CN100340715C

CN100340715C - 双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺

Info

Publication number: CN100340715C
Application number: CNB200410071936XA
Authority: CN
Inventors: 胡惠仁
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: CN1587502A

Abstract

本发明公开了一种双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，所述的制浆工艺主要由木片，水洗，汽蒸，热碱预处理，1#双螺旋挤压疏解机，1#反应仓，2#双螺旋挤压疏解机，2#反应仓，一段高浓磨，二段高浓磨，消潜池，筛选净化，浓缩机和成浆池工序组成，热碱预处理有利于风干木片的软化，制浆漂白药液分别注入两台双螺旋挤压疏解机中，木片原料在该机内得到充分的挤碾撕裂和良好的浸渍混合效果，成浆的质量与传统的碱性过氧化氢机械浆的质量相当。本发明的优点：简化工艺流程，设备投资和制浆节能分别节约50%和20%左右，降低了制浆用水量和废水处理负荷。本发明工艺适合用杨木，桦木等种阔叶木或阔叶木与针叶木混合的制浆原料，蔗渣原料生产碱性过氧化氢机械浆。

Description

双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺

技术领域

本发明涉及一种化学机械浆的制浆工艺，尤其涉及一种双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺。

背景技术

碱性过氧化氢机械浆，是以阔叶木为主要制浆原料，采用挤压疏解、浸渍和磨浆工艺而制成的一种化学机械浆。其制浆工艺是在漂白化学热磨机械浆制浆工艺的基础上发展起来的，它汇集了化学热磨机械浆和漂白化学热磨机械浆的制浆工艺和生产设备上的优点，而创立了“制浆和漂白合二为一，制浆的同时完成漂白过程”的制浆工艺，此制浆工艺过程即成为碱性过氧化氢机械浆制浆工艺的最大特点。它具有设备投资少、占地面积小、工艺流程紧凑，生产能耗低、纸浆得率高，制浆废水不含硫、不含氯，污染轻，治理容易，纸浆可用于配抄中、高档新闻纸，多种含机械浆涂布纸及未涂布印刷纸等各种品种纸张的优点。基于碱性过氧化氢机械浆浆制浆工艺的特点和诸多优点，碱性过氧化氢机械浆浆制浆工艺被誉为“90年代最具发展潜力”的制浆工艺，是当今世界先进的绿色环保工艺。

目前，我国现有生产碱性过氧化氢机械浆的制浆法为一段或二段挤压疏解制浆法，其中二段挤压疏解法的工艺流程，主要由木片洗涤，汽蒸，1#单螺旋挤压疏解机，1#浸渍器，1#反应仓，2#单螺旋挤压疏解机，2#浸渍器，2#反应仓，一段高浓磨，冲稀池，二段高浓磨，消潜池，筛选净化，浓缩机和成浆池工序组成，制浆漂白药液化学药品组成包括：NaOH，H₂O₂。制浆和漂白通过碱性过氧化氢溶液来完成。木片的撕裂、浸渍分别在单螺旋挤压疏解机和浸渍器中完成。单螺旋挤压疏解机通过调整其机内压缩比对木片进行挤压撕裂处理，使木片沿其纹理方向撕碎成细小碎片，使其在浸渍器中充分地吸入制浆漂白药液。由于木片的撕裂和浸渍效果将直接影响反应仓内的浆料化学反应程度和后续的磨浆质量，因此，单螺旋挤压疏解机是工艺流程中制浆的关键制浆设备。然而，现有的碱性过氧化氢机械浆制浆工艺流程因选用的单螺旋挤压疏解机处理达不到所要求的效果的缺陷，同时浸渍器因经常将制浆漂白药液带入反应仓，而存在由此导致反应仓内浆料浓度不稳定而影响后续磨浆段质量的缺点。

发明内容

本发明的目的，是通过提供由木片，水洗，汽蒸，热碱预处理，1#双螺旋挤压疏解机，1#反应仓，2#双螺旋挤压疏解机，2#反应仓，一段高浓磨，二段高浓磨，消潜池，筛选净化，浓缩机和成浆池工序而组成的一种双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，该工艺通过具有高效一次完成挤碾、撕裂，制浆漂白药液浸渍和高浓混合过程功效的1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机，将现有技术工艺流程中的由1#单螺旋挤压疏解机及1#浸渍器和2#单螺旋挤压疏解机及2#浸渍器完成的挤压疏解和浸渍工艺合二为一，使木片纤维物料在双螺旋挤压疏解机一机内所形成的高压挤碾撕裂区、低压药液浸渍区和高压药液混合挤碾撕裂区得于充分挤碾撕裂、浸渍处理，从而改进撕裂、浸渍效果，并在高压下强制木片纤维物料与制浆漂白药液混合，提高磨浆质量，进而解决上述背景技术中存在的缺陷。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆(APMP)工艺，其特征在于，所述的制浆工艺主要由木片，水洗，汽蒸，热碱预处理，1#双螺旋挤压疏解机，1#反应仓，2#双螺旋挤压疏解机，2#反应仓，一段高浓磨，二段高浓磨，消潜池，筛选净化，浓缩机和成浆池工序组成，所述的双螺旋挤压疏解机，其工作部分是由一对平行啮合且同向旋转的积木组合式两根螺旋辊和内装可衬套的剖分式壳体组成，壳体上设有液体或气体注入孔和用于提取挤出液体的过滤器，在两根螺旋辊上安置有两组正螺旋块和反向螺旋块，并由此两组正螺旋块和反向螺旋块分别组成对木片原料进行不同性能处理的第一处理段和第二处理段，第一处理段的工作区分为输送区和挤碾撕裂区，第二处理段的工作区分为浸渍区和高压混合区，制浆漂白药液从液体注入孔分别注入于1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机中，制浆漂白药液的组成包括NaOH，H₂O₂，Na₂SiO₃，DTPA，制浆工艺流程步骤为：

(1)、水洗木片，木片在水温40℃-60℃的水中洗涤，

(2)、汽蒸，汽蒸10-30min，使木片软化，

(3)、热碱预处理，用碱量1.0％-3.0％，对绝干木片重量，在温度70℃-100℃下，处理软化木片20-40min，

(4)、进入1#双螺旋挤压疏解机，热碱预处理后的软化木片进入1#双螺旋挤压疏解机中，并在1#双螺旋挤压疏解机中的第一处理段的挤碾撕裂区中进行挤碾撕裂处理，

(5)、进入1#反应仓，

(6)、进入2#双螺旋挤压疏解机和2#反应仓处理，处理过程同(4)、(5)，而后送入两段磨浆工段，磨浆后送进消潜池进行消潜处理，而后筛选净化，浓缩至成浆，

所述分别注入于1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机中的制浆漂白药液的化学药品用量为，

化学药品加入量对绝干木片重量％

1#双螺旋挤压疏解机：NaOH含量＞99％ 2.0-4.0

H₂O₂浓度27.5％ 1.0-3.0

Na₂SiO₃ 36Be，13℃ 1.5-3.50

DTPA 固含量＞20％ 0.1-0.3

2#双螺旋挤压疏解机：NaOH 含量＞99％ 1.0-3.0

H₂O₂ 浓度27.5％ 2.0-4.0

Na₂SiO₃ 36Be，13℃ 1.5-3.5

DTPA 固含量＞20％ 0.1-0.3。

所述的反应仓的反应条件：

反应时间，Min

1#反应仓：25-30

2#反应仓：50-60。

所述的高浓磨浆条件：

浓度，％打浆度，°SR

第一磨浆：20-30 20-30

第二磨浆：20-30 40-65。

本发明的制浆纤维原料，选用杨木木片原料。

本发明的有益效果和显著优点：

有益效果：与现有技术相比，本发明由于对风干木片采用热碱预处理，使其软化，因而显著提高后序段的挤压撕裂效果及最终成浆质量；

由于双螺旋挤压疏解机具有高效地一次完成挤碾撕裂、浸渍和高浓混合各工艺过程的功效，使挤压疏解和浸渍工艺合二为一，因此，不仅简化了制浆工艺流程，而且对木片的挤碾撕裂及浸渍作用具有显著效果，同时可灵活调节木片纤维原料的挤碾撕裂程度，可以实现木片纤维原料与制浆漂白药液的高浓混合；

由于可定量向双螺旋挤压疏解机内加药，因此能保证反应仓和磨浆机内浆料的浓度稳定性，从而保证磨浆质量。

显著优点：

本发明的制浆工艺，其设备投资费用比现有技术减少约50％左右，制浆节能约20％左右，因此降低生产成本。由于对木片纤维原料采用高浓处理，因而降低了制浆用水量和废水处理负荷，有利于环境保护。

附图说明

图1是现有技术的工艺流程示意图；

图2是本发明的工艺流程示意图；

图3是图2本发明工艺流程中的双螺旋挤压疏解机工作过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

实施例

选用杨木木片，作为制浆原料，参见图2，本发明的工艺流程，由木片水洗，汽蒸，热水或热碱预处理，1#双螺旋挤压疏解机，1#反应仓，2#双螺旋挤压疏解机，2#反应仓，一段高浓磨，二段高浓磨，消潜池，筛选净化，浓缩机和成浆池等工序组成，该流程将图1现有技术流程中的1#单螺旋挤压疏解机及1#浸渍器和2#单螺旋挤压疏解机及2#浸渍器由本发明的1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机替代，使流程中挤压疏解和浸渍工艺合二为一，由双螺旋挤压疏解机完成，在1#双螺旋挤压疏解机合2#双螺旋挤压疏解机中分别注入由NaOH、H₂O₂、Na₂SiO₃、DTPA(二乙烯三胺五醋酸)等化学药品组成的制浆漂白药液。

本发明工艺的条件：

(1)、水洗木片：木片在水温50℃的水中洗涤；

(2)、汽蒸：汽蒸10min；

(3)、热水或热碱预处理：温度80℃，时间20min，用碱量1.0％(对绝干木片重量)；

(4)、进入1#双螺旋挤压疏解机对纤维物料进行挤碾撕裂处理，并加入制浆漂白药液；

(5)进入1#反应仓；

(6)、纤维物料进入2#双螺旋挤压疏解机合2#反应器处理同(4)、(5)，经挤碾撕裂处理的和充分吸入制浆药液的纤维物料进入两段磨浆工段、磨浆后进消潜池进行消潜处理，而后筛选净化、浓缩至成浆。

在1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机中分别注入制浆漂白药液，其加入量为：

化学药品加入量，％(对绝干木片重量)

1#双螺旋挤压疏解机：NaOH(含量＞99％) 3.5

H₂O₂(浓度27.5％) 1.0

Na₂Sio₃(36Be，13℃) 1.5

DTPA(固含量20％) 0.1

2#双螺旋挤压疏解机：NaOH(含量＞99％) 2.0

H₂O₂(浓度27.5％) 3.0

Na₂Sio₃(36Be，13℃) 1.5

DTPA(固含量＞20％) 0.1

在流程***中，纤维物料分别出1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机进入1#反应仓和2#反应仓，在反应仓的反应条件是：

反应时间，Min

1#反应仓：25-30

2#反应仓 50-60

出2#反应仓，进一段和二段高浓磨浆机。高浓磨浆的条件是：

浓度，％打浆度，°SR

第一磨浆： 30 20-30

第二磨浆 20 40-65

所述的双螺旋挤压疏解机，该机的工作过程，如图3所示，经预浸后的软化木片1进双螺旋挤压疏解机，双螺旋挤压疏解机的工作部分是由一对平行啮合且同向旋转的积木组合式两根螺旋辊轴和内装可衬套的剖分式壳体组成，壳体上设有液体或气体注入孔和用于提取挤出液体的过滤器。在螺旋辊上，每组正螺旋块7和反向螺旋块8组成一个纤维物料处理段，可根据制浆的不同要求，选择安装若干不同处理段，以由第一处理段9和第二处理段10组称的两段处理段为例，软化后的木片1进入该机，在第一处理段9的输送区2，进入制浆过程，制浆过程中，在第一处理段9，在正螺旋块7正向推送和反向螺旋块8逆向推送作用下，木片纤维物料和反螺旋处逐渐积累、充满，形成高压区，此处称为挤碾撕裂区3，对纤维物料产生挤压揉搓作用，被挤压撕裂的纤维物料，由反螺旋棱上开的斜槽挤出，进入第二处理段10，当纤维物料体积开始膨胀时，正好吸入此处定量注入的制浆漂白药液，因此该区称为浸渍区4，然后进入第二处理段10的高压混合区5，纤维物料和药液在高压混合区5高压高浓下强制混合，同时被进一步揉搓和撕裂，经反螺旋上的斜槽排出，然后由此处6出料并输送至反应仓，双螺旋挤压疏解机工作时产生的摩擦热可用于制浆漂白反应。

采用本发明的制浆工艺，所制得的纸浆的质量指标：

打浆度：40-65°SR；裂断开≥4Km；撕裂指数≥3.8mN m²/g；白度≥78％ISO。

从上述的技术方案可知，由于本发明制浆工艺对风干木片采用热水或热碱预处理，使其软化，因此显著提高后序段的挤压撕裂效果及最终成浆质量；由于双螺旋挤压疏解机具有高效地一次完成挤碾撕裂、浸渍和高浓混合各工艺工程的功效，因此它将现有技术制浆流程中的挤压疏解和浸渍工艺合二为一，由双螺旋挤压疏解机完成，这不仅简化了制浆工艺流程，而且对木片的挤碾撕裂及浸渍作用具有显著效果，且可灵活调节纤维物料的挤碾撕裂程度，并且可以实现纤维物料与制浆漂白药液的高浓混合；由于可定量向双螺旋挤压疏解机内加药，因此能保证反应仓和磨浆机内浆料浓度的稳定性，因而提高制浆和漂白效果，保证磨浆质量。

与现有技术相比，本发明的设备投资费用减少约50％左右，制浆节能20％左右，因此，降低了制浆生产成本。

由于本发明制浆工艺对纤维物料采用高浓处理，因而降低了制浆用水量和废水处理负荷，这具有环境保护意义。

本发明制浆工艺适合用于杨木、桦木等阔叶木或阔叶木与针叶木的混合物，蔗渣等原料生产APMP纸浆。

Claims

1、一种双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，其特征在于，所述的制浆工艺主要由木片水洗，汽蒸，热碱预处理，1#双螺旋挤压疏解机，1#反应仓，2#双螺旋挤压疏解机，2#反应仓，一段高浓磨，二段高浓磨，消潜池，筛选净化，浓缩机和成浆池工序组成，所述的双螺旋挤压疏解机，其工作部分是由一对平行啮合且同向旋转的积木组合式两根螺旋辊和内装可衬套的剖分式壳体组成，壳体上设有液体或气体注入孔和用于提取挤出液体的过滤器，在两根螺旋辊上安置有两组正螺旋块和反向螺旋块，并由此两组正螺旋块和反向螺旋块分别组成对木片原料进行不同性能处理的第一处理段和第二处理段，第一处理段的工作区分为输送区和挤碾撕裂区，第二处理段的工作区分为浸渍区和高压混合区，制浆漂白药液从液体注入孔分别注入于1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机中，制浆漂白药液的组成包括NaOH，H₂O₂，Na₂SiO₃，DTPA，制浆工艺流程步骤为：

(1)、水洗木片，木片在水温40℃-60℃的水中洗涤，

(2)、汽蒸，汽蒸10-30min，使木片软化，

(5)、进入1#反应仓，

(6)、进入2#双螺旋挤压疏解机和2#反应仓处理，处理过程同(4)、(5)，而后送入两段磨浆工段，磨浆后送进消潜池进行消潜处理，而后筛选净化，浓缩至成浆。

2、根据权利要求1所述的双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，其特征在于，所述分别注入于1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机中的制浆漂白药液的化学药品用量为：

化学药品加入量绝干木片重量％

1#双螺旋挤压疏解机：

NaOH 含量＞99％ 2.0-4.0

H₂O₂ 浓度27.5％ 1.0-3.0

Na₂SiO₃ 36Be 13℃ 1.5-3.5

DTPA 固含量＞20％ 0.1-0.3

2#双螺旋挤压疏解机：

NaOH 含量＞99％ 1.0-3.0

H₂O₂ 浓度27.5％ 2.0-4.0

Na₂SiO₃ 36Be 13℃ 1.5-3.5

DTPA 固含量＞20％ 0.1-0.3。

3、根据权利要求1所述的双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，其特征在于，所述的反应仓的反应条件，

反应时间：Min

1#反应仓： 25-30

2#反应仓： 50-60。

4、根据权利要求1所述的双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，其特征在于，所述的高浓磨浆条件：

磨浆条件：浓度，％打浆度，°SR

第一磨浆： 20-30 20-30

第二磨浆： 20-30 40-65。

5、根据权利要求1所述的双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆工艺，其特征在于，所述的木片原料为杨木木片原料。