洗涤干净。否则，未洗浄的杂细胞会糊网黏棍造成后续纸张抄造难以进行，未洗浄的木质素会产生成纸的泛黄。低碳造纸麦草浆CHl三段漂白整体封闭运行的エ艺技术，洗涤用水最少，出污水浓度最高。从图5顺流方向看，漂后浆出洗浆机60，经过浆池61扩散、置換、洗涤，于脱水机62去除了大部分的污染物；再经浆池63扩散、置換、洗涤，于脱水机64去除了残余污染物；又经浆池66用清水扩散、置換、洗涤，经脱水机65脱水，把洗涤得干干净净的漂白浆送造纸车间配抄出各种用途的纸张。如图1、5所示分别为本实施例的低碳造纸流程图以及低碳造纸CEH三段漂白封闭运行エ艺流程图，当完成对所述粗制浆加入漂液进行漂白作业之后，通过“一条龙”逆流洗涤法提取出最高浓度的漂白污水，作为原料生产造纸二次产品的原料，达到消灭中段水，消灭造纸污染，实现零排放。从图5的逆流方向看，漂白浆的洗涤水来源于一般的清水。其中脱水机是加氏脱水机，出浆浓度10%。在浆池66中加入清水，把浆浓度稀释到3%，通过推进器67搅拌、搓揉，扩散、置換、洗涤，从脱水机65中过滤出一洗污水。一洗污水进入浆池63，以相同的方法洗涤浆料，出脱水机64置換出ニ洗污水。ニ洗污水进入浆池61继续洗涤浆 料，出脱水机62置換出三洗污水。经过三次逆流洗涤置换的洗涤水，污水浓度越来越高。出脱水机62置換出的三洗污水，分成三路再行逆流洗涤扩散置換
第一路从补充漂塔H59的环形管针型阀68注入，至H段次氯酸钙补充漂白，经推进器69搅拌，稀释，洗涤浆料后，出洗浆机60置換出含氯化钙的漂白污水。以漂白每吨浆计，提取7吨污水送其后氯化钙エ段生产无水氯化钙，余下的返回补充漂塔H59把浆料从中浓10%稀释到低浓3%，以泵浦输送到洗浆机60。第二路三洗污水从碱处理塔E56的环形管针型阀71注入，至E段碱处理，经推进器搅拌，稀释，洗涤浆料后，出洗浆机57置換出含碱漂白污水。以漂白每吨浆计，提取7吨污水送所述的洗浆エ段置换成黑液生产木质素磺酸钠，余下的返回碱处理塔E56把浆料从中浓10%稀释到低浓3%，以利泵浦输送到洗浆机57。提取含碱漂白污水的“一条龙”逆流洗涤法流程如下浆池66 —脱水机65 —浆池63 —脱水机64 —浆池61 —脱水机62 —碱处理塔E56 —洗浆机60。第三路三洗污水从氯化漂塔C53的环形管针型阀72注入，至C段氯化升流漂白稀释、洗涤浆料，出洗浆机54置換出含盐酸的漂白污水。以漂白每吨浆计，提取7吨污水送氯化钙エ段通入石灰生产无水氯化钙，余下的返回供浆池73把浆料从10%稀释到3%，以利进行下一轮氯化漂白。提取含盐酸漂白污水的“一条龙”逆流洗涤法流程如下浆池66 —脱水机65 —浆池63 —脱水机64 —浆池61 —脱水机62 —氯化漂白塔C53 —洗浆机54。如图1、6所示分别为本实施例的低碳造纸流程图以及利用既有的碱回收设备生产无水氯化钙流程图，通过利用所述黑液喷射炉产生的高温烟气和既有的碱回收设备，并以所述含氯化钙污水为原料生产无水氯化钙，其具体步骤如下氯化漂白段的化学反应“木质素+ C12 —氯化木素+ HCl”所产生的含盐酸污水，与补充漂白段的化学反应“木质素+Ca(ClO) 2 —氧化木素+ CaCl2"所产生的含氯化钙污水，共14吨含氯漂白污水送既有的石灰提渣机，与加入的石灰反应，2HC1 + CaO — CaCl2 + H20。经加热、搅拌，pH值上升到10以上，生成氯化钙碱性污水，并加入吸收烟气中卤素氯和ニ氧化硫的过量石灰，然后通过旋风喷淋蒸发器经高温烟气的直接接触蒸发浓缩到30%-33%，蒸发强度600 kg/m2h。再经既有的单层澄清器去除杂质，最后将浓缩的氯化钙污水喷入既有的黑液喷射炉燃烧，炉膛温度1200°C。污水中的有机污染物SS、COD、BOD、AOX全部燃烧化成了热量；无机物化成了高温熔融物，出溜槽ロ的熔融物结晶成无水氯化钙产品。如图1、7所示分别为本实施例的低碳造纸方法流程图以及旋风喷淋蒸发器工作示意图，在所述氯化钙エ段使用的旋风喷淋蒸发器蒸发浓缩含氯漂白污水，其具体结构及工作原理如下所述的旋风喷淋蒸发器为ー钢罐22，在钢罐22的正顶部同轴安装有喷淋器18和破碎器20，由減速机19驱动，并在钢罐22的上颈处开设有ー呈扩散型的进烟管21，且在钢罐22的中下段外侧切线方向开设有一出烟管23 ;其中喷淋器18与钢罐22底部的液体区通过循环管24连通。当高温烟气进入扩散型的进烟管21时，遭遇强劲而密集的喷淋。因此消除了雾化结焦堵塞喉管的可能；集中且垂直冲刷的喷淋立即把烟气温度降低到100°C以下，消除了有机物产生热裂解反应的可能。相反地讲，高温烟气在强劲而密集的喷淋冲洗下，发生了強烈的喷淋蒸发作用；骤降的温度迫使烟气体积缩小将近一半，又发生了连锁的真空蒸发作用；切线布置的出烟管23，迫使烟气作旋风运动，直接接触垂直下滑的润壁液 体，发生了旋风蒸发作用；溶液中的结块，被预先安置在喷淋器内的破碎器20所粉碎，消除了喷头被堵塞的可能。喷淋、真空、旋风连续地、无阻塞地三管齐下，烟气直接接触蒸发强度达到600kg/m2 · h (或者是100 kg/m3 · h),除尘效率可达96 99% ;经过半年的中试证明，旋风喷淋蒸发器是目前世界上效率最高的无故障的烟气直接接触蒸发除尘设备，适合于蒸发浓缩含氯漂白污水。旋风喷淋蒸发器高效回收烟气废热，高度洗涤烟气，净化空气环境，使烟气排放突破ー级标准。本旋风喷淋蒸发器的优点在于喷淋器安装在设备的正顶部，其内设置粉碎器，喷头均匀布置在喷淋器的弧形板上，烟气上进下出，顺流集中喷淋。废热利用率高，蒸发除尘效率高，烟气净化效果好无阻塞、无故障，无事故，彻底消除了生产过程中有机物热裂解气化反应产生爆炸的隐患。如图8所示为本实施例中泥层过滤回收器结构示意图，所述的泥层过滤回收器具体用于白水的回收。浆料在网上形成纸页的过程中，小纤维、填料、胶料，随着大量水分穿过网孔滤出，这种滤出的乳白色悬浮液叫做“造纸白水”。长网纸机吸水箱之前的浓白水可直接用作稀释抄纸浆料；吸水箱之后的稀白水量特别大，一般采用过滤、沉淀或者采用气浮等传统方法进行回收利用。由于白水中的物质小而轻极难去除，因此传统方法加入了絮凝剂凝聚以利去除之，因此那些形成白水的可贵物质，如小纤维、填料和胶料全部变成了不可回收的污泥，传统的白水回收则由此变成了不能回收白水物质的代名词。如果再从所述污泥中回收回用白水物质，加入的絮凝剂残余会破坏纸页成型造成纸张的报废。鉴于传统方法的不足之处，本发明采用泥层过滤法通过泥层过滤回收器来回收白水，把大量的稀白水经过泥层过滤还原成清水和浓白水，直接变成了抄造纸张的可回用之水，完全更新了过去的白水回收通过消灭构成白水的物质回收清水的概念。所述的泥层过滤回收器的具体结构及其工作原理如下泥层过滤回收器的主体是ー个钢结构圆柱体容器37。上部焊接水平的堰ロ进水槽25和过滤网26，下部焊接圆锥体33，中部焊接网架28，固定金属网29附泥。圆锥体33的中上部焊接托泥架30，中下部安装进水反射器35。稀白水从进液ロ 31压入，通过进水反射器35调整流向、扩大出口、降低流速，进入泥层过滤区。泥层过滤区的最初过滤层产生于澄清区沉降的白水物质，其中包括小纤维、填料、胶料等，然后在过滤区交织成泥层，粘附在金属网上，形成了过滤泥层36。过滤泥层36自上而下越结越厚，过滤效果越来越好。当泥层聚结到托泥架30的时候，由于圆锥体33 口径的缩小而造成了水流速度的的加快，就会冲溃泥层的聚结。这时，从金属网网架28到托泥架30的泥层过滤区已经形成。进水反射器35的进水速度相对说来很慢，水位上升速度更慢，破坏不了由小纤维、填料、胶料、金属网29、网架28、托泥架30和钢结构本体结合而成的相对牢固的过滤泥层36。悬浮液经过4 5m厚的泥层过滤变成了清水。堰ロ进水槽25设置过滤网26主要用以阻挡设备日久未经清洗泛出的腐浆。清水进入堰ロ进水槽25，从清水管27注入下部夹层贮水区。过滤泥层36过滤出的清水仍然保持了纸张抄造的pH值而成为可直接回用的清水。进水反射器35以下的稀白水经过上部厚厚的泥层过滤，本当可以结成泥层的小纤维、填料、胶料等物质却一一被已经结成的过滤泥层36所挡住，转而化成了浓白水，经由IOm静压头压出回收。泥层过滤回收的浓白水，其中的小纤维居多，小纤维是改善上网浆均匀度提高纸张平滑度的重要物质，可直接加入浆料抄造质地优良的纸张。本实施例中所述的泥层过滤回收器的优点在干结构简单，造价低廉；进入的稀白水自动分层，上层出清水，下层出浓白水；不需增加动カ，不需添加絮凝剂，不需人工管理，零成本运行，经济实用。
如图8所示为本实施例中泥层过滤回收器结构示意图，所述的泥层过滤回收器基于泥层过滤法机理，具体用于筛选废水回收。经过蒸煮、洗涤制得的粗浆都会含有一些纤维性和非纤维性杂质，要靠筛选净化生产流程才能去除掉这些杂质，大体都要经过粗选一精选一净化一浓缩等过程。每个生产过程的特定エ艺设备都是为了从纤维悬浮液中分离出大小轻重不一的纤维性或者非纤维性杂质，各种设备的进浆浓度从O. 6% 3. 4%不等。以每吨绝干浆计，经筛选エ段消耗的水量约为200吨。挤浆机和洗浆机联合的“一条龙”逆流洗涤法提取黑液，将提取率从传统的80%上升到95%以上。每吨浆减少了 225kg的黑液污染物进入筛选、净化工序，基本消除了黑液对后续エ序的水污染，为回收回用筛选净化的废水创造了条件。本实施例中回收筛选净化废水的技术和设备与所述的造纸白水回收完全相同，采用泥层过滤法，废水从设备进液ロ 31压入，通过进水反射器35调整流向、扩大出ロ、降低流速，进入由泥沙、废浆和杂质交织而成的过滤泥层36，经过5m以上的泥层过滤，废水变成了清水。清水从堰ロ进水槽25注入贮水区，经出液ロ 32自动流入使用部门；废渣被泥层阻挡下来，经10米压头自动压出排污ロ 34。另外，如上所述黑液浄化器的机理也是泥层过滤法。综上所述，低碳造纸是ー种秸杆综合利用的循环技术产业，生产的原料和燃料均来综合利用农作物秸杆。低碳造纸以麦草或者是其它禾草植物纤维原料制浆，生产出各种用途的纸张；同时把蒸煮黑液和漂白污水等环境污染物作为原料，生产出无毒无臭的高附加值的二次产品木质素磺酸钠和无水氯化钙，消除黑液和中段水污染，实现清洁生产零排放。低碳造纸的燃料是玉米秸杆或者是其它禾草生物质产生的燃气，通过燃烧生产出3. 82MPa的过热蒸汽用于发电，提供企业的生产动カ；发电后的O. SMPa低压蒸汽用于蒸煮浆料、烘干纸页、蒸发木质素磺酸钠水分；燃烧产生的烟气废热用于蒸发浓缩氯化钙污水，经燃烧生产出无水氯化钙。所以，低碳造纸产品是秸杆综合利用的清洁生产、循环经济、生态エ业产物，生产成本非常低廉，主要生产成本是人工成本，其次是化工原料成本。其中包括I.收割、加工、储备、运送麦秸杆、玉米秸杆，或者是其它的禾草生物质原料、燃料的人工成本；2.以禾草秸杆生产出生物质燃气，以生物质燃气生产出蒸汽，以蒸汽生产出水、电、汽动力的人工成本；3.对草类纤维原料加入药液、漂液，通过蒸煮、漂白制成化学浆，分离出低碳造纸产品的直接原料——纸浆、黑液和漂白污水的人工成本和化工原料成本；4.草浆中配比一定的填料、胶料和木浆等原料，抄造出各种纸成品的人工成本和原料成本；5.将黑液中按配比加入一定量的改性剂转化，生产出木质素磺酸钠成品的人工成本和化工原料成本；6.将含氯污水中通石灰反应，经蒸发、燃烧生产出无水氯化钙产品的人工和化工原料成本。若以产出I吨浆估算，低碳造纸上述的全部人工成本支出和化工原料成本支出共计3500元左右。若以产出I吨浆估算，低碳造纸抄造出I. 2吨以上的纸成品收入7000元左右，生产出O. 8吨的木质素磺酸钠成品收入2000元左右，生产出O. 5吨左右无水氯化钙产品收入1500元左右。累计产值10500元左右，纯收益7000元左右。若以5万吨制浆规模的低碳造纸企业估算，年产值5. 25亿元左右，产生经济效益3. 5亿元左右。低碳造纸可以大量増加国库的税收，带动农业和相关的化工企业发展，吸纳大批的农村人ロ就业，必将为我国农村的城市化、エ业化建设做出极为重要贡献。
低碳造纸用于生产纸张、木质素磺酸钠和无水氯化钙的电カ和蒸汽动力，来自农业废弃的禾草生物质清洁能源——秸杆燃气。玉米秸杆质燃气的组成成分为C0-21%，CH4-8%, CnHm-L 5%, H2_4%, N2-47%, C02_16%, H20-1. 5% ;低位热值 7000kJ/kg 以上；环保參数为
项目 I检测值 I国家标f 烟尘排放浓度 28 39mg/Nm3 120mg/Nm3 S02 排放浓度 10 14mg/Nm3 550mg/Nm3 氣氧化物排方女浓度 33 38mg/Nm3 240mg/Nm3 林格曼浓度_|~0.5级_「I级
低碳造纸应用生物质清洁能源，必将为エ业界消除燃烧化石能源产生的大气烟尘污
染，消除农村焚烧秸杆产生的烟尘污染，消除影响大气环境造成灰霾天气的PM2. 5排放；为
減少燃烧化石能源排放ニ氧化碳，减缓地球气候变暖；为实现我国“十二五”规划利用可再
生能源率増加到11. 4%，实现班德世界气候环境大会的目标，做出最为积极、最为重大的贡献。
权利要求
1.一种低碳造纸方法，具体涉及制浆、造纸以及利用污染物生产二次产品，其特征在于所述低碳造纸的原料是麦秸杆或其它禾草植物纤维，其中所述的原料首先加入药液经蒸煮形成原浆，其后通过“一条龙”逆流洗涤法从所述原浆中提取出粗制浆和黑液，之后对所述粗制浆加入漂液进行漂白作业，并提取出漂白作业中产生的漂白浆和漂白污水；所述低碳造纸的能源动力来自于农作物玉米秸杆或其它禾草生物质，其中所述低碳造纸的能源动力通过将玉米秸杆或其它禾草生物质送入工业气化炉产生生物质燃气，所述的生物质燃气通入黑液喷射炉燃烧产生次高压蒸汽及高温烟气，所述的次高压蒸汽通入汽轮机组发电；其中所述的次高压蒸汽发电所产生的低压蒸汽用于制浆过程中蒸煮和漂白浆料，以及造纸过程中烘干纸页。
2.根据权利要求I所述的一种低碳造纸方法，其特征在于所述的工业气化炉主要包括钢罐、进料系统、工作腔室以及出灰系统钢罐，所述钢罐的顶壁与所述的进料系统相通，在所述钢罐的上壁面开设有一燃气出口，并在所述的钢罐下壁面分别开设有一出灰口和进风 口 ；其中所述的燃气出口与所述的黑液喷射炉相连通；进料系统，所述的进料系统主要包括螺旋加料器、叶轮碎块器以及圆盘分布器，其中所述的叶轮碎块器和圆盘分布器在竖直方向从所述钢罐顶壁延伸入罐体内部；工作腔室，所述工作腔室由上、下两个孔板锥台与钢罐内壁焊接而成，在所述工作腔室的内下部设置有一个天圆地方的构件，将所述构件的圆口与钢罐内壁焊接，并在所述构件的方口处固定栅格、两侧固定滑槽，在所述的滑槽上设置一可滑动齿耙；出灰系统，在所述工作腔室的下孔板锥台开口设置有一隔仓密封器，所述的隔仓密封器连接有电动机，并在所述的钢罐下壁面进风口设置一鼓风机；其中所述的出灰系统排出的草灰可重返农田。
3.根据权利要求I所述的一种低碳造纸方法，其特征在于所述通过“一条龙”逆流洗涤法从原浆中提取黑液包括如下步骤首先通过污冷凝水作为洗涤热水置换出一段黑液，所述的一段黑液送配碱罐稀释碱液预浸漬麦秸杆草片进行蒸煮制浆；其后将来自漂白工段的碱处理废水作为洗涤热水置换出二段黑液，所述二段黑液作为洗涤液逆流洗涤浆料依次置换出三段、四段以及五段黑液，所述五段黑液用于稀释二道洗浆机出口浆，之后经浆池搅拌扩散，用浆泵送入洗浆机置换出六段黑液；其中所述六段黑液的一部分稀释一道挤浆机出口浆，洗涤浆料置换黑液，被二道挤浆机所提取；另一部分逆流到喷放锅稀释原浆，原浆中的黑液被一道挤浆机所提取。
4.根据权利要求I所述的一种低碳造纸方法，其特征在于所述提取出漂白作业中产生的漂白浆和漂白污水是通过“一条龙”逆流洗涤法实现的，通过所述“一条龙”逆流洗涤法提取出漂白作业中产生的漂白污水，主要包括提取次氯酸钙补充漂白段产生的含氯污水、碱处理漂白段产生的含碱污水以及氯化漂白段产生的含盐酸污水，具体流程如下首先在一浆池中放入清水洗涤浆料，进行搅拌、扩散，其后将所述浆料送相关脱水机分离出漂白浆和一洗污水，再将一洗污水逆流到所述浆池的前一浆池洗涤浆料，进行搅拌、扩散，通过相关脱水机置换出二洗污水，所述二洗污水再逆流到另一浆池洗涤浆料，进行搅拌、扩散，通过相关脱水机置换出三洗污水；所述的三洗污水分三路流向第一路流向次氯酸钙补充漂白塔，经搅拌、稀释以及洗涤之后，出洗浆机置换出含氯污水；第二路流向碱处理塔，经搅拌、稀释以及洗涤之后，出洗浆机置换出含碱污水；第三路流向氯化漂白塔，经漂白、稀释以及洗涤之后，出洗浆机置换出含盐酸污水。
5.一种权利要求3所述的低碳造纸方法，其特征在于通过利用所述的黑液喷射炉生产的次高压蒸汽、发电后产生的低压蒸汽为热源以及利用既有的碱回收设备，将所述提取的黑液为原料制备木质素磺酸钠。
6.根据权利要求5所述的一种低碳造纸方法，其特征在于将所述提取的黑液为原料制备木质素磺酸钠具体包括如下步骤首先通过多效真空蒸发器经所述的低压蒸汽将所述的黑液蒸发浓缩到34%，其后将所述浓缩黑液通入苛化器，按麦秸杆的比例加入丙烯酸4%、氯乙酸2%，加热并搅拌，之后送高速离心式喷雾干燥器经所述的次高压蒸汽蒸发干燥，再经静电除尘器捕集，得到木质素磺酸钠产品；其中所述的苛化器设置有温控装置。
7.—种权利要求4所述的低碳造纸方法，其特征在于通过利用所述黑液喷射炉产生的高温烟气为热源，利用既有的碱回收设备，将所述含氯污水为原料生产无水氯化钙。
8.根据权利要求7所述的一种低碳造纸方法，其特征在于将所述含氯污水为原料制备无水氯化钙具体包括如下步骤首先将所述含氯化钙漂白污水送石灰提渣机，并加入石灰反应，再经搅拌与加热，PH值上升到10以上时生成氯化钙碱性污水，再加适量吸收烟气中卤素氯和二氧化硫的石灰，此时将所述的氯化钙碱性污水通过旋风喷淋蒸发器经所述的高温烟气的直接接触蒸发浓缩到30%-33%，再经单层澄清器去除杂质形成浓缩的氯化钙污水，最后将浓缩的氯化钙污水喷入所述的黑液喷射炉中经高温燃烧，形成无水氯化钙产品。
9.根据权利要求8所述的一种低碳造纸方法，其特征在于所述的旋风喷淋蒸发器为一钢罐，在所述钢罐的正顶部同轴安装有喷淋器和破碎器，并在所述钢罐的上颈处开设有一呈扩散型的进烟管，且在所述钢罐的中下段外侧切线方向开设有一出烟管；其中所述的喷淋器与钢罐底部的液体区通过循环管连通。
10.根据权利要求I所述的一种低碳造纸方法，其特征在于所述的制浆造纸废水的处理、回收、净化，采用泥层过滤法，其具体步骤如下首先将所述的废水通过进液口压入，并由反射器调整流向、扩大出口降低流速，经由废水中小纤维、泥砂和杂质交织而成的泥层，废水经泥层过滤变为清水；所述废水中的废渣被泥层阻挡下来，自动压出排污口。
全文摘要
本发明属于造纸领域，具体涉及一种低碳造纸方法。发明旨在解决我国造纸工业发展的原料、环境和能源上存在的问题，具体方法是低碳造纸综合利用农作物秸秆作为能源动力生产出次高压蒸汽发电、作为原料通过制浆分离出浆料以及污染物黑液和漂白污水，由浆料抄造出各种纸张，由黑液制备出木质素磺酸钠，由含氯漂白污水制备出无水氯化钙。本发明的优点是，通过秸秆综合利用实现低碳造纸生态工业、循环经济和清洁生产零排放，解决了造纸工业发展的原料、环境和能源上存在的问题。
文档编号D21C11/04GK102677530SQ20121014596
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月13日 优先权日2012年5月13日
发明者王性仁 申请人:王性仁