CN107237193B

CN107237193B - 一种利用螺杆机挤出废纸制浆的方法

Info

Publication number: CN107237193B
Application number: CN201710589083.6A
Authority: CN
Inventors: 陈庆; 曾军堂; 陈兵
Original assignee: Haian Jin Xin Paper Co Ltd
Current assignee: Hai'an County Jinxin Paper Co ltd
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2019-02-22
Anticipated expiration: 2037-07-19
Also published as: CN107237193A

Abstract

本发明涉及废纸回收领域，具体公开了一种利用螺杆机挤出废纸制浆的方法。通过将废纸与水、助剂等浸泡后送入螺杆机，螺杆机的前端螺纹为输送螺纹，且螺纹面布满锥形刺，在旋转输送过程中将废纸连续撕裂，其中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂等由螺杆机的上部连续分离出，填料、金属等杂质由螺杆机下部设置的沉降池回收；在螺杆机后端，螺纹设置为压缩螺纹，随着输送纸浆被压缩过滤、高温热分散，得到废纸纸浆品质高、白度高。其中，所有分离、压滤出的液体回收重复使用，大幅降低废水的产生。其显著的特点实现了规模化、封闭化、连续化、稳定化生产废纸浆料。

Description

一种利用螺杆机挤出废纸制浆的方法

技术领域

本发明涉及废纸回收领域，具体涉及一种利用螺杆机挤出废纸制浆的方法。

背景技术

废纸是重要的可再生资源，目前我国造纸工业正面临原料短缺、能源紧张和污染严重等三大主要问题，废纸的回收利用为解决我国造纸工业面临的三大主要问题提供了有效途径。具有关资料介绍，回收利用废纸与采用原生资源相比，可节约用水50%，节约能源60%到70%。如果利用木材原料，需4 m³到5 m³原木生产1吨化学浆，而利用废纸原料，1.25吨废纸就可生产1吨再生纸浆，不需蒸煮化学品或减少了化学药品用量，从而可减少大气污染60%到70%，生化耗氧量减少40%，污水中悬浮物减少25%，且回收利用废纸可大大减少项目投资，降低运行成本，提高经济效益和竞争能力。

近年来，全世界各国都高度关注废纸资源的回收和利用，废纸的回收率和利用率逐年快速增长，处理废纸的方法和技术也在快速的改进和完善。2005年全世界的废纸利用量和利用率分别为16490万吨和54.4%，预计到2025年的废纸利用量和利用率将分别达到28780万吨和64.1%。我国的废纸利用量也在迅速上升。2012年我国废纸浆的用量是2220万吨，占造纸用浆总量的47%，预计到2020年，废纸浆用量的比重将超过55%。

虽然废纸回收利用的技术已经成熟，但是在废纸回收利用中仍然有很多问题需要我们去解决。由于纤维的二次回用，纤维的强度、结合能力下降、滤水性能不佳，都给纸机的运行和成品质量造成很大的影响；同时在废纸的回收过程中，杂质和胶粘物的存在也给生产和产品质量带来较多的麻烦。

专利CN201310504684.4公布了一种利用ClO₂处理高湿强度废纸的制浆工艺，虽然从一定程度改善了高湿强度废纸的制浆性能，提高了纤维资源的利用率，但并未从根本上解决高湿强度废纸纤维疏解分解效果差、纤维回收利用率低的问题，而且ClO₂会增加排放污水中氯仿、四氯乙烷等可吸附有机卤化物的负荷。

专利CN201610070083.0和CN201610070422.5分别公布了一种湿强废纸化学机械制浆方法和湿强废纸回收利用制浆***，解决了在中性或碱性条件下再制浆过程中，大部分湿强树脂未被氧化的问题，但是制浆工艺太复杂、设备价格太昂贵，且效率不高、对纤维有害的缺点。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其显著的特点是可规模化、封闭化、稳定化生产废纸浆料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，制浆过程包括以下步骤：

（1）将废纸、水、复合酶、化学助剂加入到混料机中，调节pH值为5~10，边加热边搅拌，加热至45~65℃，恒温10~20min，得到混合浆料；

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机加料口中，在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为70~100rpm，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；填料、金属等杂质由螺杆机底部回收；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为50~80rpm，将纸浆进行压缩过滤、高温热分散，得到高浓度的废纸浆；所述的旋转输送设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接有锥形刺，在旋转输送过程中将废纸连续撕裂；所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用。

上述方案中，所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比大于120:1；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为5~20:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为40~80:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂等；从螺杆挤出机入料口低端处开始，在长径比为50~100:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属等杂质。

上述方案中，所述的螺杆机内至少有一组串联设置的加热冷凝装置，所述的加热冷凝装置的数量不超过螺杆挤出机组上的空气通风口的数量。

上述方案中，所述的复合酶为纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶、木聚糖酶的组合，添加量为废纸重量的0.05~1%。

上述方案中，所述的复合酶按重量组成，纤维素酶12~35%、淀粉酶10~25%、脂肪酶15~43%、木聚糖酶20~44%。

上述方案中，所述的复合酶的活性为，纤维素酶1500~2000U/g、淀粉酶3000~4000U/g、脂肪酶90000~100000U/g、木聚糖酶40000~60000U/g。

上述方案中，所述的化学助剂为聚醚、表面活性剂、丙二醇、氧化剂的组合物，添加量为废纸重量的0.03~2%。

上述方案中，所述的化学助剂按重量组成，聚醚10~20%、表面活性剂35~50%、10-20%丙二醇、10~25%氧化剂。

上述方案中，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种。

上述方案中，所述的氧化剂包括双氧水。

一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，通过将废纸与水、助剂等浸泡后送入螺杆机，螺杆机的前端螺纹为输送螺纹，且螺纹面布满锥形刺，在旋转输送过程中将废纸连续撕裂，其中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂等由螺杆机的上部连续分离出，填料、金属等杂质由螺杆机下部设置的沉降池回收；在螺杆机后端，螺纹设置为压缩螺纹，随着输送纸浆被压缩过滤、高温热分散，得到高浓度废纸纸浆，纸浆品质高、白度高。其显著的特点实现了规模化、封闭化、连续化、稳定化生产废纸浆料。其中，螺杆机顶部分离的油墨、胶黏助分层分离、底部沉降的填料金属、杂质等沉淀分离，所有分离、压滤出的液体回收重复使用，大幅降低废水的产生。

本发明的有益效果是：

（1）螺杆机的连续撕裂分散及高速挤出，削弱了废纸纤维之间的机械力作用，削弱了纸纤维自身的自交联以及胶黏助剂与纤维之间共交联作用，有利于废纸原料中杂质、油墨、胶黏助剂的去除，提高了机械力造纸浆的效率，降低了能耗。

（2）通过复合酶和化学助剂的浸渍作用，使得废纸中油墨和胶黏助剂易于分离去除，且起到了对废纸浆的漂白净化作用；

（3）本发明改善了废纸制浆的工艺，提高了废纸浆中纤维的再利用性能，提高了纤维的回收利用率，不但提高了废纸造纸浆的效率，提升了废纸浆品质，而且大幅降低废水的产生，得到质量浓度为30~35%的高浓度纸浆，解决了困扰我国造纸工业发展中的资源和环境问题。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

（1）将10kg废纸、过量的水、0.05kg的复合酶、0.1kg的化学助剂加入到混料机中，调节pH值为8，边加热边搅拌，加热至45~65℃，恒温10min，得到混合浆料；

所述的复合酶按重量组成，纤维素酶30%、淀粉酶25%、脂肪酶25%、木聚糖酶20%。

所述的化学助剂按重量组成，聚醚15%、十二烷基苯磺酸钠50%、10%丙二醇、25%氧化剂。

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机加料口中，所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比为150:1；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为10:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为40:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂等；从螺杆挤出机入料口低端处开始，在长径比为80:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属等杂质。在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为70rpm，所述的旋转输送设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接有锥形刺，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为50rpm，所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用，得到高浓度的废纸浆。

实施例得到的废纸浆，浆渣少，脱墨效果显著，白度达到82.5%ISO，纸浆浓度为30%。

实施例2

（1）将10kg废纸、过量的水、0.02kg的复合酶、0.1kg的化学助剂加入到混料机中，调节pH值为10，边加热边搅拌，加热至45~65℃，恒温15min，得到混合浆料；

所述的复合酶按重量组成，纤维素酶20%、淀粉酶20%、脂肪酶30%、木聚糖酶30%。

所述的化学助剂按重量组成，聚醚20%、六偏磷酸钠35%、20%丙二醇、25%双氧水。

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机加料口中，所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比为130:1；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为20:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为80:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂等；从螺杆挤出机入料口低端处开始，在长径比为100:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属等杂质。在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为100rpm，所述的旋转输送设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接有锥形刺，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为80rpm，所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用，得到高浓度的废纸浆。

实施例得到的废纸浆，浆渣少，脱墨效果显著，白度达到80.5%ISO，纸浆浓度为35%。

实施例3

（1）将10kg废纸、过量的水、0.03kg的复合酶、0.15kg的化学助剂加入到混料机中，调节pH值为7，边加热边搅拌，加热至45~65℃，恒温20min，得到混合浆料；

所述的复合酶按重量组成，纤维素酶35%、淀粉酶10%、脂肪酶25%、木聚糖酶30%。

所述的化学助剂按重量组成，聚醚20%、三聚磷酸钠50%、10%丙二醇、15%双氧水。

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机加料口中，所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比为135:1；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为20:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为50:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂等；从螺杆挤出机入料口低端处开始，在长径比为100:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属等杂质。在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为80rpm，所述的旋转输送设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接有锥形刺，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为80rpm，所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用，得到高浓度的废纸浆。

实施例得到的废纸浆，浆渣少，脱墨效果显著，白度达到82%ISO，纸浆浓度为30%。

实施例4

（1）将10kg废纸、过量的水、0.05kg的复合酶、0.1kg的化学助剂加入到混料机中，调节pH值为10，边加热边搅拌，加热至45~65℃，恒温20min，得到混合浆料；

所述的复合酶按重量组成，纤维素酶15%、淀粉酶20%、脂肪酶25%、木聚糖酶40%。

所述的化学助剂按重量组成，聚醚20%、六偏磷酸钠40%、10%丙二醇、30%双氧水。

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机加料口中，所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比为140:1；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为15:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为60:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂等；从螺杆挤出机入料口低端处开始，在长径比为50~100:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属等杂质。在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为70rpm，所述的旋转输送设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接锥形刺，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为50rpm，所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用，得到高浓度的废纸浆。

实施例得到的废纸浆，浆渣少，脱墨效果显著，白度达到83%ISO，纸浆浓度为35%。

实施例5

（1）将10kg废纸、过量的水、0.05kg的复合酶、0.1kg的化学助剂加入到混料机中，调节pH值为5，边加热边搅拌，加热至45~65℃，恒温20min，得到混合浆料；

所述的复合酶按重量组成，纤维素酶35%、淀粉酶25%、脂肪酶15%、木聚糖酶25%。

所述的化学助剂按重量组成，聚醚20%、表面活性剂35%、20%丙二醇、25%双氧水。

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机加料口中，所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比为160:1；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为20:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为80:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂等；从螺杆挤出机入料口低端处开始，在长径比为100:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属等杂质。在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为100rpm，所述的旋转输送设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接有锥形刺，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为50rpm，所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用，得到高浓度的废纸浆。

实施例得到的废纸浆，浆渣少，脱墨效果显著，白度达到84.2%ISO，纸浆浓度为30%。

Claims

1.一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，制浆过程包括以下步骤：

（2）将步骤（1）得到的浆料泵入螺杆机入料口中，在螺杆机入料口处设置旋转输送力场，设置温度为50~70℃，转速为70~100rpm，在旋转输送过程将浆料中的填料、油墨、胶黏助剂、金属杂质与纤维分离，油墨、胶黏助剂在螺杆机的顶部连续分离出；填料、金属杂质由螺杆机底部回收；在螺杆机的出料口设置旋转压缩力场，设置温度为70~85℃，转速为50~80rpm，将纸浆进行压缩过滤、高温热分散，得到高浓度的废纸浆；所述的旋转输送力场设置为输送螺纹，输送螺纹表面焊接有锥形刺，在旋转输送过程中将废纸连续撕裂；所述的旋转压缩力场设置为压缩螺纹，起压缩过滤、高温热分散纸浆的作用；

所述的螺杆机为单螺杆挤出机，螺杆长径比大于120:1；从单螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为5~20:1的位置处间隔至少设置一个空气通风口；从单螺杆挤出机入料口顶端处开始，在长径比为40~80:1的位置处设置一个液体物质回收口，用以回收油墨、胶黏助剂；从单螺杆挤出机入料口底端处开始，在长径比为50~100:1的位置处设置一个沉降池，所述的沉降池用于回收填料、金属杂质。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的螺杆机内至少有一组串联设置的加热冷凝装置，所述的加热冷凝装置的数量不超过单螺杆挤出机组上的空气通风口的数量。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的复合酶为纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶、木聚糖酶的组合，添加量为废纸重量的0.05~1%。

4.根据权利要求3所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的复合酶按重量组成，纤维素酶12~35%、淀粉酶10~25%、脂肪酶15~43%、木聚糖酶20~44%。

5.根据权利要求3所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的复合酶的活性为，纤维素酶1500~2000U/g、淀粉酶3000~4000U/g、脂肪酶90000~100000U/g、木聚糖酶40000~60000U/g。

6.根据权利要求1所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的化学助剂为聚醚、表面活性剂、丙二醇、氧化剂的组合物，添加量为废纸重量的0.03~2%。

7.根据权利要求6所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的化学助剂按重量组成，聚醚10~20%、表面活性剂35~50%、10-20%丙二醇、10~25%氧化剂。

8.根据权利要求7所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种。

9.根据权利要求7所述的一种螺杆机挤出废纸制浆的方法，其特征在于：所述的氧化剂包括双氧水。