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華南理工大學 制漿(jiang)造紙(zhi)工程新技術與裝備(bei)研(yan)發中(zhong)心

6萬噸/年 H-P清潔漂白方案 （以蘆葦漿(jiang)為例） 

漂白工段說明 

1.工藝流程的確定

　　 傳統氯(lv)化(hua)（C）－堿處(chu)理（E）－次氯(lv)酸鹽（H）三段(duan)漂(piao)白中，C段(duan)和E段(duan)產(chan)生的污(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)物（可吸附有機污(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)物AOX）含量(liang)最(zui)高，毒性最(zui)大，其(qi)中的四(si)氯(lv)二(er)苯二(er)惡英及呋喃，簡稱(cheng)二(er)惡英呋喃，是毒性最(zui)大的致癌物質(zhi)，廢水的色(se)度(du)也最(zui)深。并且，產(chan)生污(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)物大部分隨廢水排出(chu)，嚴重污(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)生態(tai)環(huan)境；也有少量(liang)殘留在紙漿中，影響紙品的衛(wei)生質(zhi)量(liang)和用(yong)途。因(yin)此，淘汰C段(duan)和E段(duan)是當(dang)前(qian)提高我國漂(piao)白草漿質(zhi)量(liang)、降(jiang)低漂(piao)白污(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)、保護生態(tai)環(huan)境的直接有效措(cuo)施(shi)；同時富集的氯(lv)離子對設備(bei)具有很強(qiang)的腐蝕性，因(yin)而漂(piao)白廢水除(chu)自循環(huan)的外，其(qi)余無法直接回用(yong)，只能排放(fang)掉，造成(cheng)環(huan)境污(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)和資源浪費。 

　　 過氧化氯作(zuo)為一種環(huan)境(jing)保護型的(de)紙(zhi)漿(jiang)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)助劑，廣泛用于化學漿(jiang)、機械漿(jiang)、脫墨漿(jiang)等漿(jiang)種的(de)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)，具有使用方(fang)便(bian)、白(bai)(bai)(bai)度增值高、白(bai)(bai)(bai)度穩(wen)定性好(hao)（返黃低）、漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)得率高的(de)優點，且在(zai)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)過程中不產生有害的(de)副產物(wu)；相比(bi)二氧化氯漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)等，還(huan)具有漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)成本低的(de)特點。因此，采(cai)用過氧化氫漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)（P）是新上漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)項目(mu)的(de)首選(xuan)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)方(fang)法(fa)之一，也是采(cai)用CEH（氯化－堿(jian)處理－次(ci)氯酸鹽漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)）及H（次(ci)氯酸鹽漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)）漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)方(fang)法(fa)的(de)工(gong)廠進行技術(shu)改造的(de)較好(hao)的(de)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)(bai)技術(shu)。 

      堿性(xing)過氧化(hua)氫漂(piao)(piao)(piao)(piao)白(bai)(bai)主(zhu)要是消除漿中的發色基團，直(zhi)接提(ti)高(gao)漂(piao)(piao)(piao)(piao)漿白(bai)(bai)度，因為(wei)漂(piao)(piao)(piao)(piao)漿得率高(gao)，有人(ren)稱(cheng)為(wei)保留(liu)木素的漂(piao)(piao)(piao)(piao)白(bai)(bai)劑，漂(piao)(piao)(piao)(piao)白(bai)(bai)過程中由于金(jin)屬(shu)離子等的催化(hua)，也存在HO.、OOH.等自由基，HO.及O2-.與木素的酚結構反應(ying)，增加木素分(fen)子的親(qin)水性(xing)及溶解性(xing)，從而提(ti)高(gao)脫木素效(xiao)果，進一(yi)步提(ti)高(gao)漂(piao)(piao)(piao)(piao)漿白(bai)(bai)度和白(bai)(bai)度穩定性(xing)。

H2O2在堿性條件達到分解平衡：

　　 H2O2 +OH －<=>HOO－+H2O

　　 H2O2＋HOO －<=>HO?+O2－?+H2O

　　 H2O2＋HOO －<=>OH－+O2+H2O

　　 堿性(xing)條件(jian)有(you)利于過濾氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)分(fen)解(jie)，使其與木素產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)相應的(de)(de)漂(piao)白反應，但通常在紙漿中含有(you)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)，在金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)存(cun)在下，尤其是Fe、Mn、Cu等，過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)分(fen)解(jie)，而且其分(fen)解(jie)的(de)(de)速度要比(bi)過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)堿性(xing)分(fen)解(jie)快得多，因此，在這(zhe)一類金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)存(cun)在的(de)(de)條件(jian)下，過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)因來不(bu)及與木素產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)反應，便(bian)會(hui)無效分(fen)解(jie)而消耗殆盡(jin)。 

　　 如何(he)消除紙漿(jiang)(jiang)中金(jin)屬(shu)離子的影(ying)響并增加紙漿(jiang)(jiang)過氧(yang)化(hua)氫(qing)的漂白活性，使過氧(yang)化(hua)氫(qing)與(yu)木素達到最佳的反應條(tiao)件，是本項目(mu)組多年來致力(li)研究(jiu)的方向(xiang)，并取得了(le)較好(hao)的研究(jiu)成果，應用于生產實踐也取得了(le)良好(hao)的經濟效益。 

　　 本方(fang)案流程(cheng)采用(yong)H－P的(de)清潔漂(piao)白流程(cheng)，整個漂(piao)白流程(cheng)中基本上(shang)消除了氯(lv)化(hua)所產生(sheng)的(de)有機氯(lv)污染（有機氯(lv)即使經中段廢水生(sheng)化(hua)處理也不能完全消除其污染），只(zhi)保(bao)留(liu)次氯(lv)酸(suan)鹽(yan)漂(piao)白段，以(yi)保(bao)證白度(du)及(ji)較低的(de)成(cheng)本。 

2.工藝流程說明

　　 紙(zhi)漿(jiang)(jiang)經(jing)提取(qu)黑液(ye)、篩選(xuan)、除砂后(hou)(hou)，濃縮至12％左(zuo)右的濃度(du)(du)，經(jing)螺旋輸(shu)送機破碎，加(jia)入(ru)(ru)稀釋液(ye)及Ca（C1O）2，進(jin)(jin)入(ru)(ru)次氯酸鹽漂(piao)白(bai)塔(ta)漂(piao)白(bai)，漂(piao)后(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)經(jing)真空洗(xi)漿(jiang)(jiang)機洗(xi)滌濃縮后(hou)(hou)添加(jia)NaOH、螯(ao)合(he)(he)劑(ji)、保護劑(ji)、穩定劑(ji)等進(jin)(jin)行螯(ao)合(he)(he)、活化處理，然后(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)進(jin)(jin)入(ru)(ru)中(zhong)濃漿(jiang)(jiang)泵(beng)立(li)管，經(jing)中(zhong)濃泵(beng)輸(shu)送進(jin)(jin)入(ru)(ru)1＃、2＃中(zhong)濃混合(he)(he)器(qi)，在1＃濃混合(he)(he)器(qi)通入(ru)(ru)蒸(zheng)汽，提高紙(zhi)漿(jiang)(jiang)溫度(du)(du)使之達到80～100℃，過(guo)氧化氫(qing)(qing)在2＃中(zhong)濃混合(he)(he)器(qi)加(jia)入(ru)(ru)，然后(hou)(hou)進(jin)(jin)入(ru)(ru)升降流式過(guo)氧化氫(qing)(qing)漂(piao)白(bai)塔(ta)進(jin)(jin)行過(guo)氧化氫(qing)(qing)漂(piao)白(bai)，漂(piao)后(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)送真空洗(xi)漿(jiang)(jiang)機洗(xi)滌，洗(xi)后(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)送入(ru)(ru)漂(piao)后(hou)(hou)貯漿(jiang)(jiang)塔(ta)。 

3.漂白工藝條件

（1）次氯酸(suan)鹽(yan)漂白段（H段）

　　 漿濃 7～10％ 

　　 溫(wen)度(du) 35－40℃ 

　　 時間 50－60分鐘(zhong) 

　　 Ca（C1O）2用量 3－5％ 

（2）過(guo)氧化氫漂白段(duan)（P段(duan)）

　　 漿(jiang)濃(nong) 10－12％ 

　　 溫度 80－100℃ 

　　 時間 120－150分鐘 

　　 NaOH 0.1～0.3% 

　　 H2O2用量 3－4％ 

　　 螯(ao)合劑 0.05％ 

　　 保(bao)護劑 0.5％ 

　　 穩(wen)定劑 2～2.5％ 

4.主(zhu)要(yao)(yao)設(she)備及(ji)工(gong)藝管線(xian)、自控儀表的要(yao)(yao)求

（1）中濃紙漿(jiang)過(guo)氧化氫漂(piao)白升降(jiang)流式漂(piao)白塔

　　　 升、降流反(fan)應時(shi)間比(bi)： 1∶5 

　　　 塔體尺寸根據實(shi)際(ji)項目情況(kuang)確定 

（2）中濃混合器（ZH12）

　　 配用電機：15Kw(Y160L-4) 

　　 設備總量(liang)：約350Kg 

　　 進出口直徑：DN150/DN125（進/出），提(ti)供連接法蘭 

　　 機(ji)械密封水(shui)壓力：0.25～0.3MPa 

　　 機械密封水流量：≤101/min 

　　 動荷(he)系數(shu)：1.2 

（3）工藝管線

　　 H-P漂(piao)白段漂(piao)白助(zhu)(zhu)(zhu)劑(ji)(ji)管道材質除H2O2外(wai)，其余均為(wei)工程(cheng)塑料(liao)，H2O2管道應(ying)為(wei)不(bu)銹鋼304，P段所(suo)(suo)有與紙漿接(jie)觸的管道材料(liao)均為(wei)不(bu)銹鋼304。所(suo)(suo)有助(zhu)(zhu)(zhu)劑(ji)(ji)的加入(ru)(ru)(ru)點(dian)如(ru)工藝流程(cheng)圖所(suo)(suo)示(shi)，加入(ru)(ru)(ru)方式應(ying)采取多(duo)點(dian)加入(ru)(ru)(ru)，以增加后續的混合效果(guo)；所(suo)(suo)有助(zhu)(zhu)(zhu)劑(ji)(ji)的加入(ru)(ru)(ru)應(ying)選用計(ji)量泵(beng)，力(li)求工藝條(tiao)件準確。 P段泵(beng)后蒸(zheng)汽(qi)管道入(ru)(ru)(ru)口(kou)與中濃漿出口(kou)的距離應(ying)在(zai)2米(mi)以上，以防蒸(zheng)汽(qi)反竄；蒸(zheng)汽(qi)管入(ru)(ru)(ru)口(kou)后的第一個法蘭連接(jie)處應(ying)添加一波(bo)紋管，避免管道連接(jie)因熱膨脹而損(sun)壞。 

P段中濃漿泵與過氧化(hua)氫(qing)漂白塔的(de)距離越短越好(hao)，盡量(liang)減少管(guan)線(xian)彎(wan)頭的(de)數量(liang)，并采用較大(da)曲率(lv)半徑的(de)彎(wan)頭。

（4）自控儀表

　　 中濃混合器機械密封水(shui)應設流量低限報警(jing)及停機，其余參(can)照(zhao)工(gong)藝流程圖上的(de)控制(zhi)點，根據工(gong)廠實際，盡可能提高(gao)自控水(shui)平。 

5.漂白(bai)蘆(lu)葦漿化學品消耗