CN1107140C - 中小型纸厂用中浓度纸浆过氧化氢漂白方法 - Google Patents

Abstract

一种日产20～100吨中浓度纸浆过氧化氢漂白方法，在浓度12～17%(重量)的纸浆中，加入按绝干浆重量计1～2%NaOH、2～4%的Na₂SiO₃、0.2～0.4%的EDTA、0～0.4%的MgSO₄及1.5～2.5%的过氧化氢，经中浓浆泵和中浓混合器充分混合。由降流漂白塔漂白，塔内温度为65～90℃，压力为常压，漂白时为90～120分钟，在塔底稀释至浓度4～6%(重量)，用离心浆泵抽出经洗涤后得漂白浆。本发明使纸浆白度增值10%GE～20%GE，所排出的废水符合国标，不污染环境。

Description

日产20～100吨中浓度纸浆过氧化氢漂白方法

本发明涉及制浆造纸工业的纸浆漂白方法。更明确地说是涉及既适用于草类纸浆又适用于木类纸浆及废纸脱墨纸浆的过氧化氢的漂白方法。

我国现有日产20～100吨纸浆漂白主要是利用氯化漂白法和次氯酸盐漂白法，这种方法排出的废水毒性很大，废水量多，从而使制浆造纸工业存在三大问题：

(1)严重污染环境，使制浆造纸工业成为我国对环境污染最严重的三大产业之一；

(2)严重污染制浆造纸设备，从而需对设备材料提出过高的要求，否则将加速设备老化损坏；

(3)严重影响操作工人的身体健康。

国外现有技术中虽然有中浓纸浆过氧化氢漂白方法，但这种方法存在诸多方面的局限性，首先它只适用于木材类纸浆，不适用于草类纸浆，这是因为草类纤维比木浆纤维短，纤维强度比较低，而且草类纸浆灰份含量高，从而增加了漂白的难度。所以木浆的中浓纸浆过氧化氢漂白方法不可能照搬用于草浆的中浓纸浆过氧化氢漂白方法。其次该方法只适用于日产150吨以上的大、中型厂，而我国大部分造纸厂为日产100吨以下的中、小型厂，如直接引进设备费用昂贵、能耗高，因而不适合我国国情。

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种操作弹性大、设备费用和能耗相对低的，能广泛适用于草类纸浆、木类纸浆及废纸脱墨纸浆，尤其适合于中浓度草类纸浆的过氧化氢漂白方法。该方法要使排出废水达到环保要求，对纸浆造纸设备无污染，不影响工人的身体健康。

为适合我国国情，本发明着重研究日产20～100吨中浓度纸浆过氧化氢漂白方法。

本发明的目的是通过以下方法来实现的：

本发明的日产20～100吨绝干浆的中浓纸浆过氧化氢漂白方法包括如下步骤及工艺条件：

以下％含量均按绝干浆重量计

(1)洗涤浓缩

将3～6％(重量)的低浓纸浆，由泵送入浓缩机，经洗涤浓缩后的纸浆浓度提高到12～17％(重量)，掉入安装于浓缩机下部的输料螺旋中；

(2)加入漂白助剂

将用量为1～2％(重量)的NaoH，0.2～0.4％(重量)的EDTA，2～4％(重量)的Na₂SiO₃及0～0.4％(重量)的MgSO₄加入输料螺旋中，与纸浆一起输送到转速范围为200～400转/分的螺旋混合机，在混合输送的过程中通入蒸汽压力为0.4～0.6Mpa、温度为110～120℃的低压蒸汽，使物料温度达到65～90℃，浓度保持在10～14％(重量)范围内，经转速范围为1500～2500转/分的中浓浆泵送入转速范围为950～1460转/分的中浓混合器，中浓浆泵的出口压力为0.3～0.6Mpa；

(3)纸浆与过氧化氢混合

从中浓混合器前的过氧化氢入口通入压力略高于中浓浆泵出口压力的过氧化氢溶液，使用量为1.5～2.5％(重量)，在中浓混合器中与纸浆充分混合，混合均匀度达94％，然后进入降流漂白塔，此时纸浆温度仍保持在65～90℃范围内，纸浆浓度仍保持在10～14％(重量)范围内；

(4)漂白

进入降流漂白塔的纸浆在漂白塔内漂白，漂白塔温度65～90℃，压力为常压，在漂白塔内物料停留反应时间必须保证有90～120分钟，在塔底把纸浆稀释到4～6％(重量)，由离心低浓浆泵抽送到洗涤机，经洗涤后得漂白浆。

上述方法所用部分设备通过变频器控制转速范围，适应整个系统操作以达到满足工艺要求且降低能耗之目的。本法可以与其它漂白方法相结合分多段串联成整个漂白系统，即可得到适用于生产文化纸、生活用纸、工农业用纸等所需要的漂白浆。

本发明使用的设备可以是市售的，也可以自行设计制造的。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本法解决了因草类纤维短、强度低且灰份含量高带来的漂白工艺上的技术难题，使本法操作弹性大、适用范围广，既可以适用于草类机械法浆、草类化学法浆，也可以适用于木类化学法浆、木类机械法浆及废纸脱墨纸浆的过氧化氢漂白；采用本法生产的纸浆对比未漂白前纸浆的白度增值10％GE～20％GE。

(2)本工艺路线符合我国国情，符合我国中、小型厂使用，本法所用设备的50％可由原漂白工艺所有设备改造利用，可大大节省设备投资。与同类厂引进设备相比，设备费用降低50～80％以上。

(3)本法所用设备能耗仅为引进的同类设备能耗的60～80％。

(4)使造纸工业的纸浆漂白所排出的废水，符合国家规定的标准，对环境不带来污染。

(5)对纸浆漂白车间的设备及下游操作工段的设备不产生任何污染，这样就延长了设备的使用寿命，降低了制浆造纸厂的操作成本。

(6)使制浆造纸厂的排出废水对环境污染程度降低一半，使制浆造纸工业向洁净工业迈进了一大步。

(7)由于漂白剂及漂白助剂无毒，漂白废水也无毒，从而对操作工人的身体健康无影响。

(8)由于操作系统自动化及连续化程度高，从而使纸浆漂白质量高，更不会损害纸浆中纤维的品质。

下面通过实施例对本发明作进一步的叙述。

实施例1

日产20吨的木类机械法中浓纸浆过氧化氢漂白方法，其步骤及工艺条件如下：

(1)洗涤浓缩：

用浆泵把浓度3％(重量)、白度35％GE的低浓纸浆送入洗涤浓缩机，经洗涤浓缩后的纸浆浓度提高到16％(重量)，温度30℃，掉入洗涤机下部的破碎、混合输料螺旋中；

(2)加入NaOH，Na₂SiO₃、MgSO₄及EDTA等漂白助剂：

在输料螺旋中加入2％(重量)的NaoH，0.2％(重量)的MgSO₄，0.4％(重量)的EDTA及2％(重量)的Na₂SiO₃，与纸浆一起输送到转速为200转/分的螺旋混合机，在混合输送的过程中同时通入压力0.4Mpa、温度110℃的低压蒸汽，使物料温度达到65℃，然后纸浆被送入由变频器控制、转速为2500转/分的中浓浆泵，输入螺旋混合机经中浓浆泵送入转速为1460转/分的中浓混合器，输入螺旋混合机的蒸汽热量为3.5×10⁵(千卡/小时)，此时纸浆浓度为14％(重量)；

(3)纸浆与过氧化氢混合：

纸浆经出口压力为0.5MPa的中浓浆泵进入中浓混合器，同时输入略高于0.5Mpa压力的过氧化氢漂白剂和蒸汽，过氧化氢输入量为1.5～2.5％(重量)，纸浆温度达到85℃～90℃，浓度仍保持14％(重量)，过氧化氢与纸浆混合均匀度达94％；

(4)漂白：

纸浆与过氧化氢混合后进入降流漂白塔。纸浆进入漂白塔后，停留时间为90分钟，塔内压力为常压，温度85℃～90℃，漂白塔下端设有稀释流道，把纸浆稀释为4％(重量)，由离心低浓浆泵抽送去洗涤机。纸浆从漂白塔顶端到塔底的流动时间就是反应时间，即为90分钟。因此，塔的高度及直径的确定必须满足纸浆漂白停留反应时间及允许流速值，本实施例为塔高10m，直径为1.7m，纸浆经洗涤后就成漂白浆，白度达50％GE。漂白后排出废水中BOD₅为100mg/L，COD_cr为200mg/L，低于国家二级标准。

本实施例选用的主要设备如下：

步骤4使用的洗涤机均采用型号为ZHK₄真空洗涤机，中国轻机总公司安阳机械厂产品；步骤1使用的浓缩机为SLX20斜螺旋挤浆机，SPP20输料螺旋机及SMP20螺旋混合机，均为福建轻工机械厂制造；湍流式中浓浆泵ZBJ31-20，天津轻机厂制造；ZH-8型中浓混合器，华南理工大学制造；MPB-20浆流漂白塔，福建轻工机械厂制造。

实施例2

日产100吨废纸脱墨纸浆的过氧化氢漂白方法，其步骤及工艺条件如下：

(1)洗涤浓缩；

浓度6％(重量)的低浓废纸脱墨浆由泵送入浓缩机，经洗涤浓缩后的纸浆浓度达到12％(重量)，温度30℃，白度45％GE，掉入浓缩机下部的输料螺旋中；

(2)加入NaoH，Na₂SiO₃，MgSO₄及EDTA等漂白助剂：

加入1％(重量)的NaoH，0.2％(重量)的EDTA以及4％(重量)的Na₂SiO₃，加入输料螺旋中，与纸浆一起送入转速为300转/分的螺旋混合机，并在螺旋混合机中通入压力0.5Mpa，温度120℃的低压蒸汽，使物料温度达到90℃，然后纸浆由高频器控制转速为2000转/分的中浓浆泵送入中浓混合器，加入螺旋混合机的汽热量为20×10⁵(千卡/小时)，此时纸浆浓度降为10％(重量)；

(3)纸浆与过氧化氢混合：

纸浆经出口压力为0.6Mpa的中浓浆泵进入转速为1150转/分的中浓混合器，在中浓混合器前的过氧化氢入口通入2.5％(重量)的过氧化氢，过氧化氢与纸浆混合，并将混合均匀度达94％，温度保持90℃的纸浆被送入降流漂白塔；

(4)漂白：

降流漂白塔内的温度为90℃，压力为常压，浓度仍保持10％(重量)，纸浆从塔顶流到底部稀释区的时间就是漂白时间，即120分钟。本实施例的漂白塔高度为16m，直径为2.5m。纸浆在塔底被稀释为浓度4％(重量)，由浆泵抽送到洗浆机进行洗涤。洗涤后的纸浆对比未漂白前纸浆的白度增值为12％GE，白度达到57％GE，漂白后排出废水中BoD₅为100mg/L，COD_cr为200mg/L，低于国家二级标准。

本实施例选用的主要设备如下：

步骤4使用的洗涤机型号为ZNK10真空洗浆机，安阳轻工机械厂制造；输送螺旋机SPP100及螺旋混合机SMP100，及步骤1使用的浓缩机为斜螺旋挤浆机SLX100均为福建轻机械厂制造；湍流式中浓浆泵ZBJ31-100，天津轻机厂制造；中浓混合器ZH-10，华南理工大学制造；漂白塔型号为MPB100，福建轻机厂制造。

实施例3

日产50吨化学法中浓度草类纸浆过氧化氢漂白方法，其步骤及工艺方法如下：

(1)洗涤浓缩：

浓度4％(重量)的低浓化学法草类纸浆由泵送入浓缩机，经洗涤浓缩后的纸浆浓度达到14％(重量)，温度32℃，白度34％GE，掉入纸浆浓缩机下部的输料螺旋中；

(2)加入漂白助剂：

在输料螺旋中加入1.5％(重量)的NaoH，0.3％(重量)的EDTA，3％(重量)的Na₂SiO₃及0.3％(重量)的MgSO₄，与纸浆一起送入转速为400转/分的螺旋混合机中，在螺旋混合机中通入压力为0.4Mpa，温度为110℃的低压蒸汽，经混合后物料温度达到80℃。加入螺旋混合机的热量为10×10⁵(千卡/小时)，此时纸浆浓度降为12％(重量)，经中浓浆泵送入中浓混合器；

(3)纸浆与过氧化氢混合：

与漂白助剂混合后纸浆送入中浓浆泵，并由转速为1500转/分的中浓浆泵抽送到转速为950转/分的中浓混合器，中浓浆泵出口压力为0.5Mpa，通入中浓混合器的过氧化氢，输入量为2％(重量)，将过氧化氢与纸浆的混合均匀度达94％，温度保持80℃的纸浆被送入降流漂白管；

(4)漂白：

纸浆从漂白塔顶端进入浆流漂白塔，浆流漂白塔内温度为80℃，压力为常压，纸浆浓度仍保持12％(重量)，漂白时间为100分钟，塔高14m，直径为2.0m，纸浆在塔底被稀释为5％(重量)浓度，由低浓浆泵抽送到洗涤机进行洗涤，就成为漂白浆。

洗涤后纸浆对比未漂白前纸浆白度增值了16％GE，达到50％GE。漂白过程排出废水中BoD₅为10mg/L，CoD_cr为200mg/L，低于国家二级标准。

本实施例选用的主要设备为：

步骤1和4使用的两台真空洗涤机ZNKZ₁₀，安阳轻工机械厂制造；输送螺旋机SPP50和螺旋混合机SMP50，均为福建轻工机械厂制造；湍流式中浓浆泵ZBJ31-50，天津轻工机械厂制造；中浓混合器AHLMIX-50，华南理工大学制造；漂白塔MPB-50，福建轻机厂制造。

Claims (3)

1、日产20～100吨绝干浆的中浓纸浆过氧化氢漂白方法，其特征在于包括如下步骤及工艺条件：

以下％含量均按绝干浆重量计

(1)洗涤浓缩

将3～6％(重量)的低浓纸浆，由泵送入浓缩机，经洗涤浓缩后的纸浆浓度提高到12～17％(重量)，掉入安装于浓缩机下部的输料螺旋中；

(2)加入漂白助剂

将用量为1～2％(重量)的NaoH、0.2～0.4％(重量)的EDTA、2～4％(重量)的Na₂SiO₃及0～0.4％(重量)的MgSO₄加入输料螺旋中，与纸浆一起输送到螺旋混合机，在混合输送的过程中通入蒸汽压力为0.4～0.6Mpa、温度为110～120℃的低压蒸汽，使物料温度达到85～90℃，浓度保持在10～14％(重量)范围内，经中浓浆泵送入中浓混合器，中浓浆泵的出口压力为0.3～0.6Mpa；

(3)纸浆与过氧化氢混合

从中浓混合器前的过氧化氢入口通入压力略高于中浓浆出口压力的过氧化氢溶液，过氧化氢使用量为1.5～2.5％(重量)，在中浓混合器中与纸浆充分混合，混合均匀度达94％，然后进入降流漂白塔，此时纸浆温度仍保持在85～90℃范围内，纸浆浓度仍保持在10～14％(重量)范围内；

(4)漂白

进入降流漂白塔的纸浆在漂白塔内漂白，漂白塔温度65～90℃，压力为常压，在漂白塔内物料停留反应时间为90～120分钟，在塔底把纸浆稀释到4～6％(重量)，由离心低浓浆泵抽送到洗涤机，经洗涤后得漂白浆。

2、根据权利要求1所述的日产20～100吨中浓纸浆过氧化氢漂白方法，其特征在于所漂白的纸浆可为草类机械法浆、草类化学法浆、草类化学机械法浆、木类机械法浆、木类化学法浆、木类化学机械法浆及废纸脱墨浆。

3、根据权利要求1或2所述的日产20～100吨中浓度纸浆过氧化氢漂白方法，其特征在于螺旋混合机、中浓浆泵和中浓混合器等设备均由变频器调速，其中螺旋混合机的转速范围为200～400转/分；中浓浆泵的转速范围为1500～2500转/分；中浓混合器转速范围为950～1460转/分。