CN103061185B - 纸浆全无氯漂白方法 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明涉及纸浆漂白工艺技术领域，是一种纸浆全无氯漂白方法，第一步：采用氧脱木素漂白：将未经漂白的浆料送入氧漂反应塔，此时浆料浓度为</b><b>8%</b><b>至</b><b>12%</b><b>，向氧漂反应塔中依次加入纯度为</b><b>93%</b><b>的氧气、</b><b>NaOH</b><b>、</b><b>MgSO4</b><b>和</b><b>H2O2</b><b>后进行反应。本发明有效实现无氯漂白，其中酶对木素的降解作用，在不同漂白过程中，能降低漂白化学品的用量，采用酸处理漂白浆，可以将漂白浆中的铁、铜、锰等金属离子除掉，提高浆料白度，没有酸碱交替进行的漂白工艺，使得漂白废水可以循环使用，由于在纸浆漂白过程中无氯参与漂白，因此防止二噁英的生成，因此废水中的污染物减少，从而降低了环境污染，提高了产品质量。</b>
Description
技术领域
本发明涉及纸浆漂白工艺技术领域，是一种纸浆全无氯漂白方法。
背景技术
以氯气、次氯酸盐为漂白剂的全氯漂白技术是在上世纪30年代发展起来的，用这样的方法所漂出来的纸浆其漂白废水含有大量毒性强的有机氯化物，尤其是二噁英（Dioxan）具有强烈的致癌性、致突变性，并且，采用传统的生化处理不能使废水中这些毒性有机氯化物完全分解。自1930年开始用氯元素进行氯化作为硫酸盐纸浆漂白的第一段几乎所有生产高白度纸浆的漂白方法均以氯化和碱抽提两段开始，这是因为采用C和E相结合的方法是漂白碱法浆最经济、最有效的方法。20世纪70年代和80年代最典型的漂白流程为CEDED或（CD）EDED。1980年国际造纸界相继在漂白废水中检测出了二噁英，造纸工业二噁英的发现引起了世界各国的极大关注。为了减少漂白废水中的AOX（可吸附有机卤化物）含量，最有效的途径是减少或不用氯进行漂白。因此，国际上都致力于研究开发少氯无氯的少污染漂白方法。所以在20世纪80年代中后期出现了以深度脱木素为目的的改良硫酸盐法蒸煮、无元素氯（ECF）和全无氯（TCF）漂白的新方法。目前国内漂白方法仍普遍采用的三段漂白CEH。具有以下缺点：废水中含有二噁英等致癌物质，不但对人体健康构成了极大地威胁，而且造成环境污染；次氯酸盐因其氧化能力强，造成对纸浆纤维损伤，降低浆料的得率和强度。
发明内容
本发明提供了一种纸浆全无氯漂白方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的纸浆漂白工艺中使用氯而产生有害物质的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种纸浆全无氯漂白方法，按下述步骤进行：第一步：采用氧脱木素漂白：将未经漂白的浆料送入氧漂反应塔，此时浆料浓度为8%至12%，向氧漂反应塔中依次加入纯度为93%的氧气、NaOH、MgSO
4
和H
2
O
2
后进行反应，氧气的用量为浆料质量的3%至5%，氧气压力为0.4至1.0MPa，NaOH的用量为浆料质量的1.5%至5.5%，MgSO
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的用量为浆料质量的0.1%至0.8%，H
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O
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的用量为浆料质量的0.3%至1.5%，反应时浆料的温度为80℃至140℃，反应时间20至60min。将反应完成后的浆料经过氧漂喷放塔后送入洗浆机中进行对浆料的洗涤，用水洗去残余物；第二步：采用生物酶漂白，洗涤后的浆料送入生物酶反应塔中，此时浆料的浓度为8%至12%，浆料的温度为20℃至70℃，浆料的pH值为7至9.5，浆料的硬度为3.5KMnO
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至5.5KMnO
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，向生物酶反应塔中加入生物酶后进行反应，生物酶的用量为30g
生物酶
/t
浆料
至60g
生物酶
/t
浆料
，反应时浆料的温度为20℃至70℃，反应时间为60min至120min，漂后的pH值为4至6，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第三步：洗涤后的浆料送入螯合反应塔中进行反应，此时浆料浓度为6%至12%，向螯合反应塔中加入螯合剂进行反应，螯合剂用量为浆料质量的0.01%至0.1%，反应时浆料的温度为30℃至90℃，反应时间为0.3h至2h，反应过后的pH值为5至7，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第四步：采用双氧水漂白，洗涤后的浆料送入双氧水反应塔中进行反应，此时浆料的浓度为6%至15%，向双氧水反应塔中依次加入H
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、MgSO
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、NaOH和Na
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SiO
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后进行反应，H
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的用量为浆料质量的1%至4%，MgSO
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的用量为浆料质量的0.1%至0.8%，NaOH的用量为浆料质量的1.5%至4.5%，Na
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SiO
3
的用量为浆料质量的0.2%至3%，反应时浆料的温度为40℃至120℃，反应时间为90min至120min，然后将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第五步：洗涤后的浆料进行酸处理，洗涤后的浆料浓度为4%至10%，浆料温度为30℃至90℃，酸的用量为浆料质量的1%至3%，处理时间为0.5h至2h，酸处理后的浆料的pH为4.5至6.5，处理完成后将浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，洗涤完成后将浆料送至储浆塔中进行储藏。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述生物酶可为木聚糖酶或漆酶。
上述木聚糖酶可为内切-β-木聚糖酶或外切-β-木聚糖酶或β-木聚苷酶。
上述螯合剂可为EDTA或DTPA或聚合磷酸钠。
上述酸可为硫酸或盐酸。
本发明有效实现无氯漂白，其中酶对木素的降解作用，在不同漂白过程中，能降低漂白化学品的用量，采用酸处理漂白浆，可以将漂白浆中的铁、铜、锰等金属离子除掉，提高浆料白度，没有酸碱交替进行的漂白工艺，使得漂白废水可以循环使用，由于在纸浆漂白过程中无氯参与漂白，因此防止二噁英的生成，因此废水中的污染物减少，从而降低了环境污染，提高了产品质量。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中的百分数均为质量百分数。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1，一种纸浆全无氯漂白方法，按下述步骤进行：第一步：采用氧脱木素漂白：将未经漂白的浆料送入氧漂反应塔，此时浆料浓度为8%至12%，向氧漂反应塔中依次加入纯度为93%的氧气、NaOH、MgSO
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和H
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后进行反应，氧气的用量为浆料质量的3%至5%，氧气压力为0.4至1.0MPa，NaOH的用量为浆料质量的1.5%至5.5%，MgSO
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的用量为浆料质量的0.1%至0.8%，H
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的用量为浆料质量的0.3%至1.5%，反应时浆料的温度为80℃至140℃，反应时间20至60min。将反应完成后的浆料经过氧漂喷放塔后送入洗浆机中进行对浆料的洗涤，用水洗去残余物；第二步：采用生物酶漂白，洗涤后的浆料送入生物酶反应塔中，此时浆料的浓度为8%至12%，浆料的温度为20℃至70℃，浆料的pH值为7至9.5，浆料的硬度为3.5KMnO
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至5.5KMnO
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，向生物酶反应塔中加入生物酶后进行反应，生物酶的用量为30g
生物酶
/t
浆料
至60g
生物酶
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浆料
，反应时浆料的温度为20℃至70℃，反应时间为60min至120min，漂后的pH值为4至6，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第三步：洗涤后的浆料送入螯合反应塔中进行反应，此时浆料浓度为6%至12%，向螯合反应塔中加入螯合剂进行反应，螯合剂用量为浆料质量的0.01%至0.1%，反应时浆料的温度为30℃至90℃，反应时间为0.3h至2h，反应过后的pH值为5至7，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第四步：采用双氧水漂白，洗涤后的浆料送入双氧水反应塔中进行反应，此时浆料的浓度为6%至15%，向双氧水反应塔中依次加入H
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、MgSO
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、NaOH和Na
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SiO
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后进行反应，H
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的用量为浆料质量的1%至4%，MgSO
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的用量为浆料质量的0.1%至0.8%，NaOH的用量为浆料质量的1.5%至4.5%，Na
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SiO
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的用量为浆料质量的0.2%至3%，反应时浆料的温度为40℃至120℃，反应时间为90min至120min，然后将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第五步：洗涤后的浆料进行酸处理，洗涤后的浆料浓度为4%至10%，浆料温度为30℃至90℃，酸的用量为浆料质量的1%至3%，处理时间为0.5h至2h，酸处理后的浆料的pH为4.5至6.5，处理完成后将浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，洗涤完成后将浆料送至储浆塔中进行储藏。
实施例2，一种纸浆全无氯漂白方法，按下述步骤进行：第一步：采用氧脱木素漂白：将未经漂白的浆料送入氧漂反应塔，此时浆料浓度为8%或12%，向氧漂反应塔中依次加入纯度为93%的氧气、NaOH、MgSO
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和H
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后进行反应，氧气的用量为浆料质量的3%或5%，氧气压力为0.4或1.0MPa，NaOH的用量为浆料质量的1.5%或5.5%，MgSO
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的用量为浆料质量的0.1%或0.8%，H
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的用量为浆料质量的0.3%或1.5%，反应时浆料的温度为80℃或140℃，反应时间20或60min。将反应完成后的浆料经过氧漂喷放塔后送入洗浆机中进行对浆料的洗涤，用水洗去残余物；第二步：采用生物酶漂白，洗涤后的浆料送入生物酶反应塔中，此时浆料的浓度为8%或12%，浆料的温度为20℃或70℃，浆料的pH值为7或9.5，浆料的硬度为3.5KMnO
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或5.5KMnO
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，向生物酶反应塔中加入生物酶后进行反应，生物酶的用量为30g
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浆料
或60g
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浆料
，反应时浆料的温度为20℃或70℃，反应时间为60min或120min，漂后的pH值为4或6，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第三步：洗涤后的浆料送入螯合反应塔中进行反应，此时浆料浓度为6%或12%，向螯合反应塔中加入螯合剂进行反应，螯合剂用量为浆料质量的0.01%或0.1%，反应时浆料的温度为30℃或90℃，反应时间为0.3h或2h，反应过后的pH值为5或7，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第四步：采用双氧水漂白，洗涤后的浆料送入双氧水反应塔中进行反应，此时浆料的浓度为6%或15%，向双氧水反应塔中依次加入H
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、MgSO
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后进行反应，H
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的用量为浆料质量的1%或4%，MgSO
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的用量为浆料质量的0.1%或0.8%，NaOH的用量为浆料质量的1.5%或4.5%，Na
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SiO
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的用量为浆料质量的0.2%或3%，反应时浆料的温度为40℃或120℃，反应时间为90min或120min，然后将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第五步：洗涤后的浆料进行酸处理，洗涤后的浆料浓度为4%或10%，浆料温度为30℃或90℃，酸的用量为浆料质量的1%或3%，处理时间为0.5h或2h，酸处理后的浆料的pH为4.5或6.5，处理完成后将浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，洗涤完成后将浆料送或储浆塔中进行储藏。
可根据实际需要，对上述纸浆全无氯漂白方法作进一步优化或/和改进：
实施例3，作为上述实施例的优选，生物酶为木聚糖酶或漆酶。漆酶是一种多酚氧化酶，也是一种典型含铜糖蛋白，每个漆酶蛋白分子中含有四个铜离子，分属于三类，其中Ⅰ型一个，Ⅱ型一个，Ⅲ型两个。漆酶分子中的铜离子是漆酶催化反应的活性中心，在催化氧化过程中起决定作用。
实施例4，作为上述实施例的优选，木聚糖酶为：1、内切-β-木聚糖酶；2、外切-β-木聚糖酶；3、β-木聚苷酶。这几种木聚糖酶能渗透到纸浆纤维内部，和木聚糖、木瓜糖反应，产生木糖。
实施例5，作为上述实施例的优选，螯合剂为EDTA或DTPA或聚合磷酸钠。
实施例6，作为上述实施例的优选，酸为硫酸或盐酸。当采用盐酸时，盐酸中的氯，是负一价的离子，具有很高的稳定性，不会在漂白过程中参与反应，不会生成有机氯化物二噁英。
针对上述实施例所得资料经测试的平均数据为：漂白后的浆料白度为80%至85%，漂白后的浆料裂断长为4000m至5000m，PC值(即返黄值)为0.5至2.5。
Claims (1)
1.一种纸浆全无氯漂白方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步：采用氧脱木素漂白：将未经漂白的浆料送入氧漂反应塔，此时浆料浓度为8%至12%，向氧漂反应塔中依次加入纯度为93%的氧气、NaOH、MgSO4和H2O2后进行反应，氧气的用量为浆料质量的3%至5%，氧气压力为0.4至1.0MPa，NaOH的用量为浆料质量的1.5%至5.5%，MgSO4的用量为浆料质量的0.1%至0.8%，H2O2的用量为浆料质量的0.3%至1.5%，反应时浆料的温度为80℃至140℃，反应时间20至60min；
将反应完成后的浆料经过氧漂喷放塔后送入洗浆机中进行对浆料的洗涤，用水洗去残余物；第二步：采用生物酶漂白，洗涤后的浆料送入生物酶反应塔中，此时浆料的浓度为8%至12%，浆料的温度为20℃至70℃，浆料的pH值为7至9.5，浆料的硬度为3.5KMnO4至5.5KMnO4，向生物酶反应塔中加入生物酶后进行反应，生物酶的用量为30g生物酶/t浆料至60g生物酶/t浆料，反应时浆料的温度为20℃至70℃，反应时间为60min至120min，漂后的pH值为4至6，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第三步：洗涤后的浆料送入螯合反应塔中进行反应，此时浆料浓度为6%至12%，向螯合反应塔中加入螯合剂进行反应，螯合剂用量为浆料质量的0.01%至0.1%，反应时浆料的温度为30℃至90℃，反应时间为0.3h至2h，反应过后的pH值为5至7，将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第四步：采用双氧水漂白，洗涤后的浆料送入双氧水反应塔中进行反应，此时浆料的浓度为6%至15%，向双氧水反应塔中依次加入H2O2、MgSO4、NaOH和Na2SiO3后进行反应，H2O2的用量为浆料质量的1%至4%，MgSO4的用量为浆料质量的0.1%至0.8%，NaOH的用量为浆料质量的1.5%至4.5%，Na2SiO3的用量为浆料质量的0.2%至3%，反应时浆料的温度为40℃至120℃，反应时间为90min至120min，然后将反应完成后的浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，用水洗去反应残余物；第五步：洗涤后的浆料进行酸处理，洗涤后的浆料浓度为4%至10%，浆料温度为30℃至90℃，酸的用量为浆料质量的1%至3%，处理时间为0.5h至2h，酸处理后的浆料的pH为4.5至6.5，处理完成后将浆料送入洗浆机中用水进行洗涤，洗涤完成后将浆料送至储浆塔中进行储藏；其中：生物酶为木聚糖酶或漆酶；木聚糖酶为内切-β-木聚糖酶或外切-β-木聚糖酶或β-木聚苷酶；螯合剂为EDTA或DTPA或聚合磷酸钠；酸为硫酸或盐酸。
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