申请日2017.11.01
公开(公告)日2018.01.19
IPC分类号D21B1/32; D21B1/34; D21F11/00; D21H27/00
摘要
本发明公开了回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，本发明将污泥经过压滤、高温灭活、一次配浆、污泥磨浆、二次配浆、网部分层抄造步骤和后压榨步骤后，经过后续造纸步骤生产得到牛皮纸，新的生产工艺不但不会降低生产得到的成品牛皮纸的质量，反而能够提升成品牛皮纸的强度和韧性，将造纸产生的污泥循环使用，且是用于造纸，既能够减少污泥排放量和降低造纸厂对污泥的处理压力，还能够使其生产更加清洁环保，降低生产成本，本发明申请的污泥造纸方法对造纸厂而言具有更重要的意义。
权利要求书
1.回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)废纸浆料制浆步骤，使用回收的废纸或废纸箱经过碎浆机碎浆，再顺次经过高浓除渣步骤、粗筛选步骤、低浓除渣步骤、精筛选步骤和浓缩步骤后，制成适合造纸的废纸浆料，废纸浆料的成浆浓度控制在4～5%;
2)皮革纤维浆料制浆步骤，将回收的皮革经过碎浆机碎浆，再顺次经过高浓除渣步骤、粗筛选步骤、低浓除渣步骤、精筛选步骤和浓缩步骤后，制成适合造纸的皮革纤维浆料，皮革纤维浆料的成浆浓度控制在8～10%;
3)乳液配步骤步骤，将重量百分比为天然熟桐油5～10%、明胶6～8%、天然胶乳10～20%和石油醚余量搅拌混合，使天然熟桐油、明胶和天然胶乳于溶于石油醚并形成乳液;
4)造纸污泥预处理步骤，包括以下子步骤，
4.1)沉淀子步骤，将造纸废水分离出来的污泥通过输送管道泵送至沉淀池中，并在输送管道前段定量泵入液状脱水离型剂，液状脱水离型剂的投入速度为200～300克/分钟，在沉淀池的池面均匀喷酒碳酸钙粉末，再使其经过0.5～1小时的自然沉淀，在沉淀池中形成上清液层和下污泥层，
其中，液状脱水离型剂包括以下重量百分比的组份，非离子聚丙烯酰胺40～50%、聚合氯化铝20～30%、十二水硫酸铝钾5～10%和噻唑膦5～10%和水余量，通过液状脱水离型剂使污泥初步脱水和除臭，且通过噻唑膦抑制污泥中的有机物、微生物并灭杀其中的菌类;
4.2)压滤子步骤，先将上清液层泵送至废水处理中心进行处理，再将下污泥层顺次泵送至粗压滤机和精压滤机，经过压滤去除大颗粒杂质及大颗粒泥块，得到松软形态的污泥干料，污泥干料的含水率为50～60%;
4.3)高温灭活和除臭子步骤，通过输送带运送污泥干料通过直通式高温隧道炉，使间隔安装在高温隧道炉的上部的若干紫外线灯和若干红外线灯均朝输送带并形成一高温区，高温区的温度为900～950℃，
使摊平在输送带的污泥干料以0.5～2.5米/秒的速度高速穿过高温区，并使污泥干料连续通过3～10个高温区，在900～950℃的瞬间高温环境下，污泥干料中的活性物质的活性瞬间增强，混合并已分散在污泥干料中的噻唑膦则使污泥干料中的活性物质中的酶快速分解而死亡，而紫外线灯则快速破坏活性物质的DNA结构，活性物质包括有机物、微生物和菌类，900～950℃的瞬间高温在破坏及灭杀污泥干料上层的活性物质的同时，使污泥干料中的水份、臭味以及造纸过程添加的并残留在污泥中化学品快速挥发出来，且不会使污泥干料中的纤维起燃，通过直通式高温隧道炉两侧的抽风系统抽除废气，送至废气站处理，得到含水率为40～50%的无菌污泥干料;
5)一次配浆步骤，将皮革纤维浆料和无菌污泥干料按1：5～6的重量比例同时输送至搅拌站，搅拌均匀，在搅拌过程中通过计量泵向搅拌站定量连续输送乳液，乳液与无菌污泥干料的重量比例为1：50～60，搅拌过程使无菌污泥干料中的短纤维及长纤维分散至皮革纤维浆料的动物纤维之间，乳液分散并附着于短纤维、长纤维和动物纤维的表面，得到污泥初浆;
6)污泥磨浆步骤，将污泥初浆输送至磨浆机磨浆，磨浆机的磨片齿型选用扫帚鳍，磨浆过程使短纤维、长纤维和动物纤维表面迅速起毛，且毛面附着有乳液，在经过磨浆后乳液使短纤维和长纤维分别粘结于动物纤维，且游离的乳液形成内部包裹有泥浆的微小颗粒，得到具有复合纤维的污泥浆料，污泥浆料的成浆浓度控制在10～15%;
7)二次配浆步骤，将废纸浆料、皮革纤维浆料和污泥浆料分别泵送至配浆桶，废纸浆料、皮革纤维浆料和污泥浆料的重量比为1：0.1～0.2：0.2～0.3，在配浆桶搅拌10～15分钟，并将配浆桶的温度控制在60～70℃，在配浆过程中通过定量泵连续缓慢地向配浆桶中投入天然牛胶，天然牛胶的投入速度为5克/秒，同时提升纤维起毛密度，并使废纸浆料的纤维、皮革纤维浆料中的动物纤维和污泥浆料的复合纤维分别相互粘结而形成交织成网状纤维，形成混合浆料;
8)网部分层抄造步骤，在网部设置三个抄造池，将废纸浆料分别泵送至第一抄造池和第三抄造池，将混合浆料泵送至第二抄造池，使网部顺次通过第一抄造池、第二抄造池和第三抄造池，网部在第一抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的下网浆层，网部在第二抄造池抄造成型得到由混合浆料形成的中网浆层，中网浆层均匀覆盖于下网浆层之上，网部在第三抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的上网浆层，上网浆层均匀覆盖于中网浆层之上，中网浆层中的网状纤维与上网浆层的长纤维相互穿插和粘结而形成一纤维相互穿插粘结的上相接面，中网浆层中的网状纤维与下网浆层的长纤维相互穿插和粘结而形成一纤维相互穿插粘结的下相接面，在网部抄造得到复合浆层;
9)后压榨步骤，将复合浆层输送至后压榨部压榨脱水，复合浆层在后压榨部顺次通过若干组间隔设置的高压力压榨辊组和低压力压榨辊组，使复合浆层在经过若干次一松一紧的压榨过程，在提高脱水率的同时提高复合浆层中的上网浆层、中网浆层和下网浆层之间的亲和力和粘结力，将含水率降低至60%以下;
10)后续造纸步骤，将经过压榨部压榨的复合浆层顺次输送至烘缸部烘干、表面施胶机表面施胶、后烘缸部干燥;
11)成品，收卷后得到牛皮纸。
2.根据权利要求1所述的回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于：所述高温灭活和除臭子步骤中，所述高温区是在由若干大功率紫外线灯和大功率红外线灯的光线照射形成，整个高温区充满紫外线和红外线，高温区呈矩形，高温区的长度为0.5～0.8米，宽度略小于所述输送带的宽度。
3.根据权利要求2所述的回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于：所述高温灭活和除臭子步骤中，摊平在所述输送带的污泥干料的厚度为1～2cm厚，所述输送带以1～1.5米/秒的速度高速穿过高温区，并使污泥干料连续间隔通过5～6个高温区，相邻的两个高温区之间的距离为1～2米。
4.根据权利要求3所述的回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于：所述污泥磨浆步骤中，包裹有泥浆的所述微小颗粒的平均粒径控制在0.1～0.2mm。
5.根据权利要求4所述的回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于：所述二次配浆步骤，所述网状纤维的层数小于3层，网状纤维的网格中粘附有若干包裹有泥浆的所述微小颗粒。
6.根据权利要求1所述的回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于：所述网部分层抄造步骤中，使网部顺次通过第一抄造池、第一轻压榨部，第二抄造池、第二轻压榨部、第三抄造池和第三轻压榨部，
网部在第一抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的下网浆层，下网浆层经过第一轻压榨部轻度压榨和轻度脱水后，在网部上形成一初步定型的下网浆层，将下网浆层的含水率控制在50～60%;
网部在第二抄造池抄造成型得到由混合浆料形成的中网浆层，中网浆层覆盖于下网浆层的表面，经过第二轻压榨部轻度压榨和轻度脱水后，在下网浆层表面形成一初步定型的中网浆层，中网浆层的含水率控制在50～60%;
网部在第三抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的上网浆层，上网浆层均匀覆盖于中网浆层之上，经过第三轻压榨部轻度压榨和轻度脱水后，在中网浆层表面形成一初步定型的上网浆层，上网浆层的含水率控制在50～60%。
7.根据权利要求1所述的回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，其特征在于：所述后压榨步骤中，后压榨部设置有3～5组高压力压榨辊组和3～5组低压力压榨辊组，相邻两个高压力压榨辊组之间设置有一低压力压榨辊组，高压力压榨辊组的压力控制在0.5～0.6MPa，低压力压榨辊组的压力控制在0.1～0.2MPa。
说明书
回收造纸污泥生产牛皮纸的方法
技术领域
本发明涉及造纸工艺技术领域，尤其是涉及回收造纸污泥生产牛皮纸的方法。
背景技术
在使用废纸造纸的生产过程中，会产生大量的污泥，污泥中除了杂质、微生物、有机物外还含有大量的长纤维和短纤维。对污泥的传统处理方法，直接输送至为锅炉焚烧或者送至填埋区填埋。现代生产技术中，更注重环保和效益，因此，开始对污泥进行无污染的环保处理，并二次利用污泥。例如将其干燥后制作成建筑用砖，或者作为水泥制作成分，但是，目前污泥在建筑用砖和水泥的市场需求基本接近于0，且需要将造纸企业将污泥或污泥制作而成的成品运送至其它企业，运送成本过高，运送过程可能对社会造成污染，因此，这对于造纸厂而言明显不现实。
现有技术中，也有造纸企业利用污泥进行造纸的，但使用污泥造纸需要先去除污泥中的泥浆、有机物和杂质等，而去除工艺复杂，去除成本极高，去除泥浆、有机物和杂质后所得到的纤维比例很低，一般为5～10%，而且大部分为短纤维，无法直接用于造纸，特别是在抄造过程会因直径小于网部网孔而直接渗漏，抄造率极低，且会降低生产得到的成品牛皮纸的强度和韧性，得不偿失，因此，更多的造纸厂对污泥的自理方法宁愿选择焚烧处理或者填埋处理。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，本发明专利污泥用于循环造纸，生产过程清洁无污染，节能环保。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：回收造纸污泥生产牛皮纸的方法，包括以下步骤：
1)废纸浆料制浆步骤，使用回收的废纸或废纸箱经过碎浆机碎浆，再顺次经过高浓除渣步骤、粗筛选步骤、低浓除渣步骤、精筛选步骤和浓缩步骤后，制成适合造纸的废纸浆料，废纸浆料的成浆浓度控制在4～5%;
2)皮革纤维浆料制浆步骤，将回收的皮革经过碎浆机碎浆，再顺次经过高浓除渣步骤、粗筛选步骤、低浓除渣步骤、精筛选步骤和浓缩步骤后，制成适合造纸的皮革纤维浆料，皮革纤维浆料的成浆浓度控制在8～10%;
3)乳液配步骤步骤，将重量百分比为天然熟桐油5～10%、明胶6～8%、天然胶乳10～20%和石油醚余量搅拌混合，使天然熟桐油、明胶和天然胶乳于溶于石油醚并形成乳液;
4)造纸污泥预处理步骤，包括以下子步骤，
4.1)沉淀子步骤，将造纸废水分离出来的污泥通过输送管道泵送至沉淀池中，并在输送管道前段定量泵入液状脱水离型剂，液状脱水离型剂的投入速度为200～300克/分钟，在沉淀池的池面均匀喷酒碳酸钙粉末，再使其经过0.5～1小时的自然沉淀，在沉淀池中形成上清液层和下污泥层，
其中，液状脱水离型剂包括以下重量百分比的组份，非离子聚丙烯酰胺40～50%、聚合氯化铝20～30%、十二水硫酸铝钾5～10%和噻唑膦5～10%和水余量，通过液状脱水离型剂使污泥初步脱水和除臭，且通过噻唑膦抑制污泥中的有机物、微生物并灭杀其中的菌类;
4.2)压滤子步骤，先将上清液层泵送至废水处理中心进行处理，再将下污泥层顺次泵送至粗压滤机和精压滤机，经过压滤去除大颗粒杂质及大颗粒泥块，得到松软形态的污泥干料，污泥干料的含水率为50～60%;
4.3)高温灭活和除臭子步骤，通过输送带运送污泥干料通过直通式高温隧道炉，使间隔安装在高温隧道炉的上部的若干紫外线灯和若干红外线灯均朝输送带并形成一高温区，高温区的温度为900～950℃，
使摊平在输送带的污泥干料以0.5～2.5米/秒的速度高速穿过高温区，并使污泥干料连续通过3～10个高温区，在900～950℃的瞬间高温环境下，污泥干料中的活性物质的活性瞬间增强，混合并已分散在污泥干料中的噻唑膦则使污泥干料中的活性物质中的酶快速分解而死亡，而紫外线灯则快速破坏活性物质的DNA结构，活性物质包括有机物、微生物和菌类，900～950℃的瞬间高温在破坏及灭杀污泥干料上层的活性物质的同时，使污泥干料中的水份、臭味以及造纸过程添加的并残留在污泥中化学品快速挥发出来，且不会使污泥干料中的纤维起燃，通过直通式高温隧道炉两侧的抽风系统抽除废气，送至废气站处理，得到含水率为40～50%的无菌污泥干料;
5)一次配浆步骤，将皮革纤维浆料和无菌污泥干料按1：5～6的重量比例同时输送至搅拌站，搅拌均匀，在搅拌过程中通过计量泵向搅拌站定量连续输送乳液，乳液与无菌污泥干料的重量比例为1：50～60，搅拌过程使无菌污泥干料中的短纤维及长纤维分散至皮革纤维浆料的动物纤维之间，乳液分散并附着于短纤维、长纤维和动物纤维的表面，得到污泥初浆;
6)污泥磨浆步骤，将污泥初浆输送至磨浆机磨浆，磨浆机的磨片齿型选用扫帚鳍，磨浆过程使短纤维、长纤维和动物纤维表面迅速起毛，且毛面附着有乳液，在经过磨浆后乳液使短纤维和长纤维分别粘结于动物纤维，且游离的乳液形成内部包裹有泥浆的微小颗粒，得到具有复合纤维的污泥浆料，污泥浆料的成浆浓度控制在10～15%;
7)二次配浆步骤，将废纸浆料、皮革纤维浆料和污泥浆料分别泵送至配浆桶，废纸浆料、皮革纤维浆料和污泥浆料的重量比为1：0.1～0.2：0.2～0.3，在配浆桶搅拌10～15分钟，并将配浆桶的温度控制在60～70℃，在配浆过程中通过定量泵连续缓慢地向配浆桶中投入天然牛胶，天然牛胶的投入速度为5克/秒，同时提升纤维起毛密度，并使废纸浆料的纤维、皮革纤维浆料中的动物纤维和污泥浆料的复合纤维分别相互粘结而形成交织成网状纤维，形成混合浆料;
8)网部分层抄造步骤，在网部设置三个抄造池，将废纸浆料分别泵送至第一抄造池和第三抄造池，将混合浆料泵送至第二抄造池，使网部顺次通过第一抄造池、第二抄造池和第三抄造池，网部在第一抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的下网浆层，网部在第二抄造池抄造成型得到由混合浆料形成的中网浆层，中网浆层均匀覆盖于下网浆层之上，网部在第三抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的上网浆层，上网浆层均匀覆盖于中网浆层之上，中网浆层中的网状纤维与上网浆层的长纤维相互穿插和粘结而形成一纤维相互穿插粘结的上相接面，中网浆层中的网状纤维与下网浆层的长纤维相互穿插和粘结而形成一纤维相互穿插粘结的下相接面，在网部抄造得到复合浆层;
9)后压榨步骤，将复合浆层输送至后压榨部压榨脱水，复合浆层在后压榨部顺次通过若干组间隔设置的高压力压榨辊组和低压力压榨辊组，使复合浆层在经过若干次一松一紧的压榨过程，在提高脱水率的同时提高复合浆层中的上网浆层、中网浆层和下网浆层之间的亲和力和粘结力，将含水率降低至60%以下;
10)后续造纸步骤，将经过压榨部压榨的复合浆层顺次输送至烘缸部烘干、表面施胶机表面施胶、后烘缸部干燥;
11)成品，收卷后得到牛皮纸。
进一步的技术方案中，所述高温灭活和除臭子步骤中，所述高温区是在由若干大功率紫外线灯和大功率红外线灯的光线照射形成，整个高温区充满紫外线和红外线，高温区呈矩形，高温区的长度为0.5～0.8米，宽度略小于所述输送带的宽度;
进一步的技术方案中，所述高温灭活和除臭子步骤中，摊平在所述输送带的污泥干料的厚度为1～2cm厚，所述输送带以1～1.5米/秒的速度高速穿过高温区，并使污泥干料连续间隔通过5～6个高温区，相邻的两个高温区之间的距离为1～2米。
进一步的技术方案中，所述污泥磨浆步骤中，包裹有泥浆的所述微小颗粒的平均粒径控制在0.1～0.2mm。
进一步的技术方案中，所述二次配浆步骤，所述网状纤维的层数小于3层，网状纤维的网格中粘附有若干包裹有泥浆的所述微小颗粒。
进一步的技术方案中，所述网部分层抄造步骤中，使网部顺次通过第一抄造池、第一轻压榨部，第二抄造池、第二轻压榨部、第三抄造池和第三轻压榨部，
网部在第一抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的下网浆层，下网浆层经过第一轻压榨部轻度压榨和轻度脱水后，在网部上形成一初步定型的下网浆层，将下网浆层的含水率控制在50～60%;
网部在第二抄造池抄造成型得到由混合浆料形成的中网浆层，中网浆层覆盖于下网浆层的表面，经过第二轻压榨部轻度压榨和轻度脱水后，在下网浆层表面形成一初步定型的中网浆层，中网浆层的含水率控制在50～60%;
网部在第三抄造池抄造成型得到由废纸浆料形成的上网浆层，上网浆层均匀覆盖于中网浆层之上，经过第三轻压榨部轻度压榨和轻度脱水后，在中网浆层表面形成一初步定型的上网浆层，上网浆层的含水率控制在50～60%。
进一步的技术方案中，所述后压榨步骤中，后压榨部设置有3～5组高压力压榨辊组和3～5组低压力压榨辊组，相邻两个高压力压榨辊组之间设置有一低压力压榨辊组，高压力压榨辊组的压力控制在0.5～0.6MPa，低压力压榨辊组的压力控制在0.1～0.2MPa。
采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：
第一，本发明将造纸产生的污泥用于生产牛皮纸，造纸污泥循环使用，使其生产更加清洁，生产过程无污染，更加节能环保，将污泥作为牛皮纸的中间层，且使各层之间的纤维相互穿插和交织，新的生产工艺不但不会降低生产得到的成品牛皮纸的质量，反而能够提升成品牛皮纸的强度和韧性。
第二，本发明使废纸浆料减少20～30%，减少新浆料的使用量，且污泥的处理成本远低于废纸浆料的成本，在解决污泥问题的同时降低生产成本。
第三，本发明有效解决造纸厂的污泥处理问题，减少污泥排放量，降低环保净化设备的运行压力和运行成本，在污泥的循环使用方面，其生产效益和综合效益均高于直接焚烧，具有较好的应用前景，因此本发明专利申请的污泥造纸方法对造纸厂而言具有更重要的意义。