棉短絨高濃過氧化氫漂白制備精制棉的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于棉短絨制漿領域，具體涉及一種棉短絨高濃過氧化氫漂白制備精制棉的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]棉短絨是比皮棉短的那部分棉纖維，是指籽棉扎花后從棉籽表面剝下來的短纖維，其長度通常只有皮棉的10~50%，主要用于軍工、化工、造紙和纖維素衍生物等方面。作為一種優(yōu)質的造紙纖維原料，主要用于生活用紙、鈔票紙及特殊技術用途紙張的生產。
[0003]棉短絨本身纖維素含量超過90%，非纖維素雜質并不多。但是，在生產、加工、運輸?shù)冗^程中混入了很多外來的雜質，給制漿帶來了很大的困難。因此，棉短絨制漿的目的一方面是去除混入棉短絨中的棉籽殼、棉葉、棉桿碎片、塵土等外來的機械性雜質，以及去除棉短絨本身含有的果膠、蠟質、脂類、木素、灰分等雜質，得到較純凈的纖維素。同時，通過制漿破壞纖維素細胞的初生壁，提高化學反應性能，并使其聚合度下降到所需要的范圍內。
[0004]傳統(tǒng)的棉短絨制漿工藝，采用將棉短絨在高溫(150~175°C)、高壓(0.4-0.8 MPa),高堿(12~18%)條件下蒸煮，然后再進行洗漿、打漿、除砂、漂白等工藝。這種工藝方法，棉短絨中的大部分雜質都在蒸煮過程中降解去除，造成化學藥品消耗量大、蒸汽消耗量大、水資源消耗量大，且產生了濃度極高的廢液。廢液中有機物濃度很高，化學需氧量(COD )值可達3萬~10萬mg/L，且色度很深，外觀呈深黑色，殘堿含量高，污染極其嚴重。同時，在高溫、高壓條件下，纖維素分解嚴重，造成棉纖維聚合度嚴重下降，制漿得率較低。另一方面，目前棉短絨普遍采取含氯漂白工藝，漂白過程產生了高毒性的含氯有機化合物，對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種綠色、高效的棉短絨高濃過氧化氫漂白制備精制棉的裝置及方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn):
棉短絨高濃過氧化氫漂白制備精制棉的裝置，包括開包機、金屬檢測器、開棉機、除雜機、旋風分離器、第一螺旋輸送機、半漿機、安裝疏解型磨盤的第一中濃磨漿機、安裝磨漿型磨盤的第二中濃磨漿機、第一雙網脫水機、破碎螺旋輸送機、雙棍混合機、皮帶輸送機、高濃混合器、高濃漂白塔、第二螺旋輸送機、第二雙網脫水機，其中棉短絨在所述的開包機、金屬檢測器和開棉機之間通過皮帶輸送機連接，在開棉機、除雜機和旋風分離器之間通過風送管道連接，旋風分離器出口與第一螺旋輸送機的進料口連接，第一螺旋輸送機的出料口與半漿機進料口連接；
所述的半漿機和第一中濃磨漿機之間依次設置有漿栗、螺旋壓榨輸送機、中濃漿栗立管和中濃漿栗；所述漿栗進料口與半漿機出料口連接，出料口與螺旋壓榨輸送機進料口連接；所述的中濃漿栗立管的進料口與螺旋壓榨輸送機出料口連接，其出料口與中濃漿栗進料口連接；所述的第一中濃磨漿機進料口與中濃漿栗出料口連接，其出漿口與第二中濃磨漿機進漿口連接，第二中濃磨漿機出漿口與第一雙網脫水機的進料口連接；
所述的破碎螺旋輸送機的進料口與第一雙網脫水機的出料口連接，出料口與雙棍混合機的進料口連接；所述的皮帶輸送機的進料端與雙棍混合機的出料口連接，出料端與高濃混合器的進料口連接；
所述的破碎螺旋輸送機設置有堿液和第一活化劑進口，并分別與堿液和第一活化劑計量栗連接，所述的破碎螺旋輸送機、雙棍混合機分別設置有蒸汽進口 ；所述的高濃混合器設置有H2O2和第二活化劑進口，并分別與H 202和第二活化劑計量栗連接；
所述的高濃漂白塔的進料口與高濃混合器的出料口連接，出料口通過底部的卸料器與第二螺旋輸送機的進料口連接；所述的第二螺旋輸送機的出料口與第二雙網脫水機的進料口連接。
[0007]進一步地，所述的皮帶輸送機設置有夾套蒸汽加熱裝置，所述夾套蒸汽加熱裝置通入蒸汽對輸送的物料進行加熱。
[0008]進一步地，所述高濃混合器中設置有高速旋轉的混合盤。
[0009]采用所述裝置的棉短絨高濃過氧化氫漂白生產精制棉的方法，包括以下步驟:
1)開棉、除雜，棉短絨經開包機開包后通過金屬檢測器檢查并除去金屬物，再通過開棉機將棉短絨開松、撕碎成絮狀的小碎塊，同時除去部分雜質，然后輸送到除雜機進一步除去塵土、棉籽殼等外來混入的雜質；
2)預滲、洗滌和磨漿，經開棉、除雜處理后的棉短絨在旋風分離器中與堿液混合后進入第一螺旋輸送機，經第一螺旋輸送機混合、輸送進入半漿機，對棉短絨進行混合、洗滌、疏解或切斷，并除去部分雜質，然后由漿栗送入螺旋壓榨輸送機進行濃縮，成為濃度為6~10%的較均勻的物料，接著，濃度為6~10%的物料通過中濃漿栗立管、中濃漿栗輸送依次進入第一中濃磨漿機、第二中濃磨漿機進行疏解、磨漿，接著經磨漿處理的物料進入第一雙網脫水機，擠壓濃縮成為濃度為30~35%的物料；
3)混合、加熱，經第一雙網脫水機濃縮的物料進入破碎螺旋輸送機，破碎成為疏松的小漿塊，并通過計量栗分別加入堿液和第一活化劑，然后進入雙棍混合機，在雙棍混合機中，物料與堿液、第一活化劑充分混合均勻，同時，在破碎螺旋輸送機和雙棍混合機中分別通入蒸汽，加熱漿料到所需的溫度，經雙棍混合機混合后的漿料進入皮帶輸送機；
4)混合、反應，物料經皮帶輸送機進入高濃混合器的進料斗，然后進入高濃混合器，H2O2和第二活化劑分別由計量栗計量、輸送進入高濃混合器，與物料充分、均勻混合、反應；
5)漂白，物料、H2O2、活化劑和堿液經高濃混合器混合后進入高濃漂白塔，進行棉短絨的漂白處理；
6)洗漿，物料在高濃漂白塔充分反應后，由其底部的卸料器卸料進入第二螺旋輸送機，并加水稀釋成為3~5%濃度的漿料，再輸送到第二雙網脫水機濃縮至30~35%的濃度，成為精制棉楽料。
[0010]進一步地，步驟I)中，所述的棉短絨經開棉、除雜工段處理后所攜帶的外來機械性雜質含量小于4%。
[0011]進一步地，步驟2)中，進入旋風分離器的堿液為NaOH溶液，濃度為2~5%，溫度為40?80 cC ο
[0012]進一步地，步驟3)中，所述破碎螺旋輸送機和雙棍混合機中分別通入蒸汽，使雙棍混合機出口處的漿料溫度達到75~95°C。
[0013]進一步地，步驟3 )中，所述破碎螺旋輸送機分別加入堿液和第一活化劑，堿液加入量按質量計為棉短絨質量的4~8%，第一活化劑加入量按質量計為棉短絨質量的0.1-0.5%。
[0014]進一步地，在步驟4)中，在高濃混合器中分別加入H2O2和第二活化劑，H 202加入量按質量計為棉短絨質量的7~14%，第二活化劑加入量按質量計為棉短絨質量的0.1-0.5%。
[0015]進一步地，在步驟5)中，所述的物料在高濃漂白塔中在常壓下進行漂白反應，物料在高濃漂白塔內的停留時間為60~120 min，溫度為75~95°C并維持溫度穩(wěn)定。
[0016]另外，經螺旋壓榨輸送機和第一雙網脫水機擠出的廢水經過濾、補充添加堿液后可循環(huán)用于棉短絨的預滲、洗滌，循環(huán)利用，節(jié)能環(huán)保。
[0017]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點:
1、本發(fā)明采用對棉短絨進行干法除雜，原料首先經過開棉機、除雜機、金屬檢測器的除雜處理，再經過堿液的滲透、洗滌、疏解、磨漿和濃縮，在漂白前較徹底地去除了棉短絨中所含的各種外來混入的機械性雜質；同時，在此過程中棉短絨得到均勻、充分的滲透、浸漬，棉短絨表面的部分蠟質、脂類等雜質在堿液的作用下溶解出來，大大減少了進入漂白工段的棉纖維雜質的含量。
[0018]2、在中濃磨漿過程中，通過磨盤的疏解、磨漿作用，破壞了纖維的初生細胞壁，并使纖維產生適當?shù)那袛嗪蜐櫭?、分層等細纖維化作用，有利于堿液、H2O2等藥品在纖維中均勻、充分的滲透，提高了化學藥品的利用率，提高了漂白的效果。
[0019]3、本發(fā)明采用的高濃混合器中設計有高速旋轉的混合盤，對棉短絨和加入的堿液、H2O2等化學藥品進行快速混合，使棉短絨和加入的堿液、H 202、活化劑等化學藥品得到快速、充分、均勻地混合。同時，在高濃條件下漂白提高了反應體系中藥液的濃度，大大加快了傳質速率，有利于加快漂白反應過程的速率，提高漂白的效果。
[0020]4、本發(fā)明的漂白過程在常壓、低溫條件下進行，大大減少了蒸汽消耗量，降低了生廣成本；同時大大減少了對纖維素的降解，有利于提尚精制棉廣品的粘度，提尚制楽