[发明专利]一种氧系高效清洁漂白纸浆制备方法及其装置

权利要求书

1.一种采用氧系高效清洁漂白纸浆实验型装置制备纸浆的方法，其特征在于，该装置包括位于机架(27)上的带盖体(10)的混合反应室(16)、高速变频电机(24)、DCS操作系统(26)，

所述混合反应室(16)上方设置有盖体(10)，混合反应室(16)外壁安装有加热器(15)，混合反应室(16)内设置有中空混合转子(13)；

所述盖体(10)中心下方设置有可插入中空混合转子(13)中心的开有多孔阵列的曝气管(14)；曝气管(14)的外端口通过三通接口分别依次连通进液阀(3)、药液泵(2)、进液管(1)和进气阀(6)、气泵(5)、进气管(4)；

盖体(10)上方设置有排气阀(11)，排气阀(11)通过排气管(12)依次连接尾气臭氧浓度检测仪(22)，臭氧尾气处理装置(23)；

所述中空混合转子(13)通过螺栓(28)连接于位于混合反应室(16)底部高速变频电机(24)主轴(19)的轴端；所述中空混合转子(13)的叶片为中空结构平行对称分布的多个直线型叶片或中空结构对称分布的多个螺旋型叶片；

所述中空混合转子(13)的叶片的两端分别固定在上下两个同轴分布的圆环上，其下圆环通过螺栓(28)连接于位于混合反应室(16)底部主轴(19)的轴端；开有多孔阵列的曝气管(14)通过上圆环伸入中空混合转子(13)的内部中心；当中空混合转子(13)转动时，在其中心位置形成真空区域；在叶片的扰动下，使混合反应室(16)内的流体在真空区域、各叶片之间、各叶片与混合反应室内壁之间，以及各叶片与上圆环和混合反应室内壁之间形成对流；

所述主轴(19)旋转轴线的端面垂直套装有密封套(18)，用于密封主轴(19)与混合反应室(16)之间的圆周间隙；所述密封套(18)的圆周开设有与外部冷却水连通的冷却水循环流道；

所述制备纸浆的方法包括，氧脱木素纸浆的制备、臭氧漂白纸浆的制备、氧气增压的臭氧漂白纸浆的制备；

氧脱木素纸浆的制备：

装锅：将盖体(10)取下，根据待漂纸浆的浆浓特性选择安装相应的中空混合转子(13)，即低浓和中浓漂白选择直线型叶片的中空混合转子(13)，高浓漂白选择螺旋型叶片的中空混合转子(13)；加入绝干浆料，安装盖体(10)，将曝气管(14)插入中空混合转子(13)的中心位置，利用端盖螺栓(7)将盖体(10)和混合反应室(16)紧固密封；

调节浆浓：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)泵入的稀释水，开启变频器(25)，采用转速为800～1500r/min混合调浓，调节混合反应室(16)内待漂浆料为中浓10％～14％或高浓25％～30％；

碱预处理：中浓漂白，开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)，泵入用量为2.0％～3.0％的NaOH，0.4％～0.6％的MgSO₄，0.4％～0.6％的H₂O₂；或高浓漂白，泵入用量为2.0％～6.0％的NaOH，0.3％～0.6％的MgSO₄；开启变频器(25)，采用转速800-1500r/min混合均匀；

氧漂：开启加热器(15)，使混合反应室(16)内浆料升温到90℃，进行恒温模式，开启气泵(5)，泵入的氧气，至混合反应室(16)内的压力为0.5～0.7MPa，开启变频器(25)，采用转速800～1500r/min，进行混合氧脱木素的反应，中浓漂白反应时间为60min，高浓漂白反应时间为30min；

卸料：待反应时间结束，关闭气泵(5)，停止氧气进气，关闭加热器(15)，关闭变频器(25)和高速变频电机(24)，开启排气阀(11)，进行放气，待混合反应室(16)内压力为零，开启药液泵(2)泵入稀释水，进行洗浆卸料，开启排浆阀(17)，储浆槽(21)收集漂后浆料；

臭氧漂白纸浆的制备：

装锅：将盖体(10)取下，根据待漂纸浆的浆浓特性选择安装相应的中空混合转子(13)，即低浓和中浓漂白选择直线型叶片的中空混合转子(13)，高浓漂白选择螺旋型叶片的中空混合转子(13)；加入绝干浆料，安装盖体(10)，将曝气管(14)插入中空混合转子(13)的中心位置，利用端盖螺栓(7)将盖体(10)和混合反应室(16)紧固密封；

调节浆浓：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)泵入稀释水，开启变频器(25)，采用转速800～1500r/min混合调浓，调节反应室内待漂浆料为中浓10％～14％或高浓30％～35％；

酸预处理：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)，泵入酸液，开启变频器(25)，采用转速800-1500r/min，混合均匀，调节浆料pH为2；开启加热器(15)，使混合反应室(16)内浆料升温到相应的温度40℃，进行恒温模式，开启变频器(25)，采用中低转速800～1500r/min，不断混合搅拌，酸预处理时间为30min；

保护剂预处理：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)，泵入乙二醇、乙醇、甲醇或二氧六环等有机溶剂，开启变频器(25)，采用转速800～1500r/min，混合均匀；

臭氧漂白：开启加热器(15)，使混合反应室(16)内浆料升温到所需的温度，进行恒温模式，或关闭加热器(15)，进行常规常温臭氧漂白；盖体(10)上方排气阀(11)保持开启状态，开启气泵(5)，泵入臭氧，浓度为180mg/L，流量为4L/min，进气压力为0.2～0.4MPa，同时开启变频器(25)，采用中高转速1500～3000r/min，进行混合臭氧漂白的反应，臭氧通入和混合时间为5min，混合反应结束后，关闭气泵(5)，关闭进气阀(6)，关闭变频器(25)，未反应的臭氧通过排气阀(11)、尾气臭氧浓度检测仪(22)、臭氧尾气处理装置(23)；或关闭排气阀(11)，开启气泵(5)，泵入臭氧，浓度为180mg/L，流量为4L/min，进气压力为0.2～0.4MPa，至反应室压力为0.8～1.2MPa，关闭臭氧气泵(5)，同时开启变频器(25)，采用中高转速1500～3000r/min，进行混合臭氧漂白的反应，混合反应时间为5min，混合反应结束后，关闭变频器(25)，开启排气阀(11)，未反应的臭氧通过尾气臭氧浓度检测仪(22)、臭氧尾气处理装置(23)，待反应室压力降为零，可泵入氮气，将混合反应室(16)内未反应的臭氧置换出；

卸料：开启药液泵(2)泵入稀释水，进行洗浆卸料，开启排浆阀(17)，储浆槽(21)收集漂后浆料；

氧气增压的臭氧漂白纸浆的制备：

装锅：将盖体(10)取下，根据待漂纸浆的浆浓特性选择安装相应的中空混合转子(13)，低浓和中浓漂白选择直线型叶片的中空混合转子(13)，高浓漂白选择螺旋型叶片的中空混合转子(13)；加入绝干浆料，安装盖体(10)，将曝气管(14)插入中空混合转子(13)的中心位置，利用端盖螺栓(7)将盖体(10)和混合反应室(16)紧固密封；

调节浆浓：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)，泵入稀释水，开启变频器(25)，采用中低转速800～1500r/min，混合调浓，调节混合反应室(16)内待漂浆料为中浓10％～14％或高浓30％～35％；

酸预处理：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)，泵入酸液，开启变频器(25)，采用中低转速800～1500r/min混合均匀，调节浆料pH为2；开启加热器(15)，使混合反应室(16)内浆料升温到40℃，进行恒温模式，开启变频器(25)，采用中低转速800～1500r/min，不断混合搅拌，酸预处理时间为30min；

保护剂预处理：开启药液泵(2)，通过进液管(1)和曝气管(14)，泵入乙二醇、乙醇、甲醇或二氧六环等有机溶剂，开启变频器(25)，采用中低转速800～1500r/min，混合均匀；

氧气增压的臭氧漂白：开启加热器(15)，使混合反应室(16)内浆料升温到所需的温度，进行恒温模式，或关闭加热器(15)，进行常规常温臭氧漂白；关闭排气阀(11)，开启气泵(5)泵入臭氧，浓度为180mg/L，流量为4L/min，进气压力为0.2～0.4MPa，至混合反应室(16)内压力为0.8～1.2MPa，停止臭氧进气；再打开气泵(5)泵入氧气，至混合反应室(16)压力为1.5MPa，关闭气泵(5)，同时开启变频器(25)，采用中高转速1500～3000r/min，进行混合臭氧脱木素的反应，混合反应时间为5min，混合反应结束后，关闭变频器(25)，开启排气阀(11)，未反应的臭氧通过尾气臭氧浓度检测仪(22)、臭氧尾气处理装置(23)，待混合反应室(16)压力降为零时，泵入氮气，将混合反应室(16)内未反应的臭氧置换出；

卸料：开启药液泵(2)泵入稀释水，进行洗浆卸料，开启排浆阀(17)，储浆槽(21)收集漂后浆料。