一种零排放的氧化热搓组合法制秸秆浆工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，包括：将秸秆切断并进行臭氧处理；将臭氧处理后的物料进行浓缩；将浓缩后的物料送至复式秸秆分离机进行第一段热搓；将经第一段热搓后的物料输送到连蒸器内进行连蒸；将连蒸后的物料送人单式秸秆分离机进行第二段热搓；将经第二段热搓后的物料输送到消潜器内进行臭氧氧化；将经消潜器处理后的物料送入盘式分离机进行分丝帚化；将经分丝帚化后的物料低浓筛选得到秸秆机械浆。本发明专利技术的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，最大限度地保留了纤维素和半纤维素，浆得率达80％以上。根据本发明专利技术的制秸秆机械浆工艺还包括工艺废水处理工艺，使工艺水得到了净化并循环使用，实现零排放。

【技术实现步骤摘要】
一种零排放的氧化热搓组合法制秸秆浆工艺
本专利技术属于秸秆加工
，涉及一种零排放的氧化热搓组合法制秸秆浆工艺。
技术介绍
用秸秆来代替树木造纸，不但节省森林资源，更是对农作物秸秆的综合利用。传统利用秸秆制浆工艺主要包括化学制浆工艺、机械制浆工艺等。化学制浆工艺需要使用大剂量化学品来使木素大分子裂解而溶出，一般在强碱或强酸条件下采用高温高压的蒸球装置间歇式生产化学浆。这种方法生产的化学浆虽然能够生产书写纸和生活用纸，但浆得率低，吨秸秆浆得率只30％左右，耗能大，污染负荷大，水处理难度大且费用高。机械制浆工艺是采用机械强力使原料破碎成纤维。机械法制浆几乎不溶出原料中的木素，故制浆得率高，但单一的物理制浆方法耗能大，由于生产过程中纤维受到的摩擦撕裂作用的损伤较大，机械浆的物理强度低于其他浆种，浆中保留了大量木素，因而比较难于漂白。利用秸秆加工纤维板等建材制品的厂家都利用粉碎机将秸秆粉碎，经加胶搅拌，再热压成型。这种方法的缺陷是布料不均，用胶量大，成本高。目前国内加工纸浆模塑制品的厂家都利用废纸加工工业用纸及蛋托产品，它的缺点是，由于废纸含有铅等重金属以及油墨、染料，导致在应用范围上受到了极大的限制。因此，需要开发一种无污染、高得率的秸秆制浆工艺。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的和所要解决的技术问题是提供一种新的组合法制备高得率秸秆机械浆的工艺，整个生产过程可以达到零排放，不但节约资料，而且节能减排，操作简单。利用年年生年年长的秸秆资源，为建材、包装纸、工农业及食品模塑包装制品提供了取之不尽用之不竭的优质原材料。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供了一种零排放的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺。具体地，本专利技术提供了一种氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，包括：1、将秸秆切断并进行臭氧处理；2、将臭氧处理后的物料进行浓缩；3、将浓缩后的物料送至复式秸秆纤维分离机进行第一段热搓；4、将经第一段热搓后的物料输送到连蒸器内进行连蒸；5、将连蒸后的物料送人单式秸秆分离机进行第二段热搓；6、将经第二段热搓后的物料输送到消潜器内进行臭氧氧化；7、将经消潜器处理后的物料送入盘式分离机进行分丝帚化；8、将经分丝帚化后的物料低浓筛选得到秸秆机械浆。进一步地，所述氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，包括：1、在碎浆机中泵入臭氧溶液，然后将秸秆切断除尘并投入到碎浆机中，搅拌氧化20-30分钟；2、将臭氧处理后的物料加入到脱水机中，浓缩至干度为20-30％；3、将浓缩后的物料用螺旋输送机送至复式秸秆纤维分离机进行第一段热搓，用蒸汽将螺旋输送机内的物料加热至70-90℃；4、将经第一段热搓后的物料输送到连蒸器内，用蒸汽加温至90-100℃，连蒸50-70分钟；5、将连蒸后的物料送人单式秸秆分离机进行第二段热搓；6、在消潜器内加入臭氧溶液，将经第二段热搓后的物料输送到消潜器内，氧化50-70分钟；7、将经消潜器处理后的物料送入盘式分离机进行分丝帚化；8、将经分丝帚化后的物料低浓筛选得到秸秆机械浆。其中，在步骤1中，臭氧的浓度为50-70g/m3，优选55-65g/m3；处理温度为15-25℃。在步骤3中，在浓缩后的物料进入螺旋输送机之前，先将物料用蒸汽迅速加温至70-90℃。在步骤6中，臭氧的浓度为50-70g/m3，处理温度为15-25℃。在上述步骤中，通过第一段氧化热搓改变了木素的骨架结构和纤维素的结晶度，使其由结晶态转化成无定型态，降低纤维素聚合度，把与蜡质层链接的木素和纤维素及半纤维素复合体疏解分离成丝。第二段热搓分离是利用热蒸汽穿透秸秆的细小胞壁使得秸秆中的半缩醛键断裂，从而促进醚键的裂解，实现了纤维素和半纤维素的进一步分离，也除去了部分木素。在消潜器内，使木素脱除不超过35％，同时进一步软化和润胀纤维素及半纤维素；再由盘式分离机完成分丝帚化，物料再经过低浓筛选分离出合格的秸秆机械浆，成为生产包装纸、建材、模塑制品的主要原料及配料。根据本专利技术的实施例，所述秸秆可为小麦、大麦、玉米、水稻、高粱和芦苇的秸秆等。进一步地，本专利技术的零排放的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，还包括工艺废水处理工艺，所述废水处理工艺可以实现整个生产过程零排放，不但环境友好，而且节省了资源，具有巨大的经济效益和社会效益。利用氧化机械热搓的工艺加工秸秆机械浆，废水来源主要有两部分，一部分是经热搓及氧化后通过压滤机浓缩的高浓废水，另一部分是经低浓分丝帚化浮选的中段水。废水中主要含有CODcr、BODs、SS及少量木质素和糖类。本专利技术根据废水水质采用五段组合法处理废水工艺，处理后的工艺水达到回用标准，实现零排放。制备秸秆机械浆所产生的工艺废水进行以下处理：1、物化处理将工艺废水依次经细格栅拦截、微滤机过滤、炉灰吸附脱色、无烟煤滤料过滤处理；2、生化处理经物化处理后的废水，依次通过以下处理装置进行处理：水解酸化池、厌氧反应器、生物选择池、氧化沟、二沉池；3、絮凝处理用絮凝剂对生化处理后的废水进行处理；4、氧化处理将经过絮凝处理的废水用臭氧作进一步的处理；5、深度过滤处理将经氧化处理的废水依次经石英砂、纤维球和活性炭过滤处理。进一步地，所述五段组合法处理废水工艺包括：1、物化处理(1)废水经细格栅回收细小纤维；(2)经微滤机过滤悬浮颗粒物；(3)炉灰与废水混合进行吸附脱色；(4)经无烟煤滤料过滤；2、生物处理废水经物化处理后，依次通过以下处理装置进行处理：(1)水解酸化池，酸化时间4-6小时，将难降解物质分解成容易降解的有机物；(2)厌氧反应器，水温30-37℃，pH值6.5-7.5，废水在厌氧反应器内停留15小时以上；(3)生物选择池，创造有利于发展絮凝性细菌的生态环境，有效抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高生物系统运行的稳定性；(4)氧化沟，采用高效供气式射流曝气工艺，溶解氧1-2mg/L，水温15-30℃，营养物质按COD:N:P＝800:5:1投加N和P，pH值为6.5-7.5，好氧时间为7-9小时；(5)二沉池，在二沉池实现泥水分离；3、絮凝处理用絮凝剂对生物处理后的废水进行处理，絮凝剂浓度为8-10mg/L，pH为6.5-7.5；4、氧化处理用臭氧对废水作进一步的处理，臭氧投加浓度0.5-0.7mg/L，pH值在6.5-7.5，氧化时间为20-30分钟；5、深度过滤处理将经氧化处理的废水采用三层过滤，一层滤料为石英砂，二层滤料为纤维球，三层滤料为20-30埃微孔的活性炭。下面对五段组合法废水处理工艺进行详细说明。物化处理过程物化处理主要预处理高浓度废水和中段水。高浓废水首先经细格栅回收细小纤维；再经超微滤机过滤大小悬浮颗粒物；然后用炉灰与废水混合搅拌，进行吸附及脱色；然后再经无烟煤过滤后泵入水解酸化池；其中炉灰与废水的比例是1:4-6，经炉灰吸附后进入沉淀池，沉淀池底部安装有螺旋输送机，将沉淀后的炉灰输送出来，经压滤用于制作免烧砖。中段水经细格栅回收短纤维，再经超微滤机进行过滤，泵入水解酸化池。生物处理过程水解酸化池为废水提供4-6小时的酸化时间，稳定废水有机负荷；创造兼氧环境进行水解酸化，将难降解物质分解成容易降解的有机物。废水经水解酸化后泵入厌氧反应器(UASB反应器)进行厌氧反应。废水在反应器内停留时间15小时以上，pH值6.5-7.5，水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，包括：(1)将秸秆切断并进行臭氧处理；(2)将臭氧处理后的物料进行浓缩；(3)将浓缩后的物料送至复式秸秆分离机进行第一段热搓；(4)将经第一段热搓后的物料输送到连蒸器内进行连蒸；(5)将连蒸后的物料送人单式秸秆分离机进行第二段热搓；(6)将经第二段热搓后的物料输送到消潜器内进行臭氧氧化；(7)将经消潜器处理后的物料送入盘式分离机进行分丝帚化；(8)将经分丝帚化后的物料低浓筛选得到秸秆机械浆。

【技术特征摘要】
1.一种氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，包括：(1)将秸秆切断并进行臭氧处理，在碎浆机中泵入臭氧溶液，然后将秸秆切断除尘并投入到碎浆机中，搅拌氧化20-30分钟；(2)将臭氧处理后的物料进行浓缩，将臭氧处理后的物料加入到脱水机中，浓缩至干度为20-30％；(3)将浓缩后的物料用螺旋输送机送至复式秸秆纤维分离机进行第一段热搓，用蒸汽将螺旋输送机内的物料加热至70-90℃；(4)将经第一段热搓后的物料输送到连蒸器内进行连蒸，用蒸汽加温至90-100℃并连蒸50-70分钟；(5)将连蒸后的物料送人单式秸秆分离机进行第二段热搓；(6)将经第二段热搓后的物料输送到消潜器内加入臭氧溶液进行臭氧氧化，氧化50-70分钟；(7)将经消潜器处理后的物料送入盘式分离机进行分丝帚化；(8)将经分丝帚化后的物料低浓筛选得到秸秆机械浆。2.根据权利要求1所述的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，其中，在步骤(1)和步骤(6)中，臭氧的浓度为50-70g/m3；处理温度为15-25℃。3.根据权利要求1所述的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，其中，在步骤(3)中，在浓缩后的物料进入螺旋输送机之前，将物料用蒸汽迅速升温至70-90℃。4.根据权利要求1述的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，其中，所述秸秆包括小麦、大麦、玉米、水稻、高粱和芦苇的秸秆。5.根据权利要求1所述的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，还包括工艺废水处理工艺，所述工艺废水处理工艺包括：(1)物化处理将工艺废水依次经细格栅拦截、微滤机过滤、炉灰吸附脱色、无烟煤滤料过滤处理；(2)生化处理经物化处理后的废水，依次通过以下处理装置进行处理：水解酸化池、厌氧反应器、生物选择池、氧化沟、二沉池；(3)絮凝处理用絮凝剂对生化处理后的废水进行处理；(4)氧化处理将经过絮凝处理的废水用臭氧作进一步的处理；(5)深度过滤处理将经氧化处理的废水依次经石英砂、纤维球和活性炭过滤处理。6.根据权利要求5所述的氧化热搓组合法制秸秆机械浆工艺，所述工艺废水处理工艺包括：(1)物化处理(i)废水经细格栅回收细小纤维；(ii)经微滤机过滤悬浮颗粒物；(iii)炉灰与废水混合进行吸附脱色；(iv)经无烟煤滤料过滤；(2)生物处理工艺废水经物化处理后，依次通过以下处理装置进行处理：(i)水解酸化池，酸化时间4-6小时，将难降解物质分解成容易降解的有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓平，
申请(专利权)人：朱晓平，
类型：发明
国别省市：北京;11