[發(fā)明專利]利用亞臨界流體連續(xù)制備植物纖維紙漿的方法及制備裝置

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• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113430853A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 王立久;王廷哲
• 申請（專利權）人: 王立久;王廷哲
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00;D21C3/00;D21B1/30;D21D5/18;D21B1/06;F17D3/01;F17D3/18
• 代理公司: 大連格智知識產(chǎn)權代理有限公司 21238
• 代理人: 劉琦

利用亞臨界流體連續(xù)制備植物纖維紙漿的方法及制備裝置，將經(jīng)過粉磨得到的原狀植物纖維與亞臨界流體放入混料器內(nèi)混合，混合得到的漿體在壓力的作用下，經(jīng)由第一管路進入油釜內(nèi)，第一管路在油釜內(nèi)呈螺旋狀態(tài)(即螺旋管)，油釜內(nèi)部填充有導熱油，導熱油包裹住螺旋管。漿體在螺旋管內(nèi)壓力為1.0MPa～20MPa，外溫度為97℃～300℃狀態(tài)下連續(xù)反應2?3小時，得到植物纖維紙漿，將植物纖維紙漿的工作壓力降至常壓并蒸餾，收集揮發(fā)出來的氣體狀態(tài)的亞臨界流體，并對蒸餾后的植物纖維紙漿進行分離，得到植物纖維素。本發(fā)明采用的這種方法及制備裝置，使得木質(zhì)素被潔凈分離，顛覆傳統(tǒng)制備紙漿理念，一改傳統(tǒng)酸堿蒸煮制備紙漿工藝，避免造紙工業(yè)對環(huán)境的污染。

技術領域

本發(fā)明涉及造紙領域，具體涉及一種利用亞臨界流體與植物纖維相結合，可以連續(xù)制備紙漿的方法及制備裝置。

背景技術

紙是日常生活中最常用的物品。造紙是古代中國勞動人民的重要發(fā)明。一般由經(jīng)過制漿處理的植物纖維的水懸浮液，即用水將紙漿稀釋至一定濃度，在造紙機網(wǎng)部或人工抄取初步脫水，形成濕的紙頁，再經(jīng)壓榨脫水，然后烘干成紙。

常規(guī)紙漿制備工藝為備料、制漿、堿回收、漂白、抄紙等過程，使得造紙工業(yè)存在嚴重的水污染、大氣污染和固體廢棄物污染，俗稱三大污染。每噸漿和紙約用水300噸以上，排出廢水中高含量有機物，生化需氧量(BOD)和懸浮物(SS)嚴重超標，并含有大量毒性物質(zhì)和異味，極其危害水生生物的正常生長，影響工農(nóng)畜牧業(yè)和居民用水與環(huán)境景觀。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種利用亞臨界流體連續(xù)制備植物纖維紙漿的方法及制備裝置，旨在克服現(xiàn)有技術缺陷，達到安全環(huán)保造紙、無污染制備紙漿的目的，其所采用的技術方案是：

一種利用亞臨界流體連續(xù)制備植物纖維紙漿的方法，將經(jīng)過粉磨得到的原狀植物纖維與亞臨界流體相混合，混合得到的漿體在內(nèi)壓力為1.0MPa～20MPa，外溫度為97℃～300℃狀態(tài)下連續(xù)反應2-3小時，得到植物纖維紙漿，將植物纖維紙漿的工作壓力降至常壓并蒸餾，收集揮發(fā)出來的氣體狀態(tài)的亞臨界流體，并對蒸餾后的植物纖維紙漿進行分離，得到植物纖維素。植物纖維素可直接用于制造原色紙，或與再生紙漿生產(chǎn)出不同類型的紙。在整個工藝過程中，沒有污染物產(chǎn)生，僅有水及亞臨界流體參與反應，并且，在將植物纖維紙漿降壓蒸餾后，收集到的揮發(fā)亞臨界流體可繼續(xù)利用，形成循環(huán)，有利于環(huán)保。所述內(nèi)壓力是漿體在進行反應過程中，其所需的工作壓力是由管道(即后文所提到的螺旋管)內(nèi)部提供，所述外溫度是漿體在進行反應過程中，其所需要的工作溫度是由管道(即后文所提到的螺旋管)外部提供。

上述一種利用亞臨界流體連續(xù)制備植物纖維紙漿的方法，更進一步地，

具體操作步驟如下：

S1：將植物秸稈皮粉碎至不大于100目，105℃干燥0.5h～24h，得到原狀植物纖維；

S2：將10％-40％原狀植物纖維(質(zhì)量分數(shù)比)、50％-70％水、10％-60％亞臨界流體、1％-10％助劑混合；

S3：對S2中得到的漿體進行增壓，使其在壓力為1.0MPa～20MPa、溫度為97℃～300℃狀態(tài)下連續(xù)反應2-3小時，得到植物纖維紙漿；

S4：將植物纖維紙漿降至常壓，并對其蒸餾，植物纖維紙漿混合液中存在的氣體狀態(tài)的亞臨界流體揮發(fā)，對揮發(fā)的氣體狀態(tài)的亞臨界流體進行收集冷凝；

S5：對蒸餾后的植物纖維紙漿進行分離，通過離心或擠壓裝置，得到植物纖維素。