[发明专利]碱法零残碱常压或低压蒸煮高浓制浆方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸制浆技术领域，具体涉及一种使制浆黑液中没有残碱，常压或低压条件下进行较高浓度的制浆新技术。

背景技术

碱法制浆后有大量的纤维和非纤维原料和大部分碱性物质溶解于蒸煮液中成为黑液，它是造纸工业最大的污染源，污染负荷可达到总污染负荷的90％。目前国内外大型造纸企业多以传统的碱回收技术对黑液进行治理，该技术对减轻造纸工业造成的环境污染比较有效，但传统碱回收技术一次性投资巨大，建成一套碱回收装置一般需投资数千万元，且日常运行费用相当高，由此我国众多中小型制浆造纸厂无力承担，只能将黑液直接排放或经稀释后排放，造成水体的严重污染，因黑液治理难题已导致我国大量中小型制浆企业纷纷被迫关闭。

此外，传统碱回收技术不仅烧掉了黑液中宝贵的有机质，同时产生大量有害气体造成二次污染，因此，对黑液治理的进一步研究已成为造纸业行业急待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有碱回收技术投资巨大、运行费用高的问题，提供一种碱法蒸煮制浆新技术，常压或低压条件下进行较高浓度的制浆，使制浆黑液中没有残碱，便于黑液处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

1)原料预处理：破碎和经过除尘的制浆原料，首先与碱液进行充分混合；

2)原料蒸煮：在与碱液混合均匀的制浆原料中，添加催化剂，搅拌均匀后将原料加入到蒸煮槽内，然后通蒸汽进行常压或低压蒸煮；

其中催化剂选自氢氧化镁、氢氧化钾、硅酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸铵、尿素、蒽醌中的一种或几种；

3)高浓度制浆：通蒸汽进行常压蒸煮后的原料，用双螺杆搓揉挤压制浆机进行高浓洗涤和漂白制浆。

所述1)步中，碱液温度控制在10～90℃，碱液质量浓度优选为4～9％。

其中催化剂优选对绝干浆质量用量为2～5％。

碱对绝干浆质量用量4～8％。所述碱优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中一种或几种。

蒸汽进行蒸煮时，蒸煮优选压力为0.0～0.3Mpa，蒸煮优选时间为5～20小时。

本发明的制浆新技术可以用芦苇、稻草、竹片、棉秆、棉短绒、麻、和麦草等非木纤维和杨木、桦木等木材为原料，在成浆残碱为零的条件下进行蒸煮制浆，根据原料和浆用途的不同，得浆率可达到60～85％。本发明所得到的浆残碱为零的黑液可作为有机肥料或其他化工产品的原料。

以芦苇为制浆原料，预处理过程中，碱液温度为常温至80℃，浓度为5％；制浆处理过程中催化剂A质量用量为3％，其中蒽醌0.1％、亚硫酸氨2.8％、氢氧化镁0.1％，蒸煮压力为0.0～0.2Mpa，蒸煮时间为5～10小时。

以棉杆为制浆原料，预处理过程中，碱液温度为常温至80℃，浓度为4％；制浆处理过程中催化剂A质量用量为3.0％，其中蒽醌0.1％、亚硫酸钠2.1％、氢氧化钾0.5％、尿素0.3％，蒸煮压力为0.0～0.3Mpa，蒸煮时间为8～15小时。

以竹片为制浆原料，预处理过程中，碱液温度为常温至80℃，浓度为6％；制浆处理过程中催化剂A质量用量为4.0％，其中蒽醌0.1％、亚硫酸钠2.4％、亚硫酸铵1.5％，蒸煮压力为0.0～0.3Mpa，蒸煮时间为10～20小时。

以红麻为制浆原料，预浸处理过程中，加入温度为常温至80℃，碱液浓度为4mg/L，制浆处理过程中催化剂A质量用量为3.0％，其中亚硫酸氨2.5％和氢氧化镁0.5％，蒸煮压力为0.0～0.2Mpa，蒸煮时间为6～12小时。

本发明的技术方案能产生以下技术效果：

1、本发明制浆新技术所采用的催化剂可促使碱液与木素快速反应，高效降解，使制浆黑液中没有残碱。

2、本发明可使制浆造纸厂无需建设投资费用巨大的碱回收工程，有效节约了投资和生产费用。

3、本发明使蒸煮可在常压或低压条件下进行，蒸煮过程中不需要特殊的蒸煮设备和高压锅炉，大大减少了投资费用；

4、原有工艺涤洗和漂白的原料浓度一般是低于20％，通过泵打以利于原料输送。而本发明的原料涤洗和漂白浓度可控制在20～45％，通过双螺杆搓揉挤压制浆机中的双螺旋输送，并在输送的过程中，实现磨浆、涤洗和漂白。

5、本发明的涤洗和漂白效率高，所产生的黑液和污水量少，且能耗低。

5、使用本发明的制浆新技术，浆得率可达到60～90％，成品浆得率高，并可满足造纸的需要；

6、本发明使制浆黑液用于制备质量优良的有机肥料成为可能。

本发明的优势还在于：本发明制浆优选采用常压蒸煮，传统蒸煮过程的废热蒸汽可回用于蒸煮制浆，提高蒸汽利用率。