[發明專利]一種氧系高效清潔漂白紙漿制備方法及其裝置

有效

• 申請號: 201811258557.X
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109267413B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 李軍;張希;莫立煥;徐峻;龔杰;匡奕山;李霞;欒鵬程
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D21C9/147
• 分類號: D21C9/147;D21C9/153;D21C9/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種采用氧系高效清潔漂白紙漿實驗型裝置制備紙漿的方法，其特征在于，該裝置包括位于機架(27)上的帶蓋體(10)的混合反應室(16)、高速變頻電機(24)、DCS操作系統(26)，

所述混合反應室(16)上方設置有蓋體(10)，混合反應室(16)外壁安裝有加熱器(15)，混合反應室(16)內設置有中空混合轉子(13)；

所述蓋體(10)中心下方設置有可插入中空混合轉子(13)中心的開有多孔陣列的曝氣管(14)；曝氣管(14)的外端口通過三通接口分別依次連通進液閥(3)、藥液泵(2)、進液管(1)和進氣閥(6)、氣泵(5)、進氣管(4)；

蓋體(10)上方設置有排氣閥(11)，排氣閥(11)通過排氣管(12)依次連接尾氣臭氧濃度檢測儀(22)，臭氧尾氣處理裝置(23)；

所述中空混合轉子(13)通過螺栓(28)連接于位于混合反應室(16)底部高速變頻電機(24)主軸(19)的軸端；所述中空混合轉子(13)的葉片為中空結構平行對稱分布的多個直線型葉片或中空結構對稱分布的多個螺旋型葉片；

所述中空混合轉子(13)的葉片的兩端分別固定在上下兩個同軸分布的圓環上，其下圓環通過螺栓(28)連接于位于混合反應室(16)底部主軸(19)的軸端；開有多孔陣列的曝氣管(14)通過上圓環伸入中空混合轉子(13)的內部中心；當中空混合轉子(13)轉動時，在其中心位置形成真空區域；在葉片的擾動下，使混合反應室(16)內的流體在真空區域、各葉片之間、各葉片與混合反應室內壁之間，以及各葉片與上圓環和混合反應室內壁之間形成對流；

所述主軸(19)旋轉軸線的端面垂直套裝有密封套(18)，用于密封主軸(19)與混合反應室(16)之間的圓周間隙；所述密封套(18)的圓周開設有與外部冷卻水連通的冷卻水循環流道；

所述制備紙漿的方法包括，氧脫木素紙漿的制備、臭氧漂白紙漿的制備、氧氣增壓的臭氧漂白紙漿的制備；

氧脫木素紙漿的制備：

裝鍋：將蓋體(10)取下，根據待漂紙漿的漿濃特性選擇安裝相應的中空混合轉子(13)，即低濃和中濃漂白選擇直線型葉片的中空混合轉子(13)，高濃漂白選擇螺旋型葉片的中空混合轉子(13)；加入絕干漿料，安裝蓋體(10)，將曝氣管(14)插入中空混合轉子(13)的中心位置，利用端蓋螺栓(7)將蓋體(10)和混合反應室(16)緊固密封；

調節漿濃：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)泵入的稀釋水，開啟變頻器(25)，采用轉速為800～1500r/min混合調濃，調節混合反應室(16)內待漂漿料為中濃10％～14％或高濃25％～30％；

堿預處理：中濃漂白，開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)，泵入用量為2.0％～3.0％的NaOH，0.4％～0.6％的MgSO₄，0.4％～0.6％的H₂O₂；或高濃漂白，泵入用量為2.0％～6.0％的NaOH，0.3％～0.6％的MgSO₄；開啟變頻器(25)，采用轉速800-1500r/min混合均勻；

氧漂：開啟加熱器(15)，使混合反應室(16)內漿料升溫到90℃，進行恒溫模式，開啟氣泵(5)，泵入的氧氣，至混合反應室(16)內的壓力為0.5～0.7MPa，開啟變頻器(25)，采用轉速800～1500r/min，進行混合氧脫木素的反應，中濃漂白反應時間為60min，高濃漂白反應時間為30min；

卸料：待反應時間結束，關閉氣泵(5)，停止氧氣進氣，關閉加熱器(15)，關閉變頻器(25)和高速變頻電機(24)，開啟排氣閥(11)，進行放氣，待混合反應室(16)內壓力為零，開啟藥液泵(2)泵入稀釋水，進行洗漿卸料，開啟排漿閥(17)，儲漿槽(21)收集漂后漿料；

臭氧漂白紙漿的制備：

裝鍋：將蓋體(10)取下，根據待漂紙漿的漿濃特性選擇安裝相應的中空混合轉子(13)，即低濃和中濃漂白選擇直線型葉片的中空混合轉子(13)，高濃漂白選擇螺旋型葉片的中空混合轉子(13)；加入絕干漿料，安裝蓋體(10)，將曝氣管(14)插入中空混合轉子(13)的中心位置，利用端蓋螺栓(7)將蓋體(10)和混合反應室(16)緊固密封；

調節漿濃：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)泵入稀釋水，開啟變頻器(25)，采用轉速800～1500r/min混合調濃，調節反應室內待漂漿料為中濃10％～14％或高濃30％～35％；

酸預處理：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)，泵入酸液，開啟變頻器(25)，采用轉速800-1500r/min，混合均勻，調節漿料pH為2；開啟加熱器(15)，使混合反應室(16)內漿料升溫到相應的溫度40℃，進行恒溫模式，開啟變頻器(25)，采用中低轉速800～1500r/min，不斷混合攪拌，酸預處理時間為30min；

保護劑預處理：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)，泵入乙二醇、乙醇、甲醇或二氧六環等有機溶劑，開啟變頻器(25)，采用轉速800～1500r/min，混合均勻；

臭氧漂白：開啟加熱器(15)，使混合反應室(16)內漿料升溫到所需的溫度，進行恒溫模式，或關閉加熱器(15)，進行常規常溫臭氧漂白；蓋體(10)上方排氣閥(11)保持開啟狀態，開啟氣泵(5)，泵入臭氧，濃度為180mg/L，流量為4L/min，進氣壓力為0.2～0.4MPa，同時開啟變頻器(25)，采用中高轉速1500～3000r/min，進行混合臭氧漂白的反應，臭氧通入和混合時間為5min，混合反應結束后，關閉氣泵(5)，關閉進氣閥(6)，關閉變頻器(25)，未反應的臭氧通過排氣閥(11)、尾氣臭氧濃度檢測儀(22)、臭氧尾氣處理裝置(23)；或關閉排氣閥(11)，開啟氣泵(5)，泵入臭氧，濃度為180mg/L，流量為4L/min，進氣壓力為0.2～0.4MPa，至反應室壓力為0.8～1.2MPa，關閉臭氧氣泵(5)，同時開啟變頻器(25)，采用中高轉速1500～3000r/min，進行混合臭氧漂白的反應，混合反應時間為5min，混合反應結束后，關閉變頻器(25)，開啟排氣閥(11)，未反應的臭氧通過尾氣臭氧濃度檢測儀(22)、臭氧尾氣處理裝置(23)，待反應室壓力降為零，可泵入氮氣，將混合反應室(16)內未反應的臭氧置換出；

卸料：開啟藥液泵(2)泵入稀釋水，進行洗漿卸料，開啟排漿閥(17)，儲漿槽(21)收集漂后漿料；

氧氣增壓的臭氧漂白紙漿的制備：

裝鍋：將蓋體(10)取下，根據待漂紙漿的漿濃特性選擇安裝相應的中空混合轉子(13)，低濃和中濃漂白選擇直線型葉片的中空混合轉子(13)，高濃漂白選擇螺旋型葉片的中空混合轉子(13)；加入絕干漿料，安裝蓋體(10)，將曝氣管(14)插入中空混合轉子(13)的中心位置，利用端蓋螺栓(7)將蓋體(10)和混合反應室(16)緊固密封；

調節漿濃：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)，泵入稀釋水，開啟變頻器(25)，采用中低轉速800～1500r/min，混合調濃，調節混合反應室(16)內待漂漿料為中濃10％～14％或高濃30％～35％；

酸預處理：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)，泵入酸液，開啟變頻器(25)，采用中低轉速800～1500r/min混合均勻，調節漿料pH為2；開啟加熱器(15)，使混合反應室(16)內漿料升溫到40℃，進行恒溫模式，開啟變頻器(25)，采用中低轉速800～1500r/min，不斷混合攪拌，酸預處理時間為30min；

保護劑預處理：開啟藥液泵(2)，通過進液管(1)和曝氣管(14)，泵入乙二醇、乙醇、甲醇或二氧六環等有機溶劑，開啟變頻器(25)，采用中低轉速800～1500r/min，混合均勻；

氧氣增壓的臭氧漂白：開啟加熱器(15)，使混合反應室(16)內漿料升溫到所需的溫度，進行恒溫模式，或關閉加熱器(15)，進行常規常溫臭氧漂白；關閉排氣閥(11)，開啟氣泵(5)泵入臭氧，濃度為180mg/L，流量為4L/min，進氣壓力為0.2～0.4MPa，至混合反應室(16)內壓力為0.8～1.2MPa，停止臭氧進氣；再打開氣泵(5)泵入氧氣，至混合反應室(16)壓力為1.5MPa，關閉氣泵(5)，同時開啟變頻器(25)，采用中高轉速1500～3000r/min，進行混合臭氧脫木素的反應，混合反應時間為5min，混合反應結束后，關閉變頻器(25)，開啟排氣閥(11)，未反應的臭氧通過尾氣臭氧濃度檢測儀(22)、臭氧尾氣處理裝置(23)，待混合反應室(16)壓力降為零時，泵入氮氣，將混合反應室(16)內未反應的臭氧置換出；

卸料：開啟藥液泵(2)泵入稀釋水，進行洗漿卸料，開啟排漿閥(17)，儲漿槽(21)收集漂后漿料。