CN110512453B - 一种硬质纤维熟化系统及其制浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种硬质纤维熟化处理系统及其制浆方法，本发明的熟化处理系统，包括依次设置的原料储存装置、第一熟化装置、纤维分丝装置、磨浆装置和纸浆回收装置，还包括第二熟化装置，第一熟化装置设为内部具有容置空腔的四方体结构、且第一熟化装置的截面形状为上宽下窄的直角梯形，本发明设有两个熟化装置，方便对原料进行更好的熟化，便于后续的纤维分丝，同时通过延长熟化时间，可减少药液使用，从而达到环保的效果，本发明的制浆方法，包括储料、浸泡熟化、真空环境熟化、纤维分丝、挤压析出药水和收浆工艺，工艺简单，方便工业化生产，同时本发明的制浆方法采用浸泡的方式熟化，节约成本，对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别是涉及一种硬质纤维熟化系统及其制浆方法。
背景技术
我国造纸工业发展与国民经济及社会发展密切相关，经济的发展将为我国造纸工业发展提供强有力的支撑，但我国造纸工业也面临资源短缺和环保压力增大的问题。我国是世界最大的原生纸浆和废纸进口国，世界纤维原料的供应量和价格必将在相当程度上影响我国造纸工业的发展，因此，积极推进林纸一体化，提高国内废纸回收率和科学合理利用非木材纤维，是我国造纸工业发展面临的迫切任务。
油棕榈主要分布在南北纬37°的广袤地区，棕榈丝是油棕榈果榨油后的废弃物，具有原料相对集中、杂细胞较少、薄壁组织含量相对较少、纤维含量相对较高等特点，目前仅有少量用于生产本色包装纸和民用产品，棕榈丝主要当作垃圾处理，焚烧后当作肥料，这不仅浪费资源，而且对环境造成严重污染。因此，合理利用棕榈纤维资源进行造纸，不仅有助于解决我国造纸工业纤维原料短缺的问题，而且可以增加农民收入，充分利用资源，减少环境污染，促进工农业可持续发展。
但是油棕榈的束属于硬质纤维束，比如像甘蔗渣、木质淀粉渣等，其纤维束都属于硬质纤维束，但是现有的对硬质纤维束的制浆工艺，其中的熟化过程均是采用蒸煮工艺来实现纤维束的软化，而采用蒸煮工艺，导致制浆成本高昂，且产生的蒸煮废液，对环境和人的身体健康造成严重影响。
鉴于上述技术问题，有必要提供新的制浆工艺，来更好的解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种硬质纤维熟化系统及其制浆方法，其设计合理，熟化效果好，节约成本，对环境友好。
本发明采用的技术方案是：一种硬质纤维熟化处理系统，包括依次设置的原料储存装置、第一熟化装置、纤维分丝装置、磨浆装置和纸浆回收装置，还包括第二熟化装置，第二熟化装置设于第一熟化装置和纤维分丝装置之间，第一熟化装置设为内部具有容置空腔的四方体结构、且第一熟化装置的截面形状为上宽下窄的直角梯形。
对上述技术方案的进一步改进为，第一熟化装置连接有加药池，加药池设有机械搅拌装置和药液输送泵，加药池通过药液输送泵与第一熟化装置顶部连通。
对上述技术方案的进一步改进为，第一熟化装置内侧底部设有挡板，挡板呈倾斜设置，挡板与第一熟化装置的底面的夹角为5度-10度，挡板设置有若干个均匀分布的导液孔。
对上述技术方案的进一步改进为，第一熟化装置的底部设有药液流通管道，药液流通管道与加药池连通，经导液孔流出的药液可流入药液流通管道，并经药液流通管道流入加药池。
对上述技术方案的进一步改进为，第一熟化装置倾斜设置的侧边，倾斜角度设置为与底面的夹角为45度-55度。
对上述技术方案的进一步改进为，第二熟化装置设有抽真空装置；纤维分丝装置设有热磨机；加药池设有泥浆浓缩处理装置；磨浆装置设有药液回收池和析出液输送泵，药液回收池经析出液输送泵与加药池连通。
一种硬质纤维制浆方法，包含上述任一项所述的硬质纤维熟化处理系统，制浆过程包括以下步骤：
步骤1：储料，将硬质纤维束放置于原料储存装置备用；
步骤2：浸泡熟化，将步骤1中的硬质纤维束转移至第一熟化装置，并在第一熟化装置中添加药液，药液完全浸没硬质纤维束，通过药液隔绝空气，形成厌氧环境，通过硬质纤维束的自身发热，进行第一阶段熟化；
步骤3：真空环境熟化，将步骤2中的浸泡熟化的硬质纤维束转移至第二熟化装置中，第二熟化装置通过抽真空形成无氧环境，进行第二阶段熟化；
步骤4：纤维分丝，将步骤3中的硬质纤维束转移至纤维分丝装置，进行纤维分丝；
步骤5：挤压析出药水，将步骤4中的纤维丝转移至磨浆装置，通过挤压和静置，析出纤维丝中残留的药水；
步骤6：收浆，收集步骤5中的纤维丝回收纸浆待用。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤2中所加的药液重量浓度为8％-20％，以水溶液的质量计，药剂为1％-2％的H2O2、5％-8％的NaOH、0.5％-2％的Na2SO3、0.5％-1％MgSO4和1％-1.5％EDTA的混合溶剂。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤2中的浸泡熟化时间为2-5天；步骤3中的真空环境熟化时间为13-20天。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤3中的真空环境熟化需做遮光处理。
本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的硬质纤维熟化处理系统，包括依次设置的原料储存装置、第一熟化装置、纤维分丝装置、磨浆装置和纸浆回收装置，还包括第二熟化装置，第二熟化装置设于第一熟化装置和纤维分丝装置之间，第一熟化装置设为内部具有容置空腔的四方体结构、且第一熟化装置的截面形状为上宽下窄的直角梯形，本发明的设计合理，通过设置两个熟化装置，方便对原料进行更好的熟化，从而更好的软化原料，便于后续的纤维分丝，同时通过设置两个熟化装置，可以通过延长熟化时间，减少药液使用，从而达到环保的作用。
2、本发明提供的硬质纤维制浆方法，其采用浸泡的工艺对原料进行熟化，熟化工艺简单，与传统的蒸煮工艺相比，制浆成本低，且没有蒸煮废液，对环境友好。
附图说明
图1为本发明的流程框图；
附图标记说明：1.原料储存装置、2.第一熟化装置、3.第二熟化装置、4.纤维分丝装置、5.磨浆装置、6.纸浆回收装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1本发明所述的硬质纤维熟化处理系统，包括依次设置的原料储存装置1、第一熟化装置2、纤维分丝装置4、磨浆装置5和纸浆回收装置6，还包括第二熟化装置3，第二熟化装置3设于第一熟化装置2和纤维分丝装置4之间，第一熟化装置2设为内部具有容置空腔的四方体结构、且第一熟化装置2的截面形状为上宽下窄的直角梯形，通过设置两个熟化装置，方便对原料进行更好的熟化，从而更好的软化原料，便于后续的纤维分丝，同时通过设置两个熟化装置，可以通过延长熟化时间，减少药液使用，从而达到环保的作用。
第一熟化装置2连接有加药池，加药池设有机械搅拌装置和药液输送泵，加药池通过药液输送泵与第一熟化装置2顶部连通，这样的设置，加药方便。
第一熟化装置2内侧底部设有挡板，挡板呈倾斜设置，挡板与第一熟化装置2的底面的夹角为5度-10度，挡板设置有若干个均匀分布的导液孔，这样的设置，在浸泡原料的时候，药液从第一熟化装置2的顶部加入并浸没原料，药液慢慢的从上层原料渗入下层原料，并经挡板的导液孔流出，通过设置倾斜的挡板，便于对从原料底层渗出的药液进行导流。
第一熟化装置2的底部设有药液流通管道，药液流通管道与加药池连通，经导液孔流出的药液可流入药液流通管道，并经药液流通管道流入加药池，这样的设置，可以将从导流孔流出的药液收集至加药池，进行重复利用，可有效降低加药液的成本，进而降低制浆成本。
第一熟化装置2的倾斜设置的侧边，倾斜角度设置为与底面的夹角为45度-55度，这样的设置，在将原料转移的时候，可以通过铲车沿倾斜的第一熟化装置2侧边将原料送入和送出，进料和出料比较方便。
第二熟化装置3设有抽真空装置，这样的设置，可以让原料进一步在无氧环境进行熟化，进一步增加熟化效果，同时也减少在第一熟化装置2熟化的时间，进而缩短整体工艺时间；纤维分丝装置4设有热磨机，通过热磨机的热气和摩擦力，将熟化后的长纤维丝吹蓬松并磨成短纤维丝，此外，将纤维分丝工艺设置于两次熟化工艺之后，熟化之后的原料硬度有效降低并变软，便于经热磨机分丝，且不会对热磨机造成大的损伤，较于传统的不熟化或熟化不彻底进行热磨分丝，本发明的工艺设置，不会损伤热磨机，可有效提升热磨机的使用寿命，进而节约制浆成本；加药池设有泥浆浓缩处理装置，这样的设置，主要是在多次的原料浸泡过程中，可能会有一些泥浆随药液流入加药池，当泥浆沉积到一定量时，可经泥浆浓缩处理装置进行处理，处理的泥浆可以用作肥料等，变废为宝；磨浆装置5设有药液回收池和析出液输送泵，药液回收池经析出液输送泵与加药池连通，可以回收利用药液，进而降低药液使用量，从而降低纸浆成本。
一种硬质纤维制浆方法，包含上述任一项所述的硬质纤维熟化处理系统，制浆过程包括以下步骤：
步骤1：储料，将硬质纤维束放置于原料储存装置1备用；
步骤2：浸泡熟化，将步骤1中的硬质纤维束转移至第一熟化装置2，并在第一熟化装置2中添加药液，药液完全浸没硬质纤维束，通过药液隔绝空气，形成厌氧环境，通过硬质纤维束的自身发热，进行第一阶段熟化；
步骤3：真空环境熟化，将步骤2中的浸泡熟化的硬质纤维束转移至第二熟化装置3中，第二熟化装置通过抽真空形成无氧环境，进行进一步的熟化；
步骤4：纤维分丝，将步骤3中的硬质纤维束转移至纤维分丝装置4，通过热磨机进行纤维分丝；
步骤5：挤压析出药水，将步骤4中的纤维丝转移至磨浆装置5，通过挤压和静置，析出纤维丝中残留的药水；
步骤6：收浆，收集步骤5中的纤维丝回收纸浆待用；
经上述工艺制备的纸浆，与传统的其它工艺制备的纸浆相比，其硬度更高，因而可以减少后续造纸淀粉的添加量，可有效节约造纸成本，如果是用于制造原生纸，可直接采用本工艺制备的纸浆，如果是制备一些高级卫生纸，可适当漂白后造纸，且本工艺制备的纸浆，水分含量少，便于运输。
步骤2中所加的药液重量浓度为8％-20％，以水溶液的质量计，药剂为1％-2％的H2O2、5％-8％的NaOH、0.5％-2％的Na2SO3、0.5％-1％MgSO4和1％-1.5％EDTA的混合溶剂，采用前述的混合药剂，熟化效果好，其中的碱液可以与其它组分复配，可以促进原料的自发热，进而促进熟化过程，提升熟化效果。
步骤2中的浸泡熟化时间为3天，经过3天的熟化过程，药液可以完全送原料底层渗出，完成对所有原料的熟化，是熟化效果更好，为了增加熟化效果，可在药剂慢慢减少的过程中，持续添加药剂；步骤3中的真空环境熟化时间为15天，这样的设置，通过一定时间的熟化后，熟化效果更好。
步骤3中的真空环境熟化需做遮光处理，光照会让药液挥发，一方面浪费药液，另一方面影响熟化效果。
此外，需要说明的是，本发明中的硬质纤维束的熟化系统及其制浆方法，除上述提到的油棕榈纤维束、甘蔗渣和木质淀粉渣，也同样适用于其它硬质纤维的熟化及其制浆。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种硬质纤维熟化处理系统，包括依次设置的原料储存装置、第一熟化装置、纤维分丝装置、磨浆装置和纸浆回收装置，其特征在于，还包括第二熟化装置，第二熟化装置设于第一熟化装置和纤维分丝装置之间，第一熟化装置设为内部具有容置空腔的四方体结构、且第一熟化装置的截面形状为上宽下窄的直角梯形；第一熟化装置连接有加药池，加药池设有机械搅拌装置和药液输送泵，加药池通过药液输送泵与第一熟化装置顶部连通；第二熟化装置设有抽真空装置；纤维分丝装置设有热磨机；加药池设有泥浆浓缩处理装置；磨浆装置设有药液回收池和析出液输送泵，药液回收池经析出液输送泵与加药池连通；第一熟化装置内侧底部设有挡板，挡板呈倾斜设置，挡板与第一熟化装置的底面的夹角为5度-10度，挡板设置有若干个均匀分布的导液孔。
2.根据权利要求1所述的一种硬质纤维熟化处理系统，其特征在于，第一熟化装置的底部设有药液流通管道，药液流通管道与加药池连通，经导液孔流出的药液流入药液流通管道，并经药液流通管道流入加药池。
3.根据权利要求1所述的一种硬质纤维熟化处理系统，其特征在于，第一熟化装置具有倾斜设置的侧边，倾斜角度设置为与底面的夹角为45度-55度。
4.一种硬质纤维制浆方法，其特征在于，包含权利要求1-3任一项所述的硬质纤维熟化处理系统，制浆过程包括以下步骤：
步骤1：储料，将硬质纤维束放置于原料储存装置备用；
步骤2：浸泡熟化，将步骤1中的硬质纤维束转移至第一熟化装置，并在第一熟化装置中添加药液，药液完全浸没硬质纤维束，通过药液隔绝空气，形成厌氧环境，通过硬质纤维束的自身发热，进行第一阶段熟化；
步骤3：真空环境熟化，将步骤2中的浸泡熟化的硬质纤维束转移至第二熟化装置中，第二熟化装置通过抽真空形成无氧环境，进行第二阶段熟化；
步骤4：纤维分丝，将步骤3中的硬质纤维束转移至纤维分丝装置，进行纤维分丝；
步骤5：挤压析出药水，将步骤4中经纤维分丝装置处理过的纤维丝转移至磨浆装置，通过挤压和静置，析出纤维丝中残留的药水；
步骤6：收浆，收集步骤5中的析出残留的药水的纤维丝回收纸浆待用。
5.根据权利要求4所述的一种硬质纤维制浆方法，其特征在于，步骤2中所加的药液重量浓度为8%-20%，以水溶液的质量计，药剂为1%-2%的H2O2、5%-8%的NaOH、0.5%-2%的Na2SO3、0.5%-1%MgSO4和1%-1.5%EDTA的混合溶剂。
6.根据权利要求4所述的一种硬质纤维制浆方法，其特征在于，步骤2中的浸泡熟化时间为2-5天；步骤3中的真空环境熟化时间为13-20天。
7.根据权利要求4所述的一种硬质纤维制浆方法，其特征在于，步骤3中的真空环境熟化需做遮光处理。
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| CN110512453A (zh) | 2019-11-29 |
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Inventor after: Yue Hengxiang Inventor before: Yue Hengxiang Inventor before: Mo Huahan |