蘆葦漿少氯與無氯漂白的生產試驗

宋建新 徐 林 李洪菊 楊明生

(新疆博湖葦業股份有限公司,新疆庫爾勒,841001)

·蘆葦漿漂白·

蘆葦漿少氯與無氯漂白的生產試驗

宋建新 徐 林 李洪菊 楊明生

(新疆博湖葦業股份有限公司,新疆庫爾勒,841001)

研究了蘆葦漿的少氯和無氯漂白工藝,從漂白廢水CODCr排放量、漂白漿強度和生產成本方面,探討了少氯漂白和無氯漂白對蘆葦漂白漿生產的影響。

蘆葦;無氯漂白;少氯漂白

(＊E-mail:lihongjubhwy@sina.com)

Abstract:The less chlorine bleaching and non-chlorine bleachingof the reed pulp are studied,the CODCrloadsof the bleaching effluent,the physical properties of the bleached pulp and the production costs of the two bleaching processes are compared.

Key words:reed;non-chlorine bleaching;less chlorine bleaching

以氯氣和次氯酸鹽作為主要漂白劑的漂白技術,是在20世紀30年代發展起來的,氯氣、次氯酸鹽和堿組成的CEH漂白工藝,成為當時最經濟、最有效的纖維原料漂白方法,可以將纖維原料的白度提高到80%以上用于高檔紙張的生產,滿足了人們對高白度紙張的需求。隨著科技的進一步發展,國際造紙界的專家和學者相繼在漂白廢水中發現了二惡英等對環境有害的物質,采用現有的生化處理方法不能使廢水中的二惡英完全降解,對人類身體健康和生存環境造成了極大地危害,制漿造紙生產過程中排出的二惡英等物質的凈化與處理成為各國制漿造紙專家、學者亟待解決的一大難題。為了減少漂白廢水中的二惡英含量,最有效的途徑就是進行源頭治理,在漂白工段減少或不用元素氯進行漂白。因此,國際造紙專家將研究開發少氯或無氯的漂白方法作為研究方向。

新疆博湖葦業股份有限公司(以下簡稱博湖葦業)以蘆葦為主要原料,年產各類機制紙和漂白葦漿板12萬t。在環保治理方面,相繼投資興建了白水處理系統、黑液堿回收系統、洗葦水處理系統、中段水處理系統等一批環保工程,大大減少了“三廢”的排放量和排放濃度。為了進一步減少廢水的排放量,獲得可持續發展的空間,博湖葦業從加強污染物源頭治理入手,組織展開了蘆葦漿的少氯和無氯漂白工藝的研究工作,從漂白廢水CODCr排放量、漂白漿強度和生產成本方面,對少氯漂白和無氯漂白進行了對比研究。

1 生產試驗

1.1 原料

試驗采用博斯騰湖蘆葦,在連續蒸煮器中將經過干濕法備料處理過的原料分解成漿料,用真空洗漿機提取出黑液,用壓力篩分離出漿料中的雜質和粗大的纖維束,未漂漿硬度為13(K MnO4值)。

1.2 工藝流程

1.2.1 OPXH少氯漂白

OPXH少氯漂白工藝流程如圖1所示。漂白工藝條件:OP段,溫度110℃、壓力0.55 MPa、漿濃11%、耗氧量2.5 kg/t漿、H2O2用量0.8%、NaOH用量2.5%、時間1.5 h;X(木聚糖酶處理)段,X用量45 g/t漿、溫度60℃、漿濃10%、時間2.0 h、pH值6～9;H(次氯酸鹽漂白)段,漂率3.5%、溫度40℃、漿濃10%、時間2.0 h。

1.2.2 OPHMP少氯漂白

OPHMP少氯漂白工藝流程如圖2所示。漂白工藝條件:OP段,溫度110℃、壓力0.55 MPa、漿濃11%、耗氧量2.5 kg/t漿、H2O2用量0.8%、NaOH用量2.5%、時間1.5 h;H段,漂率2.0%、溫度40℃、漿濃10%、時間2.0 h;M(助劑處理)段,助劑用量0.2%、溫度50℃、漿濃5%、時間1.5 h;P段,H2O2用量2.5%、助劑用量0.2%、漿濃10%、NaOH用量1.0%、溫度90℃、時間2 h。

1.2.3 OPQAP無氯漂白

OPQAP無氯漂白工藝流程如圖3所示。漂白工藝條件:OP段,溫度110℃、壓力0.55 MPa、漿濃11%、耗氧量2.5 kg/t漿、H2O2用量0.8%、NaOH用量2.5%、時間1.5 h;Q段,螯合劑(DTPA)用量3%、漿濃10%、溫度75℃、時間0.5 h;A(硫酸處理)段:硫酸用量1%～2%、漿濃10%、溫度60℃、時間0.5 h;P段,H2O2用量2.0%、溫度90℃、時間2 h、漿濃10%、NaOH用量2%、硅酸鈉用量2.5%、硫酸鎂用量0.2%。

1.2.4 各漂白工藝對比

各漂白工藝處理結果見表1。

2 結果與討論

本生產試驗將氧脫木素、H2O2漂白、酸處理、生物酶處理、螯合處理和次氯酸鹽漂白等有機地結合到一起,采用其中的3種或4種漂白技術,組成少氯和無氯漂白工藝,將蘆葦漿漂白到80%以上,在不降低漂白漿強度的前提下,減少漂白中段水的排放量。通過減少元素氯和氯離子的用量,解決目前制漿分廠生產漂白漿的過程中,漂白廢水污染物二惡英含量高的弊端。同時也考慮到,通過不使用氯氣漂白(C)和堿處理工藝(E),使得漂白廢水處于堿性條件下,可以將下一段漿料的漂白廢水作為上一段未漂漿料的洗滌水,最終進入黑液堿回收系統,濃縮并燃燒廢水中的木素,回收廢水中的堿,作為蒸煮堿循環使用,減少了漂白廢水的排放量,降低了漂白廢水對環境的污染程度。

表1 各漂白工藝處理結果對比

2.1 少氯漂白和無氯漂白對環保的影響

在少氯漂白中,由于H段使用的次氯酸鹽漂白劑是氧化型化學藥劑,會影響X段的生物酶的活性,所以H段的生產廢水不能夠回用到X段作為洗滌水使用,每噸漂白漿排放13 kg的CODCr。

無氯漂白雖然應用了酸處理技術,但當P段的堿性過氧化氫漂白廢水作為酸處理段的洗滌水后,中和了酸處理段的生產廢水,呈現出中性,使生產廢水可以循環使用。

2.2 少氯漂白和無氯漂白對漂白漿強度的影響

由于無氯漂白采用了四段漂白工藝,其中的P段使用的H2O2對漂白漿的強度影響較大,而且P段漂白需要在溫度90℃的條件下反應2 h,進一步加大了H2O2對漂白漿的損傷。為了保證漂白漿強度不下降,在生產的過程中加入適量的硫酸鎂作為保護劑,有效的保護了漂白漿的強度。說明采用合理的工藝技術條件,可以改善無氯漂白漿料的強度。

2.3 少氯漂白和無氯漂白對漂白漿生產成本的影響無氯漂白工藝比少氯漂白工藝多了一段處理工藝,其中P段需要使用硫酸鎂、硅酸鈉作為增效劑和保護劑,而且為了達到需要的白度,H2O2用量較高。為此每生產1 t漂白漿,采用OPQAP無氯漂白工藝要比采用OPXH少氯漂白工藝的化學品成本高出126元。

3 結 語

3.1 漂白工藝采用無氯漂白OPQAP,漂白廢水可以循環使用,減少了廢水的排放量。

3.2 采用合理的漂白工藝和添加適量的化學品,可以減少無氯漂白造成的漂白漿強度損失。

3.3 與少氯漂白OPXH相比,采用無氯漂白OPQAP,每生產1 t漂白漿的化學品成本將會增加126元。需要在下一步的研究工作中,加強漂白助劑的應用,通過添加少量的助劑,提高漂白劑的漂白效果,減少漂白劑的用量。

(責任編輯:郭彩云)

Comparative Study of Less Chlorine and Non-chlorine Bleaching of Reed Pulp

SONG Jian-xin XU Lin L IHong-ju＊YANGMing-sheng

(Xinjiang Bohu Reed Industry Co.,L td.,Korla,Xinjiang UygurAutonom ous Region,841001)

宋建新先生,博士,高級工程師;主要從事制漿造紙企業的管理工作。

TS749+.3

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0254-508X(2010)08-0072-03

2010-04-13(修改稿)