当前位置：文档之家 › 低污染负荷纸浆漂白技术研究进展_曾园

低污染负荷纸浆漂白技术研究进展_曾园

  • 格式：pdf
  • 大小：196.99 KB
  • 文档页数：5

下载文档原格式

  / 5

合集下载

低污染负荷纸浆漂白技术研究进展_曾园

低污染负荷纸浆漂白技术研究进展_曾园

低污染负荷纸浆漂白技术研究进展_曾园低污染负荷纸浆漂白技术是一种在纸浆漂白过程中减少对环境的影响的技术。

随着环境保护意识的提高和环境法规的逐渐完善，低污染负荷纸浆漂白技术的研究和应用越来越受到关注。

本文将对低污染负荷纸浆漂白技术的研究进展进行介绍。

1.氧化剂替代传统漂白剂。

氧化剂可以在漂白过程中释放氧分子，使纸浆中的有机物氧化分解，从而达到漂白的目的。

相比传统的漂白剂，氧化剂具有漂白效果好、无污染等优点。

目前研究中常用的氧化剂有臭氧和过氧化氢等。

2.生物制剂的应用。

生物制剂是指以酶、菌种或细胞等生物材料为基础，通过化学合成或基因工程方法获得的一类具有特殊功能的制品。

生物制剂具有高效、低毒、低污染等特点，可以替代传统的化学制剂。

例如，利用酶类可以有效降解纸浆中的有机物，从而达到漂白的目的。

3.微波辅助漂白技术。

微波辐射可以提高纸浆的温度，并产生局部的高温，从而促进漂白剂的反应速度。

微波辅助漂白技术具有快速、高效、低能耗等优点，并且可以减少有害物质的生成和排放。

4.氯化氢和氯化钠的利用。

氯化氢和氯化钠是常用的漂白剂，但其往往会产生有害的氯化物，对环境造成污染。

目前研究中，通过合理控制氯化氢和氯化钠的使用量和反应条件，可以实现低污染负荷的纸浆漂白。

目前，低污染负荷纸浆漂白技术的研究主要集中在以下几个方面：一是探索新的漂白剂和漂白条件，如采用新型氧化剂、新型生物制剂等；二是改进现有的漂白工艺，如微波辅助漂白技术；三是研究漂白过程中的有害物质产生机制和控制方法，以减少其对环境的影响；四是提高漂白效果和经济性，以适应实际生产需求。

综上所述，低污染负荷纸浆漂白技术是一项具有重要意义的研究课题。

通过不断的研究和应用，可以减少纸浆漂白过程对环境的影响，降低水体污染和大气污染，推动纸浆生产工艺的可持续发展。

然而，目前的研究还存在一些问题和挑战，需要继续加强合作，加大研究力度，以推动低污染负荷纸浆漂白技术的进一步发展和应用。

纸浆漂白技术及其进展

纸浆漂白技术及其进展

摘 要：近年来， 国内外的漂白技 术有 了很 大发展和进步。特别是在减轻环境 污染的强大压力下 ， 多国均在 许 努力寻找 无（ ） 染的漂 白方法和药品。作者介绍 了对环境 友好 性漂白方 法的种类 、 点、 少 污 特 原理及工艺， 论述 了其
在工业上 的应用现状与发展趋 势， 并对其在应 用过程 中可 能出现 的问题进行 了讨论 。
［ ２ １
，
漂剂进行无污 染漂 白是漂 白技术发展 的必然趋 势。为
此 ， 多 国家 在 纸 浆 的漂 白方 面进 行 了大 量 的研 究 。 许 纸 浆 的漂 白方法 主 要 有氧 化 性漂 白和 还 原 性 漂 白。 氧 化 性漂 白即溶 出 木素 式 漂 白，对 应 的漂 剂 主 要 有 氯 、 次 氯酸 盐 、 氧 化 氯 、 、 二 氧 过氧 化 氢 、 氧 酸 、 氧 、 甲 过 臭 二
其原因为 ， 这种添加剂可将二氧化氯漂 白过程 中形成
的 亚氯 酸 盐 转化 为 有 效 的 二氧 化 氯 。值 得注 意 的是 ， 在
ห้องสมุดไป่ตู้
二氧化氯漂 白中产 生 Ａ Ｘ的主要根源是次氯酸 ，因此 Ｏ
控制 ｐ Ｈ值 曲线 能最 大 限度 地 降低 Ａ Ｘ 发 生 量 ， 同时 Ｏ 可提 高二 氧 化氯 脱 木 素 率和 漂 白效率 。 典 型 的针 叶木 在 Ｋ Ｐ浆 ｏ Ｅ Ｏ Ｄ ｏ（Ｐ ） Ｄ漂 白 中 ， 进 第 一 段 二氧 化 氯 漂 白 改
行 业对 清 洁 漂 白生产 工 艺 的 了解 和 重 视 。
趋势 ，并可 获得更高 白度 同时达到 己烯糖 醛酸水解 目
的 。 缺 点 是 ， 白浆粘 度 会 下 降 。 对 这 一缺 点 ， 但 漂 针 最近 有人 提 出 高温 二氧 化 氯 漂 白 的改 良方 法 ［ 首 先在 较 低 ３ １ ， 温度 下 （ ℃） 二 氧 化 氯 和纸 浆 反应 ， 后 在 较 高 温度 ６ ０ 让 然 下 （０ 水 解 己烯 糖 醛 酸 。 ９ ℃） 在 二氧 化 氯 漂 白前 对 纸 浆 进 行氧 脱木 素 ， 可在 较低 二氧 化 氯 用 量 下 达 到 目标 白度 。 另 外在 Ｄ段 加 入 Ｈ０ ２

纸浆LMS生物漂白的研究进展

纸浆LMS生物漂白的研究进展

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟纸浆LMS生物漂白的研究进展詹怀宇付时雨喻力摘要浅述了纸浆LMS生物漂白的研究进展，包括用于漆酶漂白的介体，LMS生物漂白中木素和碳水化合物的反应及漂白反应动力学，并举例说明纸浆LMS生物漂白的研究结果。

关键词纸浆漆酶/介体系统生物漂白Progress in the Research of Pulp LMS BiobleachingZhan Huaiyu Fu Shiyu Yu Li(South China University of Technology，Guangzhou，510641)ABSTRACT Progress in the research of pulp LMS (laccase-mediator-system) biobleaching is reviewed. Chemical mediator used in laccase bleaching，reactions of lignin and carbohydrate during LMS treatment，reaction kinetics of LMS biobleaching，as well assome research results of pulp biobleaching have been introduced.KEYWORDS pulp，laccase-mediator-system，biobleaching 本项目为国家自然科学基金(29777010)、高等学校博士点科技基金和广东省自然科学基金(970494)资助项目。

詹怀宇（华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州，510640）付时雨（华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州，510640）喻力（华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州，510640）参考文献［1］Viikari L.,Ranua M.,Kantelinen A.,et al.Bleaching with enzymes.in:Proceedings ofThird International Conference on Biotechnology in the Pulp &Paper Industry.Stockholm.1986,67～69［2］Paice M. G.Enzyme- Basics and mill applications.Emerging Pulping and Bleaching Technologies Workshop,TAPPI/North Carolina State专注下一代成长，为了孩子。

纸浆漂白的最新研究动态

纸浆漂白的最新研究动态

个 重 要 部 门 ， 投 资额 占全 厂 其
投 资 的 １ ％ 左 右 ， 白化 学 品 成 ０ 漂 本 占 总 成 本 的 ５ 一１ ％ 。 现 代 ％ ０ 化 制浆 厂漂 白２段 的废水排放 １ ２ 量 已 占 到 全 厂 废 水 排 放 量 的 ６ ％ 一７ ％ 。 其 他 工 段 废 水 都 ０ ０ 在
厂 采 用 Ｔ Ｆ漂 白 。 Ｃ
逐 年 增 加 ，无 氯 漂 白 已是 不 可 扭 转 的 历 史 趋 势 。 表 “是 世 界 右
被 迫 情 况 下 ，逐 渐 取 消 元 素 氯
漂 白剂 以 减 少 有 机 氯 化 物 的 排 放 量。
漂 白硫 酸 盐 浆 产 量 按 年 份 和 地
中 图 分 类 号 ：Ｓ ４ Ｔ ７５
文 献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ １ ６ ０ （０ ２ ０ １０ — ３ ９ ２ ０ ）６—０ ０ ０ ０ ５— ３
漂 白２ 段 是 化 学 制 浆 厂 的 １ ２
一
ＥＣ 无 元 素 氯 ） Ｔ （ 无 氯 ） Ｆ（ 和 ｃＦ 全
漂 白２艺 ， 是漂 白领域 的 一场 １ ２ 这 世 界 漂 白硫 酸 盐 浆产 量 （ 位 ：０ 单 １ ０万 ｔ ）
区 分 类 的 一 些 统 计 数 据 。 从 表 中 可 以看 出 ， ＥＣＦ漂 白 浆 已 占 世 界 总 漂 白 浆 产 量 的 ６ ％ ，ＴＣ ２ Ｆ
１ Ｅ ＣＦ与 Ｔ ＣＦ的 推 展
在 环 保 的 压 力 下 ，２ ０世 纪 整个 ９ ０年 代 ，国 外 制 浆 ２ 业 的 １ ２ 研 究 都 集 中在 漂 白 （ 在 制 浆部 或
维普资讯
摘 要 ： 文介 绍 了纸 浆 漂 白 工 艺技 术研 究 的 最 新 进 展 。 本 关 键 词 ： 浆 漂 白 ； 染 ；Ｃ ；Ｃ ； 流 程 漂 白技 术 ； 氧 化 氢 强 化 漂 白技 术 ； 氧 漂 白 ； 氧 漂 白 ； 纸 污 Ｅ ＦＴ Ｆ短 过 臭 微 生物 技 术

纸浆漂白技术及其发展趋势2013

纸浆漂白技术及其发展趋势2013

（二）碱处理（E）

1、主要反应 （1）氯化木素的溶解 （2）树脂酸和脂肪酸的皂化 （3）碱精制时，半纤维素去除，α-纤维素含量上升，碱处理后要洗 涤，以除去溶出的木素和碳水化合物。 2、工艺参数 （1）用碱量 （2）pH值 终点pH 9.5-11 （3）温度 温度上升，扩散增加。 （4）浆浓 一般8-15％，浆浓上升，化学品浓度增加，反应加快，药 耗降低，能耗下降，生成能力上升。 （5）时间 60-90min，温度上升，时间下降 （6）Eo，Ep，Eop 漂剂来源丰富，设备、操作简单，使用方便 缺点，漂浆质量差（白度低、粘度低、易返黄）、漂白废水负荷重、 AOX超标；
一、前言
国内传统纸浆漂白技术，CEH三段漂、次氯酸盐单段
漂等典型技术；
国内漂白技术新发展，无元素氯漂白（ECF）、全无
氯漂白（TCF）技术；
国家政策引导，淘汰CEH、重点发展ECF、TCF技术。
二、CEH漂白技术
（一）氯化（C）
从经济上来说，氯化除木素最经济、方便，但近年来在氯化废
（三）次氯酸盐补充漂白（H）
（四）CEH已不符合当前国家相关政策
传统非木材原料纸浆,主要采取C E H三段漂白工艺进
行生产,但CEH三段漂白工艺存在漂白白度和得率低、 纸浆黏度损失大、废水负荷重和废水AOX严重超标的 缺点。 国家发改委于2007年11月颁布的《造纸产业发展政策》 第四章明文规定“鼓励发展应用高得率制浆技术,生物 技术,低污染制浆技术,中浓技术,无元素氯或全无氯漂 白技术”,第二十三条规定“禁止新上项目采用元素氯 (即液氯)漂白工艺(现有企业应逐步淘汰)”[1]。 2008年8月开始实施的《制浆造纸工业水污染物排放 标准》(GB3544-2008)中规定:对现有制浆造纸企业,在 车间废水排放口AOX排放标准为15m g/L(排水量 60m3/t);对新建企业,在车间废水排放口AOX排放标准 为12mg/L(排水量60m3/t)[2]。

纸浆清洁漂白技术的新进展

纸浆清洁漂白技术的新进展
天津造纸 2012 年第 2 期
纸浆清洁漂白技术的新进展
李国栋 1 张立丽 2 (1 天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457；2 山东省平原第一中学，山东，253100 )
摘要
众所周知，造纸工业是环境污染大户。 许多国家在纸浆的漂白方面进行了大量的研究。 利用非 氯漂剂和新型漂白工艺替代传统污染较重的含氯漂白技术，减少漂白化学品的使用，实行无污染 漂白已成为纸浆漂白技术发展的大势所趋。 本文主要对纸浆漂白过程中新的漂白方法进行了介 绍，重点论述了近年来清洁漂白技术的新进展。
氧漂可减少污水处理的费用， 但其脱木素选择 性不够好，易引起碳水化合物的降解，导致纸浆得率 和强度下降。 因此， 提高氧脱木素率和改善脱木素 选择性，是氧漂技术得以顺利发展和推广的关键。
国内外报导的对氧漂改进的途径和方法很 多， 其中研究较多的是添加助剂对氧漂过程进行 强 化 。 [13,14] 研究表明，在氧漂前选择适当助剂对未漂 浆进行预处理，可提高残留木素的反应能力，保护碳 水化合物， 从而改善了氧漂的选择性。 如经二氧化 氮预处理的纸浆， 其氧脱木素的选择性大大提高。 此外，浓硝酸、硝酸钠、四氧化二氮、亚硝基硫酸及氨 磺酸等含氮化合物也可起到类似的强化作用。 有报 道称过氧酸及过氧酸盐具有良好的脱木素和漂白作 用，可作为氧漂前的强化剂，提高氧气漂白段的脱木 素程度。 还有研究添加多硫化合物、含醌化合物等， 提高了漂浆得率，因此也促进了脱木素反应，从而起 到强化作用。 邱玉桂[15]等用 NaBO5 预处理强化氧漂 处理烧碱-蒽醌麦草浆及亚硫酸镁盐混合浆， 取得 了较好的效果。
采用助剂活化的过氧化氢漂白是一种简便易行 的方法， 可在不增加生产设备和废水毒性的基础上 提高过氧化氢的漂白效率。 传统的过氧化氢活化助 剂主要是无机氯化物、高锰酸钾、硫酸等低分子化合 物[21]。 近年来又开发了一些清洁高效的过氧化氢/活 化、催化漂白/脱木素新体系[22]。 如利用四乙酰乙二 胺 活 化 过 氧 化 氢 漂 白 、TAML（三 价 铁 络 合 物 ）活 化 过氧化氢漂白、醋酸（酐）类化合物活化过氧化氢漂 白、双核锰配合物催化过氧化氢脱木素、氨基氰和双 氰胺活化过氧化氢漂白、 钒过氧配合物活化过氧化 氢漂白、 含二亚胺基的杂环芳香化合物活化过氧化

“纸浆臭氧漂白及短程序漂白关键技术”项目通过技术鉴定

痕性能高于对比样品，但横向上的抗裂痕性能低于对比样品。

3结论本研究设计的方法可以在一定程度上区分3种抗裂痕助剂的应用效果，综合结果表明，抗裂痕助剂T2在纸张纵向和横向上的抗裂痕性能均为最佳。

参考文献：［1］中纸宣.我国近期包装纸业观察［J ］.绿色包装，2018（11）：87-89.［2］Barbier Christophe ，Larsson Per -Lennart ，Östlund S ören.Experimen -tal investigation of damage at folding of coated papers ［J ］.Nordic Pulp &Paper Research Journal ，2002，17（1）.［3］Barbier Christophe ，Larsson Per -Lennart ，Östlund S ören.Numericalinvestigation of folding of coated papers ［J ］.Composite Structures ，2005，67（4）：383-394.［4］Kim Chang -Keun ，Lim Won -Seok ，Lee Yong Kyu.Studies on thefold -ability of coated paperboard （I ）：Influence of latex on fold -abil -ity during creasing/folding coated paperboard ［J ］.Journal of Indus -trial and Engineering Chemistry ，2010，16（5）.［5］Jopson Rn ，Towers K.Improving fold quality in coated papers andboards -The relationship between basestock and coating ［C ］//Pro -ceedings of the COATING CONFERENCE —TAPPI.TAPPI PRESS ，1995.［6］Youn Hye Jung ，Sim Kyujeong ，Oh Kyu Deok ，et al.Fold cracking ofcoated paper ：The effect of pulp fiber composition and beating ［J ］.Nordic Pulp &Paper Research Journal ，2012，27（2）：445-450.［7］Seo Dongil ，Oh Kyu Deok ，Lee Hak Lae ，et al.Effect of ash contentin base paper on fold cracking of coated paper ［J ］.Journal of KoreaTechnical Association of The Pulp and Paper Industry ，2015，47（2）：9-16.［8］Oh K ，Seo D ，Youn H J ，et al.Effects of coating composition andfolding direction on the fold cracking of coated paper ［J ］.Nordic Pulp &Paper Research Journal ，2016，31（2）：347-353.［9］Hunger Martin ，Brouwers Hjh.Flow analysis of water -powder mix -tures ：Application to specific surface area and shape factor ［J ］.Ce -ment and Concrete Composites ，2009，31（1）：39-59.作者简介：李坤先生(1991-),硕士,助理工程师;主要从事涂料与纸加工研究;E -mail :*****************。

纸浆清洁漂白技术的新进展


漂
２ ｌ世纪 以来 ． 随着 科技 的高速 发展 和公 众 环保 意识 的不 断增强 ． 国政府 纷纷立 法 ． 造纸 工业 的 各 对 污染 和废物 排放 提 出了越来 越严 格 的标 准 在这 种 情 况 下 ． 元 素 氯 （Ｃ ） Ｉ 无 Ｅ Ｆ ￣ 全无 氯ｆＥ ） ｉ Ｆ 等新 型 漂 白 工艺应 运而 生 ．这在很 大程 度上 减少或 消 除 了二 嗯
收 稿 日期 ：０ １２ １ ２１－—３
・
Ｋｃｅ ｒ 司研 发 的两 段（ Ｈ Ｑ （Ｏ 短 流 程漂 ＇ ｍｅ 公 ａ Ｄ Ｔ） ） Ｐ
３３
圄衄唧７ 匝啊 纸 ＼
白技术 已经 获得 了专种 ｕ 见 图 １ ］ ． 。该流 程 中第 一段
ｆ Ｈ Ｑ 是含 螯合 剂 处理 的 高温 二氧 化 氯漂 白段 ． Ｄ Ｔ） 第
纪 ９ ０年 代 后 期 开 发 出 的 漂 白 化 学 热 磨 机 械 桨 （Ｃ ＭＰ Ｂ Ｔ ）和 Ｐ— Ｃ Ａ ＭＰ （ Ｒ ，Ｐ ｅｏ ｄｔ ｎｎ Ｒ Ｐ Ｐ— Ｃ ｒｃｎ ｉｏｉｇ ｉ
ｆｌ ｗ ｄｂ ｅ ｎ ｒＣ ｅ ｉａ ｔ ａｍ ｎ１新 型 漂 白技 ｏｌ ｅ ｖＲ ｆ ｅ ｈ ｍ ｃｌ ｒ ｔ ｅ ｔ ｏ ｉ ｅ
纸浆
１ ． －
… … … 。 … … ・
白技术的 新进 展
李 国栋 － 张立 丽
害１ 浆造 纸重 点 实验 室， 津 ，０ ４ ７； ． （ １天津科技 大学天 月 津－ 市制 天 ３ ０ ５ ２山东省平原 第 一 中学 ， 东，５ １ ０） 山 ２ ３０
士口
－ … … … … － … … 。
术 ， 都使 用过 氧化 氢作 为主要 漂剂 。近 年来 ． 也 机械 浆 和废 纸脱 墨浆 漂 白使 用 连 二亚 硫 酸 钠逐 渐 减 少 ．

纸浆过氧化氢漂白技术原理及发展

纸浆过氧化氢漂白技术原理及发展摘要：简要叙述了纸浆过氧化氢漂白技术发展现状，基本原理及对过氧化氢漂白技术发展进行展望。

关键字：纸浆过氧化氢漂白The Technique Principle and department of Hydrogen PeroxideBleaching in PulpLi liboChina Sunshine Paper Holdings Co. Ltd., Changle, Shandong 262400 Abstract：The develop and fundamental principle of hydrogen peroxide bleaching in pulp was introduced. The future of hydrogen peroxide bleaching was looked into the distance.Key words：pulp hydrogen peroxide bleaching前言在造纸业中，过氧化氢可用于纸和纸浆的漂白、脱除纸浆中的木质素以及废纸的脱墨再生，其中纸浆的漂白是其最主要的应用。

用H2O2漂白纸浆，漂白度的稳定性好，不易返黄漂白过程对纤维的损伤少、收率高工艺适应性强，漂白废水中含有机氯化合物易处理，可实现漂白段废水的全部循环使用。

除机械制纸浆生产需耗用大量过氧化氢外，随着纸浆生产向着化学热机械制浆（CTMP）发展，需用更多的过氧化氢漂白，以达到纸浆的白度。

CTMP法综合了化学制浆和热机械制浆（TMP）的特点，纸浆收率高，木料的可被利用，因而该法得到迅速普及。

国内造纸业传统上采用“氯漂”，（Cl2，NaOCl作漂白剂），对环境的污染十分严重。

由于国家加强造纸废水治理工作及严格的环保要求，造纸业纷纷寻求逐渐改用无元素氯漂白（ECF）及全无氯漂白（TCF）。

一大批大型新闻纸制造企业先后引进采用H2O2漂白的CTMP，BCTMP，APMP制浆生产线和废纸脱墨浆生产线,极大地促进了H2O2在造纸业的使用。

纸浆漂白技术的新发展


江苏造纸
2007 年第 1 期
论
文
时使与浆中残余木素连接的半纤维素降解, 破 坏 L CC, 形成脱木素或有利 于脱木素的状态。 通过木聚糖酶的预处理 , 不仅可以提高浆的白 度, 降低打浆的能耗 , 改善浆料的强度性能, 而 且可以减少后继工序漂剂的用量, 降低废液的 毒性 , 减轻环 境污染。刘书钗 [ 9] 等研 究发现 : ( 1) 木聚糖酶处理后的碱处理有助于提高预处 理的效果, 木聚糖酶预处理应包括木聚糖酶处 理段和碱处理段。 ( 2) 反应温度和酶用量是影 响木聚糖酶预处理效果最主要的因素。木聚糖 酶预处理最佳的工艺条件是: 酶用量 1IU/ g 绝 干浆 , 温度 50 , pH 7. 0, 反应 浆浓 5% , 时 间 2h 。( 3) 麦 草浆 经木 聚糖 酶预 处 理后 发生 了 立即增白! , 白度增加了 10 5% , 脱木素 率高 达 28% , 粘度提高 , 返黄值降低。 ( 4) 麦草化学 浆的木聚糖酶预处理有助于降低打浆能耗, 提 高浆料的滤水性能。 ( 5) 木聚糖酶预处理有利 于改善漂前浆料的强度性能。 在许多已发表的研究结果中, 都用木聚糖 酶处理漂前洗涤未漂浆。木聚糖酶处理的典型 工艺条件为: 在 50 , pH 5 时处理 18 小时。其 结果表明 , 可增加碱抽提木素的量。其处理后 的 Kappa 值比未 处理浆低 2~ 4 单位。 Palce 等人用酶处理后纸浆所做的手抄纸试验表明 , 处理后对游离度、 耐破度、 撕裂及抗张强度都没 有损害 。 4 2 新型的无氯漂白剂 近期在实验室研究中取得具有明显漂白效 果的无氯漂白剂有 : ( 1) 活性氧 ( 二甲基二环氧 乙烷 ) : 加拿大制浆造纸研究所通过丙酮和过氧 硫酸 ( H 2 SO5 ) 作用生成二甲基二环氧乙烷 , 利 用此活性氧, 结合氧和过氧化氢可将针叶木硫 酸盐浆漂至 70~ 90% 白度。 ( 2) 过氧乙酸 : 该 酸和其盐类可用于脱木素或漂白, 有过氧化氢 漂白的效果, 漂浆具有很高的粘度。上世纪 90 年代以来 , 过氧乙酸 ( Pa) 、 过氧硫 酸 ( P x ) 和混 合过氧酸 ( Px a) 已在工厂试验 应用, 但大 多数 用于 T CF 漂白。与氧和碱性过氧化氢相比, 过 氧酸是更有效和更 有选择性的脱 木素剂。因 28
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

收稿日期 :2011-05-20
· 8·
2011年第 3期 Fra bibliotek次氯酸盐 )不适合于环境要求严格的零排放封 闭循 环制浆厂 , 也有悖于经济 、环境和社会的可持续发展 , 无 (少 )污染 的 ECF和 TCF漂白技术是未来纸 浆漂 白的发展方向[ 4] 。
3少 (无 )污染漂白技术
3.1 ECF和 TCF的基本漂剂 ECF(无元素氯 )漂白的 主要漂剂是 二氧化氯 。
木聚糖酶是指能专一降解半纤维素木聚糖为低 聚木糖和木糖的一组酶的总称 。在未漂浆中 , 木聚糖 是靠化学键连接在纤维素和木素上 , 以这种形式存在 的木素难以脱除 。加入木聚糖酶 , 是用于催化浆料纤 维中的沉积木聚糖水解 , 使木素与木聚糖分开 , 即打 开了它们之间的化学键 , 增加木 素与漂剂接触的 机 会 , 从而在漂白过程中高效脱除 滞留于纤维中的 木 素 , 以达到降低漂耗 , 保护纤维的目的 。
· 10·
与残余木质素发生作用 , 从而达到脱木质素的目的 。 第二 , 木聚糖酶在降解木聚糖的同时破坏了 LCC联 结 , 从而有利于这部分木质素的脱除 。 扫描电镜研究 显示 , 用木聚糖酶预处理后的纸浆在纸浆纤维的孔隙 上有所提高 , 有助于其与起漂白作用 的化合物的亲 和 。耐碱性的木质素和碳水化合物复合分子似乎是 残余木质素溶解的主要障碍 , 在通常的漂白中 , 这些 键的切割 是靠酸 性漂白 例如氯 或二氧 化氯来 完成 的 [ 14] 。 3.2 ECF和 TCF漂白方法 3.2.1 ECF漂白方法
础 。漂白化学反应可以 分为亲电反应和 亲核反应 。 亲电反应促使 木素降解 , 亲 电试剂 (阳离子 和游离 基 )主要进攻非共轭木素结构中羰基的对位碳原子 和与烷氧基链接的碳原子 , 也进攻邻位碳原子以及与 环共轭的烯 [ 2] ;亲核试剂 (阴离子和少许游离基 )则 进攻羰基和共轭羰基结构 , 除发生还原反应外 , 也会 发生木素降解反应 。
过氧化氢中加入碱后会生成过氧氢根阴离子 , 它 具有较强的亲核性 , 会攻击残余木素的 C=C双键和 羰基碳 。 纸浆的漂白效果很大程度上取决于过氧氢 根阴离子生成的多少 , 另外过氧化氢的分解引起的其 他反应也会影响漂白效果 , 因此控制由在漂白化学助 剂 、过程水以及未漂浆中存在锰 、铁以及铜等过渡金 属离子引起的 H2 O2 分解显得尤为重要 。在机械浆 漂白中为获取高浓度的过氧氢根离子 , 需要减少过渡
· 9·
2011年第 3期
金属离子的数量 ;而在化学浆漂白中 , 部分 H2 O2 分 解对于脱木素来说是必要的 。 传统的漂白工艺采用 温和的碱性条件来控制过氧化氢的分解 , 利用加入镁 盐和硅酸盐来稳定过氧化氢 , 或者通过预先进行酸洗 或螯合来除去过渡金属离子 。 由于不同的过渡金属 离子与过氧化氢分解的机理不同 , 因此利用过氧化氢 漂白时必须考虑过渡金属离子的浓度 。 过渡金属离 子与过氧化氢反应的方式很大程度上取决于所处的 化学环境 , 而这种环境可能会被稳定剂以许多不同的 方式所改变 。特定情况下 , 稳定剂能够减缓或者阻止 过渡金属离子与过氧化氢的反应 。但是 , 它们也能够 促进这种反应从而加速过氧化氢的分解 [ 12] 。 3.1.4 臭氧
少 ;浆料尘埃少 ;可以减少漂白段数 。 3.1 .2 氧气
氧脱木素是以分子氧为漂白剂 , 在碱性介质中利 用分子氧的两个未成对电子对形成 HOO-· 、O2 -· 和 HO· 等游离基 , 这些游离基与纸浆中残留的木素 进行游离基反应 , 使木素结构发生变化 , 并使木素大 分子变成小分子 , 从而溶于碱液中 。
臭氧与木素的苯环发生开环反应 , 生成羟基化的 环增加了木素结构的亲液能力 ;甲氧基的氧化裂解生 成邻苯醌 ;或进行臭氧环化加成反应 , 环破生成羧酸 。 臭氧与木素侧链双键的反应 , 其反应后生环氧化物 , 或断裂为两个羰基化合物 。木素侧链的醇羟基 、芳基 或烷基醚等与臭反应可氧化成羰基 , 醛基则氧化为羧 基 。臭氧使木素侧链在 α位置断裂 , 在 α位置引入 醛基 。 由上可见 , 木素臭氧化后 , 羧基 、醛基 、羰基等 水基团增多 , 使木素溶出而被脱除[ 13] 。 3.1.5 木聚 糖酶
2 传统漂白技术
2.1 传 统漂 白技 术 传统纸浆漂白用的漂剂主要为含氯漂剂 :氯气和
次氯酸盐 , 此外还有烧碱 等[ 3] 。 由于 氯气和次氯酸 盐来源丰富 、价格 便宜 , 漂 白效率较高 , 漂白成本较 低 , 一直是纸浆漂白的主要化学品 。传统的漂白漂段 主要分为次氯酸盐的单段漂和常 规的 CEH三段漂 (氯 、碱和次氯酸盐结合的典型三段漂 )。 几十年来 漂白技术不断地发展 , 但 CEH三段漂至今仍然是我 国采用多段漂的主要流程 [ 2] 。 2.2 传 统漂 白的 缺点
使用传统的含氯漂剂进行漂白 , 产生的废水污染 非常严重 , 除了高负荷 的生化需氧量 (BOD)和化学 需量 (COD)外 , 还有大量的难生化降解的有毒有机 氯化物 。 传统漂白废水不能用于洗浆和配蒸煮药液 , 废水不能回用 , 导致制浆用水量极大 。 因此 , 这种严 重污染环境 、资源浪费巨大的传统漂白工艺 (氯气和
纸浆漂白是制浆生产过程中的一道重要工序 , 是 指通过化学品的作用脱除浆中的残余木素或改变木 素结构 , 提高纸浆的白度以及白度稳定性 。传统漂白 剂是氯气和次氯酸盐等含氯漂白剂 , 但自 1980年发 现这类含氯漂白剂的漂白废水中含有强烈致癌性的 有机氯化物之后 , 这类传统的含氯漂白剂的使用受到 严格限制 。 2007年 10月国家发改委发布 《造纸产业 发展政策 》第四章第 22 条指出 “鼓励发展应用 高得 率制浆技术 、生物技术 、中浓技术 、无元素氯或全无氯 漂白技术 ”, 第 23条指出 “禁止新上项目采用元素氯 漂白 (现有企业应逐步淘汰 )”。 近年来 , ECF和 TCF 等新型而环保的漂白技术获得了迅速发展 , 在保证漂 浆质量的同时 , 大大减少漂白废水的污染 , 从而达到 节省资源和保护环境的目的 [ 1] 。 本文概述了纸浆传 统漂白技术的不足 , 现有漂白技术的发展 , 亦指出未 来漂白技术的发展趋势 。
由于氧在氢氧化钠水溶液中的溶解度很低 , 氧在 氧脱木素的反应主要是以气态形式进行 , 氧脱木素必 须通过中浓浆氧混合器将中浓纸浆与碱液 、氧气均匀 混合 。氧以气态为主参与反应 , 需要穿透气液界面再 扩散穿过纸浆纤维表面的液膜 , 渗透进入纤维细胞壁 中与残留在细胞壁上的木素发生化学反应 。 氧的渗 透扩散速率决定了整个氧化反应的速率 , 因此 , 氧脱 木素反应时反应器内必须保证一定的氧气分压力 , 即 “氧压 ”, 在 生产 上氧 脱木 素的 氧压 大多 在 (0.5 ～ 0.7)MPa。
氧脱木素反应历程分为两 个阶段 :一是初始阶 段 , 反应速率进行很快 , 脱除的木素属于易脱除木素 ; 二是后续阶段 , 反应速率较慢 , 脱除木素属于慢脱除 木素 。不同原料种类的纸浆 , 即使是同一种纸浆而由 于其残留木素量的不同 , 氧脱木素工艺条件也有所不 同 , 初始阶段与后续阶段脱木素的具体时间有差别 , 初始阶段脱除木素量也有差别 。 一般而言 , 初始阶段 反应时间为 (10 ～ 20)min, 该阶段脱除木素量约占整 个氧脱木素量的 (55 ～ 75)%[ 10] 。 3.1 .3 过氧 化氢
1纸浆的漂白原理
纸浆中残余的木素大分子含有不同的发色基团 和助色基团 , 这些基团以及基团之间各种可能的联合 共轭构成复杂的发色体系 , 形成宽阔的吸收光带 。 纸 浆漂白就是改变发色基团的化学结构 , 阻止发色基团 之间的共轭 , 消除助色基团或者防止助色基团和发色 基团之间的联合 。目前的纸浆漂白工艺 , 无论是氧化 性漂白剂还是还原性漂白剂 , 都 是以上述理论为 基
二氧化氯是一种强氧化剂 , 其有效氯是氯的 2. 63倍 , 二氧化氯的主要作用是氧化降解木素 , 使苯环 开裂并进一步氧化降解成各类羧酸产物 , 因此形成的 氯化芳香化合物少 , 同时可阻止并避免与纤维素发生 氧化而降低纤维强度 , 是一种优良的纸浆漂白剂 。
二氧化氯在常温下是气体 , 不稳定 , 易分解爆炸 , 不便贮存 , 只能是现场生产使用 , 二氧化氯现场生产 发生器的研发与制备就成为推广使用 二氧化氯 漂白 的瓶颈 。目前 , 国内用于纸浆漂白的二氧化氯制 备 系统大部 分依赖 于 国外 进 口 , 投 资 大 、周 期 长 、 服 务慢 、维 护费 用 高 。 为 此 , 国 内 化 学 化 工 以 及 制浆造纸领域内的专家做出了许多努力 , 成功研 制 开发了 BSC型 二氧 化氯 制备 系统 , 目 前在 工 厂 得到了广泛应用 。除了稳定型二氧化氯溶液外 , 还有稳定型二氧化氯固体产品 。它主要是为了贮 存 和使用方 便 , 采 用 “稳 定二 氧 化 氯溶 液 ”和 “亚 氯 酸钠 ”为主 要原料 制 作能 在一 定条 件 下释 放 或 产 生二 氧 化 氯 的 固 体 产 品[ 5 -8] , 主 要 的 类 型 分 为 [ 9] :凝胶型 固 体二 氧 化 氯 、吸附 (收 )型 固 体 二 氧化氯和反应型固体二氧化氯 。
过氧化氢 (H2 O2 )是一弱酸性的无色透明液体 ,
极不稳定 , 遇热 、光 、粗糙表面 、重金属及其它杂质会 引起分解 , 不易贮存 , 而在酸性条件下比较稳定 。过 氧化氢具有较强的氧化能力 , 腐蚀性很强 [ 11] 。在全 无氯漂白 (TCF)和无元素氯漂白 (ECF)工艺中 , 过氧 化氢是关键的化学药品 。 过氧化氢可以改变木素结 构中的发色基团 , 因此大部分被用于机械浆或半化学 机械浆的保留木素式的漂白工艺中 。
臭氧具有强氧化性 , 能与烯烃的双键结合 , 与芳 香族的苯酚 、木素等作用 , 能与杂环式化合物 、蛋白质 等反应 , 并具有脱色 、脱臭 、除去铁 、锰和氰化物的效 果 。臭氧很容易分解 , 特别是受到酸碱度和某些金属 离子的影响 , 更易促进其分解 。 在酸性介质中比较稳 定 , 在碱性介质中分解加快 。