申请日2018.04.02
公开(公告)日2018.09.25
IPC分类号D21H27/10; D21H17/01
摘要
本发明公开了一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，包括污泥收集步骤、高浓除渣步骤、离心脱水步骤、杀菌干燥处理步骤、配制填料浆步骤、配制填料浆步骤、絮聚步骤、配浆步骤、抄造步骤、表面改性步骤和压光步骤。本发明以超低运行成本回收并处理造纸污泥，并用于生产重型包装牛卡纸，降低造纸企业对污泥处理压力，循环使用造纸污泥产生的效益高于焚烧方法产生的效益，同时减少填埋造纸污泥造成的土地资源的浪费和地质污染，生产过程清洁环保，无污染，降低重型包装牛卡纸的综合生产成本。
权利要求书
1.一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：包括以下步骤，
污泥收集步骤，将造纸过程产生的造纸污泥泵送至储泥池，将造纸厂的白水部的白水引至储泥池，将造纸污泥稀释至浓度为7-10%，得到稀释泥浆;
高浓除渣步骤，将稀释泥浆泵送至高浓除渣器，进行高浓除渣，去除杂质，得到一级污泥，一级污泥的含水率控制在70-80%;
离心脱水步骤，将一级污泥泵送至高速离心桶(1)，选用的高速离心桶(1)的外径为1-2米，高速离心桶(1)中部中空且外缘具有一圆环形的离水室(11)，离水室(11)的外缘设置一圆环形的集水室(12)，离水室(11)的内侧壁及集水室(12)的外侧壁为钢板，用于隔开离水室(11)与集水室(12)的圆环形壁体选用密布飞水孔(13)的钢板，离水室(11)的底面高于集水室(12)的底面，控制高速离心桶(1)旋转，通过旋转产生的离心力去除水分，高速离心桶(1)的转速控制在1000-1500转/分钟，脱水后得到二级污泥，二级污泥的含水率控制在30～40%;
杀菌干燥处理步骤，通过输送带输送二级污泥并缓慢通过至少一杀菌干燥隧道，杀菌干燥隧道的总长度为50-100米，二级污泥通过杀菌干燥隧道的时间控制在5～10分钟，输送时将二级污泥平铺在输送带之上，形成一厚度不超过1cm的泥层，杀菌干燥隧道的顶面间隔设置有多个紫外线灯和红外线照射灯，杀菌干燥隧道的顶面设置有抽气口，用于抽离杀菌干燥隧道中的水汽，杀菌干燥后得到三级污泥，三级污泥的含水率控制在10～15%;
配制填料浆步骤，把三级污泥投进配制池，同时投入浓度为6～8%的糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂，糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂的重量投入比例是，每吨三级污泥投入50-100千克灰浆、1-3千克三聚氰胺粉和1-3千克改性剂，改性剂选用分子量为60万至90万的聚丙烯酰胺聚合物，搅拌0.5～1小时，使其中的污泥柔化，制得填料浆，填料浆的污泥颗粒的平均粒径控制在7～15μm;
絮聚步骤，通过管道将填料浆输送至絮聚池，在输送过程通过多个设置在管道的加添口向管道内的填料浆加入两性偏阴性三元助留剂，两性偏阴性三元助留剂的注入速度为1-3克/分钟，避免其中的污泥出现凝结或沉淀，在絮聚池中加入使用动物皮革制成的胶原纤维浆，胶原纤维浆的浓度控制在20-30%，胶原纤维浆中的纤维长度控制在2-3mm，搅拌均匀，胶原纤维浆与填料浆产生絮聚作用，使其中的污泥得以改性并具有粘性，得到粘性填料浆;
配浆步骤，把使用废纸制成的废纸纸浆和粘性填料浆按重量比例送入配浆池配浆，废纸纸浆的浓度控制在20-30%，配浆比例为每吨废纸纸浆配0.1-0.2吨粘性填料浆，持续搅拌0.1～0.2小时，制得混合浆;
抄造步骤，把混合浆泵送至造纸生产线的网部，经过抄造成型、压榨、表面施胶、烘干后，得到原纸;
表面改性步骤，将原纸输送至涂布机进行涂布，涂布量为16.5～18.5g/m2，在原纸表面附着一涂层，经过烘干后在原纸表面形成一高韧性的增强层，
涂层按重量百分比包括环氧丙烯酸酯20-30%、三聚氰胺粉10-20%、固含量为7-10%的水性PU胶10-20%以及水余量，得到表面改性原纸;
压光步骤，把表面改性原纸输送至压光机进行压光，得到重型包装牛卡纸。
2.根据权利要求1所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述高速离心桶(1)的中部设置有转轴(10)，转轴(10)的上部和/或下部固定有传动齿轮，转轴(10)中部从内到外依次设置有内桶(14)、中桶(15)和外桶(16)，内桶(14)中空且封闭，内桶(14)与中桶(15)之间的圆环形空间形成所述离水室(11)，中桶(15)与外桶(16)之间的的圆环形空间形成所述集水室(12)，中桶(15)的壁体选用密布飞水孔(13)的钢板，外桶(16)的底面底于中桶(15)的底面，外桶(16)的下部形成一集水腔，外桶(16)的底部设置有排水口;
在所述离心脱水步骤中，将一级污泥泵送进入离水室(11)中，在高速离心桶(1)旋转时，一级污泥内的水分在离心力作用下通过中桶(15)的飞水孔(13)飞入集水室(12)中，经过外桶(16)的壁体阻挡后下流至下部的集水腔中。
3.根据权利要求2所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述集水室(12)中插装有至少一替换使用的圆筒形状的不锈钢网，不锈钢网密封布有细网孔，所述中桶(15)的壁体的飞水孔(13)的孔径为3-5mm，中桶(15)采用大孔径设计以避免飞水孔(13)阻塞，细网孔的孔径控制在0.1-0.3mm，不锈钢网贴紧于中桶(15)的壁体的外表面，不锈钢网采用孔径小于短纤维长度的细网孔设计，在实现脱水功能的同时有效阻隔短纤维流失，在完成所述离心脱水步骤后，将不锈钢网从中桶(15)拆卸出来，将不锈钢网冲洗后再插装至集水室(12)中。
4.根据权利要求3所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述中桶(15)的壁体的外表面从内到外依次套装有3个以上替换使用的圆筒形状的不锈钢网，内外相邻的两个不锈钢网间隔1-2mm，不锈钢网的细网孔相互错开或部分重叠，外层的不锈钢网的细网孔的孔径小于相邻内层的不锈钢网的细网孔的孔径。
5.根据权利要求3所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述离水室(11)的底部安装有推泥板(17)、上部开设有开口，推泥板(17)为圆环形状，且推泥板(17)与离水室(11)的内腔形状相匹配，推泥板(17)底部田连接有由液压驱动的推杆，开口安装有一顶盖;
在所述离心脱水步骤中，在一级污泥填满离水室(11)后再锁紧顶盖，将一级污泥的液面高度达控制在离水室(11)的总高度的95-100%，再控制高速离心桶(1)高速旋转，通过高速离心桶(1)的高速旋转使一级污泥脱水;
在完成脱水后再打开顶盖，通过旋转装置将高速离心桶(1)旋转100-120度，使离水室(11)的开口倾斜向下，通过液压推杆推动推泥板(17)朝向开口移动，将离水室(11)内的污泥推出开口，收集得到二级污泥。
6.根据权利要求1所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：穿过所述杀菌干燥隧道的所述输送带的宽度控制在0.5-1米，杀菌干燥隧道的宽度略大于输送带的宽度，杀菌干燥隧道的高度02-0.5米，输送带的表面与杀菌干燥隧道的顶面的距离控制在10-30cm;
由至少一所述紫外线灯和至少一所述红外线照射灯间隔并排组成一灭菌干燥灯组，紫外线灯与相邻的红外线照射灯的间距控制在5-10cm;
杀菌干燥隧道的顶面等间距间隔设置多个灭菌干燥灯组，相邻两个灭菌干燥灯组的间隔距离为0.5-1米。
7.根据权利要求1所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述絮聚步骤中，所述两性偏阴性三元助留剂选用两性偏阴立体结构聚丙烯酰胺，其分子量为300～450万，浓度为0.02～0.04%。
8.根据权利要求5所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述顶盖的底面安装有环形的弹性气囊，在顶盖锁盖后弹性气囊压入离水室(11)中，且使弹性气囊压紧于注入在所述离水室(11)内的所述一级污泥的液面。
9.根据权利要求1所述的一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，其特征在于：所述压光步骤中，压光过程将压力控制在150～190kN/m2，压光温度控制在110-120℃。
说明书
一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，尤其是涉及一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法。
背景技术
现有技术中，原浆造纸包括制浆和抄造的工序，两个工序都会产生大量的造纸污泥，造纸污泥中仍有较大比例的短纤维、有机物质、木质素及其衍生物，有一定的回收价值，目前大多造纸污泥处理办法主要是焚烧和卫生填埋，通过焚烧以热能的形式回收，利用率极低，且会产生空气污染，而卫生填埋则会浪费土地资源，还会产生二次污染，更加造成巨大的再生资源浪费。
如要回收造纸污泥中的纤维，则存在回收成本过高、回收纤维质量不佳的问题，因此何合理利用造纸污泥，在不产生二次污染的前提下使其具有经济效益是很难实现的。
因现有技术回收造纸污泥受到多方面的技术限制，包括造纸污泥处理设备的设备成本的限制，造纸污泥处理设备的负载能力及使用要求的限制、频繁维护造纸污泥处理设备的限制、造纸污泥处理造纸运行过程所需的耗材及电费等运行成本的限制等，更重要的是，回收的造纸污泥无法直接用于造纸，否则会降低成纸的质量，因此回收的造纸污泥只能出售给其它企业并转为它用，而愿意使用回收的造纸污泥的企业更是少之又少，如何使用回收的造纸污泥也是非常麻烦的事。因此，循环使用造纸污泥的不能产生效益，只会增加生产成本或处理成本，都不如采用直接焚烧的方法好，这也是造纸污泥循环使用无法得到应用及普及的重要原因。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，能够合理利用造纸污泥和回收废纸，重制纸浆，以生产出高质量及高强度的重型包装牛卡纸。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用造纸污泥再造重型包装牛卡纸的方法，包括以下步骤，
污泥收集步骤，将造纸过程产生的造纸污泥泵送至储泥池，将造纸厂的白水部的白水引至储泥池，将造纸污泥稀释至浓度为7-10%，得到稀释泥浆;
高浓除渣步骤，将稀释泥浆泵送至高浓除渣器，进行高浓除渣，去除杂质，得到一级污泥，一级污泥的含水率控制在70-80%;
离心脱水步骤，将一级污泥泵送至高速离心桶，选用的高速离心桶的外径为1-2米，高速离心桶中部中空且外缘具有一圆环形的离水室，离水室的外缘设置一圆环形的集水室，离水室的内侧壁及集水室的外侧壁为钢板，用于隔开离水室与集水室的圆环形壁体选用密布飞水孔的钢板，离水室的底面高于集水室的底面，控制高速离心桶旋转，通过旋转产生的离心力去除水分，高速离心桶的转速控制在1000-1500转/分钟，脱水后得到二级污泥，二级污泥的含水率控制在30～40%;
杀菌干燥处理步骤，通过输送带输送二级污泥并缓慢通过至少一杀菌干燥隧道，杀菌干燥隧道的总长度为50-100米，二级污泥通过杀菌干燥隧道的时间控制在5～10分钟，输送时将二级污泥平铺在输送带之上，形成一厚度不超过1cm的泥层，杀菌干燥隧道的顶面间隔设置有多个紫外线灯和红外线照射灯，杀菌干燥隧道的顶面设置有抽气口，用于抽离杀菌干燥隧道中的水汽，杀菌干燥后得到三级污泥，三级污泥的含水率控制在10～15%;
配制填料浆步骤，把三级污泥投进配制池，同时投入浓度为6～8%的糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂，糯米灰浆、三聚氰胺粉和改性剂的重量投入比例是，每吨三级污泥投入50-100千克灰浆、1-3千克三聚氰胺粉和1-3千克改性剂，改性剂选用分子量为60万至90万的聚丙烯酰胺聚合物，搅拌0.5～1小时，使其中的污泥柔化，制得填料浆，填料浆的污泥颗粒的平均粒径控制在7～15μm;
絮聚步骤，通过管道将填料浆输送至絮聚池，在输送过程通过多个设置在管道的加添口向管道内的填料浆加入两性偏阴性三元助留剂，两性偏阴性三元助留剂的注入速度为1-3克/分钟，避免其中的污泥出现凝结或沉淀，在絮聚池中加入使用动物皮革制成的胶原纤维浆，胶原纤维浆的浓度控制在20-30%，胶原纤维浆中的纤维长度控制在2-3mm，搅拌均匀，胶原纤维浆与填料浆产生絮聚作用，使其中的污泥得以改性并具有粘性，得到粘性填料浆;
配浆步骤，把使用废纸制成的废纸纸浆和粘性填料浆按重量比例送入配浆池配浆，废纸纸浆的浓度控制在20-30%，配浆比例为每吨废纸纸浆配0.1-0.2吨粘性填料浆，持续搅拌0.1～0.2小时，制得混合浆;
抄造步骤，把混合浆泵送至造纸生产线的网部，经过抄造成型、压榨、表面施胶、烘干后，得到原纸;
表面改性步骤，将原纸输送至涂布机进行涂布，涂布量为16.5～18.5g/m2，在原纸表面附着一涂层，经过烘干后在原纸表面形成一高韧性的增强层，
涂层按重量百分比包括环氧丙烯酸酯20-30%、三聚氰胺粉10-20%、固含量为7-10%的水性PU胶10-20%以及水余量，得到表面改性原纸;
压光步骤，把表面改性原纸输送至压光机进行压光，得到重型包装牛卡纸。
进一步的，所述高速离心桶的中部设置有转轴，转轴的上部和/或下部固定有传动齿轮，转轴中部从内到外依次设置有内桶、中桶和外桶，内桶中空且封闭，内桶与中桶之间的圆环形空间形成所述离水室，中桶与外桶之间的的圆环形空间形成所述集水室，中桶的壁体选用密布飞水孔的钢板，外桶的底面底于中桶的底面，外桶的下部形成一集水腔，外桶的底部设置有排水口;
在所述离心脱水步骤中，将一级污泥泵送进入离水室中，在高速离心桶旋转时，一级污泥内的水分在离心力作用下通过中桶的飞水孔飞入集水室中，经过外桶的壁体阻挡后下流至下部的集水腔中。
进一步的，所述集水室中插装有至少一替换使用的圆筒形状的不锈钢网，不锈钢网密封布有细网孔，所述中桶的壁体的飞水孔的孔径为3-5mm，中桶采用大孔径设计以避免飞水孔阻塞，细网孔的孔径控制在0.1-0.3mm，不锈钢网贴紧于中桶的壁体的外表面，不锈钢网采用孔径小于短纤维长度的细网孔设计，在实现脱水功能的同时有效阻隔短纤维流失，在完成所述离心脱水步骤后，将不锈钢网从中桶拆卸出来，将不锈钢网冲洗后再插装至集水室中。
进一步的，所述中桶的壁体的外表面从内到外依次套装有3个以上替换使用的圆筒形状的不锈钢网，内外相邻的两个不锈钢网间隔1-2mm，不锈钢网的细网孔相互错开或部分重叠，外层的不锈钢网的细网孔的孔径小于相邻内层的不锈钢网的细网孔的孔径。
进一步的，所述离水室的底部安装有推泥板、上部开设有开口，推泥板为圆环形状，且推泥板与离水室的内腔形状相匹配，推泥板底部田连接有由液压驱动的推杆，开口安装有一顶盖;
在所述离心脱水步骤中，在一级污泥填满离水室后再锁紧顶盖，将一级污泥的液面高度达控制在离水室的总高度的95-100%，再控制高速离心桶高速旋转，通过高速离心桶的高速旋转使一级污泥脱水;
在完成脱水后再打开顶盖，通过旋转装置将高速离心桶旋转100-120度，使离水室的开口倾斜向下，通过液压推杆推动推泥板朝向开口移动，将离水室内的污泥推出开口，收集得到二级污泥。
进一步的，穿过所述杀菌干燥隧道的所述输送带的宽度控制在0.5-1米，杀菌干燥隧道的宽度略大于输送带的宽度，杀菌干燥隧道的高度02-0.5米，输送带的表面与杀菌干燥隧道的顶面的距离控制在10-30cm;
由至少一所述紫外线灯和至少一所述红外线照射灯间隔并排组成一灭菌干燥灯组，紫外线灯与相邻的红外线照射灯的间距控制在5-10cm;
杀菌干燥隧道的顶面等间距间隔设置多个灭菌干燥灯组，相邻两个灭菌干燥灯组的间隔距离为0.5-1米。
进一步的，所述絮聚步骤中，所述两性偏阴性三元助留剂选用两性偏阴立体结构聚丙烯酰胺，其分子量为300～450万，浓度为0.02～0.04%。
进一步的，所述顶盖的底面安装有环形的弹性气囊，在顶盖锁盖后弹性气囊压入离水室中，且使弹性气囊压紧于注入在所述离水室内的所述一级污泥的液面。
进一步的，所述压光步骤中，压光过程将压力控制在150～190kN/m2，压光温度控制在110-120℃。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明以超低运行成本回收并处理造纸污泥，并用于生产重型包装牛卡纸，降低造纸企业对污泥处理压力，循环使用造纸污泥产生的效益高于焚烧方法产生的效益，同时减少填埋造纸污泥造成的土地资源的浪费和地质污染，生产过程清洁环保，无污染，降低重型包装牛卡纸的综合生产成本。
