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華南理工(gong)大學 制漿造紙工(gong)程新技術與裝(zhuang)備(bei)研發中心

6萬噸/年 H-P清潔漂白(bai)方案 （以蘆(lu)葦漿(jiang)為例） 

漂白工段說明 

1.工藝流程的確定

　　 傳統氯(lv)化（C）－堿處理（E）－次氯(lv)酸(suan)鹽（H）三(san)段(duan)(duan)漂(piao)(piao)白(bai)中(zhong)，C段(duan)(duan)和(he)E段(duan)(duan)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)污(wu)染物（可吸附有(you)機污(wu)染物AOX）含(han)量最高，毒性最大(da)，其中(zhong)的(de)(de)(de)四氯(lv)二(er)苯二(er)惡英及呋喃，簡(jian)稱二(er)惡英呋喃，是毒性最大(da)的(de)(de)(de)致癌物質，廢水(shui)的(de)(de)(de)色度(du)也最深。并且，產(chan)(chan)生污(wu)染物大(da)部(bu)分隨廢水(shui)排(pai)出，嚴重污(wu)染生態(tai)環(huan)境(jing)；也有(you)少(shao)量殘留(liu)在紙漿(jiang)(jiang)中(zhong)，影響紙品(pin)的(de)(de)(de)衛(wei)生質量和(he)用(yong)途。因(yin)此(ci)，淘汰C段(duan)(duan)和(he)E段(duan)(duan)是當前(qian)提(ti)高我(wo)國漂(piao)(piao)白(bai)草漿(jiang)(jiang)質量、降低漂(piao)(piao)白(bai)污(wu)染、保(bao)護生態(tai)環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)直接有(you)效措施；同(tong)時富集的(de)(de)(de)氯(lv)離子對設備具(ju)有(you)很強的(de)(de)(de)腐蝕(shi)性，因(yin)而漂(piao)(piao)白(bai)廢水(shui)除自(zi)循環(huan)的(de)(de)(de)外，其余(yu)無法(fa)直接回用(yong)，只能排(pai)放掉，造成環(huan)境(jing)污(wu)染和(he)資源浪(lang)費。 

　　 過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)作為一種(zhong)環境保護型的(de)(de)(de)(de)(de)紙漿(jiang)(jiang)漂白(bai)(bai)(bai)助劑，廣泛(fan)用于(yu)化(hua)(hua)學(xue)漿(jiang)(jiang)、機械漿(jiang)(jiang)、脫墨漿(jiang)(jiang)等(deng)漿(jiang)(jiang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)漂白(bai)(bai)(bai)，具有(you)使用方便(bian)、白(bai)(bai)(bai)度(du)增值(zhi)高、白(bai)(bai)(bai)度(du)穩定性(xing)好(hao)（返黃低）、漂白(bai)(bai)(bai)得率高的(de)(de)(de)(de)(de)優點，且在漂白(bai)(bai)(bai)過(guo)程中(zhong)不產生有(you)害的(de)(de)(de)(de)(de)副產物；相比二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)漂白(bai)(bai)(bai)等(deng)，還具有(you)漂白(bai)(bai)(bai)成(cheng)本低的(de)(de)(de)(de)(de)特點。因此，采(cai)用過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫漂白(bai)(bai)(bai)（P）是新上(shang)漂白(bai)(bai)(bai)項目的(de)(de)(de)(de)(de)首(shou)選(xuan)漂白(bai)(bai)(bai)方法之一，也是采(cai)用CEH（氯(lv)化(hua)(hua)－堿處理－次氯(lv)酸鹽漂白(bai)(bai)(bai)）及(ji)H（次氯(lv)酸鹽漂白(bai)(bai)(bai)）漂白(bai)(bai)(bai)方法的(de)(de)(de)(de)(de)工廠(chang)進行技(ji)術改造的(de)(de)(de)(de)(de)較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)漂白(bai)(bai)(bai)技(ji)術。 

      堿性過氧(yang)化氫漂(piao)(piao)白(bai)(bai)主要是消除漿(jiang)中的(de)發色(se)基(ji)團(tuan)，直接提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)漂(piao)(piao)漿(jiang)白(bai)(bai)度，因為漂(piao)(piao)漿(jiang)得(de)率高(gao)(gao)(gao)，有人稱(cheng)為保留(liu)木(mu)素(su)的(de)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)劑，漂(piao)(piao)白(bai)(bai)過程中由于金屬離子(zi)等的(de)催化，也存在HO.、OOH.等自由基(ji)，HO.及O2-.與木(mu)素(su)的(de)酚結構反(fan)應，增加木(mu)素(su)分子(zi)的(de)親水性及溶解性，從(cong)而提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)脫(tuo)木(mu)素(su)效果，進一步(bu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)漂(piao)(piao)漿(jiang)白(bai)(bai)度和白(bai)(bai)度穩定(ding)性。

H2O2在堿性條(tiao)件達到分(fen)解平衡(heng)：

　　 H2O2 +OH －<=>HOO－+H2O

　　 H2O2＋HOO －<=>HO?+O2－?+H2O

　　 H2O2＋HOO －<=>OH－+O2+H2O

　　 堿性(xing)(xing)條件有(you)利于(yu)過(guo)(guo)濾氧(yang)化(hua)氫(qing)產生(sheng)分解(jie)，使其(qi)與木素產生(sheng)相(xiang)應的(de)漂白反應，但(dan)通常(chang)在(zai)紙漿(jiang)中含有(you)金屬(shu)離子，在(zai)金屬(shu)離子存在(zai)下(xia)，尤(you)其(qi)是Fe、Mn、Cu等(deng)，過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)產生(sheng)分解(jie)，而(er)且其(qi)分解(jie)的(de)速度要比過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)的(de)堿性(xing)(xing)分解(jie)快(kuai)得(de)多，因(yin)此，在(zai)這一(yi)類金屬(shu)離子存在(zai)的(de)條件下(xia)，過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)因(yin)來不及與木素產生(sheng)反應，便(bian)會無效分解(jie)而(er)消耗(hao)殆盡。 

　　 如(ru)何消除紙漿(jiang)中金(jin)屬(shu)離子的(de)影響(xiang)并(bing)增加(jia)紙漿(jiang)過氧化(hua)氫的(de)漂白活性，使過氧化(hua)氫與木素(su)達到最佳的(de)反應(ying)(ying)條件，是本項(xiang)目組多年來致力(li)研究的(de)方向，并(bing)取(qu)得了較好(hao)的(de)研究成果，應(ying)(ying)用于(yu)生(sheng)產實踐也取(qu)得了良好(hao)的(de)經濟效益。 

　　 本(ben)方案(an)流(liu)程采用(yong)H－P的清潔漂白流(liu)程，整個漂白流(liu)程中基本(ben)上消(xiao)(xiao)除了氯(lv)(lv)化所產生的有機氯(lv)(lv)污染（有機氯(lv)(lv)即(ji)使經中段(duan)廢水生化處(chu)理(li)也不能(neng)完全消(xiao)(xiao)除其污染），只保(bao)留次氯(lv)(lv)酸鹽(yan)漂白段(duan)，以保(bao)證白度(du)及較低的成本(ben)。 

2.工藝流程說明

　　 紙(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)經提取黑液、篩選、除砂后(hou)(hou)(hou)，濃(nong)(nong)縮至12％左右的濃(nong)(nong)度，經螺旋(xuan)輸(shu)(shu)送機(ji)破碎，加(jia)入(ru)(ru)稀釋液及Ca（C1O）2，進(jin)(jin)入(ru)(ru)次氯(lv)酸鹽漂(piao)(piao)白(bai)(bai)塔(ta)(ta)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)，漂(piao)(piao)后(hou)(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)經真空(kong)洗(xi)漿(jiang)(jiang)(jiang)機(ji)洗(xi)滌濃(nong)(nong)縮后(hou)(hou)(hou)添加(jia)NaOH、螯合(he)(he)劑(ji)、保(bao)護劑(ji)、穩定劑(ji)等進(jin)(jin)行螯合(he)(he)、活化(hua)處理，然后(hou)(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)進(jin)(jin)入(ru)(ru)中(zhong)(zhong)濃(nong)(nong)漿(jiang)(jiang)(jiang)泵(beng)立管，經中(zhong)(zhong)濃(nong)(nong)泵(beng)輸(shu)(shu)送進(jin)(jin)入(ru)(ru)1＃、2＃中(zhong)(zhong)濃(nong)(nong)混合(he)(he)器(qi)，在(zai)1＃濃(nong)(nong)混合(he)(he)器(qi)通入(ru)(ru)蒸汽(qi)，提高紙(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)溫度使(shi)之達到(dao)80～100℃，過氧(yang)化(hua)氫在(zai)2＃中(zhong)(zhong)濃(nong)(nong)混合(he)(he)器(qi)加(jia)入(ru)(ru)，然后(hou)(hou)(hou)進(jin)(jin)入(ru)(ru)升降流式過氧(yang)化(hua)氫漂(piao)(piao)白(bai)(bai)塔(ta)(ta)進(jin)(jin)行過氧(yang)化(hua)氫漂(piao)(piao)白(bai)(bai)，漂(piao)(piao)后(hou)(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)送真空(kong)洗(xi)漿(jiang)(jiang)(jiang)機(ji)洗(xi)滌，洗(xi)后(hou)(hou)(hou)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)送入(ru)(ru)漂(piao)(piao)后(hou)(hou)(hou)貯漿(jiang)(jiang)(jiang)塔(ta)(ta)。 

3.漂白工藝條件

（1）次氯(lv)酸鹽漂白(bai)段（H段）

　　 漿濃 7～10％ 

　　 溫度 35－40℃ 

　　 時間(jian) 50－60分鐘 

　　 Ca（C1O）2用量(liang) 3－5％ 

（2）過氧化氫漂白段（P段）

　　 漿(jiang)濃 10－12％ 

　　 溫(wen)度 80－100℃ 

　　 時間 120－150分鐘 

　　 NaOH 0.1～0.3% 

　　 H2O2用量 3－4％ 

　　 螯合劑 0.05％ 

　　 保護劑 0.5％ 

　　 穩(wen)定劑(ji) 2～2.5％ 

4.主要(yao)設備及工藝管線、自控儀表的要(yao)求

（1）中濃紙漿過(guo)氧化(hua)氫(qing)漂白升降流式漂白塔

　　　 升、降流反應時間比： 1∶5 

　　　 塔體(ti)尺寸根據實際(ji)項(xiang)目情況確定 

（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），提供連接法蘭(lan) 

　　 機械(xie)密封(feng)水(shui)壓力：0.25～0.3MPa 

　　 機械密封水流量：≤101/min 

　　 動荷系數(shu)：1.2 

（3）工藝管線

　　 H-P漂(piao)白段漂(piao)白助(zhu)劑(ji)管(guan)(guan)道材質除H2O2外(wai)，其余均(jun)為工程(cheng)塑料(liao)，H2O2管(guan)(guan)道應(ying)為不銹鋼304，P段所有(you)(you)與紙漿接(jie)觸的(de)管(guan)(guan)道材料(liao)均(jun)為不銹鋼304。所有(you)(you)助(zhu)劑(ji)的(de)加入(ru)點如工藝流程(cheng)圖所示，加入(ru)方式(shi)應(ying)采取多點加入(ru)，以增加后續的(de)混合效果(guo)；所有(you)(you)助(zhu)劑(ji)的(de)加入(ru)應(ying)選用計量泵(beng)，力求工藝條(tiao)件準確。 P段泵(beng)后蒸汽管(guan)(guan)道入(ru)口與中濃漿出口的(de)距離應(ying)在2米以上，以防蒸汽反竄(cuan)；蒸汽管(guan)(guan)入(ru)口后的(de)第一個(ge)法(fa)蘭連接(jie)處應(ying)添加一波紋管(guan)(guan)，避免(mian)管(guan)(guan)道連接(jie)因(yin)熱膨(peng)脹而損壞。 

P段(duan)中濃(nong)漿泵與(yu)過氧(yang)化(hua)氫(qing)漂白塔(ta)的距離越短越好，盡量減少管線彎(wan)頭(tou)的數量，并采(cai)用較大(da)曲(qu)率半徑的彎(wan)頭(tou)。

（4）自控儀表

　　 中濃混合器機械密(mi)封水(shui)應(ying)設流(liu)量低限報警及停機，其余(yu)參(can)照工藝流(liu)程圖上的控制點，根據工廠實際，盡可能(neng)提高自控水(shui)平(ping)。 

5.漂(piao)白蘆葦漿(jiang)化學品消耗