一種棉漿粕制備及其污染治理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種棉漿柏制備及其污染治理的方法。屬于制漿造紙或紡織領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)棉花產(chǎn)量約占世界棉花總產(chǎn)量的24%，位居世界第一，相應(yīng)的棉短絨的量也較大，棉短絨的纖維素含量高達(dá)90%以上，此外還含有少量的果膠(約I % )、蠟(約2% )、木素(2%?3% )、灰分(1% )等物質(zhì)，是人造纖維和造紙工業(yè)的優(yōu)質(zhì)纖維原料。棉短絨漿可用于生產(chǎn)鈔票紙、軍用地圖紙、海圖紙、水彩畫(huà)紙、特號(hào)曬圖紙、特白裝飾紙、鋼紙?jiān)垺⑷秊V原紙、定性濾紙、毛紡專(zhuān)用原紙以及漿柏(生產(chǎn)粘膠人造絲、絲素等纖維素改性產(chǎn)品)等。還可以用來(lái)生產(chǎn)富強(qiáng)粘膠、普通粘膠、人造絲等，解決好棉短絨制漿問(wèn)題具有重要的意義。
[0003]棉短絨制漿過(guò)程與造紙行業(yè)燒堿法制漿工藝基本一致，但由于軋棉過(guò)程中棉短絨中混入了棉籽皮、棉桃殼(其主要成份為木素)，等外級(jí)棉短絨的木素含量有時(shí)甚至高達(dá)15%?20%，這給制漿工藝帶來(lái)了很大的困難。通常棉短絨生產(chǎn)漿柏過(guò)程中采用堿量較高的“重煮輕漂”工藝，蒸煮過(guò)程的主要作用是將棉籽皮、棉桃殼等雜質(zhì)去除、提純甲種纖維素；根據(jù)產(chǎn)品要求，通過(guò)控制蒸煮壓力溫度、堿濃等條件來(lái)調(diào)節(jié)漿料聚合度，這對(duì)于提高漿柏質(zhì)量起著舉足輕重的作用。而棉漿柏的漂白過(guò)程通常采用CEH工藝，除去纖維內(nèi)有色物質(zhì)，使?jié){柏具有一定的白度，同時(shí)也進(jìn)一步調(diào)節(jié)漿料聚合度，提高漿柏成品的內(nèi)在質(zhì)量，使制成品粘膠的阻滯系數(shù)下降，有利于粘膠的均勻性，γ值提高，濾布使用率增加。棉漿柏的漂白段化學(xué)品用量相對(duì)較低，提高漿柏的白度的同時(shí)，輕漂可以減少羰基、醛基等還原基團(tuán)的生成，以減少漂白漿柏返黃，通常白度達(dá)到73ISO%以上即可，更重要的是控制其反應(yīng)性能，白度在制備粘膠纖維時(shí)通過(guò)木材制得的溶解漿來(lái)調(diào)節(jié)。
[0004]棉短絨制漿過(guò)程水污染物的來(lái)源主要是蒸煮廢液以及洗滌、打漿、漂白過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，除部分水作為除渣用水回用外，其余均混合流入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行生化處理。由于一般化纖棉漿廠(chǎng)廢液量不大且所含固形物的燃燒熱值較低，難以單獨(dú)采用類(lèi)似造紙黑液堿回收的措施。蒸煮廢液色度大，有機(jī)物濃度高，COD&可達(dá)50000mg/L以上，pH值高，廢液和漂白打漿廢水混合進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)給生化處理帶來(lái)困難，另外由于洗漿、打漿及漂白大多為間斷生產(chǎn)，廢水量較大，排放集中，使進(jìn)污水場(chǎng)的水質(zhì)變化很大，造成污水場(chǎng)進(jìn)水周期性突變，嚴(yán)重影響曝氣池連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，使曝氣池的潛力難以發(fā)揮，要穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的COD&濃度300mg/L都非常困難，排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步嚴(yán)格，要達(dá)標(biāo)排放更是難上加難。這些問(wèn)題嚴(yán)重束縛了國(guó)內(nèi)棉漿廠(chǎng)的發(fā)展。
[0005]目前制漿工藝主要存在以下問(wèn)題:
[0006](I)蒸煮后廢液濃度相對(duì)較低，固形物濃度僅有7%左右，要增濃燃燒需要消耗大量的蒸汽；
[0007](2)廢液中細(xì)小纖維含量高，蒸發(fā)過(guò)程易形成纖維垢，使傳熱系數(shù)降低，蒸發(fā)能耗增加，由于細(xì)小纖維的存在使得燃燒墊層膨脹性能差，影響燃燒性能；
[0008](3)廢液固形物熱值低，不宜進(jìn)行單獨(dú)堿回收；
[0009](4)廢液COD濃度在50000mg/L以上，并入中段水進(jìn)行處理會(huì)是水處理系統(tǒng)負(fù)荷大幅增加，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0010](5)廢液殘堿高達(dá)13g/L以上，排放會(huì)造成燒堿的浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)水處理系統(tǒng)也有不良影響。
[0011]由此可見(jiàn)，如何解決好水污染問(wèn)題是棉短絨制漿面臨的難題，特別解決好制漿過(guò)程的廢液污染問(wèn)題至為重要，其中包括如何提高廢液濃度，如何將其中的殘堿進(jìn)行有效利用，如何去除其中的細(xì)小纖維等雜質(zhì)，如何將廢液中有機(jī)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)綜合利用等，其中的技術(shù)關(guān)鍵是保證不影響成漿質(zhì)量的同時(shí)，提高廢液濃度，減少?gòu)U液量，使廢液實(shí)現(xiàn)綜合利用，將其從廢水處理系統(tǒng)中剝離出來(lái)，大幅降低水處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，這是本發(fā)明重點(diǎn)突破的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了克服棉短絨蒸煮后廢液濃度相對(duì)較低，增濃燃燒需要消耗大并入中段水進(jìn)行處理會(huì)是水處理系統(tǒng)負(fù)荷大幅增加，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；殘堿高排放會(huì)造成燒堿的浪費(fèi)等問(wèn)題。本發(fā)明提供一種棉短絨制漿及其污染物的治理方法，同時(shí)解決了棉短絨制漿及污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)棉短絨纖維有效利用的同時(shí)對(duì)其制漿過(guò)程產(chǎn)生的污染物得到有效利用和治理。
[0013]本發(fā)明提出的一種棉短絨制漿及其污染物的治理方法，具體解決方案如下:
[0014](I)棉短絨的深度凈化
[0015]采用機(jī)械打散機(jī)，將棉短絨、棉籽皮、棉桃殼、砂土及塵埃相互剝離，經(jīng)篩孔為0.5cm的振動(dòng)篩篩選，將粒徑低于0.5cm的重質(zhì)雜質(zhì)篩選除去，再送往帶有風(fēng)罩的振動(dòng)波紋傳輸帶，波紋傳輸帶的波紋深度為1cm，寬度為0.5cm，振幅為2?3cm ;在振動(dòng)篩未被去除的棉籽皮、棉桃殼及砂土?xí)奂诓y傳輸帶的波紋中被送往重雜收集倉(cāng)，而振動(dòng)過(guò)程塵埃會(huì)被上方風(fēng)罩所收集。
[0016]可有效降低棉短絨灰分、棉籽殼及棉桃殼，清雜后的棉短絨，不僅可降低蒸煮過(guò)程燒堿的無(wú)效消耗，節(jié)約用堿量，同時(shí)還能使蒸煮廢液的COD降低10%以上，另外，還可以降低成漿的塵埃度。
[0017](2)棉短絨預(yù)浸漬及蒸煮
[0018]由于棉短絨表面有少量果膠及棉脂，使得棉短絨表面具有一定的憎水性，采用小液比蒸煮時(shí)難以滲透，使得蒸煮所得漿料勻度較差，因此采用預(yù)浸漬的方法，在蒸煮前通過(guò)加入適量的化學(xué)藥劑在機(jī)械擠壓作用下使其吸濕，藥液均勻吸附與棉短絨纖維表面。按液比1: 5加入棉短絨及過(guò)濾系統(tǒng)處理后的廢液，并扣除廢液中殘堿6%，再補(bǔ)加12%的氫氧化鈉使得總用堿量達(dá)到18%。裝鍋后空轉(zhuǎn)10分鐘，通蒸汽加熱，30分鐘內(nèi)鍋內(nèi)溫度達(dá)到IlO0C,小放氣5-10分鐘，排除鍋內(nèi)假壓。繼續(xù)通蒸汽加熱60分鐘內(nèi)，鍋內(nèi)溫度達(dá)到170°C，保溫150分鐘。此時(shí)所得粗漿柏的聚合度DP約為540-570。
[0019](3)廢液提取及漿料的洗滌
[0020]蒸煮結(jié)束時(shí)，將小放氣口朝下靜置5-10min，使蒸煮廢液充分沉積在底部，此時(shí)蒸煮鍋內(nèi)壓力約為7MPa，稍開(kāi)啟放氣閥，待漿料形成濾層后，將放氣閥全部開(kāi)啟，鍋內(nèi)的蒸煮廢液在壓力下會(huì)自行排出，漿料干度約為25%，往蒸球中注入一定體積的稀廢液，轉(zhuǎn)動(dòng)蒸球使其棉短絨纖維細(xì)胞腔中的廢液擴(kuò)散出來(lái)，漿液從蒸煮鍋排出來(lái)采用螺旋擠壓機(jī)使?jié){料脫水，脫水后漿料的干度約為30%，
[0021](4)漿料打漿及漂白
[0022]脫水后的漿料送打漿槽重刀打漿，打漿后漿料送螺旋擠壓機(jī)脫水后送漂白工段。漂白工藝為DH或DP漂白。采用DH漂白時(shí)，D段漂白條件為:噸漿ClO2用量為3% (有效氯計(jì))，4N硫酸調(diào)節(jié)pH為3，漿濃為10%?15%，溫度為80°C，漂白時(shí)間I小時(shí)；洗滌后進(jìn)入H段漂白，H段漂白條件為:噸漿NaClO用量為1% (有效氯)，漿濃10%?12%溫度45°C，漂白時(shí)間2小時(shí)；經(jīng)洗滌、脫水、干燥后即為棉漿柏產(chǎn)品，白度為75%?81% IS0，聚合度DP為490?520。采用DP漂白時(shí)，D段漂白條件為:噸漿ClO2用量為3% (有效氯計(jì))，4N硫酸調(diào)節(jié)pH為3，漿濃為10%?15%，溫度為80°C，漂白時(shí)間I小時(shí)；洗滌后進(jìn)入P段漂白，P段漂白條件為:噸漿NaOH用量為1.2?1.5%,NaS13用量1.8%,H2O2用量為2%, EDTA用量0.3%，漿濃10%?12%，溫度80°C，漂白時(shí)間I小時(shí)；經(jīng)洗滌、脫水、干燥后即為棉漿柏產(chǎn)品，白度為77%?83% IS0，聚合度DP為500?530。漂白過(guò)程的洗滌水送水處理系統(tǒng)進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。
[0023](5)復(fù)合表面活性劑的分離及廢液的循環(huán)回用
[0024]將步驟(3)提取出來(lái)的高溫蒸煮廢液，送熱交換系統(tǒng)加熱漿料洗滌水，當(dāng)蒸煮廢液溫度低于30°C時(shí)，其中的果膠酸鈉、棉醇鈉、硬脂酸鈉等物質(zhì)開(kāi)始大量的析出，降溫后的廢液送100目篩分系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，截留物為復(fù)合表面活性劑，濾出液的殘堿約為13g/L，回用于步驟(2)預(yù)浸漬系統(tǒng)用于棉短絨的預(yù)浸漬可節(jié)省20%?30%的用堿量。
[0025](6)半濃皂化物的綜合利用
[0026]步驟(5)分離出來(lái)的復(fù)合表面活性劑主要含果膠酸鈉、棉醇鈉、硬脂酸鈉等物質(zhì)，同時(shí)還含有低聚糖等纖維素水解的中間產(chǎn)物，是一種近于黑色的粘稠液體，干燥粉碎后的固體粉末呈棕