本发明专利技术公开了一种氧脱木素和漂白一体化制浆方法及实现该方法的装置，本发明专利技术方法将传统工艺中的蒸煮、漂白两个最大的污染源头合为一体，在氧化反应釜中完成，从而断绝污染源，既能脱木素又能漂白，且中间不洗涤，节能节水达５０％。本发明专利技术的装置以复合型不锈钢为主体，通过旋转电子加速器在有机溶液中传递电子，为基态氧的电子供体，在氧化反应釜内产生的超氧阴离子自由基（Ｏ↓［２］↑［－］.／ＨＯＯ.）中的ＨＯＯ.直接穿透植物细胞间层，软化植物使苯环和侧链上的大π键断裂，木素降解溶出，具有显著的清洁制浆的特征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧脱木素和漂白一体化制浆方法以及实现该方法所使用 的装置。
技术介绍
众所周知，当今世界制浆造纸行业面临的严重问题是设备工艺落后、 污染严重、原料紧缺。这三个问题并非某一个国家而是全球所有制浆造纸行 业，如不尽快解决，制浆造纸业将会被生态环保的绿色壁垒所淹没。由于该 行业污染严重，造成农林业中巨大的资源优势不能发挥。近年来，科学家和 该行业中的有志之士励精图志，竭尽全力，不断创新，为治理该行业的污染 问题进行了不懈的努力。但是迄今为止，仍然没有从根本上治理污染，在一 些地区生产厂仍然大肆使用强酸、强碱、强氯，甚至发展到使用蒽醌。蒽醌 系稠环芳烃早已被世界环保组织列入致癌物，美国环保署公告含蒽的纸制品 一律不准用于食品包装。经检索截止2003年8月各国专利资料中显示，芬兰、中国、法国、美国、 澳大利亚、英国、日本、加拿大等国先后专利技术了氧脱木素、03漂白、02/H202 漂白、生物漂白、氧碱漂白等专利，但很少工业化报导。经专利技术人详细检索 这些专利，在原料的预处理和软化原料、蒸煮、漂白工段中，始终没有从根 本上摆脱酸、碱、氯的污染工艺，氧只是作为一种辅助性助剂使用，设备依 旧是传统老工艺中一些普通设备，耗电耗水、BOD5、 CODa仍然居高不下。 一些国家主张碱回收，但又面临投资大、成本高、回收率低，制造商无法接 受，再说碱回收也只是一种治标不治本的下下之策，制浆造纸业究竟如何解 决面临的这三大问题已成了该行业20多年来的一大难题。针对上述问题，本专利技术人提出一种全新的制浆造纸思路——从根本上解决污染、彻底改变制浆 造纸工艺。1996年至2002年10月经六年反复研究，终于试验成功了氧化法 制浆和生物/氧化法制浆二种全新工艺，并于2002年10月申报国家专利和美 国、欧共体专利，专利申请号02146538 'X和02146539 * 8。 本专利技术人为加快上述专利产业化进程，在上述两个专利的基础上，试验成功一种可实施该专利的氧化法制浆的专用设备--种氧脱木素和漂白一体化制浆方法及其专用的氧化反应装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氧脱木素和漂白 一体化制浆方法及其专用的氧 装置，尤其是提供实现氧脱木素和漂白一体化所用的多功能氧化反应釜，填 补了氧脱木素和漂白为一体化制浆行业所用设备中的一项空白。为了实现上述的目的，本专利技术采取以下技术方案包括氧脱木素和漂白 步骤，其特征在于所述的氧脱木素和漂白步骤均在专用氧化反应釜内进行， 具体步骤如下(1) 软化处理将浆浓比为12%-15% (即粗纤维与水的混合液，粗纤维 的浓度，重量比)制浆原料粗纤维与有机溶剂同时经氧化反应釜的进料口输 入到氧化反应釜内；然后再启动反应釜内的旋转电子加速器和搅拌器，在釜 内水中产生正离子，利用水中产生正离子和搅拌器的剪切力对物料进行软化； 所述制浆原料粗纤维是指经搓擦分丝机处理、再用60 80'C无离子水洗涤脱 水处理后的纤维；(2) 置换空气从氧化反应釜上部通入氮气至釜内，减压排出釜内的空气；(3) 氧化反应将复合氧和蒸气从氧化反应釜下部一并压入釜内，同时 向釜内加入纤维素保护剂、氧稳定剂和氧活化剂，并同时用搅拌器进行搅拌；(4) 浆气分离打开氧化反应釜的出料闸阀将氧化反应后的浆料引入浆 气分离器进行浆气分离。所述的步骤(1)中的搅拌器转速为0.5 l7s，软化物料温度为100 130 °C;所述的步骤(2)中的置换时间为1 3min;所述的步骤(3)中的复合 氧由活性氧发生器产生；所述的纤维素保护剂、氧稳定剂是在0.35 0.6MPa 氧压下加入；所述反应时间为12 60min; PH值为2 4.8。所述的有机溶剂指二甲基亚砜和/或草酸类；复合氧指02、 03、 HOO*自 由基和分子氧的化合物(H202);所述纤维素保护剂为加杂多金属盐的氧化物, 即金属盐和^02的化合物，如Mg"、 Fe2+、 Ca2+、 Mn2+、 8产与11202化合生 成的衍生物；所述氧稳定剂有乙二胺四乙酸、二甲基亚砜、多聚磷酸钠；所 述氧活化剂指过氧化碳酸钠、过氧化十二酰、甲脒亚磺酸、二甲基二环氧乙 烷类。还包括洗浆步骤将上述浆气分离后的浆料经离心脱水机或压力脱水机挤干后，用洗浆机在60 8(TC无离子水中反复洗浆二至三次，脱水静置，在 含有O.OP/。N， N-二苄基羟胺无离子水中保存，待下工序使用。下工序操作即将得到的上述浆料进入申请号为02146538 . X的专利申 请说明书的工艺流程，即将上述浆料进入该说明书技术方案和实施例2—4的 磨浆、筛选、离心净化，再用1 : 1食用级的柠檬酸溶液和N， N-二苄基羟胺 在60 8(TC无离子水中反复洗涤；脱水、浓缩、打浆，得到最终白度为75 82%ISO浆料。本专利技术的氧化反应装置包括密闭的反应釜，在该反应釜的顶部设有进料 口和排气口，在进料口上设有密封阀门；在反应釜的下部设有氧和蒸气入口和出料口，在出料口上设有减压阀门；在反应釜内设有搅拌器，其轴密封转 动穿出反应釜并与动力装置连接；在反应釜内的上部还设有正电极，该电极 与外部的旋转电子加速器的对应端连接。还包括供料装置，该装置包括螺旋输送器、输料管道加料电子计量器， 螺旋输送器的入口与原料容器连接，螺旋输送器的出口通过输料管道与所述 的氧化反应釜的进料口连通，在输料管道上装有加料电子计量器。所述的搅拌器至少有三层搅拌叶；在所述的氧和蒸气入口上连接有负氧 离子发生器。还包括设置在所述的反应釜外侧的pH和温度监测仪，它们的传感器设在 反应釜内。还包括与所述的出料口通过喷放器连接的使釜内浆料和气体分离的浆气分离器。在所述的浆气分离器的上部通过排气管连接的水箱，将排出的热气循环 使用。本专利技术是根据有机电化学反应理论设计试产成功的，该专利技术是以氧脱木 素和漂白一体化的氧化反应釜为主体，通过釜内旋转电子加速器在有机溶液 中传递电子，为基态氧的电子供体，在氧化反应釜内产生超氧阴离子自由基 (0| H00*)中的HOO'直接穿透植物细胞间层，软化植物使苯环和侧链上 的大Jr键断裂，木素降解溶出，进一步氧化成无色的一元羧酸或二元羧酸。本专利技术将传统工艺中的蒸煮、漂白两个最大的污染源头合为一体，在氧 化反应釜中进行，从而断绝污染源，在该氧化反应釜中既能脱木素又能漂白， 中间不洗涤，节能节水50%，整个反应在氮气排出空气后高温中完成。 本专利技术将氧脱木素和漂白一体化，是在o2、 03和超氧阴离子自由基 (Of/HOO*)中的HOO.和H202在pH值为2 4.8范围中，优选为3.8，能 将氧脱木素和漂白一次性完成，克服了目前必须在不同步骤、不同设备中三 次处理才能完成的缺点。所述的多功能氧化反应釜，是指该设备既具有氧脱 木素前预处理时去除金属离子的功能，又有复合氧脱木素的特征，还有漂白 功能。由传统老工艺三次完承的工段，改为一次性完成的多功能氧化反应釜。所述超氧阴离子自由基(OI7HOO*)能在反应釜中由旋转电子加速器传 递电子为基态氧的电子供体，其方法是由一种汞电极在氧饱和的有机溶液中， 用一1V 一12V电压电解中得到寿命长达15 20min的超氧阴离子自由基。 所述电子供体是将基态氧以0.1 0.2MPa的压力输入有机溶剂里，再将混合好 的有机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧脱木素和漂白一体化制浆方法，包括氧脱木素和漂白步骤，其特征在于：所述的氧脱木素和漂白步骤均在专用氧化反应釜内进行，具体步骤如下：（１）软化处理：将浆浓比为１２％－１５％的制浆原料粗纤维与有机溶剂同时经氧化反应釜的进料口输入到氧化反应釜内；然后再启动反应釜内的旋转电子加速器和搅拌器，在釜内水中产生正离子，利用水中产生正离子和搅拌器的剪切力对物料进行软化；所述制浆原料粗纤维是指经搓擦分丝机处理、再用６０～８０℃无离子水洗涤脱水处理后的纤维；（２）置换空气：从氧化反应釜上部通入氮气至釜内，减压排出釜内的空气；（３）氧化反应：将复合氧和蒸气从氧化反应釜下部一并压入釜内，同时向釜内加入纤维素保护剂、氧稳定剂和氧活化剂，并同时用搅拌器进行搅拌；（４）浆气分离：打开氧化反应釜的出料闸阀将氧化反应后的浆料引入浆气分离器进行浆气分离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梅秀泉，
申请(专利权)人：梅秀泉，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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