一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置制造方法及图纸

一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，包括混料器，混料器内设置有搅拌器，混料器底部伸出有第一管路与油釜底部相连通，第一管路自底部进入油釜内，第一管路在油釜内形成螺旋管，螺旋管顶端穿过油釜侧壁，接入储存罐内，储存罐顶部伸出有第二管路，第二管路上缠绕有冷凝管。油釜内部盛装有导热油，导热油包裹住螺旋管，混料器顶部设置有增压器，混料器进入油釜的管路上设置有第一流量计，油釜进入储存罐的管路上依次设置有第二流量计和减压器。采用本发明专利技术的这种制备装置制备植物纤维纸浆，其结构简单，只需要使用一个油釜即可达到连续生产的目的，并且，其所需要的亚临界温度与亚临界压力是分开提供的，混料器与油釜之间互不影响。与油釜之间互不影响。与油釜之间互不影响。

【技术实现步骤摘要】
一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置


[0001]本专利技术涉及造纸领域，具体涉及一种利用亚临界流体与植物纤维相结合，可以连续制备纸浆的方法及制备装置。

技术介绍

[0002]纸是日常生活中最常用的物品。造纸是古代中国劳动人民的重要专利技术。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液，即用水将纸浆稀释至一定浓度，在造纸机网部或人工抄取初步脱水，形成湿的纸页，再经压榨脱水，然后烘干成纸。
[0003]常规纸浆制备工艺为备料、制浆、碱回收、漂白、抄纸等过程，使得造纸工业存在严重的水污染、大气污染和固体废弃物污染，俗称三大污染。每吨浆和纸约用水300吨以上，排出废水中高含量有机物，生化需氧量(BOD)和悬浮物(SS)严重超标，并含有大量毒性物质和异味，极其危害水生生物的正常生长，影响工农畜牧业和居民用水与环境景观。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，旨在克服现有技术缺陷，达到安全环保造纸、无污染制备纸浆的目的，其所采用的技术方案是：
[0005]一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，包括混料器，所述混料器内设置有搅拌器，所述搅拌器从所述混料器上方向下伸入所述混料器内部，所述混料器底部伸出有第一管路与油釜底部相连通，所述第一管路自底部进入所述油釜内，所述第一管路在所述油釜内呈螺旋状态上升，形成螺旋管，所述螺旋管顶端穿过所述油釜侧壁，接入储存罐内，所述储存罐顶部伸出有第二管路，所述第二管路上缠绕有冷凝管。所述油釜内部盛装有导热油，所述导热油包裹住所述螺旋管，所述混料器顶部设置有增压器，所述混料器进入所述油釜的管路上设置有第一流量计，所述油釜进入所述储存罐的管路上依次设置有第二流量计和减压器。在所述第一流量计的上游和下游均设置有阀门，所述第二流量计的上游设置有阀门，所述减压器的下游设置有阀门。
[0006]将所有原材料按比例放入混料器内，混料器内的搅拌器对其搅拌，搅拌均匀后，开启增压器，混料器内压力增加，混料器内的浆体在压力作用下，经由第一管路输送至油釜内(第一流量计上游及下游的阀门开启，第一流量计控制浆体通过第一管路的流量)，因此，第一管路及螺旋管内部具有浆体反应所需要的压强(通常为1
‑
20MPa)，浆体在油釜内的螺旋管自下而上缓慢输送(输送时间为2
‑
3小时)，导热油在油釜内包裹住螺旋管，给螺旋管内部反应提供温度，确保浆体反应所需的临界温度。浆体在自下而上的输送过程中进行充分反应，浆体自螺旋管底部开始反应，当输送至螺旋管顶端时，其正好反应完全，在亚临界流体及临界压力和温度的作用下，原状纤维纸浆中的木质素充分溶解，与纤维素分离。
[0007]反应完全后的植物纤维纸浆进入储存罐，在植物纤维纸浆进入储存罐的过程中，通过减压器将进入储存罐内的植物纤维纸浆的压力降至常压，而此时，植物纤维纸浆依然
是带有温度的，植物纤维纸浆进入储存罐后，会有亚临界流体挥发气体形成，挥发的亚临界流体气体进入第二管路，通过缠绕在第二管路上的冷凝管降温冷凝，重新形成液体的亚临界流体，可以继续回收利用。
[0008]混料器和油釜相结合创造了亚临界环境，混料器给螺旋管内的浆体提供了反应所需要的亚临界压力，油釜给螺旋管内的浆体提供了反应所需要的亚临界温度，并且，所需的亚临界压力是在螺旋管内部提供，所需的亚临界温度是在螺旋管外部提供。由于混料器与油釜相连接，油釜与储存罐相连接，保证了“原状植物纤维与亚临界流体混合后在亚临界环境下进行充分反应后，进入储存罐内”这一过程可以持续进行，进而保证植物纤维纸浆可以连续生产。
[0009]上述一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，更进一步地，所述混料器可单独从所述螺旋管内部为浆体提供压力，所述油釜可单独从所述螺旋管外部保证浆体的工作温度。本装置可分别给螺旋管内部的浆体提供所需的工作温度及工作压力，保证浆体可以充分反应。
[0010]上述一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，更进一步地，所述混料器、所述油釜顶部均设置有温度传感器和压力传感器。温度传感器及压力传感器实时监测混料器及油釜内的温度和压力，确保混料器及油釜内处于原状植物纤维反应所需的临界压力和温度。
[0011]上述一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，更进一步地，所述螺旋管内部的工作压力为1
‑
20MPa，所述导热油温度为97℃～300℃。螺旋管内部的工作压力经由混料器通过第一管路传递过来，致使螺旋管内部达到浆体反应时所需压力，螺旋管外部的导热油包裹住螺旋管，从螺旋管外部提供浆体反应时所需的温度。
[0012]上述一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，更进一步地，所述第一管路自底部进入所述油釜内，其在油釜内自左向右呈弯曲或直管或螺旋状态。第一管路接入油釜内部，其可以是任意形状，旨在达到在油釜内部有限空间里，形成最长路径，进而结合通过第一管路的浆体流量和通往储舱罐的植物纤维纸浆流量(通过调节第二流量计上游的阀门、减压阀下游阀门开启的大小来调节纸浆流通量，通过调节第一流量计上游和下游阀门开启的大小来调节浆体流通量，通过观察第一流量计和第二流量计，使第一流量计、第二流量计保持在10L/h)，使浆体在油釜内自下而上输送时，有足够反应时间(2
‑
3小时)的目的。
[0013]亚临界流体是指低于超临界点的液体(如水的超临界点374℃、22.1MPa；二氧化碳的超临界点31.1℃、7.38MPa；乙醇的超临界点243℃、6.38MPa；氨水的超临界点132.4℃、11.2MPa等)，具有强烈溶解能力和分解特性，特别是水基本不用或少用有机或无机溶剂，对环境无污染且零排放。但二氧化碳或乙醇超临界点状态更加温和，具有与水同等传质性且较小压力对设备要求较低。亚临界技术即节能和溶剂少残留，又可实现大规模生产，投资少，且生产成本低。
[0014]采用本专利技术的这种制备装置制备植物纤维纸浆，其结构简单，只需要使用一个油釜即可达到连续生产的目的，并且，其所需要的亚临界温度与亚临界压力是分开提供的，混料器与油釜之间互不影响。
附图说明
[0015]图1是本专利技术装置的结构示意图；
[0016]其中：1
‑
混料器、2
‑
增压器、3
‑
搅拌器、4
‑
进料口、5
‑
温度传感器、6
‑
压力传感器、7
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阀门、8
‑
油釜、9
‑
第一流量计、10
‑
减压器、11
‑
储存罐、12
‑
冷凝管、13
‑
第二流量计、14
‑
螺旋管、15
‑
第一管路、16
‑
第二管路。
具体实施方式
[0017]结合附图对本专利技术作进一步说明。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用亚临界流体连续制备植物纤维纸浆的制备装置，其特征在于：包括混料器(1)，所述混料器内设置有搅拌器(3)，所述搅拌器从所述混料器上方向下伸入所述混料器内部，所述混料器底部伸出有第一管路(15)与油釜(8)底部相连通，所述第一管路自底部进入所述油釜内，所述第一管路在所述油釜内螺旋上升，形成螺旋管(14)，所述螺旋管顶端穿过所述油釜侧壁，接入储存罐(11)内，所述储存罐顶部伸出有第二管路(16)，所述第二管路上缠绕有冷凝管(12)；所述油釜内部盛装有导热油，所述导热油包裹住所述螺旋管，所述混料器顶部设置有增压器(2)，所述混料器进入所述油釜的管路上设置有第一流量计(9)，所述油釜进入所述储存罐的管路上依次设置有第二流量计(13)和减压器(10)；在所述第一流量计的上游和下游均设置有阀门(7)，所述第二流量计的上游设置有阀门(7)，所述减...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立久，王廷哲，
申请(专利权)人：王立久，
类型：新型
国别省市：