专利名称：酸催化的乙醇法制浆工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乙醇法造纸制浆工艺，尤其涉及一种酸催化的乙醇法制浆工艺。属于造纸制浆技术领域。
背景技术：
乙醇法制浆技术被认为是最具有潜力的清洁造纸制浆技术之一。然而，使用碱性催化剂或自催化时，蒸煮液的PH值较高，不能有效阻止纤维原料中所含氧化硅的溶出，导致制浆蒸煮残液的后续处理中存在硅干扰问题；另外，蒸煮后浆料的降温洗涤技术，降低了制浆残液的热能品位，不利于制浆能量使用效率的提高。
发明内容
为了解决乙醇法制浆蒸煮残液处理过程中存在的硅干扰问题，进一步提高制浆能量使用效率，本发明提供了一套酸催化的乙醇法制浆工艺，该工艺不仅可以缩短乙醇法制浆蒸煮和浆料洗涤时间，还可用制浆残液所蕴含的热能生产能量品位很高的电能，提高制浆企业的电力自给率。因此本发明能有效提高乙醇法制浆企业的经济效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案主要包括蒸煮、洗涤和制浆残液的利用几个过程。(a)蒸煮将经过备料处理的纤维原料装入蒸煮器中，并将第一次洗涤液和部分乙酸、乙醇混合后，按纤维原料∶液体＝1∶7～11(kg/l)的液比泵入蒸煮锅中作为蒸煮液，乙醇的加入量为蒸煮液中乙醇∶水＝45～55％(体积百分比)；然后，由循环泵对蒸煮锅内的液体强制循环，同时由加热器对液体迅速加热，提高蒸煮锅内的温度至175～200℃，保温一段时间，使原料中的木质素充分溶解，得到纸浆。(b)洗涤 将第二次洗涤液泵入蒸煮锅中，将蒸煮锅内的蒸煮残液置换至回收液储罐中；泵入蒸煮锅内的二次洗涤液对纸浆置换洗涤后称为一次洗涤液；将三次洗涤液储罐中新配制的温度为175～200℃乙醇水溶液泵入蒸煮锅中，蒸煮锅内的洗涤液被置换出，储存在一次洗涤液储罐中；此时，泵入蒸煮锅内的液体称为二次洗涤液；最后，通入水蒸汽，将蒸煮锅内的洗涤液置换至二次洗涤液储罐中。当洗涤液不再排出后，关闭洗涤液进出口，用蒸汽喷射真空泵对浆料进行提馏，回收纸浆中的乙醇。蒸汽及乙醇混合气体用于直接加热三次洗涤液储罐中的乙醇水溶液；乙醇回收后，纸浆从蒸煮器内排出。(c)制浆残液的利用 将回收液储罐中的制浆残液通过节流阀和管道送入液力透平机，并驱动透平机产生机械能，该机械能再经过发电机转化为电能；低能液体收集备用。
本发明的有益效果是提高乙醇法制浆蒸煮效率，可以使纸浆的漂前洗涤在蒸煮锅内完成，并且缩短纸浆洗涤时间，还可实现乙醇法制浆能量的综合利用，能量消耗低；简化了工艺过程和设备，降低了制浆生产成本，因而具有良好的社会效益和经济效益。
四、具体实施例(a)蒸煮将经过备料处理的纤维原料装入蒸煮器中，并将第一次洗涤液和部分乙醇混合后，按纤维原料∶液体＝1∶7～11(kg/l)的液比泵入蒸煮锅中作为蒸煮液，乙醇的加入量为锅内蒸煮液中乙醇∶水＝45～55％(体积百分比)，再按乙酸∶纤维原料＝1～10％(质量百分比)的液比加入乙酸做催化剂用；然后，由循环泵对蒸煮锅内的液体强制循环，并将蒸煮锅内的温度提高至175～200℃，保温30～120min，使原料中的木质素充分溶解后得到纸浆。(b)洗涤将第二次洗涤液泵入蒸煮锅中，把蒸煮锅内的蒸煮残液置换至回收液储罐中；泵入蒸煮锅内的二次洗涤液对纸浆置换洗涤后称为一次洗涤液；将三次洗涤液储罐中新配制的温度为175～200℃、浓度为45～55％的乙醇水溶液泵入蒸煮锅中，把蒸煮锅内的一次洗涤液置换出，储存在一次洗涤液储罐中；泵入蒸煮锅内的液体对纸浆洗涤后称为二次洗涤液；最后，通入水蒸汽，将蒸煮锅内的洗涤液置换至二次洗涤液储罐中。当洗涤液不再排出后，关闭洗涤液进出口，用蒸汽喷射真空泵(额定真空度小于5Kpa)提馏并回收纸浆中的乙醇。蒸汽及乙醇混合气体用于直接加热三次洗涤液储罐中的乙醇水溶液；回收乙醇后，将纸浆从蒸煮器内排出。(c)制浆残液的利用将回收液储罐中的制浆残液(温度175～200℃，压力1.6～2.5Mpa)通过节流阀和管道送入液力透平机，并驱动透平机产生机械能，该机械能再经过发电机转化为电能。通过透平机的液体流量以能够保持透平机在制浆过程中连续运转为宜。经过热能回收的残液进入储液罐备用。
权利要求
1.一种用酸催化的乙醇法制浆工艺。将经过备料处理的纤维原料装入蒸煮锅内，再向锅内加入蒸煮液，锅内液比为1∶7～11(质量体积比)，通过加热器使锅内温度升高至175～200℃，并保温30～120min。其蒸煮液的配制特征是给一次洗涤液中加入乙醇和乙酸形成蒸煮液，乙酸和乙醇的加入量应能保证蒸煮液加入锅内后，蒸煮锅内液体中乙醇与水的体积比为45～55％，乙酸与纤维原料的质量比为1～10％。
2.根据权利要求1所述用酸催化的乙醇法制浆工艺，完成制浆蒸煮工序后，在蒸煮锅内用45～55％乙醇水溶液(体积比)进行三次等温逆流置换洗涤，其特征是一次置换洗涤为等体积置换洗涤，所得制浆蒸煮残液温度为175～200℃，压力为1.60～2.5Mpa，将其储存于储罐中；通过管道和节流阀将蒸煮残液(温度为175～200℃，压力为1.60～2.5Mpa)送入透平机中，驱动透平机并由其带动发电机，最终将制浆残液所蕴含的热能转换为电能。
全文摘要
本发明涉及一种乙醇法造纸制浆工艺，尤其涉及一种以酸催化的乙醇法制浆工艺。属于造纸制浆技术领域。该工艺采用酸做催化剂，不但提高了蒸煮效率，而且减缓了纤维原料中氧化硅的溶出，缓解了制浆残液处理过程中的硅干扰问题；采用等温逆流锅内热置换洗涤技术，使纸浆洗涤效率提高，制浆蒸煮残液的热能品位提高；最后应用透平机和发电机将制浆蒸煮残液中的热能转换为电能，提高了制浆企业的电力自给率。因此本发明能有效提高乙醇法制浆企业的经济效益。
文档编号D21C3/00GK1566520SQ0313434
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月3日 优先权日2003年7月3日
发明者陈海峰, 张美云, 张勇, 徐永建, 吴养育, 王建梅 申请人:陕西科技大学