以姜秧为原料的制浆造纸工艺及超高浓连续打浆机的制作方法

本发明涉及制浆造纸
技术领域：
，尤其涉及一种以姜秧为原料的制浆造纸工艺及超高浓连续打浆机。
背景技术：
：目前我国制浆造纸使用的原料主要为麦草、甘蔗、芦苇等草本植物或木材等木本植物，由于林木资源匮乏，草本植物资源储量大，因此利用草本植物制浆造纸成为热门研究。随着环保的重视，废弃农作物秧杆不能随意丢弃或就地焚烧，使用废弃农作物制浆造纸，工艺复杂，设备庞大，用水量为绝干浆的300倍左右。利用化学制浆法处理农作物秧杆产生大量的造纸黑液，造成严重的环境污染。现有草木浆的打浆机多为间歇式打浆和分段制浆工艺，普通打浆机的作业浓度为5％左右，浓度超过10％则为超高浓度，当打浆作业质量浓度超过10％，打浆机容易堵塞，不能正常运转。使用普通打浆机的制浆造纸工艺流程，设备多工艺复杂，维修烦杂，投资成本大，生产效率低，动力消耗过大。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种以姜秧为原料的制浆造纸工艺及超高浓连续打浆机，具有无环境污染，耗水量低，设备少，动力消耗少，工艺简单，连续生产的优点。为实现此技术目的，本发明方法采用如下方案：一种以姜秧为原料的制浆造纸工艺，包括如下步骤：(1)备料：将姜秧粉碎除尘切削成长度为8mm～12mm的粗纤维储存；(2)纤维降解：将粗纤维投入纤维降解池中，浸泡3小时以上，纤维降解池中放入生物制浆助剂和除臭剂，纤维降解池液体温度在30℃以上，池中水量是干物质重量的4～5倍；(3)纤维分丝：将纤维降解池中的粗纤维提出，投放到纤维储存池中，此处的质量浓度调节到5％～20％，储存池中的粗纤维使用螺旋给料机提出，提出过程实现柔丝、分丝、软化的目的；(4)打浆：由储存池提出的粗纤维直接输送到超高浓连续打浆机中，进行第一次打浆作业，第一次打浆作业质量浓度为5％～20％；合格的浆液流入第一储浆池中，分离出的粗纤维进入第二个超高浓连续打浆机中，进行第二次打浆作业，第二次打浆作业质量浓度为12％～14％；合格的浆液流入第一储浆池中，被分离出的粗纤维回送到纤维降解池中再次降解；(5)脱水：用固液分离机将第一储浆池中的合格纸浆提出，进行脱水，脱水后的纸浆投送到清洗传送机上，进行清洗；清洗后的纸浆投入到第二储浆池中加水稀释，使用固液分离机把第二储浆池中的浆液脱水，半干湿纸浆即为本色成品纸浆，成品纸浆的ph呈中性，脱水产生的液体回流到纤维降解池进行二次利用；(6)漂白：成品本色纸浆输送到漂白车间的第三储浆池中，通过搅拌机进行加水稀释，质量浓度在5％～10％之间，同时加入纸浆漂白助剂，用纸浆泵提出，投入普通打浆机中打浆，打浆后得到白色纸浆，白色纸浆绝干得浆率在80％以上；(7)抄纸：把白色纸浆用喷浆机喷撒到抄造网笼上，形成可控的湿纸页，对湿纸页进行压榨烘干处理，制作出成品纸。与现有技术相比，本发明方法的有益效果在于：本发明采用木素结构单一的姜秧为原料，更易得到纸浆纤维；采用纤维降解池替代大型蒸煮设备，产生的黑液量少，机械噪声降低，减低了机械运转的安全隐患；将制浆黑液回流至纤维降解池进行二次使用，降低环境污染；整个工艺流程中采用超高浓连续打浆机仅需两次连续打浆，且打浆时质量最高浓度为20％，相比于现有技术中打浆质量浓度5％，极大地降低了工艺流程用水量，节约了生产成本；使用超高浓的连续打浆机，设备数量少，工艺简单，实现工艺流程的连续性，提高了生产效率。本发明的优选方案为：生物制浆助剂的用量为1吨浆液中加入4～6kg生物制浆助剂；除臭剂的用量为1吨浆液中加入2.5kg除臭剂。循环使用第二次的降解液在打浆作业的第二个循环时分离出黑液，所述黑液直接输送至黑液处理车间，用粉碎后的废料处理黑液。多次混合吸收黑液经过干燥后的废料，制成生物质颗粒，或投入燃气发生炉生产再生燃气，或用发酵法生产生物质有机肥料。1吨绝干纸浆生产过程使用水量低于12吨，由备料到白色成品纸的用水量不超过30吨。为实现此技术目的，本发明装置采用如下方案：超高浓连续打浆机，包括入料漏斗、出浆口、纤维出口和电机，入料漏斗底部与研磨仓连接，研磨仓为倒锥形结构，研磨仓对称中心设有转轴，转轴上固定有研磨砂轮和拨料器，转轴与电机输出端连接；研磨仓内设有锥形筛网，锥形筛网上端口为自由端，锥形筛网下端口固定在转轴上；研磨仓内设有刮浆刷，刮浆刷平行于锥形筛网网面，刮浆刷上端设有清洗水嘴；研磨仓上端设有纤维出口；研磨仓下部设有出浆口。与现有技术相比，本发明装置的有益效果在于：超高浓连续打浆机在研磨仓内增设可转动锥形筛网，网面上设有固定的刮浆刷，使得粗纤维不易堵塞筛网，同时清洗水嘴清洗刮浆刷上的残留纤维，提高了打浆作业浓度，增大设备处理量，节约用水，减少能耗。本发明装置的优选方案为：锥形筛网为耐磨耐腐蚀材质制作，刮浆刷为耐磨钢材制作。研磨仓上端面设有封盖，刮浆刷通过连接杆与封盖连接。研磨仓和电机安装在支架或机壳上。附图说明图1为本发明实施例提供的以姜秧为原料的制浆造纸工艺流程图；图2为本发明实施例提供的超高浓连续打浆机的内部结构示意图；图中标记为：入料漏斗1，转轴2，出浆口3，研磨仓4，锥形筛网41，刮浆刷42，清洗水嘴43，纤维出口44，拨料器45，研磨砂轮46，电机5，支架6。具体实施方式为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。请参阅图1，本发明提供的一种以姜秧为原料的制浆造纸工艺，步骤如下：(1)备料：用粉碎机把姜秧粉碎，得到长度为8mm～12mm的粗纤维，之后用筛孔为5mm的筛分机，筛除沙尘和细小杂质，将除尘后的粗纤维投放到纤维降解池中，将筛分后的废料输送到黑液处理车间。长度为10mm，分丝率＞45％，含水率＜15％的粗纤维为优选材料。(2)纤维软化：将粗纤维投入纤维降解池中，浸泡3小时以上，纤维降解池中加入生物制浆助剂和除臭剂。药剂用量为每1吨浆液中放入4～6kg的生物制浆助剂和2.5kg除臭剂。除臭剂优选生物除臭剂。不使用生物助剂只添加除臭剂时，降解过程需要10～15天时间。纤维降解池液体温度在30℃以上，池中水量是干物质重量的4～5倍。传统蒸煮设备，用水量是干物质重量的7.14倍，蒸煮时间为24h以上，产生7倍左右的黑液待处理，采用纤维降解池代替传统的大型蒸煮设备，降低成本，降低机械噪声，且机械运转无伤人的安全隐患；本发明采用纤维降解池降低了用水量和黑液产生量。(3)纤维分丝：将纤维降解池中的浆料输送至纤维储放池中，并调节浆料质量浓度在5％～20％之间，使用螺旋给料机提出浆料，提出浆料过程中即可实现部分分丝目的，去除了传统工艺中大型分丝和浓度设备。姜秧相比于稻麦草其木素结构单一，容易得到纸浆纤维，稻麦草在同样的降解环境中得到的产物，无法通过螺旋给料机进行分丝，因此需要投入额外的设备进行分丝，增加了生产成本。(4)打浆：由纤维储放池提出的浆料投入到第一超高浓连续打浆机中，提浆时控制质量浓度在20％以下，超高浓连续打浆机自动分离浆渣，筛分出合格纸浆，第一次打浆作业质量浓度为5％～20％。合格纸浆流入第一储浆池中，粗浆投入到第二超高浓连续打浆机中，再次打浆、筛分、浆渣分离，第二次打浆作业质量浓度为12％～14％，合格纸浆流入第一储浆池中，不合格粗浆回送至纤维降解池中，进行再次降解。整套制浆工艺中有：两台超高浓连续打浆机、两台固液分离机、备用一台无堵塞泥浆泵、一台无堵塞纸浆泵，一台螺旋给料机，一台粉碎机，一台筛分机。年产10万吨时，需增加车辆和装载机。(5)脱水：将成品浆池中的合格纸浆提出，使用固液分离机进行第一次脱水，脱水后的纸浆投入到传送机中进行洗涤；洗涤后的纸浆投入到第二储液池中，使用固液分离机进行第二次脱水处理，脱水后的纸浆即为本色半干湿成品纸浆；成品纸浆的ph呈中性；脱水产生的黑液回流到纤维降解池中，进行二次利用。使用两次的降解液，在打浆工艺的第二个循环作业时，经固液分离机提出黑液，提出的黑液输送至黑液处理车间进行处理。处理方法是：使用筛分除尘后的不合格废料(容重为230kg/m3)与黑液充分搅拌混合吸收黑液，不合格废料是指筛出的细小植物颗粒和杂质等，也可以将无纤维的植物粉碎后用作黑液处理，混合后的物料含水率控制在80％以下。将混合搅拌好的湿物料进行干燥，干燥后的物料可以反复与黑夜搅拌混合。吸收黑液后的废料容重达到550kg/m3时，将废料干燥制成生物质颗粒，或直接投入燃气发生炉，产生生活用的再生燃气，燃气发生炉采用秸秆汽化炉或煤气发生炉。对化学制浆法产生的黑液也可用此种方法进行处理，处理化学制浆的黑液时，汽化炉必须采用水封旋转炉，得到高浓度的碱液，不需要增加碱回收设备，也不需要添加氢氧化钙等添加物。(6)漂白：将成品纸浆投入搅拌机中进行加水稀释，质量浓度控制在5％～10％，并加入纸浆漂白助剂，优选fas漂白剂。用无堵塞纸浆泵提出后，投入普通打浆机中进行打浆，即可得到白色纸浆。姜秧制浆得到白色纸浆绝干得浆率在80％以上。漂白工艺是重复打浆工艺，不需要漂白塔和洗涤设备，漂白水作为打浆稀释用水或回流到纤维降解池中重复利用。(7)抄纸：本发明是在现有的抄纸机基础上，取消上浆池的配浆作用和流浆箱。把漂白后的纸浆用喷浆机喷撒到抄造网笼上，形成可控的湿纸页，对湿纸页进行压榨烘干等工序，制作出成品纸。本发明提供的制浆造纸工艺中1吨绝干纸浆生产过程使用水量低于12吨，由备料到白色成品纸的用水量不超过30吨。本发明喷浆法抄纸，对抄纸作业实现智能化操控，纸浆的厚度、均匀度，纸幅的宽度，纸浆流失量，辅料流失量和白水产生量等进行有效控制。而传统抄纸工艺是半可控状态。(8)成品：成品入库和保管与传统方法相同。实施例一生物制浆助剂可选用纤维软化剂(纤维软化剂为采购药剂)，用量为1吨浆液加入5kg生物制浆助剂，除臭剂选用生物除臭剂(生物除臭剂为采购药剂)，用量为1吨浆液中加入2.5kg除臭剂。池中水量是干物质重量的4倍，降解池温度30℃，降解时间3小时，纤维储放池中浆料质量浓度为17％，第一次打浆作业质量浓度为20％，第二次打浆作业浓度为12％，漂白作业质量浓度为10％。漂白助剂选用fas漂白剂，用量为1吨绝干浆加入4kg，最终得到的绝干得浆率为85％。实施例二生物制浆助剂选用白腐菌制剂，用量为1吨浆液中加入1kg生物制浆助剂，除臭剂选用生物除臭剂，用量为1吨浆液中加入2.5kg除臭剂。池中水量是干物质重量的4倍，降解池温度35℃，降解时间6小时，纤维储放池中浆料质量浓度为18％，第一次打浆作业质量浓度为15％，第二次打浆作业质量浓度为13％，漂白作业质量浓度为10％，漂白助剂选用fas漂白剂，用量为1吨绝干浆加入4kg，最终得到的绝干得浆率为83％。实施例三不添加生物制浆助剂，选用生物除臭剂，用量为1吨浆液中加入2.5kg除臭剂。池中水量是干物质重量的4倍，降解池温度40～80℃，降解时间10～15天。储放池中的浆料质量浓度控制在20％，第一次打浆作业质量浓度为18％，第二次打浆作业浓度为14％，漂白作业质量浓度为10％，漂白助剂选用fas漂白剂，用量为1吨绝干浆加入4kg，最终得到的绝干得浆率为83％。对比例以稻麦草为原料采用化学制浆方法进行制浆造纸工艺，对粉碎后的稻麦草进行蒸煮作业，蒸煮软化后进行筛选磨料，将得到的浆液反复洗涤质量浓度降低到5％，加入fas漂白剂，用量为1吨浆液加入6kg，得到的绝干得浆率为81％。实施例和对比例获得的成品纸的质量参数如下表名称实施例一实施例二实施例三对比例定量/g·m-213.313.812.713白度/％78768381抗张指数/(n·m)·g-15.24.94.35.1柔软度/mn62708267通过对比表中数据可知，以姜秧为原料的制浆造纸工艺得到的成品纸与稻麦草化学制浆法得到的成品纸品质相近，但工艺流程中用水量降低了10倍，减少了蒸煮设备，整套制浆工艺中有两台超高浓连续打浆机、两台固液分离机、备用一台无堵塞泥浆泵、一台无堵塞纸浆泵，一台螺旋给料机，一台粉碎机，一台筛分机，从而降低了设备投资和耗电量，每吨干浆耗电量在11千瓦时，每吨干浆成本降低40％。黑液采用废料处理，无需额外的药剂或设备，吸收黑液的废料生产燃气、有机废料或生物质颗粒，整个工艺流程对环境友好，减少污染物排出。请参阅图2，一种以姜秧为原料的纸浆造纸工艺使用的超高浓连续打浆机，由入料漏斗1、出浆口3、纤维出口44和电机5等组成，入料漏斗1底部与研磨仓4连接，研磨仓4为倒锥形结构，研磨仓4对称中心设有转轴2，转轴2上固定有研磨砂轮46和拨料器45，转轴2底部与电机5输出端连接；研磨仓4内设有锥形筛网41，锥形筛网41上端为自由端，锥形筛网41下端口固定在转轴2上；研磨仓4内设有刮浆刷42，刮浆刷42平行于锥形筛网41网面设置，刮浆刷42上端设有清洗水嘴43；研磨仓4上端设有纤维出口44；研磨仓4下部设有出浆口3。研磨仓4上端面设有封盖，刮浆刷42通过连接杆与封盖连接。研磨仓4和电机5安装在支架或机壳6上。锥形筛网41为耐磨耐腐蚀材质制作，优选采用锥形钢板筛网，网孔直径根据纸浆的要求进行更换。锥形钢板筛网网面上安装有耐磨钢材制作的刮浆刷42，刮浆刷42上部安装有高压清洗水嘴43，用于定期清洗刮浆刷42。刮浆刷42与锥形钢板筛网的距离根据纸浆的生产要求进行调整。清洗水嘴43和刮浆刷42固定在研磨仓4内静止不动，锥形钢板筛网在电机5带动下随转轴2一起转动。超高浓连续打浆机的工作过程：将质量浓度低于20％的粗纤维浆液由连续打浆机的入料漏斗1给入超高浓连续打浆机内，拨料器45将浆液划入研磨仓4内，研磨砂轮46在转轴2的带动下飞转不断研磨粗纤维浆液。在离心力和拨料器45的作用下，粗纤维被分离到锥形筛网41上，利用刮浆刷42把没有研磨成纸浆的粗纤维剥离锥形筛网41，由纤维出口44排出。合格的纸浆从锥形筛网41底部经出浆口3流出。以姜秧为原料的制浆造纸工艺流程中使用两台超高浓连续打浆机，第一超高浓连续打浆机纤维出口44流出的粗纤维浆液进入第二超高浓连续打浆机中，再次进行打浆作业，第一超高浓连续打浆机与第二超高浓连续打浆机的合格纸浆分别流入第一储液池中，第二超高浓连续打浆机得到的不合格浆液被送入纤维降解池中，再次降解。粗纤维经过两次连续打浆，第一次打浆作业的绝干得浆率在30％，第二打浆作业的绝干得浆率在50％以上，整体打浆工艺的本色浆绝干得浆率达到80％以上。最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 

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