[发明专利]一种造纸制浆方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于造纸浆技术和设备领域，主要涉及一种低能耗、无污染的造纸浆方法及其装置。

背景技术

传统的制纸浆过程中，为了将纤维分离出来，常用的有碱法制浆及亚硫酸盐法制浆两大类，在此过程中要使用大量的化学试剂。工业生产上化学法制浆包括备料、蒸煮和净化三个基本工艺过程。蒸煮器是化学法制浆蒸煮过程的基本设备，各种蒸煮器的主体部分均为容积较大的金属耐压容器，设备复杂，投资高，操作管理水平要求也高。经蒸煮制成的粗浆，经过适当净化才能成为可用的纸浆。纸浆的净化一般包括洗涤、筛选、漂白等过程。在化学法制浆的技术发展上，现有方法对环境最大的污染就是排放出的废料——黑液。黑液含硅量大、粘度高、滤水性差。造纸工业的废水若经不效处理而排入江河中，废水中的有机物质发酵、氧化、分解，消耗水中的氧气，使鱼类、贝类等水生生物缺氧致死；一些细小的纤维悬浮在水是，容易堵塞鱼鳃，也造成鱼类死亡；废水里的树皮屑、木屑、草屑、腐草、腐浆等沉入水底，淤塞河床，在缓慢发酵中，不断产生毒臭气；废水中还有一些不容易发酵、分解的物质，悬浮在水中，吸收光线，减少阳光透入河水，妨碍水生植物的光合作用；另外带有一些致癌、致畸、致突变的有毒有害物质。总之，造纸废水使河水浊黑、恶臭，水草不生，鱼虾灭迹，蚊蝇丛生，蛆虫遍地，严重威胁沿岸居民的身体健康，造成痢疾、肠炎、疥疮等疾病盛行，同时，还不利于农田灌溉和人畜饮水。在诸多水污染事件中，淮河污染事件比较典型。由于沿河纸厂排污严重，淮河流域水环境日趋恶化，到2004年，淮河中下游黑水四溢、鱼虾绝迹，政府不得不依靠行政手段强制关闭了许多小造纸厂，才避免了整个水系的崩溃。

发明内容

本发明的目的是提供一种造纸制浆的方法及其装置，使其在制浆过程中完成对原料纤维离解和细纤维化，从而实现低能耗、无污染。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：

其造纸制浆的方法为：将搅拌后的原料装入到内部设置有螺旋轴的筒体内，螺旋轴的轴杆整体为直径从进料口到出料口渐增的锥形结构，使螺旋轴轴杆与筒体内壁的间隙从进料口到出料口依次递减，筒体的内壁具有螺旋槽，螺旋槽的深度从进料口到出料口依次递减，使螺旋轴上的螺旋齿与筒体内壁上的螺旋槽间隙从进料口到出料口依次递减，原料在螺旋轴的作用下从进料口到出料口，原料在筒体内受到的挤压力逐渐增大，同时在螺旋轴与筒体内壁之间高速旋转，原料经揉搓、挤压产生高温高压，纤维原料经高温高压作用下产生相变，纸浆原料从出料口处被挤出，其在筒体的出料口处突然释放压力使其膨化、爆破，完成纤维离解和细纤维化。

用于完成上述造纸制浆方法的装置包括主机体、电机，主机体上设置有进料口，进料口与主机体内设置的筒体相通，在筒体内具有螺旋轴，螺旋轴的一端与电机连接，螺旋轴的轴杆为直径从进料口到出料口渐增的锥形结构，筒体的内壁上具有螺旋槽，螺旋槽的深度从进料口到出料口依次递减。

所述的筒体可由主筒体和挤压筒体构成，挤压筒体位于主筒体的的尾部，挤压筒体为内壁是光面的圆筒体，螺旋轴的尾部伸入到挤压筒体内，螺旋轴的尾端部与挤压内壁之间的间隙形成出料口，在挤压筒体外部设置有冷却机构。

所述的挤压筒体尾部由连接在主机体上的法兰盘卡紧，挤压筒体的前端套在主筒体后端的台阶上，在挤压筒体上设置有前端为锥形的定位轴，定位轴一端位于螺旋轴尾部上的定位锥孔内。

利用本发明所述的方法和装置，可完成对原料(如植物秸秆)的纤维离解和细纤维化，使进入到筒体内部的纤维原料在螺旋轴与筒体内壁之间高速旋转，螺旋轴的轴杆与筒体内壁的间隙从进料口到出料口依次递减，同时螺旋轴上的螺旋齿与筒体内壁上的螺旋槽间隙从进料口到出料口依次递减，这样可使原料在筒体内被反复揉搓、挤压而产生高温(可达180℃～250℃)、高压(可达6MP～8MP)。纸浆原料从螺旋轴尾部和主机罩之间的缝隙即出料口被挤出，当原料在出料口处突然释压的情况下，可使原料膨化爆破完成纤维离解和细纤维化。利用本发明所述的方法和装置使秸秆制得纤维状产品用作纸浆，其和后期浸泡工艺结合无废气、废液排放，不会对环境造成污染。本发明所述的方法和装置，对原料进行纤维离解和细纤维化处理，可使植物秸秆在制纸浆过程中不添加化学试剂，彻底控制碱解释放的恶臭和污水，是一种环保无污染的工艺。本发明所述的方法和装置，对原料进行纤维离解和细纤维化处理后，得浆率提高，具有化学浆的性能，以麦秆为例，得浆率在85％以上。