CN1100177C - 硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法 - Google Patents

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本发明涉及无(少)污染漂白工艺技术，具体是指氧脱木素后的硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法。本法主要是将常规二氧化氯漂白方法中的第一段即D0段漂白温度提高至93℃≤漂白温度＜100℃，并将第一段漂白处理时间延长至≥90分钟，至少可省去多段二氧化氯漂白中的漂白一段过程。本法减少了ClO2用量，降低了漂白成本，降低了废水中有机氯化物含量，减少废水处理费用。具有很大的经济和环境效益。

Description

硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法
本发明涉及无(少)污染漂白工艺技术，具体是指氧脱木素后的硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法。
漂白废水是制浆造纸工业的主要污染源。最近世界科技界专家认为无元素氯(ECF)漂白工艺是一种防止污染的工艺方法。典型的无元素氯(ECF)漂白工艺为氧脱木素硫酸盐木浆→二氧化氯处理→洗涤→碱处理或H2O2强化的碱处理或O2和H2O2强化的碱处理→洗涤→二氧化氯漂白→洗涤→二氧化氯漂白→洗涤→贮浆池(即D0EpD1D2)。但是，目前我国只有少数几家工厂使用，由于ClO2必须在生产现场制备，而制备ClO2的设备及其技术均依赖进口，投资大。国内绝大部分工厂仍然采用氯化——碱处理——次氯酸盐(CEH)三段漂白方法，该法废水中含有大量有机氯化物，对环境污染极大。
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种减少ClO2用量，直接降低漂白成本；降低漂白废水中有机氯化物的含量，减少漂白废水处理费用的硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法。
本发明的目的是通过以下措施来实现的：
一种硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法，它包括至少三段二氧化氯漂白及漂白后的洗涤、碱处理等即D0EpD1工艺过程，其特征在于将常规二氧化氯漂白方法中的第一段即D0段漂白温度提高至93℃≤漂白温度＜100℃，并将第一段漂白处理时间延长至≥90分钟，至少省去多段二氧化氯漂白中的一段二氧化氯漂白过程。第一段即D0段最佳漂白温度为95℃，最佳漂白处理时间为90分钟。
典型的二氧化氯漂白工艺常规D0段漂白温度一般为40～60℃，时间为60分钟，在该温度下纸浆中的己烯糖醛酸会和ClO2漂剂起反应，而消耗一部分ClO2。木材中聚-O-2酰基-4-O-甲基葡萄糖醛基木聚糖在硫酸盐蒸煮中，其4-O-甲基葡萄糖醛酸侧基发生脱甲醇作用，在六元环上形成双键，主要产物为4-脱氧-β-左旋-对-己烯-4-糖醛酸，简称为己烯糖醛酸(Hexenuronicacid，简写为HuA)。HuA在碱性条件下对氧和过氧化氢是稳定的，但由于含有非常活泼的双键，很容易和Cl2，ClO2，O3和过氧酸等漂白剂发生反应，会在漂白中消耗一些漂白化学药品，因此它的存在会引起较高的漂白药品消耗。HuA在弱酸性条件下会发生选择性水解。水解生成的主要产物为2-糠酸和5-羧基-2-糠醛。由于HuA的双键所处位置十分特殊，使它和木聚糖的连接比较敏感。利用这一特点，可以用稀硫酸对漂白前的纸浆进行预处理，除去其中大部份HuA。然而，本发明实验表明，在漂前进行酸处理可以有效的除去木浆中大部分的己烯糖醛酸，使纸浆(阔叶木)卡伯值降低3～5单位，但是酸处理段需加硫酸调节pH值，还要在95℃下处理至少3个小时，才能取得理想的效果。而常规工艺D0段的pH值范围就在4.0～2.5之间，属酸性反应体系。本发明利用漂白段酸性反应体系，通过提高该段温度和延长漂白时间的方法，并经过大量实验获得HuA最佳的酸水解反应条件，用最简单的方法来达到脱除木素和HuA的双重目的，从而减少ClO2的消耗等。
本发明与现有技术相比具有如下实质性优点：
1、本发明是在系统研究脱除HuA的反应体系和条件后，经实验获得了最佳漂白温度和时间，省去了至少一段漂白，即可达到高白度、高洁净度的要求。本法简单且切实可行，可节约23％以上的ClO2用量，降低了漂白成本，减少了废水中有机氯化物含量，减少了漂白废水处理费用。本发明与常规二氧化氯漂白工艺的参数比较如表1所示。本发明省去了D2段漂白，节约ClO2用量23％，而白度还略超过常规工艺。
2、众所周知，2，3，7，8-四氯代二苯并-对-二噁(TCDD)是在目前已知化合物中毒性最大，动物实验表明其具有强致癌性，豚鼠的半致死量为0.6μg/g。由于本发明ClO2用量减少近1/4，因而漂白过程中生成的二噁量(以AOX测量)也随之减少。所以本发明具有很大的经济和环境效益。
3、由于ClO2必须在工厂现场制备，且目前为止生产ClO2的设备和技术均需依赖进口，减少ECF漂白中二氧化氯漂白剂的用量，对现有纸浆厂来说，在提高产量的同时，可以不扩大ClO2生产车间的生产能力。对于新建厂可减少基建费用和设备投资。
表1：
注①：氧脱木素后纸浆卡伯值10.2，纸浆粘度为962ml/g；
  ②：漂白浆浓10％
结合如下实施例对本发明作进一步说明：
在ECF漂白流程中的第一段(D0段)，将加热纸浆的低压蒸汽流量稍稍加大，使纸浆反应温度从40～60℃升高到95℃左右，纸浆在D0段反应塔中停留时间延长至90分钟，对于现有生产线已固定升流漂塔的工厂，只要将漂白浓度从10％增加到15％左右，即可达到延长反应时间而维持原有产量的目的。
具体技术参数：
第一段(D0段)二氧化氯漂白段，漂白浓度10～12％，漂白温度95℃％左右，漂白时间：90分钟左右。
本实施例ClO2用量节约了23％，由于ClO2用量降低，由此而产生的有机物氯化物(其中含二噁)也相应减少，即AOX量从0.5kg/吨绝干纸浆降至0.4kg/吨绝干浆(按上述表1试验条件)。

Claims (2)

1、一种硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法，它包括至少三段二氧化氯漂白及漂白后的洗涤、碱处理即D0EpD1工艺过程，其特征在于将常规二氧化氯漂白方法中的第一段即D0段漂白温度提高至93℃≤漂白温度＜100℃，并将第一段漂白处理时间延长至≥90分钟，至少省去多段二氧化氯漂白中的一段二氧化氯漂白过程。
2、根据权利要求1所述的一种硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法，其特征在于第一段即D0段漂白温度为95℃，漂白处理时间为90分钟。
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