专利名称：一种环保清洁制浆工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于造纸制浆领域，具体涉及一种环保清洁制浆工艺。
背景技术：
目前国内外现行制浆工艺70%以上采用化学制浆和液氯漂白，存在环境的严重污染和工艺上的缺陷。其一，化学制浆采用锅炉，消耗大量燃料，也使空气污染。国外每吨浆耗标煤 O. 9-1. 2吨，国内每吨浆耗标煤I. 38吨。其二，化学浆得浆率低，约48-55%，而芦苇3. 6吨风干料可制一吨浆，得浆率为 28%,我国年消耗浆8000多万吨，需纤维质原料近2亿吨。其三，现行制浆化学品主要为NaOH、Na2S、氯等，产生大量黑液、白水、废气和废渣。其四，制浆耗水量大，占全国工业用水18. 76%。2008年造纸制浆耗水108. 96亿 m3，其中废水排量达40. 77亿m3，废水中C0D128. 8万吨，占全国废水中COD的31. 82%，国外吨浆耗水35-50m3，我国吨浆耗水103m3。其五，由于得浆率低，制浆后尾料每年约8000多万吨，采用“碱回收”工艺，又造成
空气二次污染。其六，投资大，年产万吨浆的企业总投资约I亿元，其中处理“三废”的投资约占 50%。由上述可见，现行制浆技术工艺落后，消耗大量燃料，浪费大量资源和水，同时产生大量废气、废水和废渣，而且生产成本高，环境污染严重。另外，有部分改进的制浆工艺去除了锅炉，直接用冷水循环，但是冷水循环存在生产周期长，受环境影响大等缺陷，不能满足生产要求。
发明内容
针对现行制浆技术工艺所存在的缺陷，提出一种环保清洁的制浆工艺，用机械磨浆代替化学蒸煮制浆，用环保型化学品代替现行化学品，改变制浆工艺，用空气能热水泵代替锅炉提供热水循环，从而实现“环保清洁制浆”的目的。本发明的技术方案是一种环保清洁制浆工艺，制浆工艺流程见图1，用空气能热水泵提供制浆用循环水，循环水温度达50°C以上，具体制浆过程包括以下步骤备料将非木材的植物原料制成粉状,过直径为的筛板；予浸按重量份，将粉碎后的原料100份投入予浸机中，加水400-500份，然后加食盐2份-3份，体积浓度为90% -95%的乙醇2份-3份，磺基琥珀酸双异辛酯单钠盐O. 5 份-I份，过氧碳酸钙8份-10份，柠檬酸钠O. 3份-O. 5份，蛋白石O. 2份-O. 5份，搅拌 10-15分钟，浸2-3小时，得予浸料；所述过氧碳酸钙的制备方法为在100份CaCO3中加入 O. I份-O. 2份4A沸石分子筛、I. O份-I. 2份MgS04、0. 5份-O. 6份三乙醇胺和3份-3. 5份蛋白石，搅拌均匀，然后加入体积浓度为50% -60%的双氧水100份，在15°C _18°C下搅拌 15-20分钟，然后静置30-40分钟，再脱水干燥，得过氧碳酸钙；预处理用粗磨机将予浸料进行疏解和帚化，得到含有丝状纤维束的物料；粗磨、除渣用高浓磨浆机对上述含有丝状纤维束的物料进行磨浆；然后用除渣器去除非纤维质渣料，得粗磨除渣后物料；被去除的物质为制浆尾料；精磨在粗磨除渣后物料中加入丙酮2. 35份-3份、H2SO5M份-15份、四乙酰乙二胺0. 4份-0. 5份；然后加水，使得物料质量浓度为4% -5% ;用锥度磨浆机进行磨浆，得精磨后物料；消潜、筛浆用筛浆机对精磨后的物料进行消潜、筛浆，得到本色浆和需漂白的浆料；余水循环至循环水池；本色浆处理用桨板机将本色浆制成本色浆产品；余水循环至循环水池；漂白在100份需漂白的浆料中加入2CaC03 3H2025份_6份，壬酰氧基苯磺酸钠
0.5份-I份，搅拌30-35分钟，温度55°C -60°C，得漂白浆；洗浆用真空洗浆机对漂白浆进行清洗，得到漂白浆产品，余水循环洗涤；制浆尾料处理在制浆尾料中添加直径为草粉和粘合剂，用螺旋式混合机混合均匀，得混合料；混合料的质量比例为制浆尾料草粉粘合剂= 100 200-220 15-20 ；建材成型用建材成型机将上述混合料成型、定型、挤压、烘干为建材，然后切边为成品；余水循环至循环水池；循环水池中的余水处理在100份余水中加入聚合氯化铝3份-5份，丙烯酰胺接枝淀粉I份-2份，FeS042份-3份，使余水脱色，过滤，水供空气能热水泵使用；滤渣加入制浆尾料中。所述漂白过程还可以再加入KHS053份-5份漂白30-35分钟；所述KHSO5的制备方法为在100份K2S2O8中加入4A沸石分子筛0. I份-0. 2份，朽1檬酸钠0. 5份-0. 6份和硫酸镁I份-I. 2份，搅拌均匀，然后加入体积浓度为50% -60%的双氧水100份，在15°C -20°C 下搅拌15-20分钟，然后静置1-1. 2小时，再脱水干燥，即得过氧硫酸氢钾。所述制浆尾料处理过程中粘合剂的质量比例优选为聚氨酯聚乙烯醇接枝淀粉 = 1:1。所述非木材的植物原料优选为芦苇、棉杆、稻草、麦草、蔗渣、玉米秸杆或高粱杆。下面对本发明做进一步的解释和说明本发明中所述“份”均是指“重量份”的意思。一种环保清洁制浆工艺，制浆过程包括四个阶段机械磨浆、“活性过氧化物”漂白、制浆余水的循环利用和制浆尾料的综合利用。本发明所用配方设计巧妙，均为食品材料或者中性材料，其中用2CaC03 3H202和 KHSO5代替氯、氢氧化钠和硫化钠等有毒有害物质作为漂白剂，效果显著。2CaC03 3H202和 KHSO5为本发明自行研发的“活性过氧化物”，其详细制备方法如下所述，其中2CaC03 3H202 和H2SO5反应生成CaSO4，是建材石膏板的主要成分，可再利用，无废物产生。(I)过氧碳酸钙(2CaC03 3H202)的制备参考过氧碳酸钠的制备工艺，
反应式为2CaC03+3H202— 2CaC03 3H202原料碳酸钙双氧水(质量比例)=I : 1，其中双氧水为体积浓度为50%的双氧水催化剂4A沸石分子筛稳定剂硫酸镁、三乙醇胺、蛋白石优选的制备过程为用带冷却系统和搅拌装置的反应釜，将CaCO3投入其中，再加入催化剂和稳定剂，其中4A沸石分子筛用量为CaCO3质量的0. I % ,MgSO4用量为CaCO3质量的I. 2%，三乙醇胺用量为CaCO3质量的0. 5%，蛋白石用量为CaCO3质量的3%，搅拌均匀， 然后缓慢倒入体积浓度为50%的双氧水，搅拌15分钟，启动冷却系统，使反应温度为15°C。 然后静置40分钟，再用离心式干燥机脱水干燥，即为产品过氧碳酸钙。产品性质
外观浅黄色粉装固体，无毒无气味
相对分子量306. 3
表面密度:0. 7g/cm3
理论活性氧15. 6%。
(2)过氧硫酸氢钾(KHSO5)的制备
参照美国杜邦公司生产的‘‘ Oxone ”制备过硫酸氢钾
合成路线为k2s2o8+h2o2 —2KHS05
原料K2S2O8 H2O2 (质量比例)=1 1，其中双氧水为体积浓度为50%的双氧水
催化剂4A沸石分子筛
稳定剂硫酸镁、柠檬酸钠
优选的制备过程为用带冷却系统和搅拌装置的反应釜，将K2S2O8投入其中，再加
入催化剂和稳定剂，其中4A沸石分子筛用量为K2S2O8质量的0. I %，柠檬酸钠用量为K2S2O8 质量的0. 5 %，硫酸镁用量为K2S2O8质量的I %，搅拌均匀，然后缓慢倒入体积浓度为50 %的双氧水，搅拌15分钟，启动冷却系统，使反应温度为15°C。然后静置I小时，再用离心式干燥机脱水干燥，即为产品过氧硫酸氢钾。产品性质外观白色粉末固体，无毒无气味相对分子量152. I表面密度0.6g/cm3理论活性氧10. 5%。与现有技术相比，本发明的优势在于I、本发明经十多年理论和实践提出一整套制浆、漂白、制浆余水循环利用，制浆尾料综合利用的可行性技术方案。使得制浆得率达到90%以上，余下10%的制浆尾料用于生产建材，资源得到充分利用，无废料产生；制浆余水经循环水处理后再利用，节约水资源， 实现制浆“零排放”。2、由于本发明的制浆过程中不采用“锅炉”，采用“空气能热水泵”为制浆供热，从而实现了低碳生产，无废渣产生。
3、本发明不采用现行制浆所用的氢氧化钠、硫化钠、氯等化学品，而采用食品行或环保型化学品，从而彻底清除了制浆化学污染源。4、本发明优化了制浆工艺流程，减少了设备投资(不需要锅炉蒸煮设备等)，每吨制浆生产成本降低500-600元/吨，节约成本，提高了经济效益。
图I是本发明的制浆工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明，实施例中所述“份”均是指“重量份:
一种环保清洁制浆工艺，制浆工艺流程见图1，用空气能热水泵提供制浆用循环水，循环水温度为50°C ；
(I)制浆配方包括
予浸剂食盐、磺基琥珀酸双异辛酯单钠盐、体积浓度为95%的乙醇、过氧碳酸钙(2CaC03 3H202)
螯合剂柠檬酸钠、蛋白石。
活化剂四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠、丙酮(工业级)。
漂白剂过氧硫酸(H2SO5)，过氧硫酸氢钾(KHSO5)。
水处理剂聚合氯化铝、丙烯酰胺接枝淀粉，FeS04。
粘合剂聚氨酯，聚乙烯醇接枝淀粉。
(2)制浆设备包括(均为现有设备):
备料锤片式粉碎机，型号9FQ40-20
予浸予浸机，型号ZQGS5
预处理高效粗磨机，型号=ZQCM1-SSO
粗磨高浓度磨浆机，型号YZJM-350
除渣除渣器，型号606
精磨锥度磨浆机，型号ZM-350
消潜、精筛筛浆机，型号=ZSK2
本色浆浆板机(自制)，ZL201020107765. 2
漂白用带搅拌装置的不锈钢容器，带化学品自动投料装置，型号YDPP-20
洗浆真空洗浆机，YDNT-1000
草粉制备锤片式粉碎机，型号9FQ40-20
制浆尾料螺旋式混合机，型号ZQWY-50
建材成型建材成型机，型号=YH-GP-CX
循环水池将各段制浆余水集中处理，型号ZQWF-5
空气能热水泵提供制浆所需热水，型号KFYRS-18II (直热)
(3)具体制浆过程包括以下步骤
备料以芦苇为原料，用锤片式粉碎机将芦苇制成粉状，过直径为6mm的筛板；
予浸按重量份，将粉碎后的原料100份投入予浸机中，加水400份，然后加食盐3 份，体积浓度为95 %的乙醇2份，磺基琥珀酸双异辛酯单钠盐0. 5份，过氧碳酸钙8份，柠檬酸钠0. 3份，蛋白石0. 2份，搅拌10分钟，浸3小时，得予浸料；其中，过氧碳酸钙的制备方法为在100份CaCO3中加入0. I份4A沸石分子筛、I. 2份MgS04、0. 5份三乙醇胺和3份蛋白石，搅拌均匀，然后加入体积浓度为50%的双氧水100份，在15°C下搅拌15分钟，然后静置40分钟，再脱水干燥，得过氧碳酸钙；预处理用粗磨机将予浸料进行疏解和帚化，得到含有丝状纤维束的物料；粗磨、除渣用高浓磨浆机对上述含有丝状纤维束的物料进行磨浆；然后用除渣器去除非纤维质渣料，得粗磨除渣后的物料，被去除的物质为制浆尾料；精磨在粗磨除渣后的物料中加入丙酮2. 35份、H2S0514份、四乙酰乙二胺0. 4份； 然后加入水，使得物料质量浓度为5% ;用型号为ZM-350的锥度磨浆机进行磨浆，得精磨后的物料；消潜、筛浆用筛浆机对精磨后的物料进行消潜、筛浆，得到本色浆和需漂白的浆料；余水循环至循环水池；本色浆处理用桨板机将本色浆制成本色浆产品；余水循环至循环水池；漂白在100份需漂白的浆料中加入2CaC03 *3H2025份，壬酰氧基苯磺酸钠0. 5份， 搅拌30分钟，温度55 °C，再用KHS053份漂白30分钟，即可达80份ISO以上的漂白浆；所述 KHSO5的制备方法为在100份K2S2O8中加入4A沸石分子筛0. I份，柠檬酸钠0. 5份和硫酸镁I份，搅拌均匀，然后加入体积浓度为50%的双氧水100份，在15°C下搅拌15分钟,然后静置I小时，再脱水干燥，即得过氧硫酸氢钾；洗浆用真空洗浆机对漂白浆进行清洗，得到漂白浆产品，余水循环洗涤；制浆尾料处理在制浆尾料中添加直径为4mm草粉和粘合剂，用螺旋式混合机混合均匀，得混合料；混合料的质量比例为制浆尾料草粉粘合剂=100 200 15;粘合剂的质量比例为聚氨酯聚乙烯醇接枝淀粉=1:1;建材成型用建材成型机将上述混合料成型、定型、挤压、烘干为建材，然后切边为成品；余水循环至循环水池；循环水池中的余水处理在100份余水中加入聚合氯化铝3份，丙烯酰胺接枝淀粉 I份，FeS042份，使余水脱色，过滤，水供空气能热水泵使用；滤渣加入制浆尾料中。最终，本实施例的制浆得率为90. 6%。
权利要求
1.一种环保清洁制浆工艺，其特征是，用空气能热水泵提供制浆用循环水，循环水温度达50°C以上，具体制浆过程包括以下步骤备料将非木材的植物原料制成粉状，过直径为的筛板；予浸按重量份，将粉碎后的原料100份投入予浸机中，加水400-500份，然后加食盐2 份-3份，体积浓度为90 % -95 %的乙醇2份-3份，磺基琥珀酸双异辛酯单钠盐O. 5份-I份， 过氧碳酸钙8份-10份，柠檬酸钠O. 3份-O. 5份，蛋白石O. 2份-O. 5份，搅拌10-15分钟， 浸2-3小时，得予浸料；所述过氧碳酸钙的制备方法为在100份CaCO3中加入O. I份-O. 2 份4A沸石分子筛、I. O份-I. 2份MgS04、0. 5份-O. 6份二乙醇胺和3份-3. 5份蛋白石，搅拌均匀，然后加入体积浓度为50% -60%的双氧水100份，在15°C _18°C下搅拌15-20分钟， 然后静置30-40分钟，再脱水干燥，得过氧碳酸钙；预处理用粗磨机将予浸料进行疏解和帚化，得到含有丝状纤维束的物料；粗磨、除渣用高浓磨浆机对上述含有丝状纤维束的物料进行磨浆；然后用除渣器去除非纤维质渣料，得粗磨除渣后物料；被去除的物质为制浆尾料；精磨在粗磨除渣后物料中加入丙酮2. 35份-3份、H2SO5H份-15份、四乙酰乙二胺O.4份-O. 5份；然后加水，使得物料质量浓度为4% -5% ;用锥度磨浆机进行磨浆，得精磨后物料；消潜、筛浆用筛浆机对精磨后物料进行消潜、筛浆，得到本色浆和需漂白的浆料；余水循环至循环水池；本色浆处理用桨板机将本色浆制成本色浆产品；余水循环至循环水池；漂白在100份需漂白的浆料中加入2CaC03 · 3H2025份-6份，壬酰氧基苯磺酸钠O. 5 份-I份，搅拌30-35分钟，温度55°C _60°C，得漂白浆；洗浆用真空洗浆机对漂白浆进行清洗，得到漂白浆产品，余水循环洗涤；制浆尾料处理在制浆尾料中添加直径为草粉和粘合剂，用螺旋式混合机混合均匀，得混合料；混合料的质量比例为制浆尾料草粉粘合剂= 100 200-220 15-20 ；建材成型用建材成型机将上述混合料成型、定型、挤压、烘干为建材，然后切边为成品；余水循环至循环水池；循环水池中的余水处理在100份余水中加入聚合氯化铝3份-5份，丙烯酰胺接枝淀粉I份-2份，FeS042份-3份，使余水脱色，过滤，水供空气能热水泵使用；滤渣加入制浆尾料中。
2.根据权利要求I所述环保清洁制浆工艺，其特征是，所述漂白过程再加入KHS053 份-5份漂白30-35分钟；所述KHSO5的制备方法为在100份K2S2O8中加入4A沸石分子筛O.I份-O. 2份，柠檬酸钠O. 5份-O. 6份和硫酸镁I份-I. 2份，搅拌均匀，然后加入体积浓度为50% -60%的双氧水100份，在15°C -20°C下搅拌15-20分钟，然后静置1-1. 2小时， 再脱水干燥，即得过氧硫酸氢钾。
3.根据权利要求I所述环保清洁制浆工艺，其特征是，所述制浆尾料处理过程中粘合剂的质量比例为聚氨酯聚乙烯醇接枝淀粉=I I。
4.根据权利要求I所述环保清洁制浆工艺，其特征是，所述非木材的植物原料为芦苇、 棉杆、稻草、麦草或蔗渣、玉米秸杆或高粱杆。
全文摘要
本发明属于造纸制浆领域，具体涉及一种环保清洁制浆工艺，制浆过程包括四个阶段机械磨浆、“活性过氧化物”漂白、制浆余水的循环利用和制浆尾料的综合利用。本发明用机械磨浆代替化学蒸煮制浆，用环保型化学品代替现行化学品，改变制浆工艺，用空气能热水泵代替锅炉提供热水循环，实现了“环保清洁制浆”的目的。
文档编号D21C9/16GK102587181SQ20121004526
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者于翔, 谢明文 申请人:谢明文