低污染高白度纸浆漂白新技术
来源: 制浆漂白新技术   发布时间: 2016-12-29 11:00   467 次浏览   大小:  16px  14px  12px
该研究采用复合脱木素、预处理高温氧化氢漂白以及短流程TCF无氯漂白流程的优化组合;依靠添加无氯漂白剂来强化氧脱木素的效果,提高氧脱木素的选择性;采用螯合剂或酶预处理,以提高氧脱木素后浆料的白度和粘度;提高反应的温度,增加反应速度,提高纸浆的白度,同时添加保护剂,防止了碳水化合物降解,保证了纸浆的强度和得率;实现脱木素率大于55%,白度高于55%(SBD)。

制浆漂白新技术

简要技术说明及主要技术性能指标
该研究采用复合脱木素、预处理高温氧化氢漂白以及短流程TCF无氯漂白流程的优化组合;依靠添加无氯漂白剂来强化氧脱木素的效果,提高氧脱木素的选择性;采用螯合剂或酶预处理,以提高氧脱木素后浆料的白度和粘度;提高反应的温度,增加反应速度,提高纸浆的白度,同时添加保护剂,防止了碳水化合物降解,保证了纸浆的强度和得率;实现脱木素率大于55%,白度高于55%(SBD)。

提取、纯化和筛选了木聚糖酶,研究了木聚糖酶预处理对马尾松、落叶松和桉树KP浆预处理最佳工艺条件,以及CEH三段漂白的影响;研究了木聚糖酶对氧脱木素浆预处理的影响及对草浆预处理的最佳条件;研究了木聚糖酶对草浆CEH三段漂及草浆滤水性能的影响。

采用我国制浆造纸厂现有设备及适用工艺强化硫酸盐纸浆常规三段漂白;采用强化碱抽提段(E),增加该段脱木素的选择性;为了提高H2O2漂白活性,使用活化剂X进行强化氯化段和采用H2O2强度碱抽提段;采用H2O2进行补充漂白,使针叶木硫酸盐纸浆白度和阔叶木硫酸盐纸浆白度分别达到85%SBD和86%SBD以上,漂白后针叶木硫酸盐纸浆和阔叶木硫酸盐纸浆的裂断长分别达到8 000 m和7 000 m以上。

复合氧脱木素可强化氧脱木素的效果,提高氧脱木素率8%~10%,提高氧脱木素浆的白度,改善氧脱木素浆过氧化氢漂白性能;螯合预处理可提高复合氧脱木素的脱木素选择性和白度;酶处理可有效地提高复合氧脱木素的脱木素率和白度;研究结果表明可以实现脱木素率大于55%,白度高于55%(SBD)的攻关目标;低卡伯价采用OpXQ(PO)漂程,可得到白度85.7%(SBD)、粘度629cm3/g的漂白浆;低卡伯价尾叶桉KP浆可漂到白度88.3%(SBD)、粘度640cm3/g。如采用OpQ(PO)漂程,低卡伯价尾叶桉浆可漂到白度86.3%(SBD)、粘度685cm3/g。均可达到85%(SBD)以上的白度和较好的物理强度,减少了设备投资,同时也实现了短流程高白度TCF漂白。

马尾松、落叶松和桉树KP浆经木聚糖酶预处理后,马尾松KP浆在相同用氯量时,漂白浆(酶用量为10 IU/g)白度与对照浆相比,分别提高2.6和5.7个百分点;经两种酶预处理后的KP浆经CEH三段漂漂至与对照浆相近的白度时,可节省33%的用氯量;桉树KP浆在相同用氯量下,酶解漂白浆(酶用量为5 IU/g)白度比对照浆提高1.6个百分点;经酶预处理后的KP浆经CEH三段漂漂至与对照浆相近的白度时,可节省50%的用氯量;氧脱木素浆经木聚糖酶预处理后,同样可以节省后续漂白的漂剂用量,若后续用H2O2漂白,则酶解漂白浆的白度比对照浆提高4.9个百分点;麦草浆经AnXW02木聚糖酶预处理后,再进行CEH三段漂(6%用氯量)白度可达81.7%,比对照浆白度提高4.3个百分点。若达到与对照浆相近的白度时,可节省33%的用氯量;麦草浆经AnXW02木聚糖酶预处理后,再进行H单段漂(7%用氯量)白度可达72.5%,比对照浆白度提高3.6个百分点。若与对照浆相近的白度时,可节省50%的用氯量;漂白草浆经AnXW02木聚糖酶处理后,与原浆相比,打浆度下降14.8%~18.6%,白度提高3.7~4.7个百分点,裂断长增加12.9%~15.6%,脆裂度降低32.0%~43.9%。

兴安落叶松KP浆采用CEH三段漂白,当总用氯量为14%时,其纸浆白度仅能漂到71.2%(SBD),粘度为643.2 mL/g;而兴安落叶松硫酸盐纸浆采用CXEpH漂程漂白时,纸浆白度可达85%(SBD)以上;打浆度为53.7°SR(打浆转数为10 000转)时,裂断长达最高值7 413 m;马尾松硫酸盐纸浆采用CEH三段漂白,最佳用氯量为14%,其纸浆白度仅能漂到67.0%(SBD),粘度为775.2 mL/g。而采用CxEpHP漂程,则纸浆白度可以达到84.6%(SBD),粘度为597.3 mL/g。这是国内外首次采用CxEpHP漂程;桉树硫酸盐纸浆采用CEH三段漂白,最佳用氯量为7%,其纸浆仅能漂到72.2%(SBD)的白度,而在采用碱抽提段强化前,采用CxEpHP漂程,则纸浆白度也可以达到86.1%(SBD),粘度为708.1 mL/g。碱抽提强度技术已获得国家发明专利(专利号:96.1.168099);为了提高H2O2漂白的活性,在国内外首次使用活化剂X进行强化(CXEp、CxEp)。

推广应用前景
该成果已在广西贺纸有限公司进行了生产性试验,结果发现:马尾松KP浆采用复合氧脱木素的脱木素能力比未经强化的氧脱木素段的脱木素能力提高10%左右;经强化的氧脱木素段纸浆的粘度比未经强化的氧脱木素段纸浆的粘度提高1.1%~9.0%左右;经强化的氧脱木素段比未经强化的氧脱木素段的白度提高大约在5%~7%(SBD);氯化段添加活性剂4公斤/吨绝干浆,氧碱抽提段添加H2O2  kg/t绝干浆,则能使马尾松硫酸盐纸浆漂白至87%~88%(SBD)的白度,且其裂断长可达到8 000 m以上,比未强化漂白的OD/CEoD纸浆的裂断长高出1 000 m;采用OD/CxEopD强化漂白,氯化段可节约氯气26.6%和二氧化氯30.1%,二氧化氯漂白段(D)可节约二氧化氯14.0%,可降低漂白废水污染负荷25%以上。为广西贺纸有限公司增加利润400万元以上。木聚糖酶处理漂白稻草浆经江苏金湖纸业有限公司生产性试验发现:草浆经木聚糖酶处理后,在相同用氯量8%时,白度由63.9%SBD提高到67.0%SBD;在与对照浆达到相同白度情况下,可节省25%的用氯量,浆料强度略有提高,且滤水性、脆性均得到不同程度改善。低污染高白度化学浆漂白技术的研究具有一定的经济效益和社会效益。

随着全社会环境意识的增强,各级政府部门对漂白废水中有机氯污染物排放日趋严格的限制,企业对复合氧脱木素技术,无元素氯的漂白技术和完全无氯漂白技术,生物漂白技术,硫酸盐纸浆常规三段漂白强化工艺需求会越来越迫切,该技术成果在我国众多的制浆造纸企业中具有广泛的应用价值和推广前景