[發明專利]一種禾草類原料逆流抽提制漿工藝及裝置

有效

• 申請號: 201210132199.4
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102704298A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 平清偉;張健;尉志蘋;石海強;李娜;牛梅紅;李海洋
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: D21C3/20
• 分類號: D21C3/20;D21C3/22;D21H11/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅

技術領域

本發明涉及一種禾草類原料逆流抽提制漿工藝及裝置，涉及制漿造紙工程技術領域。

背景技術

我國隨著經濟的騰飛，對紙漿與紙張的需求量迅速增加。然而眾所周知，我國很多草漿廠仍采用傳統制漿方法，給環境和能源帶來很大壓力，與推動制漿發展的主要動力因素是相悖的。因此，我國在“制漿造紙‘十一五’規劃”中，將限制傳統草漿生產線的建立，在“制漿造紙‘十二五’規劃”中，要大力發展制草漿的清潔生產技術。鑒于此，尋找一種新的既能有效的回收木素等有用物質，又能較好的保護環境、對草漿有良好適應性的制漿方法，已成為造紙行業需要迫切解決的問題。

近些年來發展起來的有機溶劑制漿技術，可以提供更好的脫木素方法，降解的木素、半纖維素中留有較多的反應功能基團，并且可以更容易的從溶劑介質中回收、提純。有機溶劑制漿法是一種對環境友善的制漿技術，在一定條件下，有機溶劑可以降解植物原料中的木素，從而達到木素、纖維素、半纖維素高效分離的目的。由于整個過程中采用的是有機溶劑分離、水解或溶解木素，且有機溶劑可以通過蒸餾回收而被反復回收循環利用，無廢水或少量廢水排放，使其能夠真正從源頭防治制漿造紙過程中的廢水對環境的污染，是實現無污染或低污染“綠色環保”造紙的有效技術途徑。可以這樣說，有機溶劑制漿是“纖維原料精煉”的典型代表，可以用植物纖維原料“精煉”出紙漿、木素和半纖維素等產品，并盡量減少環境污染的目標。

乙醇法制漿是有機溶劑法制漿中最為典型的制漿方法之一，已經被研究的有酸催化、堿催化和自催化乙醇法制漿技術，本專利屬于自催化乙醇法制漿范疇。傳統自催化乙醇法制漿的缺點是抽提溫度高、抽提器承受壓力高、抽提時間長、漿料洗滌難，采用多段逆流抽提，并添加過氧化氫等過氧化物輔助抽提可以大幅度降低抽提溫度，實現抽提液的循環高效利用，既節能又可以降低抽提器的制造成本，還可以省去傳統洗漿工序，節約用水量，并提高回收系統廢液中副產物的濃度，利于廢液的回收利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種無污染、用水量低、可回收高附加值副產品的逆流抽提制漿方法，該制漿方法采用乙醇/水溶液為主劑，并添加過氧化氫做輔助劑逆流抽提禾草類原料，降低了蒸煮溫度，減少了乙醇消耗量，為廢液的高效回收與副產物的提取創造了有利條件。

本發明通過如下技術方案實現：一種禾草類原料逆流抽提制漿方法，為多段逆流抽提方法，包括蒸煮和洗漿，其工藝如下：

a.蒸煮：在抽提器中，將經過一個抽提過程后得到的抽提廢液和補充液作為上一段抽提過程的抽提液，并在蒸煮末段加入禾草類原料質量0.5％～5％的過氧化物，抽提段數為1～4；

b.洗漿：將熱水水作為洗漿末段的抽提液，所得抽提廢液作為上一段抽提過程的抽提液，抽提段數為1～3。

本發明所述原料為本領域技術人員所知的可用于制漿的禾草類原料，如蘆葦、麥草、稻草、荻葦、蔗渣等；本發明中所述熱水的溫度為70℃～90℃；所述抽提廢液為含有乙醇、水、降解木素、降解糖、糠醛和有機酸等成分的抽提廢液。

本發明所述禾草類原料逆流抽提制漿方法優選蒸煮段抽提液中乙醇的體積濃度為40％～65％。

本發明所述禾草類原料逆流抽提制漿方法優選補充液為回收乙醇、或回收乙醇與濃度為95％的工業乙醇的混合物。由于抽提廢液中含有乙醇、水、降解木素、降解糖、糠醛和有機酸等成分，其乙醇濃度低于40％，因此利用較高濃度的乙醇水溶液作為補充液，配制成合乎濃度要求的乙醇水溶液。乙醇濃度可通過設置于管道上的超聲乙醇濃度在線檢測儀檢測得知。

本發明所述禾草類原料逆流抽提制漿方法優選蒸煮各段按液比1∶4～1∶10進行，抽提溫度90～190℃，抽提時間30～180min；所述洗漿各段按液比1∶3～1∶6進行，抽提溫度70～100℃，抽提時間30～60min。

本發明所述禾草類原料逆流抽提制漿方法優選過氧化物為過氧化氫。

本發明所述禾草類原料逆流抽提制漿方法優選以下工藝步驟：

a.將禾草類原料切成草段放入壓力容器，按液比1∶4～1∶10進行一段抽提，一段抽提所用抽提液為二段抽提廢液，通過補加回收乙醇控制乙醇體積濃度為40％～65％，抽提溫度160～190℃，抽提時間90～180min，一段抽提完成后，放出抽提廢液進入閃蒸罐回收部分乙醇，其他廢液送回收系統，壓力容器中的漿料進行二段抽提；