專(zhuān)利名稱(chēng):尿素法制漿方法
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的工業(yè)造紙化學(xué)制漿方法，特別是采用尿素或以尿素為主加微量助劑蒸煮禾草類(lèi)原料制漿的方法。
工業(yè)上常采用的傳統(tǒng)化學(xué)制漿方法主要有堿法和亞硫酸鹽法兩類(lèi)，而以堿法用得最多。我國(guó)造紙業(yè)多是堿法生產(chǎn)，由于堿產(chǎn)量供不應(yīng)求。制漿得率又低，堿耗大且不能有效回收，污染日趨嚴(yán)重，已造成一些造紙廠(chǎng)停產(chǎn)。尤其是禾草類(lèi)制漿，因黑液灰粉高，二氧化硅含量多，在堿回收過(guò)程中黑液的蒸發(fā)易結(jié)垢，而且白液不易澄清，堿流失大；黑液的燃燒易堵噴嘴，也不利堿的回收。因此，在原料短缺，環(huán)境污染的情況下，嚴(yán)重地影響了草類(lèi)制漿造紙業(yè)的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)外都在研究制漿新技術(shù)，改革傳統(tǒng)的化學(xué)制漿工藝方法。本發(fā)明者曾采用氨水制草漿，由于氨水夏季易揮發(fā)，損失大，冬季需防凍，氨味嗆人，所以操作條件很惡劣。另外蒸煮過(guò)程不能小放氣而造成鍛壓大，在蒸煮溫度150℃時(shí)，壓力高達(dá)9～10kg/cm2。因此，難以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。據(jù)有關(guān)專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)美國(guó)曾用醌-胺類(lèi)做蒸煮劑制漿(US-4178861)；還有美國(guó)專(zhuān)利(US-3368935)介紹了用亞硫酸鈉Na2SO3做蒸煮劑，再加少量尿素調(diào)PH值做緩沖劑來(lái)制漿，蒸煮起主要作用的不是尿素；美國(guó)專(zhuān)利US2361639中曾使用大量尿素、硫尿(用量約為木片的300～600％)，在溫度為65～107℃的條件下浸漬木片。因該溫度太低，尿素還沒(méi)有分解，起不到脫木素的作用，不是高溫、高壓下蒸煮，只能是常壓下浸漬。盡管該專(zhuān)利也曾提到137～182℃，但這時(shí)的溫度不是浸漬溫度，也不是蒸煮溫度，而是在軟化木片并磨漿后，層壓或模壓成型時(shí)的熱壓溫度，因此，尿素并不是蒸煮劑的作用。總之，上述幾種文獻(xiàn)中敘述的制漿方法，主要用于木材纖維素制漿，而沒(méi)有用于制草漿；尿素用做緩沖劑，浸漬軟化劑不是用做蒸煮劑。因此，在當(dāng)前堿缺少，污染嚴(yán)重，阻礙制漿業(yè)發(fā)展的情況下，研究出一種不用堿，消除污染，得率高的制漿方法，越來(lái)越成為人們普遍關(guān)注的課題了。
本發(fā)明的目的就是提供一種改進(jìn)的化學(xué)制漿方法，該方法不用酸或堿而用尿素做蒸煮劑，不僅成本比堿法制漿低，而且廢液易于生化處理，綜合利用，減少對(duì)環(huán)境的污染。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的利用尿素在高溫、高壓下易分解，尿素及其分解產(chǎn)物具有脫木素的作用，采用一定量的尿素或以尿素為主加微量助劑做蒸煮劑，與加工合格的草片，放到螺旋推進(jìn)器中，加尿素水溶液混合，進(jìn)行予浸，然后裝入蒸煮設(shè)備進(jìn)行蒸煮。在蒸煮設(shè)備中通入蒸汽加熱，到一定溫度時(shí)，進(jìn)行小放氣，再升溫。升溫一段時(shí)間后，保溫到規(guī)定時(shí)間后大放氣降壓，再放料進(jìn)入淋洗池，洗滌好的草漿經(jīng)泵送去打漿制紙。廢液經(jīng)沉淀池、澄清槽沉降除去懸浮物。將濃廢液用泵回收到蓄熱罐備用；稀廢液送到蒲草、蘆葦種植場(chǎng)經(jīng)生化處理或直接用于灌溉、大放氣所放出的廢氣經(jīng)單向閥、噴射泵與蓄熱罐中的液體混合回收，放在蓄熱罐中備用。這種制漿方法比堿法制漿成本低，廢液、廢氣可回收利用，減少了對(duì)環(huán)境的污染，因此。它是一種化害為利的有效的制草漿方法。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明尿素制漿方法的工藝流程示意圖。
根據(jù)圖1詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體工藝流程和操作方法。該制漿方法是以尿素或以尿素為主加微量助劑做蒸煮劑來(lái)蒸煮禾草類(lèi)進(jìn)行制漿生產(chǎn)的。首先將稻草或麥草、棉桿等禾草按常規(guī)備料，加工成合格的草片，然后經(jīng)刮板運(yùn)輸機(jī)1送至螺旋推進(jìn)器2。在螺旋推進(jìn)器2里，草片與尿素加水或加入蓄熱罐11所回收的熱廢液混合予浸，加水量(包括從蓄熱罐11加入的熱廢液)為草片重量的1.2～6倍。其中尿素用量可根據(jù)禾草的不同種類(lèi)選用。如草片為稻草，尿素用量為稻草重量的3～20％；如草片為棉桿或麥桿，尿素用量為棉桿或麥桿重量的4～27％，另外還要加入微量助劑硫或其化合物，助劑用量為棉桿或麥桿重量的0.01～5％。在螺旋推進(jìn)器2中草片被尿素溶液所予浸，然后裝入蒸煮設(shè)備3進(jìn)行蒸煮。蒸煮條件是當(dāng)蒸煮設(shè)備3通入蒸汽升溫加熱到80～110℃(不超過(guò)110℃尿素不會(huì)分解出氨氣)時(shí)，進(jìn)行小放氣；再繼續(xù)升溫35～60分鐘，在最高溫度為125～180℃，最高壓為4～9kg/cm2的條件下進(jìn)行保溫7～0.5小時(shí)。此時(shí)，尿素在高溫、高壓下開(kāi)始分解，脫除草片中的木素。保溫到規(guī)定時(shí)向后進(jìn)行大放氣，降低蒸煮設(shè)備3中的壓力。最后是放料，將蒸煮后的草漿放入淋洗池4。草漿中的濃廢液首先經(jīng)沉淀池7、澄清槽8沉降懸浮物，沉清后的濃廢液由泵9打入蓄熱罐11備用。再放水淋洗草漿，洗滌好的草漿用泵10送去打漿制紙。淋洗池4中淋出的稀廢液再經(jīng)沉淀池7、澄清槽8沉降懸浮物，用于灌溉。上述的沉淀池7、澄清槽8也可用栽種蒲草或蘆葦?shù)膬艋趸羴?lái)沉降懸浮物和降低生物耗氧量和化學(xué)耗氧量，經(jīng)凈化氧化塘排出的水基本可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的造紙工業(yè)排水標(biāo)準(zhǔn)。蒸煮設(shè)備3大放氣中排出的廢氣含有氨氣，直接排出污染大氣影響操作環(huán)境。為此，將大放氣排出的廢氣經(jīng)單向閥5、噴射泵6與蓄熱罐中的液體混合，將氨氣和熱量回收，再放回蓄熱罐備用。這種廢氣回收方法，不僅消除對(duì)環(huán)境的污染，而且可以節(jié)約尿素用量和回收熱量。
本發(fā)明尿素法制漿方法所用原料是來(lái)源充足的尿素，它的成本比堿低，對(duì)蒸煮設(shè)備的金屬的腐蝕比堿法輕，特別經(jīng)過(guò)140小時(shí)以后，尿素法制漿對(duì)金屬基本無(wú)腐蝕作用，因此可以提高蒸煮設(shè)備的使用壽命。廢液中氮、磷、鉀易生化處理，可直接用于灌溉，變害為利，支援了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。廢氣回收利用，可以節(jié)約尿素用量和回收熱量，進(jìn)一步降低了制漿成本。蒸煮草漿粗漿得率71.5～76.5％。
尿素法生產(chǎn)的草漿配30％的木漿可生產(chǎn)出符合輕工部標(biāo)準(zhǔn)要求的箱板紙，100％尿素法草漿可生產(chǎn)1#包裝紙、1#瓦楞原紙，達(dá)到輕工部標(biāo)準(zhǔn)。因此，尿素法制漿既解決了當(dāng)前堿短缺，環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，又降低了制漿成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供含有肥料的灌溉用水。
權(quán)利要求
1.一種尿素法制漿方法，其特征在于采用尿素或以尿素為主加微量助劑做蒸煮劑，與加工合格的草片放到螺旋推進(jìn)器中，加尿素水溶液混合，進(jìn)行予浸，然后裝入蒸煮設(shè)備進(jìn)行蒸煮，升溫到80～110℃時(shí)，進(jìn)行小放氣，再繼續(xù)升溫35～60分鐘，在最高溫度為125～180℃，最高壓力為4～9kg/cm2的條件下保溫7～0.5小時(shí)，保溫到規(guī)定時(shí)間后大放氣，放料到淋洗池，洗滌好的草漿送去打漿制紙，廢液經(jīng)沉淀池、澄清槽沉降懸浮物再利用，大放氣排出的廢氣經(jīng)單向閥、噴射泵與蓄熱罐中的液體混合回收，其中尿素用量為稻草草片重量的3～20％，或以棉桿、麥桿草片重量4～27％的尿素為主，外加0.01～5％助劑硫或其化合物，加水量為草片重量的1.2～6倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的制漿方法，其特征在于廢液經(jīng)過(guò)的沉淀池、澄清槽可用栽種蒲草或蘆葦?shù)膬艋跆羴?lái)代替。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的工業(yè)造紙化學(xué)制漿方法，特別是采用尿素或以尿素為主加微量助劑蒸煮禾草類(lèi)原料制漿方法。該方法不用堿而用原料來(lái)源充足的尿素做蒸煮劑，在高溫高壓的條件下，尿素分解具有脫木素作用。制漿過(guò)程中的廢液易生化處理綜合利用，廢氣經(jīng)回收利用可節(jié)省尿素用量。本發(fā)明制漿方法既解決了當(dāng)前制漿化工原料堿短缺，污染日趨嚴(yán)重的問(wèn)題，又降低了制漿成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供含有肥料的灌溉用水。
文檔編號(hào)D21C3/20GK87101508SQ87101508
公開(kāi)日1987年9月30日 申請(qǐng)日期1987年3月7日
發(fā)明者羅少初, 劉景富, 霍慶元, 吳廣田 申請(qǐng)人:遼寧省造紙研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan