植物纤维汽爆无水制浆系统技术方案

植物纤维汽爆无水制浆系统本发明专利技术涉及一种对植物纤维进行汽爆无水制浆的生产系统，属于清洁生产领域。本发明专利技术仅使用饱和水蒸汽，通过瞬时弹射式蒸汽爆破(ICSE)过程，实现植物纤维中的半纤维素、木质素等非纤维素物质结构剥离及大分子剪切，并使木质素发生橡胶态变性；然后将汽爆后的固型物投入到机械匀质装置中，通过机械磨搓，使植物纤维进一步分离及帚化，完成无水制浆整体工艺过程。本发明专利技术彻底摆脱了木质素脱除所带来的大量废水排放，为大规模的植物纤维制浆生产开辟了全新模式；同时爆破冲击波将植物纤维中的病菌、虫卵、霉菌毒素等结构完全破坏而失去毒性，更适于为卫生餐具、生活用纸提供纤维原料。

Vegetable Fiber Steam Explosion Anhydrous Pulping System

The invention relates to a steam explosion anhydrous pulping system for plant fibers, which belongs to the field of cleaner production. The present invention only uses saturated water vapor, through the instantaneous ejection steam explosion (ICSE) process, realizes the structure peeling and macromolecule shearing of non-cellulosic substances such as hemicellulose and lignin in plant fibers, and causes the rubber-like denaturation of lignin; then, the solid substance after steam explosion is put into the mechanical homogenizing device, and further separation and broom of plant fibers are made by mechanical rubbing. Complete the whole process of anhydrous pulping. The invention completely gets rid of the large amount of waste water discharged by lignin removal, and opens up a new mode for large-scale plant fiber pulping production; at the same time, blast shock wave completely destroys the structure of pathogens, insect eggs, mycotoxins in plant fiber and loses toxicity, and is more suitable for providing fiber raw materials for sanitary tableware and living paper.

【技术实现步骤摘要】
植物纤维汽爆无水制浆系统
本专利技术涉及一种对植物纤维进行汽爆无水制浆的生产系统，属于清洁生产领域。
技术介绍
制浆行业是我国当前污染控制的重点行业，其所产生的COD排放约占我国废水工业排放的20%。制浆工艺的本质目标是剥离三素包裹结构，解离出植物纤维，满足造纸需要。传统的制浆工艺主要依托不同品类的化学品，包括碱系列、硫酸盐、过氧化氢等强氧化剂系列等，其作用主要在于降低化学键结合力，溶解细胞壁三素结构，软化木质素。在这一基础上，又开发出机械制浆工艺，通过机械力的剪切作用来减少化学品的用量。但是这一方法未能从微观层面对细胞壁结构和三素包裹结构进行有效破环，反而会降低纤维强度和制浆得率。从整体上而言，上述方法均未摆脱对化学品的依赖，从思路上仍然以去除和溶解木质素为主要技术方向，难以从根本上摆脱制浆黑液的产生，也难以真正降低整体制浆工艺的能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术之不足，提供一套新的植物纤维制浆系统，主要包括原料洗选、瞬时弹射式蒸汽爆破制浆、机械匀质帚化三个工艺阶段。首先，植物纤维原料经过破碎、除杂、洗选，达到制浆原料要求；然后在汽爆制浆工艺阶段，仅使用饱和水蒸汽，通过瞬时弹射式蒸汽爆破(ICSE)过程，实现植物纤维中的半纤维素、木质素等非纤维素物质结构剥离及大分子剪切，并使木质素发生橡胶态变性；然后将汽爆后的固型物投入到机械匀质装置中，通过机械磨搓，使植物纤维进一步分离及帚化，完成无水制浆整体工艺过程。首先，该系统通过ICSE处理从根本上改变了传统制浆工艺路线，不再通过化学或机械手段来脱除木质素，彻底摆脱了木质素脱除所带来的大量废水排放，为大规模的植物纤维制浆生产开辟了全新模式；其次，瞬时爆破使能量密度更为集中，使制浆能耗大幅下降；最后爆破冲击波将植物纤维中的病菌、虫卵、霉菌毒素等结构完全破坏而失去毒性，更适于为卫生餐具、生活用纸提供纤维原料。本专利技术的目的是通过以下方式实现的：本专利技术包括：原料洗选机组、沉降罐、挤干脱水机、瞬时弹射式汽爆主机及其进出料辅机、高浓磨机组。其工作过程是这样的：首先，将粉碎至5～10mm长度的植物纤维原料送入原料洗选机组中，洗选后再经挤干脱水机挤干，经汽爆主机的进料辅机，被按次送入汽爆主机处理仓中。然后通入0.2～2MPa的饱和水蒸汽并保压1～10min后，物料在汽爆主机中在5～10ms内完成爆破，并瞬间降温至40～50℃；汽爆后的植物纤维经出料辅机被送入高浓磨机组中进一步匀质和帚化，并最终输出含水约60%～70%的植物纤维浆，可经烘干或不经烘干送往浆料使用处，从而完成全部植物纤维的汽爆无水制浆生产过程。洗选及挤干过程产生的洗涤废水经沉降罐沉淀杂质后循环使用。本专利技术的优点是：1、本专利技术中的ICSE处理过程仅采用单一的水蒸汽做为介质，通过水分子的高速爆破动能使植物纤维中的三素包裹结构被彻底破碎，摆脱了制浆行业对化学品的依赖。2、本专利技术的处理过程产生了一个关键突破,即木质素在超音速水分子冲击波作用下的橡胶态变性，不再通过化学或机械手段来脱除木质素，这就从根本上避免了木质素脱除所带来的大量废水排放。3、由于爆破产生的冲击波可以在分子层面产生断裂和重组效应，使得本专利技术所得到的纤维得浆中病菌、虫卵被完全灭活并破碎，黄曲霉毒素等生物毒素大分子结构被剪切而失去生物毒性，更适于为卫生餐具、生活卫生用纸提供纤维原料。4、本专利技术所利用的蒸汽内能转化为瞬间爆破动能，能量利用效率远高于蒸煮和机械研磨，能耗成本较化学法低3.5倍，较机械制浆电耗低8～10倍。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。图1为本专利技术一实施例的系统流程示意图。参照附图，本专利技术包括：原料洗选机组1、沉降罐2、挤干脱水机3、瞬时弹射式汽爆主机4及其进料辅机5和出料辅机6、高浓磨机组7。本专利技术的工作过程是这样的：首先，将粉碎至5～10mm长度的植物纤维原料送入原料洗选机组1中，洗选后再经挤干脱水机3挤干，经汽爆主机4的进料辅机5，被按次送入汽爆主机4的处理仓中。然后通入0.2～2MPa的饱和水蒸汽并保压1～10min后，物料在汽爆主机4中在5～10ms内完成爆破，并瞬间降温至40～50℃；汽爆后的植物纤维经出料辅机6被送入高浓磨机组7中进一步匀质和帚化，并最终输出含水约60%～70%的植物纤维浆，可经烘干或不经烘干送往浆料使用处，从而完成全部植物纤维的汽爆无水制浆生产过程。洗选及挤干过程产生的洗涤废水经沉降罐2沉淀杂质后循环使用。具体实施方式ICSE-APS1500型无水制浆生产线为上述专利技术的具体实施。该型生产线装备有QB-1500型汽爆主机及其全自动进出料系统，每次进料量500kg秸秆，处理周期8min，可实现日处理能力50吨，得浆率在85%以上。为纤维制浆行业生产提供了节能环保的运行系统范本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一套植物纤维汽爆无水制浆系统，主要包括原料洗选、瞬时弹射式蒸汽爆破制浆、机械匀质帚化三个工艺阶段，主要由原料洗选机组、沉降罐、挤干脱水机、瞬时弹射式汽爆主机及其进出料辅机、高浓磨机组等组成，其特征是: 系统通过瞬时弹射式汽爆ICSE处理使植物纤维中的半纤维素、木质素等非纤维素物质结构剥离及大分子剪切，并使木质素发生橡胶态变性后直接投入到高浓磨浆机组中，并最终输出固型植物纤维浆，彻底摆脱了木质素脱除所带来的大量废水排放。

【技术特征摘要】
1.一套植物纤维汽爆无水制浆系统，主要包括原料洗选、瞬时弹射式蒸汽爆破制浆、机械匀质帚化三个工艺阶段，主要由原料洗选机组、沉降罐、挤干脱水机、瞬时弹射式汽爆主机及其进出料辅机、高浓磨机组等组成，其特征是:系统通过瞬时弹射式汽爆ICSE处理使植物纤维中的半纤维素、木质素等非纤维素物质结构剥...

【专利技术属性】
技术研发人员：于政道，刘翠红，于富强，
申请(专利权)人：清正生态科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32