专利名称：一种氧脱木素和漂白一体化制浆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氧脱木素和漂白一体化制浆装置。
背景技术：
众所周知，当今世界制浆造纸行业面临的严重问题是设备工艺落后、污染严重、原料紧缺。这三个问题并非某一个国家而是全球所有制浆造纸行业，如不尽快解决，制浆造纸业将会被生态环保的绿色壁垒所淹没。由于该行业污染严重，造成农林业中巨大的资源优势不能发挥。近年来，科学家和该行业中的有志之士励精图志，竭尽全力，不断创新，为治理该行业的污染问题进行了不懈的努力。但是迄今为止，仍然没有从根本上治理污染，在一些地区生产厂仍然大肆使用强酸、强碱、强氯，甚至发展到使用蒽醌。蒽醌系稠环芳烃早已被世界环保组织列入致癌物，美国环保署公告含蒽的纸制品一律不准用于食品包装。
经检索截止2003年8月各国专利资料中显示，芬兰、中国、法国、美国、澳大利亚、英国、日本、加拿大等国先后发明了氧脱木素、O3漂白、O2/H2O2漂白、生物漂白、氧碱漂白等专利，但很少工业化报导。经发明人详细检索这些专利，在原料的预处理和软化原料、蒸煮、漂白工段中，始终没有从根本上摆脱酸、碱、氯的污染工艺，氧只是作为一种辅助性助剂使用，设备依旧是传统老工艺中一些普通设备，耗电耗水、BOD5、CODCr仍然居高不下。一些国家主张碱回收，但又面临投资大、成本高、回收率低，制造商无法接受，再说碱回收也只是一种治标不治本的下下之策，制浆造纸业究竟如何解决面临的这三大问题已成了该行业20多年来的一大难题。针对上述问题，本发明人提出一种全新的制浆造纸思路——从根本上解决污染、彻底改变制浆造纸工艺。1996年至2002年10月经六年反复研究，终于试验成功了氧化法制浆和生物/氧化法制浆二种全新工艺，并于2002年10月申报国家专利和美国、欧共体专利，专利申请号02146538·X和02146539·8。
本发明人为加快上述专利产业化进程，在上述两个专利工艺的基础上试验成功了一种氧脱木素和漂白一体化制浆方法。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种上述氧脱木素和漂白一体化制浆方法专用装置，以满足氧脱木素和漂白为一体化制浆方法所用设备的要求，填补该设备的空白。
本实用新型的技术方案是包括密闭的反应釜，在该反应釜的顶部设有进料口和排气口，在进料口上设有密封阀门；在反应釜的下部设有氧和蒸气入口和出料口，在出料口上设有减压阀门；在反应釜内设有搅拌器，其轴密封转动穿出反应釜并与动力装置连接；在反应釜内的上部还设有正电极，该电极与外部的旋转电子加速器的正极端子连接，负极端子可与搅拌器5连接。
还包括供料装置，该装置包括螺旋输送器、输料管道和加料电子计量器，螺旋输送器的入口与原料容器连接，螺旋输送器的出口通过输料管道与所述的氧化反应釜的进料口连通，在输料管道上装有加料电子计量器。
所述的搅拌器至少有三层搅拌叶；在所述的氧和蒸气入口上连接有负氧离子发生器。
还包括设置在所述的反应釜外侧pH和温度监测仪，它们的传感器设在反应釜内。
还包括设置在所述的反应釜旁的操作平台。
还包括与所述的出料口通过喷放器连接的浆气分离器。
在所述的浆气分离器的上部通过排气管连接的水箱。
在所述的浆气分离器的一侧连接有压力脱水机或挤浆机。
本实用新型既有氧脱木素前预处理时去除金属离子的功能，又有复合氧脱木素的特征，还有漂白功能，由传统老工艺三次完成的工段，改为一次性完成，中间不洗涤，具有显著的节能节水清洁制浆的特征，可节能节水达50％，整个反应在氮气排出空气后高温中完成。从根本上解决制浆造纸行业污染，可拉动农林资源再利用，保护生态环境。可适用于木材和非木材各种植物纤维原料。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
如图1所示，本实用新型包括密闭的复合型不锈钢反应釜1，其底部呈圆弧形，在使用时置于高于底面的平台上。在该反应釜1的顶部设有进料口2和排气口7，在进料口2上设有密封阀门3，在反应釜1的下部设有氧和蒸气入口8和出料口12，在出料口12上设有减压阀门13；在反应釜1内设有搅拌器5，搅拌器5的轴密封转动穿出反应釜1的顶部并与电机的轴传动连接。在反应釜1内的上部还设有正电极6，该电极与外部的旋转电子加速器25的正极端子连接，负极端子可与搅拌器5连接。
还包括供料装置，该装置包括螺旋输送器4、输料管道22和加料电子计量器24，螺旋输送器4的入口与原料容器23连接，螺旋输送器4的出口通过输料管道22与所述的氧化反应釜的进料口2连通，在输料管道22上装有加料电子计量器24。
所述的搅拌器5至少有三层搅拌叶。可在所述的氧和蒸气入口8上连接有负离子发生器9。
还可在所述的反应釜1外侧设置pH和温度监测仪10、11，它们的传感器设在反应釜1内。通过pH和温度检测仪10、11的显示器可随时得知釜内浆料的pH值和温度值。
还可在出料口12通过喷放器14与一个浆气分离器15连接。该浆气分离器15的作用是使浆料与排出的气体分离。
在所述的浆气分离器15的上部通过排气管16连接的水箱17，在排气管16上设有排气阀18，将排出的热气循环使用。该装置还包括通过管道19与该浆气分离器15连通的并使浆料脱水的压力脱水机或挤浆机20。
还可在反应釜1旁设置操作平台21，以方便操作。
本实用新型是根据有机电化学反应理论设计试产成功的，该装置是以氧脱木素和漂白一体化的氧化反应釜为主体，通过釜内旋转电子加速器传递电子在有机溶液中为基态氧的电子供体，在氧化反应釜内产生超氧阴离子自由基 中的HOO·直接穿透植物细胞间层，软化植物使苯环和侧链上的大π键断裂，木素降解溶出，进一步氧化成无色的一元羧酸或二元羧酸。
本实用新型将氧脱木素和漂白一体化，是在O2、O3和超氧阴离子自由基 中的HOO·和H2O2在pH值为2～4.8范围中，能将氧脱木素和漂白一次性完成，克服了目前必须在不同步骤、不同设备中三次处理才能完成的缺点。所述的多功能氧化反应釜，是指该设备即具有氧脱木素前预处理时去除金属离子的功能，又有复合氧脱木素的特征，还有漂白功能。由传统老工艺三次完成的工段，改为一次性完成的多功能氧化反应釜。
所述超氧阴离子自由基 能在反应釜中由旋转电子加速器传递电子，为基态氧的电子供体，其方法是由一种汞电极在氧饱和的有机溶液中，用-1V～-12V电压电解中得到寿命长达15～20min的超氧阴离子自由基。所述电子供体是将基态氧0.1～0.2MPa的压力输入有机溶剂里，再混合好的有机溶液用0.4MPa的压力一并输入氧化反应釜，在pH值2～4.8中产生超氧阴离子自由基 其寿命均可长达15min以上，用其它方法得来的超氧阴离子自由基(HOO·)在水中最长寿命只有0.001～0.01秒，不能满足制浆工艺需求，只有延长超氧阴离子自由基(HOO·)在水中的寿命，才能达到不用酸、碱、氯无污染清洁制浆的目的。
本实用新型的工作过程简述如下将备料工段送来的粗纤维由输送带进入备料室，用60-80℃无离子水洗涤脱水进行预处理。预处理后的浆浓为12～25％制浆原料用螺旋式送料器4从进料口2输入氧化反应釜1内，并加入氧化剂；启动旋转电子加速器25和电搅拌器5，利用从氧和蒸气入口8注入蒸汽控制软化物料稳定温度。旋转电子加速器25可使反应釜1内的正电极6传递电子产生氧自由基。然后打开氮气1～3min置换反应釜1内的空气，置换空气的目的是使复合压力氧在一定压力下使釜内水中产生负离子。将预先制备好的复合氧压力阀打开，从氧和蒸气入口8加入由负离子发生器9产生的复合氧并加入纤维素保护剂、氧稳定剂，反应12-60min。然后打开出料闸阀13；将浆料放入浆气分离器15，开排气阀18将热气排入循环水箱17，经水处理器循环处理后，再供循环使用。经浆气分离器15分离后的浆料放入挤浆机或压力脱水机20挤干，送入下步工序。
权利要求1.一种氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于包括反应釜(1)，在其顶部设有进料口(2)和排气口(7)，在进料口(2)上设有密封阀门(3)；在反应釜(1)的下部设有氧和蒸气入口(8)和出料口(12)，在出料口(12)上设有减压阀门(13)；在反应釜(1)内设有搅拌器(5)，其轴密封转动穿出反应釜(1)并与动力装置连接；在反应釜(1)内的上部还设有正电极(6)，该电极与外部的旋转电子加速器(25)的对应端连接。
2.根据权利要求1所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于还包括供料装置，该装置包括螺旋输送器(4)、输料管道(22)和加料电子计量器(24)，螺旋输送器(4)的入口与原料容器(23)连接，螺旋输送器(4)的出口通过输料管道(22)与所述的氧化反应釜的进料口连通，在输料管道(22)上装有加料电子计量器(24)。
3.根据权利要求1所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于所述的搅拌器(5)至少有三层搅拌叶；在所述的氧和蒸气入口(8)上连接有负离子发生器(9)。
4.根据权利要求1所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于还包括设置在所述的反应釜(1)外侧pH和温度监测仪(10、11)，它们的传感器设在反应釜(1)内。
5根据权利要求1所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于还包括设置在所述的反应釜(1)旁的操作平台(21)。
6.根据权利要求1所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于还包括与所述的出料口(12)通过喷放器(14)连接的浆气分离器(15)。
7.根据权利要求6所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于在所述的浆气分离器(15)的上部通过排气管(16)连接的水箱(17)。
8.根据权利要求6所述的氧脱木素和漂白一体化制浆装置，其特征在于在所述的浆气分离器(15)的一侧连接有压力脱水机或挤浆机(20)。
专利摘要本实用新型公开了一种氧脱木素和漂白一体化制浆装置。该装备以复合型不锈钢反应釜为主体，通过旋转电子加速器传递电子在釜内有机溶液中，为基态氧的电子供体，在氧化反应釜内产生超氧阴离子自由基(O·
文档编号D21C9/10GK2680713SQ200420002708
公开日2005年2月23日 申请日期2004年1月17日 优先权日2004年1月17日
发明者梅秀泉 申请人:梅秀泉