一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置以及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于漿柏生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置以及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維素纖維具有優(yōu)良的性能，在紡織品中的比重逐年提高。但是現(xiàn)有技術(shù)中，纖維素纖維生產(chǎn)技術(shù)存在兩個(gè)技術(shù)問題:一是漿柏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的制漿黑液，二是粘膠纖維制造過程中使用二硫化碳，造成空氣的污染。
[0003]傳統(tǒng)的粘膠纖維用漿柏生產(chǎn)是用棉短絨做原料，經(jīng)過高溫堿蒸煮，次氯酸鈉漂白、脫氯、酸處理過程，使得纖維素得到精制。棉短絨中含有果膠、果糖、蠟質(zhì)和木質(zhì)素等，在精制過程產(chǎn)生大量的黑液，按我國工藝裝備水平和產(chǎn)能，噸漿⑶D達(dá)320多公斤，COD總量達(dá)60萬噸，年用水量達(dá)到1.6-2.7億噸。由于用棉短絨作原料所產(chǎn)生的污水中固形物熱值低，不適宜用濃縮燃燒堿回收的方法，故對制漿黑液處理的難度超過對造紙黑液的處理。
[0004]近年來環(huán)境保護(hù)部門對重點(diǎn)耗水工業(yè)的監(jiān)管越來越嚴(yán)格，東部企業(yè)將制漿企業(yè)轉(zhuǎn)移到新疆，由于無序的擴(kuò)容，造成了新疆地區(qū)漿柏生產(chǎn)產(chǎn)能過剩，也給新疆地區(qū)脆弱的環(huán)境造成很大的壓力。由于生產(chǎn)企業(yè)都采用后處理方式對所排污水進(jìn)行處理，處理成本高，用于污水處理的費(fèi)用抵消了制造漿柏產(chǎn)生的利潤。
[0005]在全新疆二十多家漿柏生產(chǎn)企業(yè)中，因?yàn)槲鬯欧挪荒苓_(dá)到地方的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)處于停產(chǎn)狀態(tài)。粘膠短纖的生產(chǎn)不得不從國外大量采購進(jìn)口原料。
[0006]以一個(gè)年產(chǎn)10萬噸漿柏生產(chǎn)能力的企業(yè)為例，依然有50多噸顏色很重的廢水處理，每年排放污水達(dá)到500多萬噸，隨著水價(jià)的調(diào)整，企業(yè)的生產(chǎn)成本會進(jìn)一步提高，按照自治區(qū)環(huán)保廳的要求，2015年底⑶D要小于100mg/l，企業(yè)上了蒸發(fā)設(shè)備，每噸漿排除了濃黑液，蒸發(fā)后的黑液熱值低燃燒效果欠佳，還要天然氣助燃，形成了排污物質(zhì)形態(tài)的轉(zhuǎn)移，稀黑液變成了濃黑液，生物法處理污水還要加入酚頓試劑處理，廢水處理成本居高不下，企業(yè)生存條件受到挑戰(zhàn)，制漿領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種低污染、處理效果好的綠色制漿技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種綠色制漿清潔生產(chǎn)工藝以及多種相關(guān)制漿設(shè)備的集成創(chuàng)新。本發(fā)明利用具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基活性氧和氧氣，配以輔助藥劑，使原料中的木質(zhì)素、果膠等帶色集團(tuán)退色，同時(shí)使天然高分子發(fā)生快速斷裂反應(yīng)，屬于連續(xù)、高濃、低溫的制漿過程。
[0008]—方面，本發(fā)明公開了一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置，所述的一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置技術(shù)方案如下。
[0009]—種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置，所述的裝置包括開棉機(jī)1、旋風(fēng)分離器2、喂棉器3、高效浸漬機(jī)4、羥基自由基活性氧制藥機(jī)5、催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器6、低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器7、連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器8以及擠壓脫水處理裝置9;
[0010]所述的開棉機(jī)I將原料開松，開棉機(jī)的物料出口連接旋風(fēng)分離器2的物料進(jìn)口，原料在旋風(fēng)分離器內(nèi)除去雜質(zhì)后通過旋風(fēng)分離器的物料出口進(jìn)入喂棉器3，喂棉器將原料制備均勻厚度的棉被狀態(tài);喂棉器的物料出口連接高效浸漬機(jī)4的物料進(jìn)口，羥基自由基活性氧制藥機(jī)5制備的羥基自由基活性氧藥劑進(jìn)入高效浸漬機(jī)，物料在高效浸漬機(jī)內(nèi)被藥劑吸附達(dá)飽和狀態(tài);所述的高效浸漬機(jī)的物料出口連接催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器6，物料在催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器內(nèi)脫色降聚;催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器的物料出口連接低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器7，低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器的物料出口連接連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器8的物料進(jìn)口，羥基自由基活性氧制藥機(jī)制備的氧氣通入連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器，物料在連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器內(nèi)反應(yīng)成漿狀;連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器的物料出口連接擠壓脫水處理裝置9，物料在擠壓脫水處理裝置處理后得到濕漿。
[0011]優(yōu)選地，所述的旋風(fēng)分離器2為三級旋風(fēng)分離器。
[0012]優(yōu)選地，所述的羥基自由基活性氧制藥機(jī)5是離子膜電催化反應(yīng)器，在常溫和低壓條件下，以空氣、水和電解質(zhì)溶液(優(yōu)選堿液，進(jìn)一步優(yōu)選氫氧化鈉溶液或者氫氧化鉀溶液)為原料，通入直流電源制得羥基自由基活性氧藥劑和氧氣。
[0013]優(yōu)選地，所述的羥基自由基活性氧制藥機(jī)5采用DCS或模擬DCS控制系統(tǒng)，對藥劑生產(chǎn)、藥劑濃度、液位、流量、溫度、堿度、物料傳輸速度、動力運(yùn)行狀態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，有效實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的手動和自動控制。
[0014]需要指出的是，所述一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置中，在低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器7之后使用連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器，這是兩種都可行的并列技術(shù)方案，連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器選擇其一可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0015]另一方面，本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種綠色制漿清潔生產(chǎn)工藝，所述的一種綠色制漿清潔生產(chǎn)工藝的技術(shù)方案如下。
[0016]—種綠色制漿清潔生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0017]步驟(I)，原料經(jīng)開棉機(jī)I開松，經(jīng)旋風(fēng)分離除雜后使用喂棉器3梳理成被，得到150-250mm均勻厚度的物料，
[0018]步驟(2)，將步驟(I)所得物料進(jìn)入高效浸漬機(jī)4與羥基自由基活性氧藥劑混合，物料被藥劑吸附達(dá)飽和狀態(tài)，經(jīng)擠壓脫液后，液比為1.2-1.5:1;
[0019]步驟(3)，步驟(2)所得物料以平推流方式連續(xù)進(jìn)入催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器6，溫度保持在60-70°C，停留時(shí)間為3-15分鐘;在催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器中，原料中的木質(zhì)素、果膠等帶色基團(tuán)褪色，同時(shí)使得天然高分子發(fā)生快速斷裂反應(yīng)；
[0020]步驟(4)，將步驟(3)的物料進(jìn)入低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器7，物料在低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器內(nèi)保持一定的停留時(shí)間；
[0021]步驟(5)，將步驟(4)的物料進(jìn)入連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器8，同時(shí)向連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器內(nèi)通入氧氣;物料在連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器內(nèi)成漿；
[0022]步驟(6)，對步驟(5)的物料進(jìn)行擠壓脫水處理，擠壓脫水所得水分進(jìn)入水處理工段后回用，擠壓脫水所得濕漿進(jìn)入后續(xù)處理工段。
[0023]優(yōu)選地，步驟(I)中所述原料是棉短絨。
[0024]優(yōu)選地，步驟(I)具體方法是:原料經(jīng)開棉機(jī)開松，經(jīng)三級旋風(fēng)分離器2除雜，除去較重皮，物料呈分散狀態(tài)，使用喂棉器梳理后形成均勻厚度的棉被狀態(tài)。
[0025]優(yōu)選地，步驟(2)使用的羥基自由基活性氧藥劑由羥基自由基活性氧制藥機(jī)制備，所述制藥機(jī)是是離子膜電催化反應(yīng)器，在常溫和低壓條件下，以空氣、水和電解質(zhì)溶液(優(yōu)選堿液，進(jìn)一步優(yōu)選氫氧化鈉溶液或者氫氧化鉀溶液)為原料，通入直流電源制得羥基自由基活性氧藥劑和氧氣。
[0026]優(yōu)選地，步驟(5)使用的氧氣為所述制藥機(jī)制備的氧氣。
[0027]優(yōu)選地，所述的制藥機(jī)以現(xiàn)場制藥的方式制備羥基自由基活性氧藥劑和氧氣。
[0028]優(yōu)選地，在催化調(diào)聚脫色反應(yīng)和滯留反應(yīng)后采用近紅外在線技術(shù)快速在線檢測的成分。
[0029]優(yōu)選地，步驟(6)所得濕漿白度達(dá)到780度以上。
[0030]本發(fā)明的工藝和設(shè)備是連續(xù)生產(chǎn)線，制漿過程實(shí)現(xiàn)高濃(濃度達(dá)到40%左右)，制漿溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品收率高，具有很好的節(jié)能節(jié)水減排效果。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，自動化程度高，運(yùn)行安全可靠。比較原有高溫堿蒸煮次氯酸鈉漂白工藝，制漿過程不產(chǎn)生濃黑液，廢水處理簡單，處理費(fèi)用低，經(jīng)處理后的污水大部分回用，少量污水處理后達(dá)標(biāo)排放。實(shí)現(xiàn)了全無氯制漿過程。本發(fā)明中，I噸漿耗水20噸，經(jīng)污水處理后80%的水循環(huán)使用，20 %污水處理達(dá)標(biāo)后排放，排放污水C0D< 100mg/L。
[0031]本發(fā)明所得的產(chǎn)品質(zhì)量可靠，產(chǎn)品分子量分布窄，達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置的示意圖。
[0033]附圖1中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示的是:開棉機(jī)1、旋風(fēng)分離器2、喂棉器3、高效浸漬機(jī)
4、羥基自由基活性氧制藥機(jī)5、催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器6、低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器7、連續(xù)管式滯留反應(yīng)器或蒸煮器8、擠壓脫水處理裝置9。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0035]實(shí)施例1
[0036]實(shí)施例1表示的是本發(fā)明的一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置。
[0037]一種綠色制漿清潔生產(chǎn)裝置，所述的裝置包括開棉機(jī)1、三級旋風(fēng)分離器2、喂棉器
3、高效浸漬機(jī)4、羥基自由基活性氧制藥機(jī)5、催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器6、低溫連續(xù)滯留反應(yīng)器
7、連續(xù)管式滯留反應(yīng)器8以及擠壓脫水處理裝置9;
[0038]其中，所述的開棉機(jī)I將原料開松，開棉機(jī)的物料出口連接旋風(fēng)分離器2的物料進(jìn)口，原料在旋風(fēng)分離器內(nèi)除去雜質(zhì)后通過旋風(fēng)分離器的物料出口進(jìn)入喂棉器3，喂棉器將原料制備均勻厚度的棉被狀態(tài);喂棉器的物料出口連接高效浸漬機(jī)4的物料進(jìn)口，羥基自由基活性氧制藥機(jī)5制備的羥基自由基活性氧藥劑進(jìn)入高效浸漬機(jī)，物料在高效浸漬機(jī)內(nèi)被藥劑吸附達(dá)飽和狀態(tài);所述的高效浸漬機(jī)的物料出口連接催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器6，物料在催化調(diào)聚脫色反應(yīng)器內(nèi)脫色降聚;催化