CN100494566C - 生化催解清洁制浆剂及其应用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生化催解清洁制浆剂及其应用工艺。该生化催解清洁制浆剂由下述原料制成：淀粉酶、漆酶、羟基苯三唑、氯化钙SL-1制浆蒸煮助剂，碳酸钠和水，该生化催解制浆剂的应用工艺依序是：1.原料切断、揉搓除尘除杂；2.湿法备料；3.浸泡脱除木素胶体；4.挤浆置换分离，浸泡残液过滤回收回用；5.粗磨疏解分丝；6.筛浆除杂净化；7.洗浆；8.精磨浆；9.漂浆；10.洗漂浆；11.工艺过程水逐级处理循环回用；本发明最主要的特点是常温常压浸泡原料制浆。残液不排放循环回用，不污染环境。节能节水，纸浆为漂白浆，投资节省，大小规模都易于实现产业化，工艺设备皆为通用设备。两次中试生产验证了本发明技术的可实施性及效益。

Description

生化催解清洁制浆剂及其应用工艺

技术领域：

本发明涉及一种催解剂及其应用工艺。具体来说是一种用于工业造纸的生化催解制浆剂及其应用工艺。生产中不排放制浆污染黑液，实现清洁生产。

背景技术：

在我国造纸制浆以非木材纤维原料为主，木材相对匮乏，非木材纤维原料丰富，价格低廉，有着明显地经济优势，其主要生产工艺有烧碱法，硫酸盐法、氨法等，其中以烧碱法为主，占到制浆生产的60％。

现有碱法制浆技术的致命缺陷，就是产生大量含碱化有机物的黑液，严重污染环境，治理非常困难。目前比较成熟的治理办法是碱回收法，该技术在木浆生产中效果还好，对非木材纤维原料制浆黑液处理还是难以彻底解决污染问题，而且一次性投资巨大，运行成本高，一般企业难以接受，为此全国关停70％的造纸厂，有7000家之多。

发明内容：

本发明的作用是解决现有造纸制浆技术的严重污染环境问题。提供一种生化催解清洁制浆剂及其应用工艺，节能、节水、节约原料，既清洁生产又增加生产效益。

本发明的内容是发明配制一种生化催解制浆剂，采用与其相应的生产工艺，加工制浆原料实现清洁生产。

本发明通过如下技术方案来实现。

本发明生化催解清洁制浆剂的原料配方是(重量百分比)：

淀粉酶               0.5-5‰

漆酶                 0.5-5‰

羟基苯三唑           1-10‰

氯化钙               0.5-10‰

SL-造纸蒸煮助剂      0.5-20‰

十二烷基磺酸钠       0.5-20‰

碳酸钠0.5-5％

余量为水。

配方中的淀粉酶、漆酶是诺维信(中国)投资公司生产，并提供供货运输服务。

羟基苯三唑是中间介体，使得酶制剂得以氧化制浆原料中木素单元的醚键、酚键，使木素高分子链裂解，脱除木素。而不与纤维高分子的苷键反应，保护纤维不被降解。酶本身又被还原，起到催解作用，理论上又不被消耗，实现催解制浆剂循环回用而不排放。十二烷基磺酸钠是表面活性剂，增加浸润速度和深度，氯化钙是增加酶制剂活性的增效剂，SL-1造纸蒸煮助剂，增效氧化木素醚键，减少酶剂用量，反应中自身又被还原，碳酸钠提高催解剂的PH值，是木素醚键裂解的必要条件。

本发明的生化催解清洁制浆剂的配制生产方法是：

将上述除酶制剂外的原料按比例加入反应釜中，搅拌30分钟，静置2小时再搅拌30分钟，静置4-6小时后，滤除杂质沉淀物之后加热至65℃加入酶制剂，搅拌1.5小时，这种生化催解清洁制浆剂配制完成。该液本无毒、无臭、无腐蚀性。

本发明生化催解清洁制浆剂的应用工艺流程是：

实施生产工艺如下：以麦草制浆为例

1、麦草切断、揉搓除杂

麦草送入切断揉搓机，切断长2.5-4cm，经机内动定磨片搓揉麦草成3mm宽4cm长的麦草片，带茎很少的麦草秸节麦穗、麦粒、沙杂被风选分出。

2、湿法备料

在切制好的麦草丝片原料中，加入挤浆置换工序分离出的浸泡残液，其加入量为麦草重量的3-5％，经湿法备料机搅拌输送至浸泡工序，湿法备料处理后，麦草已被浸泡液均匀潮湿表面，减少麦草表面气体吸附，在浸泡机中增大加料液比，提高浸泡生产效率。

3、浸泡机浸泡湿法备料的麦草脱除木素胶体

湿法备料的麦草输入到浸泡机中浸泡，常压下浸泡温度为25-60℃，在机内搅拌器(或绞龙输送机)作用下赶走气泡，充分浸泡麦草。浸泡液为本生化催解制浆剂，浸泡液比>10％，(麦草绝干计算)，浸泡生产时间在5-8小时，取检后完成本工序，浸泡的草形浆硬度值检测合格(高锰酸钾值)。液比10％时有35％浸泡液自然沥出。

4、挤浆分离，置换挤浆，浸泡残液回收回用

浸泡合格的草形浆导入第一道挤浆机分离，分离出的草浆浓度为35％左右，加水一倍并搅拌送入第二道挤浆机，挤出液分离达到回收残液65-70％的目的。残液经过微孔过滤机等机械过滤设备、滤出直径大于20μm以上的颗粒，其中多为木素呈现胶状物木素的胶体。过滤后的生化催解制浆剂残液浸泡麦草脱除木素循环回用性能依然。

5、粗磨、琉解分丝

经挤浆机挤干的浆中仍含有30％的浸泡液，将该浆浓度稀释至5-8％送入高浓度磨浆机粗磨完成疏解分丝。

6、筛浆除杂净化

粗磨后的草浆经压力筛等筛分设备除去草浆中的残留麦粒、麦穗和未浸泡好的生草等，又经除渣器将其中砂石土等残渣分离出去。

7、洗浆

上述已完成净化的浆采用常规的洗浆设备(洗鼓、水平带洗浆机，真空洗浆机等)完成洗浆。

8、磨浆

洗净浆在盘磨上精磨达到用浆标准，并浓缩处理

9、漂浆、洗浆

浓缩后的浆，使用与碱法制浆法同样的工艺设备进行漂白，漂白完成后洗浆除去残漂剂。

10、净化、除渣、浓缩制成品漂白浆

以上工序使用设备及工艺过程大多与碱法生产线上的通用，工人操作也无变化，只是浸泡工序在浸泡机上进行，无需高压高温蒸气蒸煮设备，在抄造纸时本产品浆亦无特别操作。

11、各工艺过程水逐级处理循环回用

a.洗浆水处理(第一道洗浆水、漂浆洗浆水)该水在管道中被加入复合絮凝剂快速絮凝，经二级金属丝网、烧结网过滤器过滤后的洗浆水中颗粒直径不大于5μm，COD值不大于400mg/L，已经达到循环回用生产净化程度，水处理费用为0.24-0.28元/m³。如需进一步净化还可进入超滤膜设备处理，水质终可达到纯挣水标准。浓缩终水1％送终水处理。

b、工序中的浓缩分离水处理

处理过程与上述基本相同，水处理成本在0.34-0.38元/m³，过滤处理后的清水回送到清水池，或直接至稀释用水。

生产全过程中，顾及经济成本及排放达标，用水12-18m³/吨干浆，目的是排出循环过程中的盐量。

若需强制不排放，系统设计还有海水淡化膜浓缩，喷雾烘干，取出固状盐，净化水回用。只是成本过高近60-80元/吨干浆，由于本技术生产成本吨干浆下降700-1000元，乃具有实施性。

调整本发明配方比例和药剂品种及工艺过程可得到硬度10.5(高锰酸钾值)漂前浆，当然硬度越低，成本越高，生产中硬度指标可控。

应用本技术制得的漂白纸浆白度≥73％ISO，叩解度打浆与碱性制浆工艺无异，纤维长度，强度高于碱法制浆工艺产品。

应用本技术制得漂白浆在生产线抄造成48g/m²书写纸达到国家QB1211-91QB12654-90标准，(B级)检测数值如下：

 

定量	48g/m<sup>2</sup>
		白度	83％
裂断长	纵/横4.32/2.62平均3.45KM

 

耐折度	8次以上
		施胶度	0.75mm
水份	6.2％
		灰份	11.5％

本发明的有益效果是：

1、常温浸泡制浆、残液经机械过滤可循环回用，没有制浆黑液排放，不污染环境.

2、洗浆水中的胶体、木素可机械过滤脱出，洗浆水过滤后循环回用，节水85％以上，排放环保达标。

3、得浆率高于碱法制浆技术6-10％，节约资源，经济效益显著。

4、生产中无高压高温，与碱法制浆技术相比，安全性更好，节能60％。

5、以上技术成熟工艺稳定可控，设备定型易于连续化大生产，也易于小规模简易生产，利于分散原料资源的充分利用。

6、与碱法制浆工艺相比制浆成本下降700-1000元/吨干浆，收益回报高。

7、与碱法制浆生产线相比投资下降30％以上。

8、本技术适于麦草、稻草、棉杆、芦竹、芦苇、木片、山竹等多种原料浸泡制浆。

具体实施方式：

实施实例1

制备生化催解清洁制浆剂浸泡麦草制浆

地点：宁夏银川，配剂数量9吨

制备配方如下：(重量百分比)

淀粉酶3‰

漆酶2‰

羟基苯三唑5‰

氯化钙5‰

SL-1造纸蒸煮助剂5‰

十二烷基磺酸钠5‰

碳酸钠3％

其余为水。

浸泡温度50-60℃。

浸泡过程用时                   浸泡后粗浆硬度(高锰酸钾值)

第一次5.5小时                       11.2

第二次5小时                         12.2

第三次5+10小时30℃                  13.7

第四次5.5小时40℃                   15.3

漂浆漂率6.5％，浸泡液比8％，抄造18g/m²卫生纸，浸泡黑液连续回用未排放，其他工艺同碱法造纸制浆工艺。一般工人都能操作完成。

实例中麦草制浆采用本生化催解制浆技术浸泡，疏解分丝工序用蒸球高压高速喷放完成压差0.5MPA。

实施例2

制备本生化催解清洁制浆剂9吨浸泡麦草。

地点：河北魏县康达纸业碱法生产线

催解剂制备配比：

淀粉酶2‰

漆酶1‰

羟基苯三唑4‰

氯化钙5‰

SL-1造纸蒸煮助剂1％

碳酸钠3％

余量为水。

浸泡温度50-60℃。

浸泡过程时间：4.5-6.5小时。

浸泡实施在1.2m³水力碎浆机内进行。

液比12％-14％

连续浸泡循环回用32次，黑液每次过滤处理回用，无一排放，浆漂白漂率6.7％，得率测算46.75％(该厂碱法生产线同批麦草得率为38.3％)

漂前浆硬度13.2-14(高锰酸钾值)

抄造了48g/m²书写纸，主要检测指标。书写纸标准，白度82％ISO，达到QB12911-90，QB12654-91B级。本发明生化催解清洁制浆剂及其应用工艺在生产线中试抄造纸机上纸浆滤水性好，操作中未出现粘缸现象，产品也无返黄现象。

实施实例3

制备本生化催解制浆剂与上述配方配比相近。工艺条件相近，浸泡粉碎揉搓棉杆。浸泡12小时，浆硬度13.2，漂白浆白度≥73％ISO，纤维束明显长、白、实例成功。

实施例4

制备本生化催解剂配方配比与上述相近，制浆原料107白杨

地点：银川

工艺过程实与上述实例相近，只是浸泡前将杨木片打碎呈现小于火柴杆状，浸泡液比在22％以上，浸泡时间6小时，抄漂白浆纸样白度76％ISO。

实施例5

本生化催解剂配方同实例1，浸泡芦竹，浸泡5.5小时疏解分丝后磨浆，未漂白浆硬度14.1(高锰酸钾值)，漂率7％，浆白度71％ISO。

本发明生化催解制浆剂及其应用工艺在生产线上中试，浸泡液的配方配比及药品品种根据工艺实施不同相应调整。一般需浸泡时间短，温度相同时，药浓度调高。未漂浆硬度要求低时，采取浸泡时间加长，或药浓加大。连续浸泡生产中，投资增加，浸泡时间加长，药浓度可下降，生产成本下降。实际应用中因条件不同而设计实施不同，实施调整原则是以高效、保质、低成本、高收益、环保为准。

Claims (5)

1、一种生化催解清洁制浆剂，其特征在于它是下述重量百分比配方的原料制成：

淀粉酶0.5-5‰

漆酶0.5-5‰

羟基苯三唑1-10‰

氯化钙1-10‰

SL-1造纸蒸煮助剂0.5-20‰

十二烷基磺酸钠0.5-10‰

碳酸钠0.5-5％

余量为水。

2、采用如权利要求1所述的生化催解清洁制浆剂制浆的一种应用工艺，其特征在于以非木材植物纤维为原料，包括如下制浆工艺的步骤：

(1)原料切断揉搓、除尘、除杂；

(2)湿法备料；

(3)在浸泡机中用生化催解制浆剂浸泡制浆原料，脱除原料中的木素胶体；

(4)挤浆置换分离残液，浸泡残液过滤回收循环回用；

(5)粗磨疏解分丝；

(6)筛浆除杂净化；

(7)洗浆；

(8)精磨浆、浓缩分离；

(9)漂白浆；

(10)清洗漂白浆、除杂净化浓缩制得成品浆；

(11)工艺过程水逐级处理、循环回用。

3、根据权利要求2所述的生化催解清洁制浆剂在制浆中的应用工艺其特征在于浸泡制浆原料的浸泡机带有搅拌碎浆装置。

4、根据权利要求2所述的生化催解清洁制浆剂在制浆中的应用工艺，其特征在于制浆过程水处理是对各过程水逐级处理，达到符合生产过程用水使用要求，经济地回用。

5、根据权利要求2所述的生化催解清洁制浆剂在制浆中的应用工艺，其特征在于所述非木材纤维植物原料是麦草、稻草、棉花杆、芦苇、芦竹、桑条。