一种制备高档纸用浆料和肥料的联合工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高档纸制浆工艺与利用其黑液制备肥料的联合工艺。其中高档纸制浆工艺采用禾本类植物为原料，采用三罐四挤一高浓磨的工艺制得。该工艺无需蒸煮，利用反应自生热，降低了反应能耗，生产成本。同时该工艺采用多次分段软化挤出工艺，同时根据各阶段软化物料组成区别，调整分段工艺中pH值的分段控制递减，由此充分疏解禾本植物中的非纤维素物质并与纤维素有效分离，也使得反应工艺条件温和，降低环境污染；而且采用分段软化挤出工艺，使得各阶段废液分级，根据其pH值及其组分含量不同，采用不同的回收处理方式，例如作为制备肥料的原料或作为高档纸制浆工艺中的回用水，使得精细工艺带来了废液的精细回收处理。

A Combined Process for Preparing Pulp and Fertilizer for High-grade Paper

The invention discloses a combined process of high-grade paper pulping process and fertilizer preparation by using its black liquor. The high-grade paper pulping process uses gramineous plants as raw materials, and adopts the process of three cans, four extrusions and one high concentration grinding. The process does not need cooking, and uses the reaction self-heating to reduce the reaction energy consumption and production cost. At the same time, the process adopts multi-stage softening extrusion process, and adjusts the pH value of the process according to the composition of softening materials in different stages to control the decline step by step, so that the non-cellulosic substances in gramineous plants can be fully decomposed and effectively separated from cellulose, which also makes the reaction conditions mild and reduces environmental pollution; furthermore, the process of sectional softening extrusion is adopted to make all stages possible. According to the different pH value and component content of waste liquor, different recycling methods are adopted, such as as as raw material for fertilizer preparation or recycling water in high-grade paper pulping process, which leads to fine recovery of waste liquor.

【技术实现步骤摘要】
一种制备高档纸用浆料和肥料的联合工艺
本专利技术属于造纸和肥料
，具体涉及一种制备高档纸用浆料和肥料的联合工艺。
技术介绍
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，其利用化学药液在高温条件下使制浆原料中的木质素与化学试剂发生反应生产水溶物，与纤维分离成浆料；碱液向制浆原料内部浸透，其中的木质素、淀粉、果胶、脂肪、树脂及低分子量的半纤维素会溶解到碱液中；化学制浆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，在后续的挤水和洗涤过程中，还会产生大量的黑液。黑液如果直接排放到水体中会造成严重污染，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。传统的碱回收技术设备复杂、投资量大，据报道一套碱回收装置一般需要投资3000万人民币以上，而且其日常运行费用也较高，一个日产75～100吨纸浆的纸厂回收碱的成本高达2671元/吨碱，而氢氧化钠的市场价仅为1800元，因而，目前我们多数企业都无力进行碱回收，而是将黑液直接排放或经稀释后直接排放，造成环境尤其是水域的极大污染。肥料主要来源于植物和/或动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。而制浆工艺中产生的黑液中含有大量的上述的有益物质，如果可以得到有效利用，势必会得到一种性能优异、原料来源广泛的肥料。
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制备高档纸用浆料和肥料的联合工艺。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种制备高档纸用浆料和肥料的联合工艺，其包括如下步骤：(1)高档纸用浆料的制备(1.1)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；(1.2)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；(1.3)对步骤(1.2)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；(1.4)向步骤(1.3)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；(1.5)向步骤(1.4)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；(1.6)将步骤(1.5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；(1.7)将步骤(1.6)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；(1.8)将步骤(1.7)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；(1.9)将步骤(1.8)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)肥料的制备(2.1)提取步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的挤浆水；(2.2)加入菌种液，进行发酵反应，得到发酵后的混合产物；(2.3)向步骤(2.2)的混合产物中加入等质量的腐殖酸，制备得到混合物料；(2.4)向步骤(2.3)的混合物料中加入干物质或营养源，制备得到肥料，其中，所述干物质由部分挤浆水在沉淀池中静置沉淀，分离出沉淀物制得。本专利技术中，在步骤(1)的高档纸用制浆的制备工艺中：在步骤(1.1)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。本专利技术中，在步骤(1.1)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。本专利技术中，在步骤(1.2)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。本专利技术中，在步骤(1.2)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。本专利技术中，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。本专利技术中，在步骤(1.2)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；本专利技术中，在步骤(1.2)中，排出1号反应罐的混合物料的pH为9-10；本专利技术中，在步骤(1.2)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；本专利技术中，在步骤(1.2)中，由于加入药剂后软化反应自生热以及螺旋杆加料的过程中摩擦产生的热量使得开始反应时，1号反应罐内的温度可以达到90-100℃，甚至到100℃以上；随着软化时间的延长，反应罐的保温作用，所述1号反应罐的温度保持在70-90℃；因此该软化反应不需要注入蒸汽或者其他额外加热方式。本专利技术中，在步骤(1.3)中，所述第一次挤水处理在1号挤浆机中进行；优选地，所述1号挤浆机为现有技术中已知的任何一种挤浆机；优选地，所述第一次软化处理后的混合物料通过螺旋杆加料的方式进入1号挤浆机中；优选地，所述第一挤浆水作为肥料的制备原料；本专利技术中，在步骤(1.4)中，所述第二次挤水处理在2号挤浆机中进行；优选地，所述2号挤浆机为现有技术中已知的任何一种挤浆机，还优选为功率小于1号挤浆机的现有技术中已知的任何一种挤浆机；优选地，所述第一次挤浆的混合物料通过螺旋杆加料的方式进入2号挤浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以禾本类植物为原料的联合工艺，其包括如下步骤：(1)高档纸的制备(1.1)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；(1.2)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；(1.3)对步骤(1.2)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；(1.4)向步骤(1.3)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；(1.5)向步骤(1.4)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；(1.6)将步骤(1.5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；(1.7)将步骤(1.6)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；(1.8)将步骤(1.7)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；(1.9)将步骤(1.8)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)肥料的制备(2.1)提取步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的挤浆水；(2.2)加入菌种液，进行发酵反应，得到发酵后的混合产物；(2.3)向步骤(2.2)的混合产物中加入等质量的腐殖酸，制备得到混合物料；(2.4)向步骤(2.3)的混合物料中加入干物质或营养源，制备得到肥料，其中，所述干物质由部分挤浆水在沉淀池中静置沉淀，分离出沉淀物制得。...

【技术特征摘要】
1.一种以禾本类植物为原料的联合工艺，其包括如下步骤：(1)高档纸的制备(1.1)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；(1.2)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；(1.3)对步骤(1.2)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；(1.4)向步骤(1.3)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；(1.5)向步骤(1.4)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；(1.6)将步骤(1.5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；(1.7)将步骤(1.6)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；(1.8)将步骤(1.7)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；(1.9)将步骤(1.8)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)肥料的制备(2.1)提取步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的挤浆水；(2.2)加入菌种液，进行发酵反应，得到发酵后的混合产物；(2.3)向步骤(2.2)的混合产物中加入等质量的腐殖酸，制备得到混合物料；(2.4)向步骤(2.3)的混合物料中加入干物质或营养源，制备得到肥料，其中，所述干物质由部分挤浆水在沉淀池中静置沉淀，分离出沉淀物制得。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤(1.2)中，所述第一次软化处理在1号反应罐中进行；在步骤(1.3)中，所述第一次挤水处理在1号挤浆机中进行；在步骤(1.4)中，所述第二次挤水处理在2号挤浆机中进行；在步骤(1.5)中，所述第三次挤水处理在3号挤浆机中进行；在步骤(1.6)中，所述第二次软化处理在2号反应罐中进行；在步骤(1.7)中，所述第四次挤水处理在4号挤浆机中进行；在步骤(1.9)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(1.2)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(1.6)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(1.7)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(1.9)中，排出3号反应罐的混合物料即成品浆的pH为7-7.5。优选地，在步骤(1.7)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；优选地，在步骤(1.8)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。优选地，在步骤(2)的肥料的制备工艺中：在步骤(2.1)中，所述的黑液的pH为大于等于10，例如pH为10-12；在步骤(2.2)中，所述的发酵后的混合产物的pH为8-10。4.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其特征在于，在步骤(1.2)中，所述药剂包括水、...

【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