一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺，所述制浆工艺主要包括三罐四挤一高浓磨的工艺步骤，该工艺全程无蒸煮，提高了生产效能节约能源；该工艺过程中产生的制浆黑液回收再利用，尤其是1、2号挤浆机的挤出水在包装纸等低档纸中回收利用，3、4号挤浆机的挤出水作为回用水用于1、2号反应罐中，因此实现全程无排放，减少了环境污染，提高了原料使用效果，节约成本。通过该工艺步骤可以制备得到高得率、低卡伯值、低成本的浆料。而且所述浆料不返黄，无气无味，优于全化学浆；同时本发明专利技术不受造纸原料和规模的限制，特别适合于我国特有的禾本制浆造纸。

A Process for Preparing High-grade Pulp for Paper Using Gramineous Plants as Raw Materials

The invention discloses a process for preparing high-grade paper pulp with gramineous plants as raw materials. The pulping process mainly includes three cans, four extrusions and one high concentration grinding process. The process has no cooking, improves production efficiency and saves energy; the pulping black liquor produced in the process is recycled and reused, especially the extruded water of No. 1 and No. 2 extruders is recycled in low-grade paper such as packaging paper. The extruded water of No. 3 and No. 4 extruders is used as recycling water in No. 1 and No. 2 reactor tanks, thus realizing the whole process without discharge, reducing environmental pollution, improving the use effect of raw materials and saving costs. The slurry with high yield, low Kappa number and low cost can be prepared by this process. Moreover, the pulp is not yellowish, odorless and tasteless, and is superior to the chemical pulp. At the same time, the pulp is not limited by the raw material and scale of paper making, and is especially suitable for the pulping and paper making of gramineous products unique to China.

【技术实现步骤摘要】
一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺
本专利技术属于造纸
，具体涉及一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺。
技术介绍
纸张是与人生活息息相关的重要物品，其已经发展成为包装、印刷、卷烟、文化用品、机械、建材、军工等产业的原材料，造纸工业在各行各业都有广泛的应用，造纸工业的发展直接反映一个国家国民经济和文明建设的水平。我国是一个造纸用纸大国，造纸已成为带动国民经济发展的重要基础工业。根据中国2015年造纸工业年度报告显示，2015年全国纸及纸板生产企业约2900家，全国纸及纸板生产量10710万吨，消费量10352万吨，人均年消费量为75kg，纸浆生产量7984万吨，纸浆消耗量9731万吨，纸品生产和消费量均居世界第一。众所周知，纸张的制备需要消耗大量的制浆原料，而中国是一个少林多田的国家，森林覆盖率只有16.35％，不仅如此，我们造纸木材利用率也低于世界平均水平。据联合国统计，世界造纸用木材平均占总量的7～8％，先进的林业国家，如芬兰、美国、加拿大等造纸用木材占总木材量的32％，而我国每年用于造纸工业的木材仅占我国木材总量的4％。但我国是一个农业大国，据统计，全国共有18亿多亩耕地，年产粮食超过5亿吨，每年产生的农业秸秆6亿多吨，非木材纤维超过7亿吨，每年都有大量的农业废物(如棉轩、甘鹿渣、麦草等)和种类繁多的其他禾本科植物(如竹子、芦苇、芒秆等可供制浆造纸利用。这些禾本类植物来源丰富，价格低廉，生长周期短，是目前我国造纸工业的主要原料之一。传统的造纸工艺是将造纸原料经过制浆、调制、抄造、加工等主要处理步骤，其中，制浆为造纸的第一步，也是最为关键的步骤，制浆的过程就是脱出制浆原料中的木质素的过程；该脱除过程主要分为化学制浆法、机械制浆法和半化学制浆法，化学制浆法是应用最为广泛的生产方法，其利用化学药液在通入150℃以上的高温蒸汽的装置内不断蒸煮料片，使制浆原料中的木质素在高温下与化学试剂发生反应生产水溶物，与纤维分离成浆料；化学制浆虽然保留了纤维的天然长度，除去了大部分的木质素，但是浆料得率低，污染大，且在蒸煮过程中，由于化学药剂的加入，使得制备得到的制浆有一种难闻的气味、味道苦涩，在后续的挤水和洗涤过程中，还会产生大量的黑液。黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质，其中约有30～35％的无机物，主要成份是氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、硫酸钠和有机物结合的其他钠盐；还含有65～70％的有机物质，主要成份是木素、树脂、淀粉及低分子化合物等，如果将该黑液直接排放到水体中会造成严重的污染，如含有大量纤维、色素和无机盐的造纸废水会使水体变黑，并有特殊的恶臭味；含高浓度有机污染物的造纸黑液的生化耗氧量(BOD)可高达5000～40000g/L，会大量消耗水中的溶解氧，影响水质；黑液中大量存在的碱性物质会使水体的pH值急剧升高，破坏水体环境的平衡。目前我国纸及纸板产品品种较少，只有600多种，是发达国家可生产纸种的一半，而且国内纸产品技术含量较低，质量较差，其中低档产品占60％，中档和高档产品各占20％。随着相关行业技术进步和产品更新换代，现有纸品结构已不适应纸张消费市场的变化。中国造纸协会有关专家表示，国内的纸及纸板消费结构从中低档向中高档转变已是大势所趋。为增加市场有效供给，纸及纸板产品应向薄型化、上质量、上档次、多品种方面发展。其中最为重要的就是高档纸的开发与利用，这类高档纸主要包括发展高档新闻纸、高档胶印书刊纸、高档信息用纸、高档办公用纸、高档食品医疗用纸、高档商品包装用纸和纸板、高档涂布纸及高档生活用纸等产品。不仅如此，为了获得更高白度的制浆，在制浆工艺中还会添加有大量的荧光增白剂，由添加有荧光增白剂的浆料制备得到的纸张对人体健康也会造成严重的影响。因此，开发出一种清洁、无污染、环保节能的禾本类植物的制浆工艺具有重要的研究意义和应用前景。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺，其包括如下步骤：1)对禾本类植物原料进行预处理，得到制浆原料，存储在料仓中；2)从料仓中出来的制浆原料和药剂混合，进行第一次软化处理；3)对步骤2)的第一次软化处理后的混合物料进行第一次挤水处理，得到第一挤浆混合物料和第一挤浆水；4)向步骤3)的第一挤浆混合物料中任选地加入水和/或回用水，进行第二次挤水处理，得到第二挤浆混合物料和第二挤浆水；5)向步骤4)的第二挤浆混合物料中加入水和/或回用水，进行第三次挤水处理，得到第三挤浆混合物料和第三挤浆水；6)将步骤5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；7)将步骤6)的第二次软化处理后的混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后进行第四次挤水处理，得到第四挤浆物料和第四挤浆水；8)将步骤7)的第四挤浆混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后，加入漂白剂和任选地清水，进行高浓磨磨浆，得到研磨浆料；9)将步骤8)排出高浓磨的研磨浆料进行漂白处理，得到高档纸用浆料。根据本专利技术，在步骤1)中，所述原料预处理包括除杂除尘、粉碎、筛分；其中，所述除杂除尘是除去原料中的杂质和粉尘，除尘优选在除尘装置中进行，或者在除杂机或者储料仓中顶部加入喇叭状的除尘装置，即除尘与粉碎或储料送料一体进行；所述粉碎是将原料粉碎成1-5厘米(优选2-3厘米)的段料，优选在物料粉碎机中进行；所述筛分是将粉碎后的断料经过筛分离处理。根据本专利技术，在步骤1)中，所述的原料选自禾本类植物，例如选自芦苇、稻草、竹片、棉杆、麦草、玉米秸秆、高粱秸秆等。根据本专利技术，在步骤2)中，所述药剂包括水、氢氧化钠和过氧化氢，水可以是清水或回用水或者二者组合；所述回用水可以是后续工序中的第三挤浆水和/或第四挤浆水；所述清水可以是pH为6.5～7.5的自来水、工业用水等中的至少一种。优选地，所述药剂由清水和/或回用水、氢氧化钠和过氧化氢组成；优选地，所述制浆原料：药剂中清水和/或回用水：氢氧化钠：过氧化氢的质量比为100:300-600:5-10:5-10，例如为100:300:6.2:6.2。根据本专利技术，在步骤2)中，所述第一次软化处理在1号反应罐中进行；其中，所述料仓中的制浆原料和药剂通过螺旋杆加料方式送入1号反应罐中；其中，所述药剂中的各组分分别同时与制浆原料混合；其中，所述1号反应罐没有具体的限定，优选为带有保温装置的保温反应罐，如外周带有保温层(如岩棉层)的反应罐；还优选为顶部带有观察窗口、外周带有岩棉层的反应装罐；所述观察窗口用于观察软化过程中混合物料的软化程度以及观察进料的下料量、干湿程度、颜色等；所述外周设置的保温层用于维持反应罐内的温度，以确保反应的顺利进行。根据本专利技术，所述预处理后的制浆原料和药剂进入1号反应罐前还可以包括预混合的步骤：通过螺旋杆加料方式将预处理后的制浆原料和药剂送入搅拌装置中进行预混合，搅拌均匀后，再通过螺旋杆加料的方式将预混合后的混合物料送入1号反应罐中；其中，所述搅拌装置可以是搅拌池；所述搅拌的时间为1～10min。根据本专利技术，在步骤2)中，药剂的加入使得1号反应罐的混合物料的pH大于等于12；根据本专利技术，在步骤2)中，排出1号反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺，其包括如下步骤：1)对禾本类植物原料进行预处理，得到制浆原料，存储在料仓中；2)从料仓中出来的制浆原料和药剂混合，进行第一次软化处理；3)对步骤2)的第一次软化处理后的混合物料进行第一次挤水处理，得到第一挤浆混合物料和第一挤浆水；4)向步骤3)的第一挤浆混合物料中任选地加入水和/或回用水，进行第二次挤水处理，得到第二挤浆混合物料和第二挤浆水；5)向步骤4)的第二挤浆混合物料中加入水和/或回用水，进行第三次挤水处理，得到第三挤浆混合物料和第三挤浆水；6)将步骤5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；7)将步骤6)的第二次软化处理后的混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后进行第四次挤水处理，得到第四挤浆物料和第四挤浆水；8)将步骤7)的第四挤浆混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后，加入漂白剂和任选地水，进行高浓磨磨浆，得到研磨浆料；9)将步骤8)排出高浓磨的研磨浆料进行漂白处理，得到高档纸用浆料。

【技术特征摘要】
1.一种以禾本类植物为原料制备高档纸用浆料的工艺，其包括如下步骤：1)对禾本类植物原料进行预处理，得到制浆原料，存储在料仓中；2)从料仓中出来的制浆原料和药剂混合，进行第一次软化处理；3)对步骤2)的第一次软化处理后的混合物料进行第一次挤水处理，得到第一挤浆混合物料和第一挤浆水；4)向步骤3)的第一挤浆混合物料中任选地加入水和/或回用水，进行第二次挤水处理，得到第二挤浆混合物料和第二挤浆水；5)向步骤4)的第二挤浆混合物料中加入水和/或回用水，进行第三次挤水处理，得到第三挤浆混合物料和第三挤浆水；6)将步骤5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；7)将步骤6)的第二次软化处理后的混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后进行第四次挤水处理，得到第四挤浆物料和第四挤浆水；8)将步骤7)的第四挤浆混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后，加入漂白剂和任选地水，进行高浓磨磨浆，得到研磨浆料；9)将步骤8)排出高浓磨的研磨浆料进行漂白处理，得到高档纸用浆料。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述第一次软化处理在1号反应罐中进行；在步骤3)中，所述第一次挤水处理在1号挤浆机中进行；在步骤4)中，所述第二次挤水处理在2号挤浆机中进行；在步骤5)中，所述第三次挤水处理在3号挤浆机中进行；在步骤6)中，所述第二次软化处理在2号反应罐中进行；在步骤7)中，所述第四次挤水处理在4号挤浆机中进行；在步骤9)中，所述漂白处理在3号反应罐中进行；所述反应罐为顶部带有观察窗口，外周带有保温层的反应罐；所述1号反应罐、2号反应罐和3号反应罐的容积(或处理能力)依次递减；所述反应罐的进料和出料是通过螺旋杆挤出的方式进行的；所述的1号挤浆机、2号挤浆机、3号挤浆机和4号挤浆机为功率依次递减的挤浆机；所述挤浆机的进料和出料是通过螺旋杆挤出的方式进行的。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述药剂的加入使得1号反应罐的混合物料的pH大于等于12；控制排出1号反应罐的混合物料的pH为9-10；在步骤6)中，药剂的加入使得2号反应罐的混合物料的pH为10-12，优选11，控制排出2号反应罐的混合物料的pH为7-9；在步骤7)中，通过挤浆所述第四挤浆混合物料的pH为6.5-7，例如为7；在步骤9)中，排出3号反应罐的混合物料即成品浆的pH为7-7.5。4.根据权利要求3中任一项所述的工艺，其特征在于，在步骤7)中，若排出2号反应罐的混合物料的pH大于9，则在2号反应罐出料螺旋杆接近2号反应罐出料口的位置加酸调节混合物料的pH，使其降至7-9之间，再进入到4号挤浆机中进行挤水处理；在步骤8)中，若排出4号挤浆机的第四挤浆混合物料的pH低于6.5，则在4号挤浆机出料螺旋杆接近4挤出料口的位置加入少量碱和漂白剂，优选过氧化氢和氢氧化钠，确保混合物料的pH为6.5-7；若pH高于7，则加入少量酸。5.根据权利要求1-4中任一项所述的工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述药剂包括水、氢氧化钠和过氧化氢，水可以是清水或回用水或二者组合；优选所述药剂由清水和/或回用水、氢氧化钠和过氧化氢组成；在步骤6)中，所述药剂包括水、氢氧化钠和过氧化氢，水可以是清水或回用水或者二者组合；优选所述药剂由清水和/或回用水、氢氧化钠和过氧化氢组成；在步骤8)中，所述漂白剂是过氧化氢。6.根据权利要求1-5中任一项所述的工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述制浆原料：药剂中清水和/或回用水：氢氧化钠：过氧化氢的质量比为100:300-600:5-10:5-10，例如为100:300:6.2:6.2；在步骤6)中，所述制浆原料和药剂中清水和/或回用水的质量比为100:300-600；所述氢氧化钠和过氧化氢的质量比为1:0.9～1.1，例如为1:1；在步骤6)中，所述制浆原料和氢氧化钠和过氧化氢的质量比根据第三挤浆混合物料的软化程度调整；若软化效果不好，则需多加氢氧化钠和过氧化氢；同时氢氧化钠和过氧化氢的加入量要保证2号反应罐内的混合物料的pH为10-12，例如为11。在步骤8)中，所述漂白剂是过氧化氢的质量比为8:1。7.根据权利要求1-6中任一项所述的工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述第一次软化处理的时间为70分钟以上或者更久，例如120min；在步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长如，钱月起，
申请(专利权)人：黑龙江如柏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23