专利名称：氧化揉搓高得率制秸秆浆的方法及其所用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种秸秆浆的加工方法及其所用设备，尤其涉及一种在弱碱性 条件下氧化揉搓加工高得率秸秆浆的方法及其设备。
背景技术：
目前，公知的利用秸秆原料制浆造纸工业中普遍利用高温高压蒸煮法，去除木 素和杂细胞,得到单纤维素，再经分丝洗漂加工成化学浆和半化学浆。其不足之 处是，在此过程中损失了大量的半纤维素，消耗掉大量水、电、热等能源，浆 得率低。另外，由于废水中硅和木素含量高，碱回收系统中蒸发管易堵塞，所 以水处理难度大，造成了对环境的污染。本发明氧化揉搓加工高得率秸秆浆的 方法及其所用设备填补了这一领域的空白。
发明的内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供一种既能使废弃秸秆综合利用，改 善包装纸品质，又能节能减排，保护环境的新型工艺和设备。 为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案
一种在弱碱性条件下低温氧化揉搓机加工高得率秸秆衆的方法，它包括下 列加工步骤第一，将秸秆切断输入氧浸器进行氧浸；第二，配制氧浸助剂， 所述的助剂含有3 6%的氢氧化钠，2 6%的过氧化氢，2~5%的硅酸钠， 0.005~0.015%的硫酸镁和0.1~0.5%的接枝淀粉；第三，将配制好的助剂加水稀 释后，将所述助剂加热至60 8(TC时喷入物料中，再将所述助剂与物料搅拌均匀 后输入氧浸器内进行反应；第四，氧浸后的物料输入揉搓机进行纵向分离成丝; 第五，经揉搓后的物料输入氧解器内进行氧解。
一种氧化揉搓机制高得率秸秆浆的机械加工方法所用的加工设备，按照氧 浸器、输料绞龙、揉搓机、输料绞龙、提升机和氧解器的顺序组合而成。
所述助剂的作用是对木素氧化和对纤维单体润胀软化的作用。
所述助剂在制浆过程中大部分被消耗掉首先，与木素、纤维素、半纤维 素和杂细胞反应，发生木素的碎解以至裂解和纤维素以及半纤维素的水解润胀;
其次，中和氧解过程中的有机酸；再次，少部分依然为纤维素和半纤维素所吸附。极少量残留助剂被植粉所吸附，溶于废水中，通过物料清洗机械置换的废 水经物化、生化、机械过滤、超微滤处理后工艺水再循环使用，残留助剂被煤 渣、絮凝后的植份团、滤料和活性碳所吸附，随压滤干饼式固体物带出。减少 了助剂对环境的污染。所述助剂中的氢氧化钠是为了调节助剂的PH值为9左右，达到软化秸秆的 作用。所述助剂中的过氧化氢的作用是稳定发色基团，氧化木素。所述助剂中 硅酸钠的作用是为了稳定过氧化氢，使反应的时间到达8h。所述助剂中的硫酸 镁的作用减少过氧化氢对秸秆纤维素的降解作用。所述助剂中的接枝淀粉的作 用是减缓助剂的分解速度。 本发明具有以下优点由于采用上述技术方案，本发明氧化揉搓加工高得率秸秆浆的方法及其所用设备具有这样的有益效果本发明采用了机械的氧化揉搓方法和设备，在加 工秸秆浆的过程中保留了纤维素、大部分半纤维素和木素，浆得率高达75%-85%;由此得到的秸秆浆也成为了加工纸板尤其是瓦楞纸的最佳原料，保证了瓦楞纸的强度；废水水处理科学合理，循环使用，无排放，不会对环境造 成污染。
图l是本发明的工作原理图；图2是本发明氧浸器的A-A剖视图；图3是本发明氧解器的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的详细描述。 实施例1如图1所示，首先将秸秆切断除尘后输入氧浸器1的入料口 2。农业秸秆 的各种成分由纤维素、半纤维素、木素以及杂细胞组成。它的特性是由于秸秆 生长期短,结构疏松网状,紧密度差,木素极易氧化。然后配制助剂。所述助剂由下 述组分按照重量百分比混合而成氢氧化钠4%，过氧化氢5%，硅酸钠2%， 硫酸镁0.01%，接枝淀粉0.3%。再将配制好的助剂加水稀释，加温至7(TC，喷 入物料中，助剂与物料搅拌均匀输入氧浸器1中。氧浸器1内设置有横向排列 的大量输送带3，输送带3在动力滚4的带动下循环移动。混合后的助剂和物料 通过输送带3在氧浸器1内自上而下输送，在输送的过程中， 一边传输一边反 应，氧浸器1内的物料反应温度为75°C，反应时间为60min。助剂的加入量为 总物料量的3%。助剂中加入氢氧化钠的目的是调节PH值，使物料PH值达到9 左右，同时润胀软化纤维素和半纤维素。氧浸的主要目的是助剂通过秸秆中空 腔逐步潜入薄壁细胞、次生壁、初生壁和细胞壁，氧化碎解秸秆胞间层与纤维 素连接的分子链和木素与半纤维素化学链连接的分子链。最后物料经过与助剂 的充分反应由氧浸器的出料口排出。如图1所示，经氧浸后的物料通过第一个输料绞龙7输送进入揉搓机8进 行分离成丝。注此工艺中揉搓机已申报实用新型专利。专利申请号 200620021891X，名称秸秆揉搓机；申请日2006年10月27日此机采用 挤揉搓原理，使物料由定量喂料器进入挤压区，再到揉搓区。在挤压区通过变 径变距由双螺旋将物料推进到揉搓区进行揉搓，达到打开空腔，断裂胞间层， 直至纵向分离成丝，减少切断和植粉，同时通过机械挤压将助剂渗入细小胞壁 内。通过揉搓机的分离成丝，物料由第二个输料绞龙7输送至提升机9，进而提 升到氧解器10的上方。如图1所示，经揉搓后的物料通过提升机9经由入料口 11输入到氧解器10 内进行氧解。氧解的目的是使半纤维素和木素的化学链连接进一步碎解，同时 纤维素、半纤维素单体通过液体在细胞壁内的运动充分水解润胀，使纤维单体体积增大增加柔软性。在氧解器10的左下角设置有水泵15，通过水泵15向氧 解器10内注入压强为3Pa的冷压水，这样进入氧解器10的物料就会落在输入 的冷压水上，由于水的压强比较大，这样物料就不易沉降于水下，物料与水混 合后再经设置于氧解器10右前方的搅拌机14进行搅拌，其目的是使水与物料 充分混合。氧解器10内设置有水平的蒸气管道，将温度控制在80'C左右，经过 大约6h的氧解，秸秆浆便可通过浆泵16排出。这样便得到由氧化揉搓机械加 工法制作的秸秆纸浆。二种氧化揉搓机加工高得率秸秆浆的方法，它包括下列加工步骤第一， 将秸秆切断输入氧浸器1进行氧浸；第二，配制氧浸助剂，所述的助剂含有3% 的氢氧化钠，3%的过氧化氢，3%的硅酸钠，0.005%的硫酸镁和0.1%的接枝淀 粉组成；第三，将配制好的助剂加水稀释后，将所述助剂加热至6(TC时喷入物 料中，再将所述助剂与物料搅拌均匀后输入氧浸器1内进行反应；第四，氧浸
后的物料输入揉搓机8进行纵向分离成丝；第五，经揉搓后的物料输入氧解器 10内进行氧解。所述的氧浸器1内的反应温度为7(TC，反应时间为50min。 所述的氧解器10的氧解温度为7(TC，时间为5h。 所述助剂的PH为8。实施例3一种氧化揉搓机加工高得率秸秆浆的方法，它包括下列加工步骤第一， 将秸秆切断输入氧浸器1进行氧浸；第二，配制氧浸助剂，所述的助剂含有5% 的氢氧化钠，6%的过氧化氢，5%的硅酸钠，0.015%的硫酸镁和0.5°/。的接枝 淀粉组成；第三，将配制好的助剂加水稀释后，将所述助剂加热至8(TC时喷入 物料中，再将所述助剂与物料搅拌均匀后输入氧浸器1内进行反应；第四，氧 浸后的物料输入揉搓机8进行纵向分离成丝；第五，经揉搓后的物料输入氧解 器10内进行氧解。所述的氧浸器1内的反应温度为80°C，反应时间为70min。所述的氧解器10的氧解温度为8(TC，时间为7h。所述助剂的PH为10。
权利要求
1.一种氧化揉搓高得率制秸秆浆的方法，其特征是，它包括下列加工步骤第一，将秸秆切断输入氧浸器(1)进行氧浸；第二，配制氧浸助剂，所述的助剂含有3～6％的氢氧化钠，2～6％的过氧化氢，2～5％的硅酸钠，0.005～0.015％的硫酸镁和0.1～0.5％的接枝淀粉；第三，将配制好的助剂加水稀释后，将所述助剂加热至60～80℃时喷入物料中，再将所述助剂与物料搅拌均匀后输入氧浸器(1)内进行反应；第四，氧浸后的物料输入揉搓机(8)进行纵向分离成丝；第五，经揉搓后的物料输入氧解器(10)内进行氧解。
2. 根据权利要求1所述的一种氧化揉搓高得率制秸秆浆的方法，其特征是， 所述的氧浸器(1)内的反应温度为70 80。C，反应时间为50 70min。
3. 根据权利要求1或2所述的一种氧化揉搓机加工高得率秸秆浆的方法， 其特征是，所述的氧解器(10)的氧解温度为70 80。C，时间为5 7h。
4. 根据权利要求1或2所述的一种氧化揉搓高得率制秸秆浆的方法，其特征 是，所述助剂的PH为7-9。
5. —种权利要求1至4之一的氧化揉搓高得率制秸秆浆的方法所用的加工设 备，其特征是，按照氧浸器(1)、第一个输料绞龙(7)、揉搓机(8)、第二个 输料绞龙(7)、提升机(9)和氧解器(10)的顺序组合而成。
6. 根据权利要求5所述的加工设备，所述的氧浸器(1)的容器的顶部设置 有入料口 (2)，内部设置有纵向排列的物料输送带(3)，蒸气管道(5)呈水平 方向设置于氧浸器(1)的内壁四周，容器右下脚设有出料口 (6)。
7. 根据权利要求5所述的加工设备，所述的第一个输料绞龙(7)的入料口 一端位于氧浸器右下脚的出料口 (6)正下方，其出料口一端位于揉搓机(8) 的斜上方。
8. 根据权利要求5所述的加工设备，所述的揉搓机(8)的右上方设置有入 料口，右前方是出料口。
9. 根据权利要求5所述的加工设备，所述的第二个输料绞龙(7)的入料口 一端位于揉搓机出料口的正下方，另一端位于提升机(9)底部的入料口的斜上 方。
10. 根据权利要求5所述的加工设备，所述的氧解器(10)由入料口 (11)、 蒸气入口 (12)、蒸气出口 (13)、搅拌推进器(14)、水泵(15)、浆泵(16) 组成；所述的氧解器(10)的入料口 (11)位于氧解器(10)的左上端，蒸气 管道水平排布于氧解器的箱体内部，所述的水泵(15)位于箱体的左下方，所 述的浆泵(16)处于箱体的右下方，所述的搅拌推进器(14)位于浆泵的上方。
全文摘要
本发明公开了一种氧化揉搓高得率制秸秆浆的方法及其所设备，它包括下列工艺步骤第一，将秸秆切断除尘后输入入料口(2)；第二，配制助剂；第三，将配制好的助剂加水稀释后，加热至60～80℃时喷入物料中，再将助剂总重量的2～4％与物料搅拌均匀后输入氧浸器(1)内进行反应；第四，氧浸后的物料经第一个输料绞龙(7)输入揉搓机(8)进行纵向分离成丝；第五，经揉搓后的物料输入氧解器(11)内进行氧解。该方法所用的加工设备，是按照氧浸器(1)、第一个输料绞龙(7)、揉搓机(8)、第二个输料绞龙(7)、提升机(10)和氧解器(11)的顺序组合而成。本发明能够使绝大部分木素、杂细胞及半纤维素保留，纸浆得率高，减少了环境污染。
文档编号D21C1/08GK101161927SQ20071018765
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者朱晓平 申请人:朱晓平