申请日2017.11.01
公开(公告)日2018.01.26
IPC分类号D21B1/32; D21B1/34; D21F11/00; D21F13/00; D21H27/00
摘要
本发明公开了一种回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，包括废纸浆料制浆步骤、皮革纤维浆料制浆步骤、污泥浆料制浆步骤、网部抄造及喷浆抄造步骤、后压榨步骤等，其中，污泥浆料制浆步骤包括分级压滤子步骤、挤压预处理子步骤、挤压脱水及灭活子步骤、污泥挤出子步骤和配浆子步骤，网部抄造及喷浆抄造步骤包括废纸浆料抄造成型子步骤、第一喷浆抄造子步骤、第二喷浆抄造子步骤。本发明循环使用污泥生产牛皮纸，使造纸污泥得以再生使用，且生产清洁无污染，生产工艺更加节能环保，在造纸过程中通过喷浆方法将污泥浆料作为牛皮纸的中间层，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。
摘要附图
权利要求书
1.回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，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)污泥浆料制浆步骤，包括以下子步骤，
3.1)分级压滤子步骤，将从造纸废水隔渣得到的污泥泵送进入输送管道，将输送管道分别连接至粗压滤机和二级压滤机，在粗压滤机将污泥的含水率降低至70～80%，使污泥初步减容，在二级压滤机将污泥的含水率降低至55～65%，使污泥进一步减容，得到糊状污泥，压滤产生的清液泵送回废水站处理，通过污泥输送管道将糊状污泥泵送至双螺杆挤压机;
3.2)挤压预处理子步骤，在污泥输送管道的中段的若干位置分别向污泥输送管道注入液态离型剂和温度为80～90℃、压力为1.5～2MPa的高压热空气，高压热空气沿径向方向喷射进入污泥输送管道中，使糊状污泥中的纤维和杂质松散化，避免污泥在后续的挤压步骤中凝结成块;
其中，液态离型剂是由重量百分比为天然熟桐油40～50%、天然水溶性松香粉20～30%、糠醛5～10%和水余量搅拌混合而成，使天然熟桐油、天然水溶性松香粉和糠醛相溶并形成油性乳液;
3.3)挤压脱水及灭活子步骤，将糊状污泥泵送至双螺杆挤压机后，通过双螺杆挤压机的两个螺杆推挤，使糊状污泥在料筒内前行，同时控制料筒中段的加热装置进行加热，使料筒中段的内部的温度保持控制在200～220℃，
将双螺杆挤压机的两个螺杆的螺纹密度分别设计成疏密相间，沿前进方向形成若干间隔交错高挤压容积段和低挤压容积段，并使糊状污泥顺次通过间隔交错的高挤压容积段和低挤压容积段，在各低挤压容积段分别注入温度为110～120℃、压力略高于低挤压容积段的内压力的高压热空气，通过设置在各高挤压容积段的压滤器向外排送高压蒸汽，并将高压蒸汽泵送回废水站回收热量和净化处理，同时避免糊状污泥压结成实块，
使糊状污泥在双螺杆挤压机内经过若干次一松一紧的挤压过程，糊状污泥在挤压脱水过程经过若干次呼吸效应，并以高压蒸汽的形式排除糊状污泥中的水份、杂质及油墨，同时在料筒内杀灭存在于糊状污泥中的细菌、微生物和有机物;
3.4)污泥挤出子步骤，通过双螺杆挤压机挤出，得到干净的无菌污泥;
3.5)配浆子步骤，将皮革纤维浆料和无菌污泥按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粘力提升乳液，粘力提升乳液与无菌污泥的重量比例为1：80～90，搅拌过程使无菌污泥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，
其中，粘力提升乳液是由重量百分比为天然胶乳40～50%、天然橡胶粉30～40%、石油醚余量搅拌混合，使天然胶乳、天然橡胶粉和石油醚相溶并形成乳液;
3.6)污泥磨浆子步骤，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，且动物纤维的表面起长毛，磨浆过程同时使短纤维、长纤维和动物纤维的毛面附着有乳液，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8～10%;
4)网部抄造及喷浆抄造步骤，包括以下子步骤，
4.1)废纸浆料抄造成型子步骤，将废纸浆料泵送至抄造池中，通过网部在抄造池中抄造成型得到第一废纸浆料层;
4.2)第一喷浆抄造子步骤，将污泥浆料泵送至第一喷浆抄造部的第一喷浆池，网部抄造得到第一废纸浆料层后从第一喷浆抄造部的第一喷浆头下方均速通过，第一喷浆头具有宽度略大于网部的线状的第一喷浆口，第一喷浆头从第一喷浆池中泵取污泥浆料，并通过第一喷浆口朝向网部均匀喷淋连成片状的污泥浆料，在第一废纸浆料层的表面形成一污泥浆料层;
4.3)第二喷浆抄造子步骤，废纸浆料泵送至第二喷浆抄造部的第一喷浆池，网部抄造得到污泥浆料后从第二喷浆抄造部的第二喷浆头下方均速通过，第二喷浆头具有宽度略大于网部的线状的第二喷浆口，第二喷浆头从第二喷浆池中泵取废纸浆料，并通过第二喷浆口朝向网部均匀喷淋连成片状的废纸浆料，在污泥浆料层的表面形成一个第二废纸浆料层，在网部形成复合浆层;
5)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第一废纸浆料层、污泥浆料层与和第二废纸浆料层之间的亲和力和粘结力，并将含水率降低至40%以下;
6)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;
7)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高强度牛皮纸的方法，其特征在于：所述挤压脱水及灭活子步骤中，使双辊杆的螺纹的宽度自内外到逐渐变小，且螺纹侧面呈弧形，并使各螺纹的倾斜角度控制在15～20度，使各螺纹具有防粘结和自清洁能力;高挤压容积段的螺纹间距控制在8～10cm、体积压缩比例控制在0.5～0.6，低挤压容积段的螺纹间距控制在12～15cm、体积压缩比例控制在0.8～0.9;在各低挤压容积段注入的高压热空气中混合有吸湿剂;使糊状污泥在经过15～20次呼吸效应。
3.根据权利要求2所述的回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，其特征在于：所述污泥磨浆子步骤中，所述扫帚鳍的鳍齿长度为1～2cm、宽度为0.5～1cm、齿距为0.3～0.5cm，包裹有泥浆的所述微小颗粒的平均粒径控制在0.1～0.2mm，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而形成若干网状的大小不一的薄型纤维网层，且每个薄型纤维网层中具有的纤维层数为5～10层，薄型纤维网层的最大平均宽度为5～8cm，用于降低网部抄造时的渗漏率，同时提升成型强度。
4.根据权利要求3所述的回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，其特征在于：网部抄造及喷浆抄造步骤，包括以下子步骤，
4.1)废纸浆料抄造成型子步骤;
4.10)第一次轻榨子步骤，使网部通过第一轻压榨部，对第一废纸浆料层进行轻度压榨，压榨压力控制在0.1～0.2MPa，使第一废纸浆料层初步成型;
4.2)第一喷浆抄造子步骤;第一喷浆头的上部设置有储浆室，储浆室的宽度略大于网部的宽度，在储浆室的上部或一侧设置进浆接口，通过进浆接口将第一喷浆池的污泥浆料泵送至储浆室中，第一喷浆口设置在第一喷浆头的下部，第一喷浆口的宽度与储浆室的宽度相同，第一喷浆口的开口间隙控制在0.5～3mm，储浆室的底部设置有用于密封和打开第一喷浆口的密封盖板，在第一喷浆口处于打开状态后，使储浆室内的污泥浆料通过第一喷浆口向下流出并连成一片;
4.20)第二次轻榨子步骤，使网部通过第二轻压榨部，对第一废纸浆料层和污泥浆料层进行轻度压榨，压榨压力控制在0.1～0.2MPa，使第一废纸浆料层和污泥浆料层初步成型;
4.3)第二喷浆抄造子步骤，所述第二喷浆头的结构及喷浆方法与第一喷浆头相同;
4.30)第三次轻榨子步骤，使网部通过第三轻压榨部，对第一废纸浆料层、污泥浆料层和第二废纸浆料层进行轻度压榨，压榨压力控制在0.1～0.2MPa，使第一废纸浆料层、污泥浆料层和第二废纸浆料层初步成型。
5.根据权利要求4所述的回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，其特征在于：所述第一喷浆抄造子步骤中，所述储浆室的下部的第一侧朝向第二侧折弯延伸出一弧形控浆流浆板，储浆室的下部的第二侧设置有挡料板，挡料板的外端边缘延伸到弧形控浆流浆板中部，挡料板的外端边缘与弧形控浆流浆板的板面之间形成一漏浆间隙，漏浆间隙的两端分别延伸到储浆室的两端部，漏浆间隙形成所述第一喷浆口，弧形控浆流浆板的外端边缘成型有漏浆面，漏浆面与弧形控浆流浆板的背面形成一锐角夹角，漏浆面的外端与弧形控浆流浆板的背面相交成一直线型刀口，直线型刀口使污泥浆料在下流时形平面状的幕布流。
6.根据权利要求5所述的回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，其特征在于：所述挡料板的外侧滑动安装有一所述密封盖板，密封盖板具有2～4个能够相对滑动的重叠在一起的层板，任一层板的下端边缘抵顶于的所述弧形控浆流浆板时第一喷浆口处于关闭状态，并通过各层板实现多层密封，各层板均离开弧形控浆流浆板时第一喷浆口处于打开状态，通过调节各层板与弧形控浆流浆板之间的间距调节形成的幕布流的流量或厚薄程度。
7.根据权利要求6所述的回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，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
回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法
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高强度牛皮纸的方法。
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，如何合理在提高生产效益的前提下利用污泥和处置污泥，是多数环保造纸企业目前都在考虑的问题。
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高强度牛皮纸的方法，循环使用污泥生产高强度牛皮纸，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：回收造纸污泥生产高强度牛皮纸的方法，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)污泥浆料制浆步骤，包括以下子步骤，
3.1)分级压滤子步骤，将从造纸废水隔渣得到的污泥泵送进入输送管道，将输送管道分别连接至粗压滤机和二级压滤机，在粗压滤机将污泥的含水率降低至70～80%，使污泥初步减容，在二级压滤机将污泥的含水率降低至55～65%，使污泥进一步减容，得到糊状污泥，压滤产生的清液泵送回废水站处理，通过污泥输送管道将糊状污泥泵送至双螺杆挤压机;
3.2)挤压预处理子步骤，在污泥输送管道的中段的若干位置分别向污泥输送管道注入液态离型剂和温度为80～90℃、压力为1.5～2MPa的高压热空气，高压热空气沿径向方向喷射进入污泥输送管道中，使糊状污泥中的纤维和杂质松散化，避免污泥在后续的挤压步骤中凝结成块;
其中，液态离型剂是由重量百分比为天然熟桐油40～50%、天然水溶性松香粉20～30%、糠醛5～10%和水余量搅拌混合而成，使天然熟桐油、天然水溶性松香粉和糠醛相溶并形成油性乳液;
3.3)挤压脱水及灭活子步骤，将糊状污泥泵送至双螺杆挤压机后，通过双螺杆挤压机的两个螺杆推挤，使糊状污泥在料筒内前行，同时控制料筒中段的加热装置进行加热，使料筒中段的内部的温度保持控制在200～220℃，
将双螺杆挤压机的两个螺杆的螺纹密度分别设计成疏密相间，沿前进方向形成若干间隔交错高挤压容积段和低挤压容积段，并使糊状污泥顺次通过间隔交错的高挤压容积段和低挤压容积段，在各低挤压容积段分别注入温度为110～120℃、压力略高于低挤压容积段的内压力的高压热空气，通过设置在各高挤压容积段的压滤器向外排送高压蒸汽，并将高压蒸汽泵送回废水站回收热量和净化处理，同时避免糊状污泥压结成实块，
使糊状污泥在双螺杆挤压机内经过若干次一松一紧的挤压过程，糊状污泥在挤压脱水过程经过若干次呼吸效应，并以高压蒸汽的形式排除糊状污泥中的水份、杂质及油墨，同时在料筒内杀灭存在于糊状污泥中的细菌、微生物和有机物;
3.4)污泥挤出子步骤，通过双螺杆挤压机挤出，得到干净的无菌污泥;
3.5)配浆子步骤，将皮革纤维浆料和无菌污泥按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粘力提升乳液，粘力提升乳液与无菌污泥的重量比例为1：80～90，搅拌过程使无菌污泥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，
其中，粘力提升乳液是由重量百分比为天然胶乳40～50%、天然橡胶粉30～40%、石油醚余量搅拌混合，使天然胶乳、天然橡胶粉和石油醚相溶并形成乳液;
3.6)污泥磨浆子步骤，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，且动物纤维的表面起长毛，磨浆过程同时使短纤维、长纤维和动物纤维的毛面附着有乳液，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8～10%;
4)网部抄造及喷浆抄造步骤，包括以下子步骤，
4.1)废纸浆料抄造成型子步骤，将废纸浆料泵送至抄造池中，通过网部在抄造池中抄造成型得到第一废纸浆料层;
4.2)第一喷浆抄造子步骤，将污泥浆料泵送至第一喷浆抄造部的第一喷浆池，网部抄造得到第一废纸浆料层后从第一喷浆抄造部的第一喷浆头下方均速通过，第一喷浆头具有宽度略大于网部的线状的第一喷浆口，第一喷浆头从第一喷浆池中泵取污泥浆料，并通过第一喷浆口朝向网部均匀喷淋连成片状的污泥浆料，在第一废纸浆料层的表面形成一污泥浆料层;
4.3)第二喷浆抄造子步骤，废纸浆料泵送至第二喷浆抄造部的第一喷浆池，网部抄造得到污泥浆料后从第二喷浆抄造部的第二喷浆头下方均速通过，第二喷浆头具有宽度略大于网部的线状的第二喷浆口，第二喷浆头从第二喷浆池中泵取废纸浆料，并通过第二喷浆口朝向网部均匀喷淋连成片状的废纸浆料，在污泥浆料层的表面形成一个第二废纸浆料层，在网部形成复合浆层;
5)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第一废纸浆料层、污泥浆料层与和第二废纸浆料层之间的亲和力和粘结力，并将含水率降低至40%以下;
6)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;
7)成品，收卷后得到牛皮纸。
进一步的技术方案中，所述挤压脱水及灭活子步骤中，使双辊杆的螺纹的宽度自内外到逐渐变小，且螺纹侧面呈弧形，并使各螺纹的倾斜角度控制在15～20度，使各螺纹具有防粘结和自清洁能力;高挤压容积段的螺纹间距控制在8～10cm、体积压缩比例控制在0.5～0.6，低挤压容积段的螺纹间距控制在12～15cm、体积压缩比例控制在0.8～0.9;在各低挤压容积段注入的高压热空气中混合有吸湿剂;使糊状污泥在经过15～20次呼吸效应。
进一步的技术方案中，所述污泥磨浆子步骤中，所述扫帚鳍的鳍齿长度为1～2cm、宽度为0.5～1cm、齿距为0.3～0.5cm，包裹有泥浆的所述微小颗粒的平均粒径控制在0.1～0.2mm，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而形成若干网状的大小不一的薄型纤维网层，且每个薄型纤维网层中具有的纤维层数为5～10层，薄型纤维网层的最大平均宽度为5～8cm，用于降低网部抄造时的渗漏率，同时提升成型强度。
进一步的技术方案中，网部抄造及喷浆抄造步骤，包括以下子步骤，
4.1)废纸浆料抄造成型子步骤;
4.10)第一次轻榨子步骤，使网部通过第一轻压榨部，对第一废纸浆料层进行轻度压榨，压榨压力控制在0.1～0.2MPa，使第一废纸浆料层初步成型;
4.2)第一喷浆抄造子步骤;第一喷浆头的上部设置有储浆室，储浆室的宽度略大于网部的宽度，在储浆室的上部或一侧设置进浆接口，通过进浆接口将第一喷浆池的污泥浆料泵送至储浆室中，第一喷浆口设置在第一喷浆头的下部，第一喷浆口的宽度与储浆室的宽度相同，第一喷浆口的开口间隙控制在0.5～3mm，储浆室的底部设置有用于密封和打开第一喷浆口的密封盖板，在第一喷浆口处于打开状态后，使储浆室内的污泥浆料通过第一喷浆口向下流出并连成一片;
4.20)第二次轻榨子步骤，使网部通过第二轻压榨部，对第一废纸浆料层和污泥浆料层进行轻度压榨，压榨压力控制在0.1～0.2MPa，使第一废纸浆料层和污泥浆料层初步成型;
4.3)第二喷浆抄造子步骤，所述第二喷浆头的结构及喷浆方法与第一喷浆头相同;
4.30)第三次轻榨子步骤，使网部通过第三轻压榨部，对第一废纸浆料层、污泥浆料层和第二废纸浆料层进行轻度压榨，压榨压力控制在0.1～0.2MPa，使第一废纸浆料层、污泥浆料层和第二废纸浆料层初步成型。
进一步的技术方案中，所述第一喷浆抄造子步骤中，所述储浆室的下部的第一侧朝向第二侧折弯延伸出一弧形控浆流浆板，储浆室的下部的第二侧设置有挡料板，挡料板的外端边缘延伸到弧形控浆流浆板中部，挡料板的外端边缘与弧形控浆流浆板的板面之间形成一漏浆间隙，漏浆间隙的两端分别延伸到储浆室的两端部，漏浆间隙形成所述第一喷浆口，弧形控浆流浆板的外端边缘成型有漏浆面，漏浆面与弧形控浆流浆板的背面形成一锐角夹角，漏浆面的外端与弧形控浆流浆板的背面相交成一直线型刀口，直线型刀口使污泥浆料在下流时形平面状的幕布流。
进一步的技术方案中，所述挡料板的外侧滑动安装有一所述密封盖板，密封盖板具有2～4个能够相对滑动的重叠在一起的层板，任一层板的下端边缘抵顶于的所述弧形控浆流浆板时第一喷浆口处于关闭状态，并通过各层板实现多层密封，各层板均离开弧形控浆流浆板时第一喷浆口处于打开状态，通过调节各层板与弧形控浆流浆板之间的间距调节形成的幕布流的流量或厚薄程度。
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，本发明循环使用污泥生产牛皮纸，使造纸污泥得以再生使用，且生产清洁、无污染，生产工艺更加节能环保，在造纸过程中通过喷浆方法将污泥浆料作为牛皮纸的中间层，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30～40%，污泥的处理成本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，有效解决造纸厂的污泥处置问题。