氢键法生产植物改性原纤维的标准化湿法生产线及成套设备的制造方法
【专利说明】氢键法生产植物改性原纤维的标准化湿法生产线及成套设 备
[0001] -、技术领域：用氢键反应的方法（简称氢键法）生产改植物改性原纤维的标准化 湿法生产线及成套设备。
[0002] 二、技术背景：植物纤维材料是人类在生产生活中不可或缺的基础原材料。传统的 植物纤维是用高温高压和化学品，破坏植物体胞间层的化学键结构，将其排除，将植物体分 离成纤维，加以利用。人们在破坏植物体胞间层时，不可避免的也破坏了很大一部分纤维， 人们使用的只是天然植物纤维的纤维素成分的一部分，而不是植物原纤维。现在制造植物 纤维的设备与这种工艺相适用，也很复杂，生产线长，建设投资大，产品得率很低，生产成本 很高，污染很重。所以传统的植物纤维制造业，在我国被列为"二高"（高能耗、高排放）产 业，限制其发展。当然为这种技术提供的设备也必然过时了，一批制造这种设备的厂家也处 于困难境地。
[0003] 国家专利201210080798. 6号"植物改性原纤维及其制造工艺"，提出了植物改性 原纤维的概念，并提出了用调整氢键结构的方法，制造植物改性原纤维的技术路线。其特征 是在常温常压下，基本不破坏植物体的化学键只调整其氢键结构，保留天然植物纤维基本 成分和生态属性，把纤维分离开。这样制造植物改性原纤维的原料广泛，可大量使用秸杆等 农林废弃物，减少二氧化碳排放；生产设备简单，投资少，得率高，节能、节水，污染少，成本 低，效益好。用这条创新的技术路线生产一种新兴的战略性的新材料，必然要有与之适用的 成套设备和生产线。本发明提供了一个实施这一技术的标准化湿法生产线及成套设备的方 案。 三、
【发明内容】
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[0004] 氢键法制造植物改性原纤维的工艺流程包括植物原料预处理、对经过预处理的原 料进行湿法改性、对改性过的物料进行热溶处理、对经过改性，热溶处理并已分离的改性植 物原纤维进行漂白、对漂白后的改性植物原纤维进行干燥和后处理。标准化生产线就是适 用这一流程的较佳的自动化流水线，是由原料预处理系统、改性系统、热溶系统、漂白系统、 干燥和后处理系统、流程水处理设施构成的。
[0005] 1、植物原料的预处理系统：
[0006] 主要是对原材料进行筛选、梳理、破解、除杂、除尘。采用的机械设备和工作流程： 螺旋开包机把原料开包，逐步进入送料机，送料机带着原料通过金属检测吸收器，把原料中 的铁和其它金属检测出来并留下，原料进入开料梳理机，被开松，开松中扬起的灰尘被吸入 单体组合螺旋分离机，经一次除尘，开松并初步除尘的原料进入辊筒六角梳松机，进一步开 松，分离出的灰尘被轴流式旋风分离除尘器吹进旋流风压集尘室，原料进入预浸机。
[0007] 2、植物原料改性系统：
[0008] 主要是采用氢键调整的方法，减少或者改变植物原料的分子间氢键，使植物材料 大分子能够有所活动，使纤维较易分离，同时溶出冷水浸出物。改性过程是经过预处理的原 料进入预浸机，用含有改性剂的回用水进行预浸，预浸后由输料机送进装有改性剂溶液的 改性反应器，反应半小时后，初步改性的原料放进改性反应储料池，继续改性。为使改性在 较佳温度（零下4°C)下进行，最好要用冷气降温机为改性反应器、反应储料池降温。改性 后的物料经滤水机滤出剩水，物料被送进物料热溶系统。剩水经微滤机滤出污水，留下料 渣，污水流进安有拌料机的提取池，用天然高分子提取剂将溶在污水中的天然高分子分离 出来，改性剂和改性水，进入回用设施等待回用。
[0009] 3、物料热溶处理系统：
[0010] 主要就是使改性过的原料中的热水溶出物分散到水中，达到提纯纤维和助漂白的 作用。主要过程和机械有：螺旋推进器或栗管连接设施将经过改性的物料投入热溶器，通入 蒸汽，使改性过的原料升温至80~90°C，经过30-60分钟热处理的物料，再经斜筛、浓缩机、 双螺旋挤压机除水，物料送入漂白系统，热溶水流入处理回用设施，处理后全部回用。
[0011] 4、植物改性原纤维的无氯漂白系统：
[0012] 主要是对经过改性和去除冷水溶出物、热水溶出物的半成品，经疏解成纤维后，用 螺旋推进器送入漂白器中，通入蒸汽，升温至90~95°C，加入双氧水，经过60-90分钟的单 段漂白。漂白的纤维用输送栗（或螺旋推进器）、传送进入气动压水机去水后进入疏解机初 步梳理，进入后处理系统。分离出的漂白水进入储存回用设施，处理回用。
[0013] 5、流程水处理设施：
[0014] 传统的污水处理方法是把各种生产环节产生的污水集中起来用物理的、化学的、 生物的综合方法进行处理，造成了各种化学物质互相混合发生各种化学反应，生成许多不 知名的污染物，设备多、投入大、处理效率低。造成多种多样的污染物互相交叉、重叠、复合 使许多的有用物质和再生水不能回用，变成了污水和污染物，这样处理的污水即使得到了 排放标准，其成分也很复杂，难以回用，浪费了大量的水源，污染了江河。本发明采取了污水 分散快速化学处理法，改性段的水经天然高分子提取剂提取，微滤处理后回流到改性池中 进行回用。热溶段的流程水经过加入天然高分子提取剂、在汽浮机的作用下，提取热溶出物 后，经过沸石、活性炭处理进行过滤、吸附、静压回到热溶段使用。漂白段的流程水加入天然 高分子提取剂，经过高频振动筛的过滤，提取溶解物后进入储水池，回到了漂白池，继续用 于漂白。设施很小很少，投资很小，运营成本很低，处理效率很高，再生水可全部回用。 四、【具体实施方式】：
[0015] -条万吨级的标准化湿法植物改性原纤维生产线所用设备如下表：
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[0019] 针对原料和产品的复杂性，生产线可采取栗管、螺旋二种连接的双通道方案，以便 一条生产线能够生产多种长度的纤维。原料和产品单一的纤维较长的可采取螺旋推进器连 接，纤维较短的可采用栗管式连接。所有设备的金属部分都应采用不锈钢材料制造。
【主权项】
本发明是为专利CN201210080798. 6 "植物改性原纤维及其制造工艺"提供标准化湿法 生产线和成套设备的技术。其独立的权利要求有：
1. 一种用氢键结构调整法生产植物改性原纤维的标准化湿法生产线及组成它的成套 设备：该生产线由植物原料预处理系统、植物原料改性系统、改性后的物料的热溶处理系 统、植物改性原纤维的无氯漂白系统、植物改性原纤维后处理系统和流程水处理设施连接 组成。
2. 权利要求1所述的原料预处理系统：主要是对原材料进行筛选、梳理、破解、除杂、除 尘，采用的机械设施有：螺旋开包机、送料机、磁场吸收器、开料梳理机、单体组合螺旋分离 机、除尘器、辊筒六角梳松机、轴流式旋风分离除尘器、旋流风压集尘室，共同连接形成新技 术的原料预处理系统。
3. 权利要求1所述的原料改性系统：是在常温常压下，对植物原料的分子间的氢键结 构进行调整，使其一部分生成分子内氢键，一部分变成连接较少的分子团，使大分子能够有 所活动，纤维容易分离，同时溶出少量冷水浸出物，采用的机械主要有预浸机、输料机、改性 反应器、改性反应储料池、冷气降温机、滤水机、微滤机、拌料机、处渣池、改性剂溶解器等。
4. 权利要求1所述的对改性后的物料进行热溶处理系统：主要就是向热溶器中输入蒸 汽，使改性过的原料升温至80~90°C，使其中的热水溶出物分散到水中，达到提纯纤维和 助漂白的作用，主要采用的机械有螺旋推进器、热溶池，斜筛、浓缩机、双螺旋挤压机、热溶 水处理回用设施，共同组合连接成热溶处理系统。
5. 权利要求1所述的植物改性原纤维无氯漂白系统：主要是对经过改性和去除冷水溶 出物、热水溶出物的半成品进行疏解后放入漂白器中，升温至90~95°C，用双氧水进行漂 白，主要使用的机械有疏解机、气动压水机、螺旋推进器、漂白器、漂白的纤维输送栗、传送 带、漂白水储存回用设施，共同组合连接成漂白系统。
6. 权利要求1所述的各系统、设备的连接：根据原料和生产纤维长度的差异，各系统的 连接可采取管栗或螺旋推进器单通道连接，也可采取管栗和螺旋推进器双通道连接，纤维 短的使用栗管连接线路，纤维长的使用螺旋推进器连接线路。
【专利摘要】氢键法生产植物改性原纤维的标准化湿法生产线及成套设备。专利201210080798.6用氢键反应的方法把植物材料(农林废弃物)改性为一种新的基础原材料-植物改性原纤维，对解决地球人类可持续发展的环境、资源问题有重要作用。本发明是为该专利提供建设植物湿法改性标准化生产线和成套设备的技术。标准化生产线由植物原料预处理系统、调整植物体氢键结构的改性系统、改性物料的热溶处理系统、植物改性原纤维的无氯漂白系统、后处理系统和流程水处理回用设施。
【IPC分类】D21C9/10, D21C9/00
【公开号】CN105040499
【申请号】CN201510379837
【发明人】任长富, 陈根长
【申请人】陈根长
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月3日