专利名称：常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造纸浆的方法，尤其涉及常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法。
背景技术：
以植物纤维原料制浆造纸具有悠久的历史，根据制浆方法的不同，在工业上可以制得机械浆、化学机械浆、半化学浆和化学浆。传统的制浆工艺技术，除完全的机械浆之外，其他种类的纸浆都是利用不同的化学物质，如石灰、烧碱、硫化碱、亚硫酸盐等作蒸煮剂，在相当高的温度和压力下对纤维原料进行蒸煮而制得。制浆蒸煮过程中产生大量的黑液，对环境造成严重污染。正因为如此，国内许许多多造纸厂家不得不关闭停产，也有的厂家无奈投巨资建设碱回收车间，但效益不佳。由于制浆造纸行业受到黑液污染环境的制约，严重限制了该行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足之处，尤其克服现有制浆技术需要高温高压蒸煮从而产生大量黑液的弊端，提供一种常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，采用的是温和制浆条件，选配的是高效化学药剂而制得符合造纸质量要求的纸浆。本发明所述的常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，所涉及的植物纤维原料是(1)禾本科茎秆纤维类稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣、竹、高粱秆、玉米秆、棉秆；(2)木材纤维类针叶木、阔叶木(包括白杨、青杨、速生杨)；(3)韧皮纤维类大麻、亚麻、黄麻；(4)叶纤维；(5)种子毛棉花、棉短绒等。
本发明使用的化学药品属于精细化工产品，其制作包括化学合成和复合配制两个过程。首先在单体原料中加入乳化剂、引发剂，在一定的压力条件下，通过控制温度、PH值，制成一种聚合物中间体。然后，根据制浆的不同要求，再加入活化剂(催化剂)、软化剂、稳定剂、抑制剂等多种助剂，复合配制而成，以满足制浆生产的需要。植物纤维原料的组成主要包括纤维素、半纤维素、木素和胶体物质四类。制浆造纸利用的是纤维素，有用的是半纤维素，在制浆过程中，要将植物纤维原料中的有害成分木素和杂类胶体物质最大限度地分离出去。试验证明，在制浆蒸煮过程中产生的黑液颜色，主要是由于分离出的木素和其他杂类胶体物质产生的有机色素而来。颜色随木素分离方法的不同而异，分离方法愈温和颜色愈浅，另外，在制浆过程中，会由于木素的缩合使得木素的颜色变深。本发明不通过蒸煮，所使用的化学药液在常温常压条件下达到与植物纤维原料混合、浸润，通过催化反应，使木素温和地与纤维素分离，并溶解于药液中，从而限制了木素的缩合过程，同时，伴随药液与原料中的有机色素和木素发生氧化反应而脱色，使得制浆过程不产生黑色废液。本发明所述在常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法通过的制浆机械化学过程是以麦草为例，原料首先经过切草机切短，筛除杂质，再经过碎草机，实现进一步切短、揉搓、粉碎、综合加工，接着进行药物射流喷淋而变湿润，湿料再经过分丝机处理，由螺旋推进器进入中间调节池，而后泵入催化反应器，以浸泡方式实施化学反应过程。浸泡时间一般为2至6小时，在加温条件下可加速反应，浆料白度可达40度以上。终止反应后，用纸浆泵泵入螺旋挤浆机，实现固液分离。分离出来的浆料输送到磨浆机，实施研磨，即成为纸浆。再通过管道输送到洗选车间，即完成了麦草制浆的全过程。分离出来的药液，经过絮凝、沉淀、分离后而成为清净液，保留有效成分，配制补充后继续使用，制浆过程实现零排放。
使用本发明所述常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，主要以植物纤维作原料生产纸浆，可以使用禾本科植物，也可以使用成材的树木或枝杈，从生产效益的角度考虑，应尽可能地使用纤维质含量高的生物质物料作为造纸的原料，比如麦草、稻草、甘蔗渣等等。由于本发明所述常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法采用了温和的化学反应方式，所以在制作过程中不产生黑液，药物循环使用而不产生废水，得浆率高，纸浆强度高，节约能源，容易漂白，后期中段水较易处理，整个过程运行成本低。
附图是本发明所述在常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆方法的工艺流程图。1—选料 2—切草 3—碎草 4—混合 5—分丝 6—输送7—反应 8—浆液分离 9—磨浆 10—贮浆 11—泵浆 12—回药 13—药液净化 14—药回用
具体实施例方式现参照附图，结合实施例详细说明如下本发明所述的常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，涉及有选料1、切草2、碎草3、混合4、分丝5、输送6、反应7、浆液分离8、磨浆9、贮浆10、泵浆11、回药12、药液净化13和药回用14组成。所说的选料1，时选用适合制浆的物料，待用。经切草2碎断，再经碎草3进一步碎断。所说的混合4，是将复配好的化学药液以喷淋的方式与原料物混合。经分丝5进行揉搓，经输送6送至反应7的反应池内进行反应。反应终止的粗浆料送至固液分离装置，实施浆液分离8。被分离出的固体物送至磨浆9实施研磨，经研磨细化的浆料送至贮浆10的贮浆池，经泵浆11送至洗选车间。经浆液分离8分离出的药液，经回药12，进行药液净化13，然后到药回用14。所涉及的植物纤维原料是①禾本科茎秆纤维类稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣、竹、高粱秆、玉米秆、棉秆；②木材纤维类针叶木、阔叶木(包括白杨、青杨、速生杨)；③韧皮纤维类大麻、亚麻、黄麻；④叶纤维；⑤种子毛棉花、棉短绒等。本发明使用的化学药品属于精细化工产品，其制作包括化学合成和复合配制两个过程。首先在中间体原料中加入乳化剂、引发剂，在一定的压力条件下，通过控制温度、PH值，制成一种聚合物中间体。然后，根据制浆的不同要求，再加入活化剂(催化剂)、软化剂、稳定剂、抑制剂等多种助剂，复合配制而成，以满足制浆生产的需要。植物纤维原料的组成主要包括纤维素、半纤维素、木素和胶体物质四类。制浆造纸利用的是纤维素，有用的是半纤维素，在制浆过程中，要将植物纤维原料中的有害成分木素和杂类胶体物质最大限度地分离出去。试验证明，在制浆蒸煮过程中产生的黑液颜色，主要是由于分离出的木素和其他杂类胶体物质产生的有机色素而来。颜色随木素分离方法的不同而异，分离方法愈温和颜色愈浅，另外，在制浆过程中，会由于木素的缩合使得木素的颜色变深。本发明不通过蒸煮，所使用的化学药液在常温常压条件下达到与植物纤维原料混合、浸润，通过催化反应，使木素温和地与纤维素分离，并溶解于药液中，从而限制了木素的缩合过程，同时，伴随药液与原料中的有机色素和木素发生氧化反应而脱色，使得制浆过程不产生黑色废液。本发明所述在常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法通过的制浆机械化学过程是以麦草为例，原料首先经过切草机切短，筛除杂质，再经过碎草机，实现进一步切短、揉搓、粉碎、综合加工，接着进行药物射流喷淋而变湿润，湿料再经过分丝机处理，由螺旋推进器进入中间调节池，而后泵入催化反应器，以浸泡方式实施化学反应过程。浸泡时间一般为2至6小时，在加温条件下可加速反应，浆料白度可达40度以上。终止反应后，用纸浆泵泵入螺旋挤浆机，实现固液分离。分离出来的浆料输送到磨浆机，实施研磨，即成为纸浆。再通过管道输送到洗选车间，即完成了麦草制浆的全过程；分离出来的药液，经过絮凝、沉淀、分离后而成为清净液，保留有效成分，配制补充后继续使用，制浆过程实现零排放。使用本发明所述在常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，主要以植物纤维作原料生产纸浆，可以使用禾本科植物，也可以使用成材的树木或枝杈，从生产效益的角度考虑，应尽可能地使用纤维质含量高的生物质物料作为造纸的原料，比如麦草、稻草、甘蔗渣等等。由于本发明所述在常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法采用了温和的化学反应方式，所以在制作过程中不产生黑液，药物循环使用而不产生废水，得浆率高，纸浆强度高，节约能源，容易漂白，后期中段水较易处理，整个过程运行成本低。
权利要求
1.常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，所涉及的植物纤维原料是①禾本科茎秆纤维类稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣、竹、高粱秆、玉米秆、棉秆；②木材纤维类针叶木、阔叶木(包括白杨、青杨、速生杨)；③韧皮纤维类大麻、亚麻、黄麻；④叶纤维；⑤种子毛棉花、棉短绒，其特征在于使用的化学药液在常温常压条件下达到与植物纤维原料混合、浸润，通过催化反应，使木素温和地与纤维素分离，并溶解于药液中，从而限制了木素的缩合过程，同时，伴随药液与原料中的有机色素和木素发生氧化反应而脱色。
2.根据权利要求1所述的常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，其特征在于所说的化学药品属于精细化工产品，其制作包括化学合成和复合配制两个过程，首先在单体原料中加入乳化剂、引发剂，在一定的压力条件下，通过控制温度、PH值，制成一种聚合物中间体，然后，根据制浆的不同要求，再加入活化剂(催化剂)、软化剂、稳定剂、抑制剂等多种助剂，复合配制而成，以满足制浆生产的需要。
3.根据权利要求1所述的常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，其特征在于所说的制浆机械化学过程是以麦草为例，原料首先经过切草机切短，筛除杂质，再经过碎草机，实现进一步切短、揉搓、粉碎、综合加工，接着进行药物射流喷淋而变湿润，湿料再经过分丝机处理，由螺旋推进器进入中间调节池，而后泵入催化反应器，以浸泡方式实施化学反应过程。
4.根据权利要求1所述的常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，其特征在于浸泡反应时间一般为2至6小时，加温可加速反应，终止反应后，用纸浆泵泵入螺旋挤浆机，实现固液分离，分离出来的浆料输送到磨浆机，实施研磨，即成为纸浆。
5.根据权利要求1所述的常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，其特征在于分离出来的药液，经过絮凝、沉淀、分离后而成为清净液，保留有效成分，配制补充后继续使用。
全文摘要
常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法，使用的化学药品以合成和复配而成。首先在单体原料中加入乳化剂、引发剂，在一定的压力条件下，通过控制温度、pH值，制成聚合物中间体。然后，根据制浆的不同要求，加入活化剂、软化剂、稳定剂、抑制剂等助剂，复配而成，以满足制浆的需要。使用化学药液在常温常压条件下与植物纤维原料混合、浸润，通过催化反应，使木素温和地与纤维素分离，并溶解于药液中，同时，伴随药液与原料中的有机色素和木素发生氧化反应而脱色。以浸泡方式实施化学反应过程。分离出来的药液，经过絮凝、沉淀、分离后而成为清净液继续使用，药物循环使用不产生废水，得浆率高，纸浆强度高，节约能源，容易漂白，整个过程运行成本低。
文档编号D21C3/00GK1542217SQ20031010560
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者李永焕, 季中, 齐福生 申请人:季中, 季 中