一种蒸煮锅全黑液大液比禾草类蒸煮工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种蒸煮锅全黑液大液比禾草类蒸煮工艺，包括以下步骤：先将备料后的禾草类纤维原料进行预浸渍处理；然后将经过预浸渍处理的原料装入蒸煮设备，进行一级蒸煮洗涤，排出高浓度黑液，得到草浆中间产物；再在蒸煮设备中补充蒸煮液，草浆中间产物经二级蒸煮，再经洗涤得到草浆；本发明专利技术实现了麦草大液比置换蒸煮、麦草大液比置换蒸煮黑液重复循环使用和在蒸煮锅内实现分级置换蒸煮，完成了蒸煮锅分级置换蒸煮工艺流程的研究及设计和相应的设备设计和选型；该工艺可应用于国内麦草制浆厂的改造；不仅能提高纸浆强度，改善废液的品质，利于回收处理，减少废液排放和ＢＯＤ、ＣＯＤ量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纸浆蒸煮工艺，更具体地说，涉及一种禾草类纸浆的蒸煮工艺。
技术介绍
用植物纤维生产纸浆的方法有化学法、机械法、化学机械法。在化学法中又分石灰法、烧碱法、蒽醌-烧碱法、硫酸盐法。现有技术中的烧碱法是以植物纤维为原料。其工艺过程是首先进行备料，将进行过预处理的生产纸浆的原料装入蒸球或立锅(蒸煮锅、立式蒸煮锅)等设备中，再加入氢氧化钠等化学药品进行气相蒸煮，就是直接通蒸汽加热、保温而生产合格的纸浆。现有技术中所述的预处理有干法预处理、湿法预处理、干湿法预处理。干法预处理就是把禾草类植物叶、芒、泥土等杂质尽可能除去。湿法预处理就是用水洗涤原料除去叶、芒、泥土等杂质，以泥土为主。干湿法预处理就是进行上述干、湿法预处理的二个过程。由于直接通蒸汽加热、化学反应激烈，即脱木素的化学反应激烈。原料中不但有造纸浆所要的纤维，也含有生产纸浆不需要的半纤维素、木素及树脂、果胶、淀粉、单宁、色素、无机化合物的其他组分。在蒸煮时首先在较低的温度下进行，这时就有木素和纤维部分分离，待升高温度进行蒸煮时，低温反应产物中的木素、聚戊糖等又缩合附在纤维的表面上，很难再从纤维上洗除，所以纸浆的均匀性差、浆渣多、浆的硬度高、滤水性差，需要大量的水洗涤除去杂细胞、半纤维素、木素组成的黑液，造成污水污染环境，更使得生产纸浆的成本增高，也给下步的漂白造成困难。现有技术的这种工艺每生产1吨纸浆产生10-12吨，甚至18吨黑液，而且这种黑液粘度高(一般在浓度42％时100度时为460厘泊左右)。黑液的处理是造纸厂的共同技术难题，将黑液直接进行排出造成对环境的严重污染。草类制浆技术是一个系统工程，要根据禾草纤维原料的生物结构的不均一性和化学组成的特殊性对制浆的全过程进行研究，禾草类纤维制浆具有以下特点1.重备料，除硅，除杂细胞，提高纸浆质量，滤水性，减少黑液的回收；2.禾草纤维脱木素的特性。由于禾草纤维中有较多的碱有易溶木素，使其制浆难度降低，但同时它又要求有较高的脱木素率才能使纤维解离，因此它的制浆方法应与木材有很大的不同。3.由于原料中硅含量高，碳水化合物含量高，造成其黑液粘度高，回收难度大。4.禾草类现为中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材好，易采用短流程，无氯漂白达到高白度。有不少技术人员致力于这方面的研究，比如中国专利ZL98111534.9的一种造纸黑液的处理方法，属造纸废料处理方法领域，包括以下几个工艺步骤将蒸煮后的黑液排入黑液储存池，下次蒸煮时，再将该黑液放入蒸球后，测定黑液的含碱量，再根据蒸煮的需要添加入烧碱，进行蒸煮。该专利技术的目的是为了降低生产成本、降低能耗、提高生产率、降低环境污染，但该方法只是提出了一个构思，没有任何工艺参数。湖北工学院学报99年14卷3期发表了题为“强化禾草备料和改革蒸煮的设想与初步实践”的文章，该文章公开了的一种蒸煮思路低温快速蒸煮、大液比蒸煮、二级蒸煮。具体地包括，热黑液预浸(可补碱)-预蒸-排黑液-白液二蒸-冷喷放。其采用白液置换进行二蒸，然后依次用温黑液、洗涤水置换，并且采用了冷喷放。从工艺上讲，比较复杂，并且没有任何工艺参数。轻工机械99年3期发表了“间歇蒸煮工段的节能减污改造(作者王锡元)”的文章，该文献在总结了RDH(快速置换加热)工艺的基础上认为，木浆深度脱木素蒸煮和草浆低温快速蒸煮应该具备如下条件温黑液、热黑液预浸(利用残碱，起蒸时具有较低碱浓)；主脱木素初期加白液(形成高碱、硫氢根离子浓度)；蒸煮后期采用洗涤黑液置换(降低溶出木素强度和离子浓度)；蒸煮开始和结束具有较低温度；全过程采用大液比、低固形物均匀加热蒸煮； 冷喷放。该文献提出的将各段洗出的污染物和锅内提出的温黑液合并，然后在预热预浸中回收热量和部分化学药品，该文献只是一设想，并没有提供相应的参数。江苏造纸99年4期公开了一篇题为“蒸球置换蒸煮工艺流程的设想”的文章，该文献的基本原则是大液比(1∶4.5-5)；二级蒸煮(间接加热温黑液一蒸，热黑液置换二蒸)，球内置换洗涤，冷喷放，用白液补充碱浓。该文献采用白液球外预浸，没有公开具体的工艺参数。国际造纸20卷1期公开了一篇题为“麦草置换蒸煮的小试研究”的文章，该文章认为，麦草碱法蒸煮的条件是碱浓在整个蒸煮过程中均匀分配；保持蒸煮液中低的木素或其他溶出物的浓度；蒸煮温度不要太高。该文献提出锅内进行白液温黑液预浸(加热至120℃)，采用不同的液比的白液和热黑液置换并完成蒸煮，用洗涤水置换黑液。综上所述，现有技术还没有一套切实可行的禾草纤维的制浆工艺，本专利技术的研究人员鉴于此，特提出本专利技术，本专利技术所述的蒸煮工艺，不仅能提高草浆的质量，而且能减少废液的处理量和废液处理难度的草类制浆工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蒸煮锅全黑液大液比禾草类蒸煮工艺，该工艺采用RDH(快速置换加热)蒸煮技术(目前该工艺一般应用于木浆的制备)，分级脱出木素，有效去除草类纤维中的杂细胞，制成的浆可以部分替代进口阔叶木浆，浆料颜色浅、白度高；硬度低、强度、耐折高；滤水性好、易打浆、易漂白，同时制浆过程中黑液可以重复循环使用，吨浆排出黑液可减少50％，吨浆节水50％以上。本专利技术采用RDH(快速置换加热)蒸煮技术，该技术通过置换法有效地将间歇蒸煮的排放热量和化学剂进行回用，大大降低能源的消耗，还具有降低纸浆硬度，提高纸浆质量，降低碱耗，减少对环境的污染等一系列的优点；目前该工艺一般应用于木浆的制备。本专利技术研究人员采用先对草类纤维进行预浸渍处理，然后再经两次蒸煮，在第一次蒸煮时，即驱除髓、麦芒、泥土及硅，并去除大部多戊糖和部分木素；在第二次蒸煮时，进一步脱木素，氧化溶出的多戊糖和木素，这样所得的浆滤水性好、易打浆、易漂白，而且黑液粘度低，浓度高，提取容易，可回收利用。本专利技术采用的禾草类大液比液相置换蒸煮工艺突破传统间歇蒸煮工艺的条件，纸浆进行冷喷放或泵放，减少因热喷放造成纤维的损伤，提高了用该工艺生产纸浆的强度。由于实现废液置换提取，黑液中70-80％的固形物和残碱在置换过程被提取，在排液过程中，这部分黑液中细小纤维很少，因为此时的禾草类纤维仅仅解离。蒸煮液在蒸煮器外加热实现二级全过程液相置换蒸煮，是在同等均匀的条件下禾草类纤维原料进行脱木素，而且蒸煮液是在一定碱浓下不断循环加热，被脱出的木素随着蒸煮液的不断循环加热流动，不容易在纤维上缩合，因此原浆白度可提高5-8％。非常适合生产低硬度的纸浆，也易漂白且强度高。而且采用本专利技术研究人员研制的工艺路线，制备的草浆完全可以部分代替阔叶木浆，浆料颜色浅、白度高；硬度低、强度、耐折高；滤水性好、易打浆、易漂白，用蒸煮锅进行禾草类纤维原料置换蒸煮，蒸煮液可以正常循环加热升温，筛网基本上没有堵网的现象，用蒸煮锅进行禾草类纤维原料置换蒸煮升温比较快，时间短。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供一种蒸煮锅全黑液大液比禾草类蒸煮工艺，包括以下步骤1.先将经干法备料后的禾草类纤维原料进行预浸渍处理；2.然后将经过预浸渍处理的原料装入蒸煮设备，进行一级蒸煮洗涤，排出高浓度黑液，得到草浆中间产物；3.再在蒸煮设备中补充蒸煮液，草浆中间产物经二级蒸煮，再经置换洗涤得到草浆。本专利技术的蒸煮工艺适合于现有常用的禾草类纤维原料，比如稻、麦草、芦苇、芦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸煮锅全黑液大液比禾草类蒸煮工艺，包括以下步骤：　　　　（１）先将经备料后的禾草类纤维原料进行预浸渍处理；　　　　（２）然后将经过预浸渍处理的原料装入蒸煮设备，进行一级蒸煮洗涤，排出高浓度黑液，得到草浆中间产物；　　　　（３）再在蒸煮设备中补充蒸煮液，草浆中间产物经二级蒸煮，再经置换洗涤得到草浆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹振雷，陈松涛，宋明信，杨吉慧，孙利军，路敦所，
申请(专利权)人：山东泉林纸业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]