一种造纸纸浆的联合处理工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种造纸纸浆的联合处理工艺，采用所述联合处理工艺一方面可以实现纸浆与黑液的完全分离，另一方面还可以实现得率达到99.45％以上的粗制浆，且所述处理工艺中还可利用物理脉冲技术实现物料的破壁，使得整个工艺过程中碱的投入量大大降低，体系的碱性降低，从而排出的黑液经过简单处理即可达到排放标准或是制备成有机肥或木质素，变废为宝，节省了制浆工序和成本。

A combined treatment process of paper pulp

【技术实现步骤摘要】
一种造纸纸浆的联合处理工艺
本专利技术属于造纸纸浆的处理
，具体涉及一种造纸纸浆的联合处理工艺。
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，制浆的过程就是脱除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。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。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种造纸纸浆的联合处理工艺，采用所述联合处理工艺一方面可以实现纸浆与黑液的完全分离，另一方面还可以实现得率达到99.45％以上的粗制浆，且所述处理工艺中还可利用物理脉冲技术实现物料的破壁，使得整个工艺过程中碱的投入量大大降低，体系的碱性降低，从而排出的黑液经过简单处理即可达到排放标准或是制备成有机肥或木质素，变废为宝，节省了制浆工序和成本。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种造纸纸浆的联合处理工艺，所述工艺包括如下步骤：1)将物料和药剂混合，加热软化；2)将软化后的物料和废液分离；3)对步骤2)分离得到的软化后的物料，进行高压水脉冲破壁处理，制备得到浆料混合物；4)对步骤3)制备得到的浆料混合物，以及任选地步骤2)分离得到的废液依次进行压滤处理、滤网挤压处理、膜处理、气浮处理和絮凝处理，得到造纸纸浆；所述高压水脉冲破壁处理是指：将高压水脉冲喷射至物料的破壁制浆过程。根据本专利技术，步骤1)中，所述物料可以是禾本类植物，例如选自芦苇、稻草、竹片、棉杆、麦草、玉米秸秆、高粱秸秆等。所述物料优选经预处理工艺，所述预处理例如包括除杂除尘、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；其中，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；其中，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，步骤1)中，所述软化的温度为100-120℃，所述软化的时间为60-240分钟，例如为120分钟；其中，所述药剂包括水和氢氧化钠，水可以是清水或回用水或者二者组合；所述回用水可以是含有少量杂质的水；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。所述药剂还可以包括一些常规用于软化的组分。所述药剂由清水和/或回用水和氢氧化钠组成；优选地，所述物料：药剂中清水和/或回用水：氢氧化钠的质量比为100:300-600:5-10，例如为100:300:7。由于所述物料还需要经过高压水进一步进行破壁，所述在软化过程中碱的用量相较于现有技术可以大幅降低。因此，经过软化步骤后得到的废液的pH基本接近中性，无需进一步后处理可直接排放，也可以作为回用水重新被使用。根据本专利技术，步骤2)中，所述分离包括采用排水泵进行抽水和/或采用真空泵进一步抽出水分；在软化过程中，物料会在碱水的作用下发生化学反应，与加入的药剂中的水混合，溶解等物理化学作用，故此处的分离是将废液尽可能地与软化后的物料分开，分开后的物料可以在脉冲破壁的过程中实现更好的破壁效果。其中，分离后得到的软化后的物料的含水量为65％。分离得到的水分还可以返回到步骤1)中，作为药剂重新加入到体系中。压力筛分离得到的软化后的物料还可以与步骤3)的软化后的物料混合，一并进行脉冲破壁处理。根据本专利技术，步骤3)中，所述脉冲的时间为10-30分钟，例如为15分钟；所述脉冲破壁例如是采用高压水以脉冲的方式喷射软化后的物料，继而实现对物料的高效破壁。所述脉冲为本领域常规理解的脉冲，即一个脉冲周期内，部分时间进行高压水喷射，余下的时间不进行高压水喷射。所述脉冲破壁处理还优选在搅拌条件下进行，由于物料的含水量不高，搅拌过程可以扬起或翻起物料，继而增大高压水与物料的接触，实现对物料的进一步破壁，制备得到浆料。所述高压水的压力为100-250个标准大气压。例如为150个标准大气压。所述高压水由高压喷头喷出，所述高压喷头的数量可以是一个、两个或三个以上。根据本专利技术，步骤4)中，具体包括如下步骤：(a)对步骤3)制备得到的浆料和废液，以及任选地步骤2)分离得到的废液进行压滤处理，分离纸浆与黑液；(b)对上述黑液进行膜处理前的预处理，通过滤网挤压进一步脱除黑液中的固体颗粒物；(c)对步骤(b)的黑液进行膜处理，分离得到碱水和混有固体颗粒物的杂质物料；(d)对步骤(c)的杂质物料进行气浮、絮凝处理，得到上层的絮凝物和下层的清液；(e)收集步骤(d)上层的絮凝物，进行压泥处理，得到有机肥或木质素。根据本专利技术，步骤(a)中，根据纸浆的质量需求，可以将压滤处理后分离得到的纸浆再次循环进行一次或多次的步骤(a)处理，即通过将纸浆加少量清水后再次进行压滤处理。示例性的，如果纸浆用于高档纸，则需要将压滤处理后的纸浆再次，甚至多次进行步骤(a)的压滤，以使纸浆杂质含量达到质量标准。所述压滤处理是采用本领域已知的板式压滤机进行，将上述混合物送入压滤机中，黑液通过滤板上的孔隙流出，纸浆被留下，继而实现了纸浆与黑液的分离。根据本专利技术，步骤(b)的预处理主要是继续滤除黑液中固体颗粒物等杂质组分，以阻止杂质颗粒进入步骤(c)的膜处理装置中，堵塞甚至损坏滤膜。因此步骤(b)的滤网的孔径可以根据膜处理装置的膜孔径来设置。该步骤滤除得到的固体颗粒物也进入步骤(d)的工序。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造纸纸浆的联合处理工艺，其中，所述工艺包括如下步骤：/n1)将物料和药剂混合，加热软化；/n2)将软化后的物料和废液分离；/n3)对步骤2)分离得到的软化后的物料，进行高压水脉冲破壁处理，制备得到浆料混合物；/n4)对步骤3)制备得到的浆料混合物，以及任选地步骤2)分离得到的废液依次进行压滤处理、滤网挤压处理、膜处理、气浮处理和絮凝处理，得到造纸纸浆；/n所述高压水脉冲破壁处理是指：将高压水脉冲喷射至物料的破壁制浆过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种造纸纸浆的联合处理工艺，其中，所述工艺包括如下步骤：
1)将物料和药剂混合，加热软化；
2)将软化后的物料和废液分离；
3)对步骤2)分离得到的软化后的物料，进行高压水脉冲破壁处理，制备得到浆料混合物；
4)对步骤3)制备得到的浆料混合物，以及任选地步骤2)分离得到的废液依次进行压滤处理、滤网挤压处理、膜处理、气浮处理和絮凝处理，得到造纸纸浆；
所述高压水脉冲破壁处理是指：将高压水脉冲喷射至物料的破壁制浆过程。


2.根据权利要求1所述的工艺，其中，步骤1)中，所述物料可以是禾本类植物，例如选自芦苇、稻草、竹片、棉杆、麦草、玉米秸秆、高粱秸秆等。
所述物料优选经预处理工艺，所述预处理例如包括除杂除尘、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；
其中，所述粉碎是将原料粉碎成1-5厘米的段料，优选在物料粉碎机中进行；
其中，所述筛分是将粉碎后的断料经过筛分离处理。


3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，步骤1)中，所述软化的温度为100-120℃，所述软化的时间为60-240分钟，例如为120分钟；
其中，所述药剂包括水和氢氧化钠，水可以是清水或回用水或者二者组合；所述回用水可以是含有少量杂质的水；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/或回用水和氢氧化钠组成；
优选地，所述物料：药剂中清水和/或回用水：氢氧化钠的质量比为100:300-600:5-10，例如为100:300:7。


4.根据权利要求1-3任一项所述的工艺，其中，步骤2)中，所述分离包括采用排水泵进行抽水和/或采用真空泵进一步抽出水分。
其中，分离后得到的软化后的物料的含水量为65％。
优选地，分离得到的水分还可以返回到步骤1)中，作为药剂重新加入到体系中。压力筛分离得到的软化后的物料还可以与步骤3)的软化后的物料混合，一并进行脉冲破壁处理。


5.根据权利要求1-4任一项所述的工艺，其中，步骤3)中，所述脉冲的时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱柏安，王福涛，钱文波，
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;23