宋建新 徐 林 李洪菊 楊明生

(新疆博湖葦業(yè)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(chǎn)試驗(yàn)

宋建新 徐 林 李洪菊 楊明生

(新疆博湖葦業(yè)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(qiáng)度和生產(chǎn)成本方面,探討了少氯漂白和無氯漂白對蘆葦漂白漿生產(chǎn)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(shù),是在20世紀(jì)30年代發(fā)展起來的,氯氣、次氯酸鹽和堿組成的CEH漂白工藝,成為當(dāng)時最經(jīng)濟(jì)、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(chǎn),滿足了人們對高白度紙張的需求。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展,國際造紙界的專家和學(xué)者相繼在漂白廢水中發(fā)現(xiàn)了二惡英等對環(huán)境有害的物質(zhì),采用現(xiàn)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(huán)境造成了極大地危害,制漿造紙生產(chǎn)過程中排出的二惡英等物質(zhì)的凈化與處理成為各國制漿造紙專家、學(xué)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(jìn)行源頭治理,在漂白工段減少或不用元素氯進(jìn)行漂白。因此,國際造紙專家將研究開發(fā)少氯或無氯的漂白方法作為研究方向。

新疆博湖葦業(yè)股份有限公司(以下簡稱博湖葦業(yè))以蘆葦為主要原料,年產(chǎn)各類機(jī)制紙和漂白葦漿板12萬t。在環(huán)保治理方面,相繼投資興建了白水處理系統(tǒng)、黑液堿回收系統(tǒng)、洗葦水處理系統(tǒng)、中段水處理系統(tǒng)等一批環(huán)保工程,大大減少了“三廢”的排放量和排放濃度。為了進(jìn)一步減少廢水的排放量,獲得可持續(xù)發(fā)展的空間,博湖葦業(yè)從加強(qiáng)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(qiáng)度和生產(chǎn)成本方面,對少氯漂白和無氯漂白進(jìn)行了對比研究。

1 生產(chǎn)試驗(yàn)

1.1 原料

試驗(yàn)采用博斯騰湖蘆葦,在連續(xù)蒸煮器中將經(jīng)過干濕法備料處理過的原料分解成漿料,用真空洗漿機(jī)提取出黑液,用壓力篩分離出漿料中的雜質(zhì)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(jié)果見表1。

2 結(jié)果與討論

本生產(chǎn)試驗(yàn)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(jī)地結(jié)合到一起,采用其中的3種或4種漂白技術(shù),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(qiáng)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(chǎn)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(jìn)入黑液堿回收系統(tǒng),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(huán)使用,減少了漂白廢水的排放量,降低了漂白廢水對環(huán)境的污染程度。

表1 各漂白工藝處理結(jié)果對比

2.1 少氯漂白和無氯漂白對環(huán)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(xué)藥劑,會影響X段的生物酶的活性,所以H段的生產(chǎn)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(yīng)用了酸處理技術(shù),但當(dāng)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(chǎn)廢水,呈現(xiàn)出中性,使生產(chǎn)廢水可以循環(huán)使用。

2.2 少氯漂白和無氯漂白對漂白漿強(qiáng)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(qiáng)度影響較大,而且P段漂白需要在溫度90℃的條件下反應(yīng)2 h,進(jìn)一步加大了H2O2對漂白漿的損傷。為了保證漂白漿強(qiáng)度不下降,在生產(chǎn)的過程中加入適量的硫酸鎂作為保護(hù)劑,有效的保護(hù)了漂白漿的強(qiáng)度。說明采用合理的工藝技術(shù)條件,可以改善無氯漂白漿料的強(qiáng)度。

2.3 少氯漂白和無氯漂白對漂白漿生產(chǎn)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(hù)劑,而且為了達(dá)到需要的白度,H2O2用量較高。為此每生產(chǎn)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(xué)品成本高出126元。

3 結(jié) 語

3.1 漂白工藝采用無氯漂白OPQAP,漂白廢水可以循環(huán)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(xué)品,可以減少無氯漂白造成的漂白漿強(qiáng)度損失。

3.3 與少氯漂白OPXH相比,采用無氯漂白OPQAP,每生產(chǎn)1 t漂白漿的化學(xué)品成本將會增加126元。需要在下一步的研究工作中,加強(qiáng)漂白助劑的應(yīng)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(zé)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(yè)的管理工作。

TS749+.3

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

2010-04-13(修改稿)