一种草类纤维原料的“化学-机械”制浆系统的后处理方法技术方案

本发明专利技术为一种草类纤维原料的“化学－机械”制浆系统的后处理方法。它包括草类纤维原料进行“化学－机械”制浆后，用碱法蒸煮黑液二氧化碳加压处理；将亚铵蒸煮废液加工成有机无机复合肥和将纤维性废渣加工成固型压缩燃料或牛羊饲料。本发明专利技术的方法可以建立一个更适合于草类纤维原料，以“化学－机械”制浆过程为核心，兼顾到后续蒸煮废液的处理、热能和纤维性废渣合理利用的良性循环体系，科学合理，具有很高的经济效益和社会效益。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制浆造纸领域，特别是涉及制浆造纸过程中的一种草浆制造系统的后处理方法。随着国民经济的高速发展，对纸浆、纸、纸板及纸制品的需求量日益增加。我国造纸工业亦得到了相应的进展，纸及纸板总量已跃居世界第三大国。在目前阶段，我国造纸工业面临的重大课题是，占全国纸浆、纸及纸板总产量一半的产品，是由遍及全国各地的近万个中、小型制浆造纸企业，以农作物秸秆为原料，就地加工生产的。这些中、小型造纸厂投资少、技术、设备落后，生产过程不齐全，大都停留在四、五十年代的水平，环境污染严重、又难于治理……，诸此，都大大制约了我国造纸工业的进一步发展；同时，随着国家对环境污染的重视，对污染环境特别严重的企业实行关、停、并、转的政策，也正在迫使这些，中、小型造纸企业面临着新的决择。现有的化学法制浆，就是把纤维原料经化学药品(蒸煮剂)蒸煮、废液提取(洗涤)、筛选，或再加以漂白后，即成为本色或漂白纸浆，供抄纸(造纸)用。以木材为原料时，国内、外都是这样做的。草类纤维原料也都照搬了这一套，但是草类纤维原料由于其茎秆、根(如棉秆是连根拔的，带根)、叶(如稻草，尤其是矮秆稻)、节、穗、髓(如玉米秸、高梁秆的中心部分)组织的不均一性，给稻麦草、玉米秸、棉秆等为代表的草类纤维原料的蒸煮带来了困难。虽然草类纤维原料的化学药品(蒸煮剂)用量，一般都可以低于木材，但由于结构的不均一，严重影响了草类纤维原料蒸煮时药液的均匀渗透和均匀蒸煮。木材经化学法蒸煮后可以比较均匀地分散成纸浆，草类纤维原料则不同，在化学法制浆的适度蒸煮后，除部分(易离解部分)分散成纸浆外，会夹杂着不同数量、不同大小的纤维束、块，在纸面上造成不同色调的斑点一纤维性尘埃。再加上中、小型造纸厂筛选设备能力不足、甚或短缺，纸浆质量难以保证，尤其是漂白浆中的“黄色斑点”。为缓解这一问题，普遍采用减少蒸煮液比(在化学药品用量不变的情况下，提高蒸煮液中的化学药品浓度)、增加化学药品用量、延长蒸煮时间等措施降低纸浆硬度(把纸浆煮得更“烂”)，由于蒸煮过程的“强化”和不适当的过度蒸煮，非但化学药品用量增加，同时还增加了对环境的污染(包括过度蒸煮后对有机物质的破坏增加)；纸浆收获率降低、纸浆强度下降(被破坏得太厉害)，也给纸浆的废液提取(洗涤，不容易滤水)带来困难。碱法蒸煮系统，采用燃烧法回收碱，不仅可以大大减轻蒸煮黑液对环境的污染，而且还可以回收绝大部分蒸煮用化学药品和大量热能。木浆黑液碱回收工程，在国外经历了百余年的发展历史，现已达到相当成熟和完善的程度。现代化的碱回收工程已成为国外大型木浆厂的心脏。但以稻麦草等农作物秸秆为代表的草类纤维原料，经碱法蒸煮后的黑液，与木浆黑液相比，半纤维素、二氧化硅含量大，粘度高、流动性差，给草浆黑液在燃烧法碱回收过程中的蒸发(浓缩)工序带来困难。尤其是生产本色浆时，化学药品用量低、黑液固形物含量亦低，蒸发、燃烧更为困难。再加上规模过小，燃烧法碱回收难于进行。早年，国外有专利，主题是‘直接回收碱’，即黑液经二氧化碳处理后，取清液、苛化后将其中的氢氧化钠直接用作蒸煮剂；但是，经二氧化碳处理后的“沉渣”呈凝胶状、分离困难。采用亚硫酸铵为蒸煮剂时，亚铵蒸煮废液中的铵态氮可等同于化肥中的氮素，同时，还附加了大量的腐殖质，完全可以做到秸秆造纸、返田两不误。但由于农业季节性用肥和亚铵蒸煮废液的贮存、输送等问题，尤其是如何解决贮存(输送)过程中产生硫化氢的问题，至今仍是一个未曾得到人们重视和解决的问题。六十年代末期，国内曾进行过亚铵蒸煮废液的固化试验，但因“吸湿潮解”问题未获解决而中止。近年亦有在亚铵蒸煮废液浓缩物中拌入磷矿粉、草屑等批量试产的。以农作物秸秆等草类纤维为原料的制浆系统还长期存在着草屑-备料废渣的治理问题，且随着生产规模的扩大而日益突出；环境污染严重，同时也威胁着原料场、厂区以及附近居民区的安全和正常生活。备料废渣以草屑形式直接用作锅炉燃料，则热容量低、热值不稳定，有的还需在负压状态下进行，因而操作、管理困难。本专利技术的目的是根据农作物秸秆为代表的草类纤维原料的特点，从农付产品就地加工角度出发，提供一种在适度蒸煮、并结合蒸煮后的机械处理的制备纸浆过程中的后处理方法，即将蒸煮废液的处理、热能和纤维性废渣合理利用的“化学-机械”制浆系统的后处理方法。本专利技术的草类纤维原料“化学-机械”制浆系统的后处理方法包括制浆后用碱法蒸煮黑液进行二氧化碳加压处理，将亚铵蒸煮废液加工成有机无机复合肥，将纤维性废渣加工成固型压缩燃料或牛羊饲料；其中，所述碱法蒸煮黑液二氧化碳加压处理，以改善草浆黑液物化性能，是在草浆黑液(含初步浓缩的黑液)中通入二氧化碳，在0.4～1.5MPa、60～120℃的条件下处理20～60min，使黑液中的木素等有机物析出(呈砂粒状、极易分离)，以改善黑液物化性能，如若结合本色浆的黑液回煮，还可使其平衡点的黑液固形物浓度进一步提高，黑液物化性能得到改善。黑液二氧化碳处理过程中分离出来的粗木素，可作为附加固体燃料送回碱回收炉，以保持热量的总体平衡；含硅量高的黑液分离出来的粗木素，可另行燃烧后将烟气(热风)引入碱回收炉。所述将亚铵蒸煮废液加工成有机无机复合肥，是将回煮或不回煮的废液、或再经喷放二次蒸汽初步增浓至固形物浓度已达到15～35％的废液进一步浓缩到固形物含量30～60％，并根据市场需要，以“膏状”有机肥或以此为载体补充必要的肥料元素制成适合不同地域、用途的有机无机复合(含系列专用)肥。亚硫酸铵蒸煮废液中的铵态氮完全可以等同于化肥中的氮素，同时还附加了大量腐殖质，有利于改善土壤的团粒结构。所述“膏状”的有机肥或有机无机复合(含系列专用)肥，还可以进一步进行干燥，制成粉(粒)状有机肥或复合肥。所述“膏状”、“粉(粒)状”有机肥或复合肥都必须以具有一定强度的塑料薄膜密封包装，优选采用小包装。所述将纤维性废渣加工成固型压缩燃料是将备料废渣和原料场的废草(清除霉烂部分后切断)，筛除20目以下的砂、灰、尘土和含灰量高的细屑后，压制成组织紧密的固型压缩燃料，可直接配入锅炉用煤(块煤)。所述除去砂、灰、尘土和含灰量较高的细屑后的备料废渣还可在汽爆装置中通入蒸汽，在0.5～1.0MPa的压力下保持10～20min，再升压至1.0～1.5MPa后立即放爆。汽爆后的备料废渣中的半纤维素部分水解、纤维素的可酶解性提高，可以替代青干草用作牛羊饲料。本专利技术的后处理方法适用于草类纤维原料“化学-机械”制浆过程，其过程包括将草类纤维原料经备料(切断、除尘或再经净制)得到的草片进行重杂质分离、予浸渍、高温快速蒸煮、喷放及机械处理。所述重杂质分离是以水为介质(含各种形式的回用废水、废液)分离草片中的金属、石块、砂砾等，以保证后续工序的顺利进行和降低后续设备的磨耗，必要时，还可以增加水洗措施，以进一步净化草片、改善蒸煮质量。所述予浸渍，是首先将草片(含净制的或未净制的)与蒸煮液混合，在80～100℃的温度下进行予处理，处理时间为5～40min，以利于蒸煮剂与草片的均匀混合和均匀渗透，为后续高温快速蒸煮创造条件。并控制予浸渍结束时草片与浸渍液(包括蒸煮液、冷凝液和草片自身带入的液量)的比例为1∶2.5～4.5。蒸煮剂为氢氧化钠或氢氧化钠加硫化钠和/或蒽醌、亚硫酸铵加少量氨水和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种草类纤维原料的“化学－机械”制浆系统的后处理方法，其特征是包括碱法蒸煮黑液二氧化碳加压处理，将亚铵蒸煮废液加工成有机无机复合肥，将纤维性废渣加工成固型压缩燃料或牛羊饲料；其中，所述碱法蒸煮黑液二氧化碳加压处理，以改善草浆黑液物化性能，即在草浆黑液，含初步浓缩的黑液中通入二氧化碳，在０．４～１．５ＭＰａ、６０～１２０℃的条件下处理２０～６０ｍｉｎ；所述将亚铵蒸煮废液加工成有机无机复合肥，是将回煮或不回煮的废液、或再经喷放二次蒸汽初步增浓至固形物浓度已达到１５～３５％的废 液进一步浓缩到固形物含量３０～６０％，以“膏状”有机肥或以此为载体补充必要的肥料元素制成有机无机复合肥，并用具有一定强度的塑料薄膜密封包装；所述将纤维性废渣加工成固型压缩燃料是将备料废渣和原料场的废草筛除２０目以下的砂、灰、尘土、腐烂废 草和含灰量高的细屑后，压制成组织紧密的固型压缩燃料；所述将纤维性废渣加工成牛羊饲料是将除去砂、灰、尘土和含灰量较高的细屑后的备料废渣放在汽爆装置中，通入蒸汽，在０．５～１．０ＭＰａ的压力下保持１０～２０ｍｉｎ，再升压至１．０～１．５ＭＰ ａ后立即放爆，汽爆后的备料废渣中的半纤维素部分水解、纤维素的可酶解性提高，以替代青干草用作牛羊饲料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荣寿枢，贡曏壬，
申请(专利权)人：荣寿枢，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]