专利名称：一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清 洁化制浆工艺。
背景技术：
长期以来，我国造纸工业一直以非木材纤维为主要原料，其中草浆约占80%。而麦 稻草因具有资源丰富、价格低廉等优势，在草浆造纸中占据着非常重要的地位。麦(稻)草 制浆通常采用烧碱法、硫酸盐法或氨法等，其中以烧碱法最为普遍麦(稻)草原料、烧碱、 蒸煮剂在蒸球中加热、加压一段时间后，原料中的木质素、多糖、果胶、蛋白质等复杂成分溶 解在烧碱液中，纤维素与之分离从而形成纸浆纤维。然而烧碱法所带来的黑液污染是其致 命缺陷，大大制约了该法的发展。对于这一问题，行业内的解决思路仍是以后期治理为主，通常的做法是将制浆黑 液进行蒸发、燃烧、溶解转化为绿液，再用过量石灰苛化制得烧碱白液，最后从白液中提取 烧碱或将白液再送到苛化工序进行循环利用。或者利用生物或物理方法对黑液进行降解、 分离，降低其中的污染物浓度。这些方法往往工序复杂、成本高，有时甚至达不到排放要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种基于碱_过氧化氢工艺的蒸煮催化剂，同时还提供 了利用该蒸煮催化剂的制浆工艺。为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮 催化剂，主要由下述重量份的原料组成螯合剂3 10份、硫酸镁4 10份、硅酸钠7 15 份、尿素16 30份。所述蒸煮催化剂中还含有氨基磺酸25 40份。所述的螯合剂为EDTA、DTPA或TMA-52。基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，包括对预处理后的纤维原料进行碱-过 氧化氢蒸煮，蒸煮时蒸煮液中除碱和过氧化氢外还添加有蒸煮催化剂，每绝干顿浆需要的 蒸煮催化剂包括螯合剂3 10kg、硫酸镁4 10kg、硅酸钠7 15kg、尿素16 30kg。所述蒸煮催化剂还包括氨基磺酸25 40kg。蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液除去固体杂质后返回蒸煮设备中供给下次蒸煮。蒸煮时蒸煮液中每绝干顿浆需添加NaOH 260 350kg、双氧水(以浓度30wt% 计)150 280kg;蒸煮液比(纤维原料与蒸煮液的重量比，蒸煮液密度按lg/cm3计 算)1 3 10，蒸煮温度控制在50°C 140°C，每次蒸煮50 120分钟。将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。挤浆后浆料经漂洗后即得成品浆；漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂 洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。漂洗次数可根据白度要求增减，通常为 两次。
纤维原料的预处理步骤包括切草、除尘、水洗，水洗水除去固体杂质后后返回水洗 设备(如水洗机)中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。本发明的蒸煮催化剂能够降低蒸煮温度和压力，使蒸煮残液保持较高的白度(蒸 煮残液呈黄白色)，便于循环利用。所提供的制浆工艺操作简便，条件温和，蒸煮可在常温常 压下进行，对蒸煮设备的要求低。该工艺还便于模块化、自动化生产，产业化前景广阔。各种 化学药剂随蒸煮残液、漂洗残液、水洗水等循环利用，排出的固体杂质主要为有机质，经简 单的元素调整后便可用做肥料(若用氢氧化钾代替氢氧化钠，虽然会增加生产成本，但固 体杂质中少量残余的化学药剂对做肥料是有宜的)。该工艺既能够从源头上减少甚至杜绝 黑液污染，又为企业节约了水、化学药剂等生产投入，是一项真正节能减排、利国利民的技 术方案。本发明的技术方案尤其适用于草本纤维植物原料，如麦草、稻草、玉米秸、甘蔗渣、 棉花柴或芦苇等。
图1是本发明清洁化制浆工艺的流程图。
具体实施例方式实施例1一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为螯合剂EDTA 3kg、硫酸镁4kg、硅 酸钠7kg、尿素16kg、氨基磺酸25kg。基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回 水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮蒸煮液比1 3，每绝干顿浆 添加Na0H260kg、双氧水(以浓度30衬％计)150kg，以及上述蒸煮催化剂，常温常压下蒸煮 2. 5小时。3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补力口 药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂 供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。实施例2一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为螯合剂DTPA 5kg、硫酸镁5kg、硅 酸钠10kg、尿素20kg、氨基磺酸32kg。基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回 水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮蒸煮液比1 5，每绝干顿浆 添加Na0H280kg、双氧水(以浓度30衬％计)190kg，以及上述蒸煮催化剂，蒸煮温度控制在 50°C，每次50分钟。3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补力口药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂 供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。实施例3一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为螯合剂TMA_528kg、硫酸镁8kg、 硅酸钠12kg、尿素25kg、氨基磺酸40kg。基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回 水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮蒸煮液比1 8，每绝干顿浆 添加Na0H320kg、双氧水(以浓度30衬％计)2601^以及上述蒸煮催化剂，蒸煮温度控制在 100°C，每次90分钟。3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补加 药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂 供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。实施例4一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，组成为螯合剂DTPA 10kg、硫酸镁10kg、 硅酸钠15kg、尿素30kg。基于碱-过氧化氢法的清洁化制浆工艺，如图1所示，步骤包括1)对纤维原料进行切草、除尘、水洗的预处理操作，水洗水除去固体杂质后后返回 水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出的固体杂质用于制造肥料。2)对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮蒸煮液比1 10，每绝干顿浆 添加Na0H350kg、双氧水(以浓度30衬％计)280kg以及上述蒸煮催化剂，蒸煮温度控制在 140°C，每次120分钟。3)蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮残液为白液，除去固体杂质后返回蒸煮设备中，补加 药剂后供给下次蒸煮；将从蒸煮残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。4)挤浆后对浆料进行两次漂洗，即得成品浆。漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂 供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用于制造肥料。
权利要求
一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，其特征在于，主要由下述重量份的原料组成螯合剂3～10份、硫酸镁4～10份、硅酸钠7～15份、尿素16～30份。
2.如权利要求1所述的基于碱_过氧化氢法的蒸煮催化剂，其特征在于，还含有氨基磺 酸25 40份。
3.如权利要求1或2所述基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂，其特征在于，所述的螯合 剂为 EDTA、DTPA 或 TMA-52。
4.基于碱_过氧化氢法的清洁化制浆工艺，包括对预处理后的纤维原料进行碱_过氧 化氢蒸煮，其特征在于，蒸煮时蒸煮液中添加有蒸煮催化剂，每绝干顿浆需要的蒸煮催化剂 包括螯合剂3 10kg、硫酸镁4 10kg、硅酸钠7 15kg、尿素16 30kg。
5.如权利要求4所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，所述蒸煮催化剂还包括氨基磺 酸 25 40kg。
6.如权利要求4或5所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，蒸煮结束后挤浆，所得蒸煮 残液除去固体杂质后返回蒸煮设备中供给下次蒸煮。
7.如权利要求6所述的制浆工艺，其特征在于，蒸煮时蒸煮液中每绝干顿浆需添加 Na0H260 350kg、双氧水(以浓度30 {%计)150 280kg，蒸煮液比1 3 10，蒸煮温 度控制在50°C 140°C，每次蒸煮50 120分钟。
8.如权利要求6所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，将从蒸煮残液中分离出的固体 杂质用于制造肥料。
9.如权利要求6所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，挤浆后浆料经漂洗后即得成品 浆；漂洗残液除去固体杂质后补加漂剂供给下次漂洗，从漂洗残液中分离出的固体杂质用 于制造肥料。
10.如权利要求6所述的清洁化制浆工艺，其特征在于，纤维原料的预处理步骤包括切 草、除尘、水洗，水洗水除去固体杂质后后返回水洗设备中的重复利用，从水洗水中分离出 的固体杂质用于制造肥料。
全文摘要
一种基于碱-过氧化氢法的蒸煮催化剂及清洁化制浆工艺，属于造纸技术领域，所述蒸煮催化剂主要由下述重量份的原料组成螯合剂3～10份、硫酸镁4～10份、硅酸钠7～15份、尿素16～30份，该催化剂能够降低蒸煮温度和压力，使蒸煮残液保持较高的白度，便于循环利用。所述制浆工艺的步骤包括对预处理后的纤维原料进行碱-过氧化氢蒸煮，蒸煮时蒸煮液中添加有蒸煮催化剂，每绝干顿浆需要的蒸煮催化剂包括螯合剂3～10kg、硫酸镁4～10kg、硅酸钠7～15kg、尿素16～30kg。利用该工艺获得的蒸煮残液呈黄白色，除去固体杂质后即可返回蒸煮设备中供给下次蒸煮，循环利用时不会增加浆料的漂洗成本低，有利于节能减排。
文档编号D21C3/00GK101823002SQ20101015083
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者张哲 , 杭涛, 金永安 申请人:金永安;杭涛;张哲