一种利用超声波制浆－漂白一体化工艺制造技术

一种利用超声波制浆－漂白一体化工艺，涉及造纸制浆技术领域，包括：原料加水形成浓度为３％－３０％的原料液，加入原料液重量０．１％－１．０％的超声波辅助增强添加剂；再加热原料液至５０℃－１８０℃后，开启超声发生器，超声波功率是０．２５－１千瓦／立方料，频率是１５－８０ＫＨｚ，超声波间歇作用于原料液，反应１－５小时。原料在超声波作用下纤维和木质素发生分离并形成漂白浆料；放浆后再进行筛选、净化和溶剂提取等工序。本发明专利技术具有以下有益效果：制浆与漂白同步进行；设备数量和能源用量大为减少，投资省，生产成本低；纸浆得率和漂白效率高，产品质量好；洗浆工段少，用水量少；废水排放量少，化学需氧量（ＣＯＤ）和色度低，不含持久性有毒污染物ＡＯＸ等，污染负荷小，对环境友好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及造纸制浆
，进一步是利用超声波技术制浆漂白，尤其是利用超声波技术，将麦草、稻草、芦苇、蔗糖渣、玉米秸秆、竹子、棉短绒等非木材原料制成漂白纸 浆的方法。
技术介绍
在我国，采用利用麦子秸秆、稻子秸秆及其它禾草造纸，仍然在造纸领域占有重要 的位置，这有利于充分利用秸秆资源，同时也有利于增加农民收入。目前的以秸秆为原料的 传统的烧碱法或硫酸盐法制浆的工艺路线由备料、蒸煮、洗浆、漂白、洗浆工段组成。即由 禾草经过一系列备料工序后装入蒸器内，加入碱性药物和其他一些助剂，在高温高压下经 长时间反应，再高压喷放生产出低浆，进入下一工序漂白，最终生产出白色纸浆。 该工艺路线存在的问题是1、蒸煮阶段需加入大量的化学药剂进行高温蒸煮。漂 白纸浆得率30-40% ，意味着每吨原料要有600-700kg有机物进入蒸煮废液。此废液成分复 杂，耗氧量高，碱度大；2、采用麦草时硅化物含量高，碱回收时设备结垢影响正常运转；3、 洗浆工段用水量大，排放量大，其化学需氧量(C0D)高达10万mg/1 ;4、漂白工段多采用液 氯漂白，废水中含有较多的有机氯，对环境和人体危害很大；5、整套工艺资源消耗较高，污 染防治任务艰巨。传统的工艺技术的高消耗、重污染成为造纸工业可持续发展的瓶颈。随 着国家环保力度的加大，一些以麦草为原料的中小造纸企业纷纷停产。 为改善传统工艺的弊端，业内人士进行了积极有益的探索，利用超声波技术改良 传统造纸工艺就是其中的一例 申请号为95193438. 4名称为"超声波在造纸中的应用"的专利申请，在纸料中、 机器部件上、清洗槽和涂膜槽内用在外部安装的超声振子或在内部起作用的浸入式超声单 元加进频率为15-60kHz的超声能。其主要目的是用以防止产生纤维絮凝块、分散已形成 的纤维絮凝块；增进原纤化、改善存留量和有两组份的化学品的出产量；防止在白水循环 路线上的机器部件和其它部件上形成微生物或其它类型的积累层、防止金属丝网和压毡堵 塞、防止涂膜台或涂膜机内发生絮凝作用；其其方法是对传统造纸工序的改善，并没有革命 性的进展。 2005年第4期《黑龙江造纸》发表了 "超声波技术在制浆造纸中的应用"的论文， 该文指出了通过超声波进行废纸脱墨、超声波防除积垢、黑液降黏、中段废水脱色、清洗 等。其方法是对碱法造纸的改进，没有革命性的进展，且处理方案不涉及制浆，无具体方案， 因而不具备可操作性。 到目前为止，超声处理大多还处于实验室的部分、间歇处理阶段，存在着成本相对 偏高，处理量小的问题。尚未见到超声波技术在造纸工业化连续生产中的应用的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用超声波制浆_漂白一体化工艺，它可充分利用超声波技术，将草类原料及非木材料原料制成漂白纸浆，使超声波造纸实现工业化。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种利用超声波制浆_漂白一体化工艺，其特征在于包括以下步骤备料、反应、放浆，备料指将经传统方法或其它方法处理合格原料(麦草、稻草等)置于超声波反应釜内；所述的反应在反应釜内进行，先将原料加水，形成浓度为3% _30%的原料液，按原料液重量0. 1% -1. 0%的比例加入超声波辅助增强添加剂；该添加剂既能润张纤维原料，又能在超声的作用下产生绿色漂基；再加热原料液，加热可采用反应釜夹套油加热装置进行，当原料液的温度升至50°C -IS(TC后，开启超声发生器，超声波的功率是O. 25-1千瓦/立方料，频率是15-80KHZ，超声波间歇作用于原料液，反应1-5小时。原料在超声波作用下纤维和木质素发生分离并形成漂白浆料，利用反应釜中压力打开喷放阀门，使浆料迅速成浆；这样，实现漂白与制浆同步进行。 本专利技术可通过以下方案进一步实现 超声波间歇作用指开3-10分钟、停30-90分钟，循环进行。 所述的原料为非木材物质或草类物质，如麦草、稻草、芦苇、蔗糖渣、玉米秸秆、竹 子、棉短绒等。 所述的超声波辅助增强添加剂可以是下列之一种或几种混合聚氧化乙烯 ;聚丙烯酰胺 ; 二甲基亚砜;乙二胺四乙酸 ;六偏憐酸納。 2种混合时，可以是下列之一种按重量比，二甲基亚砜聚氧化乙烯=i : 1-15 的混合物；按重量比，乙二胺四乙酸聚丙烯酰胺=i : l-5的混合物；按重量比，二甲 基亚砜聚丙烯酰胺=1 : 1-15的混合物；按重量比，二甲基亚砜乙二胺四乙酸= i : i-io的混合物；按重量比，六偏磷酸钠乙二胺四乙酸=i : l-6的混合物。 3种混合时，可以是下列之一种按重量比，二甲基亚砜乙二胺四乙酸聚氧 化乙烯=1 : i-io : 2-i5的混合物；按重量比，二甲基亚砜六偏磷酸钠聚丙烯酰 胺=i : i-io : 2-15的混合物；按重量比，六偏磷酸钠乙二胺四乙酸聚丙烯酰胺 =1:1-5: 2-i5的混合物；按重量比，二甲基亚砜乙二胺四乙酸聚丙烯酰胺= l:i-5: 2-i5的混合物。 4种混合时，可以是下列之一种按重量比，二甲基亚砜乙二胺四乙酸聚氧化 乙烯聚丙烯酰胺=1 : i-io : l-i5 : l-i5的混合物；按重量比，二甲基亚砜六偏磷 酸钠乙二胺四乙酸聚丙烯酰胺=i : l-5 : i-io : l-i5的混合物；按重量比，二甲基 亚砜六偏磷酸钠乙二胺四乙酸聚氧化乙烯=i : l-5 : i-io : l-i5的混合物。 5种混合时，可以是下列之一种按重量比，二甲基亚砜乙二胺四乙酸聚氧化 乙烯聚丙烯酰胺=1 : l-2 : i-io : l-i5 : l-i5的混合物；按重量比，乙二胺四乙酸 二甲基亚砜聚氧化-乙烯聚丙烯酰胺=i : l-2 : i-io : l-i5 : l-i5的混合物。 也可以采用其它组合。 超声发生器放置于反应釜内，反应釜包括有釜体和支架，釜体经转轴装在支架上， 釜体一端转轴上装有蜗轮，蜗轮同减速机的蜗杆相啮合，减速机经皮带同电动机相连，釜体 另一端转轴为空心转轴，靠空心转轴一侧的釜体内壁上装有超声反应器，釜体内下部有同空心转轴连通的出料管，釜体上部有装料口 。 在放浆后再进行筛选、净化和溶剂(指超声波辅助增强添加剂反应后的产物)提 取过程，溶剂提取指先进行挤浆，经去杂后再进行清洗，沉淀，经过滤后回收溶剂。经挤浆机 将浆料中的水分和溶出物挤出，再对浆料进行清洗；经高浓磨浆机对浆料进行精磨，再经筛 选系统把没有离解的原料(如草节)除去，经清洗机对浆料清洗，洗后的浆入贮浆池贮存， 再泵送至双网挤浆机脱水至30_35%干度，同时回收溶剂，纸浆待售。 其中，所述的筛选可以由下述设备完成池体内底部有沉降槽，沉降槽上面有带透 水孔的固定透水板，固定透水板上面装有防水超声波换能器，超声波的功率和频率同前，防 水超声波换能器上置有带透水孔的振动筛板，振动筛板上部有储料室。 所述的净化可以由下述设备完成支架上部两边上下对称装有两转动轴，每转动 轴两端上对应装有转动轮，转动轮上装有水平传送带，上部水平传送带的内下面在支架上 装有超声清洗器，超声波的功率和频率同前，水平传送带间在支架上横向装有接水盘，水平 传送带两端分别有进料口和出料口。 本专利技术的机理超声波在传播的过程中会引起与原料及介质的相互作用而产生机 械效应、热效应和空化(空穴)效应。其中空化效应是声化学的应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超声波制浆－漂白一体化工艺，其特征在于包括以下步骤：备料、反应、放浆，所述的反应在反应釜内进行，先将原料加水，形成浓度为３％－３０％的原料液，按原料液重量０．１％－１．０％的比例加入超声波辅助增强添加剂；再加热原料液，当原料液的温度升至５０℃－１８０℃后，开启超声发生器，超声波的功率是０．２５－１千瓦／立方料，频率是１５－８０ＫＨＺ，超声波间歇作用于原料液，反应１－５小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁，翟华敏，孙剑辉，
申请(专利权)人：刘洁，
类型：发明
国别省市：41[]