一种稻麦草置换蒸煮新工艺.pdf

本发明涉及用稻麦草原料制造纸浆的工艺，更具体的说是利用黑液为配制不同要求的蒸煮液，在蒸球内对稻麦草原料进行置换蒸煮的制浆工艺。本工艺分四个步骤依次进行：①干湿法备料；②温黑液置换蒸煮；③热黑液置换蒸煮；④冷黑液置换洗涤和泵放。本发明可得到高质量，高强度的稻麦草浆，滤水性好，而且置换蒸煮的稻麦草浆黑液可重复多次回用于置换蒸煮制浆，有效地减少废液排放，改善黑液特性，有利于碱回收，保护了环境。

1、  一种稻麦草置换蒸煮新工艺，其特征在于采用黑液配碱置换蒸煮的制浆方法，其依次包括以下几个步骤：
①、备料：稻、麦草原料经常规的干法备料后，再将其进行湿法搓草处理，有效去除大部分影响滤水性能的叶、鞘和髓等杂质，洗净的原料经挤压脱水至干度35％以上。
②、温黑液置换蒸煮：将上述处理后的稻麦草原料经过挤压脱水后放入蒸球内，用事先加热至130～140℃温黑液置换出稻麦草原料中残留的湿法洗涤水后，循环加热至100℃、补充绝干原料量(吨)的9～12％的碱，液比是1∶5.5～6.5、同时加热使得与加碱温黑液和原料的温度达到130-140℃，保温20～40分钟；
③、热黑液置换蒸煮：在上述温黑液置换蒸煮后，加入145～155℃温度的热黑液、在热黑液中补充绝干原料量(吨)的6～9％的碱、液比是1∶5.5～7、由碱液和黑液组成蒸煮液，从而将温黑液置换蒸煮的黑液置换出来，并将蒸煮液和原料加热到155℃且将其保温30～50分钟，此时已成浆；用80℃冷黑液将热黑液置换蒸煮产生的黑液置换出；
④、成浆后冷黑液置换洗涤和泵放：在上述蒸球内加入温度是80℃的冷黑液，将热黑液置换蒸煮产生的黑液置换出来，该冷黑液在蒸球内同时进行洗浆，直至蒸球内纸浆温度降到100℃；蒸球内压力保持0.65MPa，此时将其用泵喷放出去。

一种稻麦草置换蒸煮新工艺
本发明属于造纸行业中制造草浆的工艺，特别涉及一种稻麦草置换蒸煮新工艺。
目前我国稻、麦草是采用几十年传统的碱法或硫酸盐法常规蒸煮工艺，其主要方法是将稻、麦草等纤维原料和碱法或硫酸盐蒸煮药液一起加入间歇蒸煮蒸球中，通入蒸汽、升温、放气。再升温、保温进行脱木素反应，从而制成稻、麦草浆；这种气相蒸煮方法蒸煮反应剧烈，多数采用热喷放，煮成的稻、麦草浆强度低，滤水性差，尤其是碱法稻、麦草浆的蒸煮黑液硅含量大，粘度高，致使稻、麦草浆黑液提取率低，黑液提取浓度低，因此碱回收率低且回收碱的成本高。严重地影响稻、麦草浆碱回收技术的实施。这种传统的蒸煮工艺，其排放黑液是形成目前我国工业废水主要污染源之一。
中国专利申请CN1271038A是与申请具有相同主题的申请，它是申请人的在先专利申请，由于公开不充分问题，申请人现已放弃该申请。
中国专利CN1170795A披露了一种由含木素的纤维素材料制备硫酸盐浆的间歇方法，并具体公开了：首先用蒸煮液对原料进行浸渍，再用蒸煮液对浸渍液进行置换并进行预处理，然后用蒸煮液对预处理液进行置换并进行蒸煮，从而获得纸浆。然而，其没有披露搓草这一看来普通的处理工序，其能够去除大量草料中的叶、芒、髓等等富含硅的废料。
另外，中国专利CN1061452A公开了一种制浆工艺，它是用蒸煮液对原料进行蒸煮，并用漂白液进行置换并进行漂白处理以得到增白的纸浆。然而，与上述专利一样，它既没有公开搓草处理步骤，而且其各步骤的工艺条件与本申请也不相同。正是由于此，本发明人完成了本发明。
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的缺陷和不足而提供一种稻麦草浆置换蒸煮新工艺，该工艺可在缓和的(液相蒸煮)反应条件下，分层次地脱出木素。
如上构思，本发明的技术方案是：
一种稻麦草浆置换蒸煮新工艺，其特征在于：采用温黑液和热黑液置换蒸煮的制浆方法，其依次包括以下几个步骤：
①、备料：稻、麦草原料经常规的干法备料后，再将其进行湿法搓草处理，有效去除大部分影响滤水性能的叶、鞘、髓和泥土等杂质，洗净的原料经斜螺旋分离脱水，再通过挤压脱水至干度35％以上。
②、温黑液置换蒸煮：将上述处理后的稻麦草原料经过脱水后放入间歇蒸煮的蒸球内，用事先加热至130～140℃温黑液置换出稻麦草原料中残留的湿法洗涤水后，并循环加热至100℃、补充绝干原料量(吨)的9～12％的碱、液比是1∶5.5～6.5、同时加热使得加碱温黑液和原料的温度达到130-140℃，保温20～40分钟；此时，残留在原料中的大部分杂细胞和少量木素被降解；
③、热黑液置换蒸煮：在上述温黑液置换蒸煮后，加入145～155℃温度的热黑液、在热黑液中补充绝干原料量(吨)的6～9％的碱、液比是1∶5.5～7、由碱液和黑液组成蒸煮液，从而将温黑液置换蒸煮的黑液置换出来，并将蒸煮液和原料加热到155℃且将其保温30～50分钟，此时原料中聚戊糖以及木素已被脱出，已经成浆；用80℃冷黑液将热黑液置换蒸煮产生的黑液置换出；
④、成浆后的冷黑液置换洗涤和泵放：在上述蒸球内加入温度是80℃的冷黑液，将热黑液置换蒸煮产生的黑液置换出来，该冷黑液在蒸球内同时进行洗浆，直至蒸球内纸浆温度降到100℃；蒸球内压力保持0.65MPa，此时将冷黑液与球内的浆用泵喷放出去；
所述的稻麦草置换蒸煮新工艺中所使用的间歇蒸煮蒸球，其特征在于，在进料口下部加一能防止浆堵网的过滤网，在过滤网和蒸汽管之间有一根连接管，蒸球球盖设有一排气阀。
所述由碱液和温黑液组成温黑液置换蒸煮液的液比为1∶5.5～6.5，用碱量是绝干原料量(吨)的9～12％。
所述由碱液和温黑液组成温黑液置换蒸煮温度达到130℃以上，保温20～40分钟。
所述由碱液和热黑液组成热黑液置换蒸煮液的液比为1∶5.5～7，用碱量是绝干原料量(吨)的6～9％。
所述由碱液和热黑液组成热黑液置换蒸煮温度达到155℃，保温30～50分钟。
所述成浆后泵放是冷黑液在蒸球内同时进行置换洗浆的作用，直至蒸球内纸浆温度降到100℃；蒸球内压力保持0.65MPa。
本发明的优越性是：1、可得到高质量、高强度的稻麦草浆，利用本工艺方法制成的浆色浅，浆质均匀、硬度差小(高锰酸钾值＝0.5～0.8)，粗浆得率在44％～48％，浆的滤水性好(20～25°SR’)，湿重9～10g，浆的物理性能以麦草为例：抗张指数68.4～74.2N-m²/g，裂断长6.96～7.56km，耐破指数3.9～4.2kPa.m²/g，撕裂指数4.0～4.8N.m²/g。2、置换蒸煮的稻麦草浆黑液可以多次重复回用于制浆，从而有效地减少了排污，保护了环境，稻麦草置换蒸煮后的黑液：均可获得80～90℃的温度、残碱达到8～10g/l的黑液，经三十八次黑液回用蒸煮试验发现，蒸煮成浆未产生递加增色现象，黑液的浓度、残碱、固形物含量的积累和蒸浓缓慢，黑液清淡，无沉淀，无粘迹。
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
一种稻麦草浆置换蒸煮工艺，采用黑液置换蒸煮的制浆方法，以求在缓和的反应条件下，分层次地脱出聚戊糖、木素制成高质量、高强度的稻麦草浆，其依次包括以下几个步骤：
1、备料：麦草原料经常规的干法备料后，再将其进行湿法搓草洗涤处理，有效去除大部分影响滤水性能原料的叶、鞘、髓和泥土等杂质，大大降低了原料内的硅含量，湿法搓草洗涤后经斜螺旋分离脱水去除叶、鞘、髓，再进行螺旋挤压干度在35以上进入蒸球，原料处理有利于蒸煮、洗浆和碱回收。
2、温黑液置换蒸煮：将上述处理后的麦草原料经过脱水后放入间歇蒸煮的蒸球内，用事先加热至130℃温黑液置换出麦草原料中残留的湿法洗涤水后，并通过球外地列管加热器循环加热至100℃、补充绝干原料量(吨)的10～12％的碱、液比是1∶5.5～6.0、同时加热使得与加碱温黑液和原料的温度达到130℃，保温30～40分钟；此时，残留在原料中的大部分杂细胞(聚戊糖)和少量木素已被降解；
3、热黑液置换蒸煮：在上述温黑液置换蒸煮后，加入145～150℃温度的热黑液、在热黑液中补充绝干原料量(吨)的6～8％的碱、液比是1∶6.0～7、由碱液和黑液组成蒸煮液，从而将温黑液置换蒸煮的黑液置换出来，并将蒸煮液和原料加热到155℃且将其保温40～50分钟，此时原料中聚戊糖以及木素已被脱出，已经成浆；
4、成浆后冷黑液的置换洗涤和泵喷放：在上述蒸球内加入温度是80℃的冷黑液，将热黑液置换蒸煮产生的黑液置换出来，该冷黑液在蒸球内同时进行洗浆的作用，直至蒸球内纸浆温度降到100℃；关闭置换热黑液的出口，使蒸球内压力保持0.65MPa，此时将冷黑液与球内的浆用泵喷放出去，在球内压力降到接近于零时，打开连接球内的气阀继续泵；
上述的稻麦草置换蒸煮新工艺中所使用的间歇蒸煮蒸球可以是常用的蒸球，但为了方便操作可以在现有蒸球进料口下部增设一过滤网，并在过滤网和蒸汽管之间设一根连接管，蒸球球盖设一排气阀。
用本工艺方法置换出的温黑液和热黑液注入新鲜碱液加热升温为下一球置换蒸煮做好准备，可以多次重复使用，但蒸煮后的黑液要保持一定的残碱(游离碱)，多次重复使用的次数由现场条件决定。同样，冷黑液在保温条件下，也可以多次重复置换和洗涤。正如前面所述，黑液的残碱量优选为8-10克/升。但该量也可以根据实际生产情况，通过调整用碱量来调节由于黑液残碱量的不足或过浓所造成的影响。这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。
实施例二
一种稻麦草浆置换蒸煮工艺，采用黑液置换蒸煮的制浆方法，以求在缓和的反应条件下，分层次地脱出聚戊糖、木素制成高质量、高强度的稻麦草浆，其依次包括以下几个步骤：
1、备料：稻草原料经常规的干法备料后，再将其进行湿法搓草洗涤处理，有效去除大部分影响滤水性能原料的叶、鞘、髓和泥土等杂质，大大降低了原料内的硅含量，湿法搓草洗涤后经斜螺旋分离脱水去除叶、鞘、髓，再进行螺旋挤压干度在35以上进入蒸球，原料处理有利于蒸煮、洗浆和碱回收。
2、温黑液置换蒸煮：将上述处理后的稻草原料经过脱水后放入间歇蒸煮的蒸球内，用事先加热至130℃温黑液置换出稻草原料中残留的湿法洗涤水后，并通过球外的列管加热器循环加热至100℃、补充绝干原料量(吨)的9～11％的碱、液比是1∶5.5～6.0、同时加热使得与加碱温黑液和原料的温度达到130℃以上，保温20～30分钟；此时，残留在原料中的大部分杂细胞(聚戊糖)和少量木素已被降解；
3、热黑液置换蒸煮：在上述温黑液置换蒸煮后，加入145～155℃温度的热黑液、在热黑液中补充绝干原料量(吨)的7～9％的碱、液比是1∶5.5～6.5、由碱液和黑液组成蒸煮液，从而将温黑液置换蒸煮的黑液置换出来，并将蒸煮液和原料加热到150℃且将其保温30～40分钟，此时原料中聚戊糖以及木素已被脱出，已经成浆；
4、成浆后冷黑液的置换洗涤和泵喷放：在上述蒸球内加入温度是80℃的冷黑液，将热黑液置换蒸煮产生的黑液置换出来，该冷黑液在蒸球内同时进行洗浆的作用，直至蒸球内纸浆温度降到100℃；关闭置换热黑液的出口，使蒸球内压力保持0.65MPa，此时将冷黑液与球内的浆用泵喷放出去，在球内压力降到接近于零时，打开连接球内的气阀继续泵；