CN106283802B - 一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法 - Google Patents

一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法，该方法包括以下步骤：1)光催化预处理：将未漂蔗渣浆料加入催化剂和光敏剂进行光催化预处理，工艺条件为：浆料重量浓度为8％，反应压力为0.1Mpa，漂白温度55℃，光敏剂用量为蔗渣浆料重量的0.8％‑1.2％，反应时间4‑4.2小时；2)二氧化氯漂白：将蔗渣浆料送入二氧化氯漂白塔，工艺条件为：漂白温度50～60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的0.2％～0.4％，反应时间40min，后送往后续漂白工段。本发明对未漂蔗渣浆进行紫外光催化预处理，可保证纸浆中碳水化合物加速降解之前木素脱除率超过70％，极大提高了纸浆的可漂性，并减少了漂白废水中AOX含量。

Description

一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸企业纸浆漂白清洁化生产的方法，尤其涉及一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法。
背景技术
中国是世界纸张和纸板生产与消费大国，总生产量和总消费量居世界第一。中国又是世界最大的发展中国家，人口众多，随着国民经济形势的发展，人们物质文化生活日益丰富和提高，对纸和纸板的需求十分旺盛。如此大的需求增长，为造纸工业提供了十分难得的发展机遇，随之而来的是激烈的市场竞争。近年来，世界范围内制浆造纸企业竞争越来越激烈，节能降耗，降低成本，提高生产效率成为造纸企业取胜的关键。纸浆ECF漂白车间对蒸汽需求量比较大，合理控制漂白过程蒸汽使用可大幅降低生产能耗，节约生产成本。
作为一种新的漂白概念，纸浆光催化漂白方面的研究尚不多见。近几年，国外学者对于纸浆的光催化漂白给予了高度重视，但相关的研究主要还集中在有机溶剂制浆、爆破制浆的光催化漂白以及木素模型物的光降解等方面，仅有少量的文献介绍了纸浆的光催化漂白。尽管有个别正在进行小试实验尝试的报道，然而目前的纸浆光催化漂白的主要工作仍处于机理探讨或实验室研究的初级阶段。找到一种方法尽可能的提高投入产出比，提高在工厂中的普遍适用性成为当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法，以达到制浆造纸企业节能降耗，降低环境污染负荷的目的。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法，包括以下步骤；
1)光催化预处理：
将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入环绕式紫外光催化反应器中，加入催化剂和光敏剂进行光催化预处理，得到光催化预处理后的蔗渣浆料，光催化预处理的工艺条件为：浆料重量浓度为8％，反应压力为0.1Mpa，漂白温度55℃，光敏剂用量为蔗渣浆料重量的0.8％-1.2％，反应时间4-4.2小时；
2)二氧化氯漂白：
将步骤1)处理得到的蔗渣浆料调pH为3-3.4，保持浆料重量浓度为8％不变，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度50～60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的0.2％～0.4％，反应时间40min；二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段。
步骤1)中，所述催化剂为纳米TiO2半导体光催化材料，催化剂用量为蔗渣浆料重量的0.1％-0.25％。
步骤1)中，所述光敏剂选用吖啶橙。
本发明方法具有如下有益效果：
本发明方法对未漂蔗渣浆进行紫外光催化预处理主要是为了去除未漂浆中的木素，通过控制光照时间和化学药品的加入量，可保证纸浆中碳水化合物加速降解之前木素脱除率超过70％，从而使得二氧化氯漂白工段中使用少量二氧化氯即可达到常规无元素氯漂白的效果，极大提高了纸浆的可漂性，并减少了漂白废水中AOX含量。蔗渣浆光催化预处理后，二氧化氯用量节约了50％以上，AOX的形成量减少了50％-70％，减小了对环境的污染。
具体实施方式
本发明方法虽然在二氧化氯漂白过程避免不了形成AOX，但在控制条件下，AOX的形成量可满足我国新国标对造纸企业废水排放的要求。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法；
1.光催化预处理：
将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入环绕式紫外光催化反应器中，加入纳米TiO2半导体光催化材料催化剂和吖啶橙光敏剂进行光催化预处理，得到光催化预处理后的蔗渣浆料，光催化预处理的工艺条件为：浆料重量浓度为8％，反应压力为0.1Mpa，漂白温度55℃，光敏剂用量为蔗渣浆料重量的0.8％，催化剂用量为蔗渣浆料重量的0.1％，反应时间4小时；
2.二氧化氯漂白：
将从步骤1光催化预处理反应器出来的蔗渣浆料调pH为3，保持浆料重量浓度为8％不变，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度50℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的0.2％，反应时间40min；二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量50％，AOX的形成量减少了50.1％。
实施例2
光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法：
1.光催化预处理：
将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入环绕式紫外光催化反应器中，加入纳米TiO2半导体光催化材料催化剂和吖啶橙光敏剂进行光催化预处理，得到光催化预处理后的蔗渣浆料，光催化预处理的工艺条件为：浆料重量浓度为8％，反应压力为0.1Mpa，漂白温度55℃，光敏剂用量为蔗渣浆料重量的1.0％，催化剂用量为蔗渣浆料重量的0.2％，反应时间4.1小时；
2.二氧化氯漂白：
将从步骤1光催化预处理反应器出来的蔗渣浆料调pH为3.2，保持浆料重量浓度为8％不变，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度55℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的0.3％，反应时间40min；二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量51.3％，AOX的形成量减少了59.4％。
实施例3
光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法：
1.光催化预处理：
将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入环绕式紫外光催化反应器中，加入纳米TiO2半导体光催化材料催化剂和吖啶橙光敏剂进行光催化预处理，得到光催化预处理后的蔗渣浆料，光催化预处理的工艺条件为：浆料重量浓度为8％，反应压力为0.1Mpa，漂白温度55℃，光敏剂用量为蔗渣浆料重量的1.2％，催化剂用量为蔗渣浆料重量的0.25％，反应时间4.2小时；
2.二氧化氯漂白：
将从步骤1光催化预处理反应器出来的蔗渣浆料调pH为3.4，保持浆料重量浓度为8％不变，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的0.4％，反应时间40min；二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段；
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预处理的二氧化氯漂白方法，达到同等白度时，每吨浆可节约二氧化氯用量51.1％，AOX的形成量减少了70.2％。

Claims (3)

1.一种光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法，其特征在于：包括以下处理步骤；
1)光催化预处理：
将洗涤筛选干净的未漂蔗渣浆料先送入环绕式紫外光催化反应器中，加入催化剂和光敏剂进行光催化预处理，得到光催化预处理后的蔗渣浆料，光催化预处理的工艺条件为：浆料重量浓度为8％，反应压力为0.1Mpa，漂白温度55℃，光敏剂用量为蔗渣浆料重量的0.8％-1.2％，反应时间4-4.2小时；
2)二氧化氯漂白：
将步骤1)处理得到的蔗渣浆料调pH为3-3.4，保持浆料重量浓度为8％不变，然后加入二氧化氯溶液，充分混合后进入二氧化氯漂白塔，二氧化氯漂白的工艺条件为：漂白温度50～60℃，二氧化氯用量是蔗渣浆料重量的0.2％～0.4％，反应时间40min；二氧化氯漂白反应结束后，蔗渣浆料再经洗涤后送往后续漂白工段。
2.根据权利要求1所述光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法，其特征在于：步骤1)中，所述催化剂为纳米TiO2半导体光催化材料，催化剂用量为蔗渣浆料重量的0.1％-0.25％。
3.根据权利要求1所述光催化辅助二氧化氯漂白纸浆的方法，其特征在于：步骤1)中，所述光敏剂选用吖啶橙。
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