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華南理工(gong)大學 制漿造紙工(gong)程新技術與裝備研(yan)發中心(xin)

6萬噸/年 H-P清潔漂白方(fang)案 （以蘆葦漿為例） 

漂白工段說明 

1.工藝流程的確定

　　 傳統氯(lv)(lv)(lv)(lv)化（C）－堿處理（E）－次(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)酸鹽（H）三段(duan)(duan)漂白(bai)中(zhong)(zhong)，C段(duan)(duan)和E段(duan)(duan)產生的(de)污染物(wu)(wu)（可吸附有(you)機污染物(wu)(wu)AOX）含(han)量(liang)最(zui)(zui)(zui)高(gao)，毒性最(zui)(zui)(zui)大(da)，其中(zhong)(zhong)的(de)四氯(lv)(lv)(lv)(lv)二苯二惡(e)英(ying)及(ji)呋(fu)喃，簡稱二惡(e)英(ying)呋(fu)喃，是毒性最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)致癌物(wu)(wu)質(zhi)，廢(fei)水的(de)色度(du)也(ye)最(zui)(zui)(zui)深。并且，產生污染物(wu)(wu)大(da)部分隨廢(fei)水排(pai)出(chu)，嚴重污染生態(tai)環境(jing)；也(ye)有(you)少量(liang)殘留(liu)在(zai)紙漿中(zhong)(zhong)，影響紙品的(de)衛(wei)生質(zhi)量(liang)和用(yong)途(tu)。因此，淘(tao)汰C段(duan)(duan)和E段(duan)(duan)是當前提高(gao)我國漂白(bai)草漿質(zhi)量(liang)、降(jiang)低漂白(bai)污染、保護生態(tai)環境(jing)的(de)直接(jie)有(you)效措施；同(tong)時富集(ji)的(de)氯(lv)(lv)(lv)(lv)離子對設備具有(you)很(hen)強的(de)腐蝕性，因而漂白(bai)廢(fei)水除(chu)自(zi)循環的(de)外，其余無法直接(jie)回用(yong)，只能排(pai)放掉，造成環境(jing)污染和資源浪費。 

　　 過氧化(hua)氯(lv)作為(wei)一種環境保護型的(de)(de)紙漿(jiang)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)助劑，廣(guang)泛用(yong)于化(hua)學漿(jiang)、機(ji)械漿(jiang)、脫墨(mo)漿(jiang)等漿(jiang)種的(de)(de)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)，具有使用(yong)方(fang)便、白(bai)(bai)度(du)增值(zhi)高、白(bai)(bai)度(du)穩定性好(hao)(hao)（返黃(huang)低）、漂(piao)(piao)白(bai)(bai)得率高的(de)(de)優點，且在(zai)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)過程中不產(chan)生有害的(de)(de)副產(chan)物；相比二(er)氧化(hua)氯(lv)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)等，還具有漂(piao)(piao)白(bai)(bai)成本低的(de)(de)特點。因此，采用(yong)過氧化(hua)氫漂(piao)(piao)白(bai)(bai)（P）是(shi)新上漂(piao)(piao)白(bai)(bai)項目(mu)的(de)(de)首(shou)選(xuan)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)方(fang)法(fa)(fa)之一，也是(shi)采用(yong)CEH（氯(lv)化(hua)－堿處理－次氯(lv)酸鹽漂(piao)(piao)白(bai)(bai)）及(ji)H（次氯(lv)酸鹽漂(piao)(piao)白(bai)(bai)）漂(piao)(piao)白(bai)(bai)方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)工廠(chang)進行技(ji)術改造的(de)(de)較好(hao)(hao)的(de)(de)漂(piao)(piao)白(bai)(bai)技(ji)術。 

      堿性(xing)過(guo)氧化氫漂白(bai)(bai)(bai)(bai)主(zhu)要(yao)是消除漿中(zhong)的(de)(de)發色基團，直接提高(gao)漂漿白(bai)(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)，因為漂漿得率高(gao)，有人稱(cheng)為保(bao)留木(mu)素(su)(su)的(de)(de)漂白(bai)(bai)(bai)(bai)劑，漂白(bai)(bai)(bai)(bai)過(guo)程中(zhong)由于金(jin)屬離子等的(de)(de)催化，也(ye)存在(zai)HO.、OOH.等自由基，HO.及O2-.與木(mu)素(su)(su)的(de)(de)酚(fen)結構(gou)反應，增加(jia)木(mu)素(su)(su)分(fen)子的(de)(de)親水性(xing)及溶解(jie)性(xing)，從(cong)而提高(gao)脫(tuo)木(mu)素(su)(su)效果(guo)，進一步提高(gao)漂漿白(bai)(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)和白(bai)(bai)(bai)(bai)度(du)(du)(du)穩定(ding)性(xing)。

H2O2在(zai)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(jian)性條(tiao)件有利于過(guo)(guo)濾氧化氫(qing)產生(sheng)(sheng)分(fen)解(jie)(jie)，使其與木(mu)素產生(sheng)(sheng)相應的(de)漂(piao)白反(fan)應，但(dan)通常在(zai)紙漿中含有金(jin)屬(shu)離子(zi)，在(zai)金(jin)屬(shu)離子(zi)存(cun)在(zai)下(xia)，尤(you)其是Fe、Mn、Cu等，過(guo)(guo)氧化氫(qing)產生(sheng)(sheng)分(fen)解(jie)(jie)，而且其分(fen)解(jie)(jie)的(de)速度要比(bi)過(guo)(guo)氧化氫(qing)的(de)堿(jian)性分(fen)解(jie)(jie)快得多，因此，在(zai)這一類(lei)金(jin)屬(shu)離子(zi)存(cun)在(zai)的(de)條(tiao)件下(xia)，過(guo)(guo)氧化氫(qing)因來不及與木(mu)素產生(sheng)(sheng)反(fan)應，便會無效(xiao)分(fen)解(jie)(jie)而消耗殆盡。 

　　 如何消除(chu)紙漿中金(jin)屬離子的(de)影響并增加紙漿過氧(yang)化氫(qing)的(de)漂白活性，使過氧(yang)化氫(qing)與木(mu)素達(da)到最佳的(de)反應條件，是本項目組多年來致力研究(jiu)的(de)方向，并取得了(le)較好的(de)研究(jiu)成(cheng)果，應用(yong)于生產(chan)實踐也取得了(le)良好的(de)經濟效益。 

　　 本(ben)方案流(liu)程(cheng)采用H－P的清潔漂白(bai)流(liu)程(cheng)，整個漂白(bai)流(liu)程(cheng)中基本(ben)上(shang)消除了氯(lv)化所產生(sheng)的有機(ji)氯(lv)污(wu)染（有機(ji)氯(lv)即使經中段(duan)廢(fei)水生(sheng)化處理也(ye)不能完全消除其(qi)污(wu)染），只(zhi)保留次(ci)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)漂白(bai)段(duan)，以保證白(bai)度及較低的成本(ben)。 

2.工藝流程說明

　　 紙(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)經(jing)提取黑液、篩選(xuan)、除(chu)砂后(hou)(hou)，濃(nong)(nong)(nong)縮至(zhi)12％左右的濃(nong)(nong)(nong)度(du)，經(jing)螺(luo)旋(xuan)輸送(song)(song)機破碎，加入(ru)稀釋液及(ji)Ca（C1O）2，進(jin)(jin)(jin)入(ru)次(ci)氯酸鹽漂白塔漂白，漂后(hou)(hou)紙(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)經(jing)真(zhen)(zhen)空洗(xi)漿(jiang)(jiang)機洗(xi)滌濃(nong)(nong)(nong)縮后(hou)(hou)添加NaOH、螯(ao)合劑、保護劑、穩(wen)定劑等進(jin)(jin)(jin)行(xing)螯(ao)合、活(huo)化處理(li)，然后(hou)(hou)紙(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)進(jin)(jin)(jin)入(ru)中濃(nong)(nong)(nong)漿(jiang)(jiang)泵立管，經(jing)中濃(nong)(nong)(nong)泵輸送(song)(song)進(jin)(jin)(jin)入(ru)1＃、2＃中濃(nong)(nong)(nong)混(hun)合器，在(zai)1＃濃(nong)(nong)(nong)混(hun)合器通入(ru)蒸汽，提高(gao)紙(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)使之(zhi)達到80～100℃，過氧(yang)化氫(qing)在(zai)2＃中濃(nong)(nong)(nong)混(hun)合器加入(ru)，然后(hou)(hou)進(jin)(jin)(jin)入(ru)升(sheng)降流式過氧(yang)化氫(qing)漂白塔進(jin)(jin)(jin)行(xing)過氧(yang)化氫(qing)漂白，漂后(hou)(hou)紙(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)送(song)(song)真(zhen)(zhen)空洗(xi)漿(jiang)(jiang)機洗(xi)滌，洗(xi)后(hou)(hou)紙(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)送(song)(song)入(ru)漂后(hou)(hou)貯漿(jiang)(jiang)塔。 

3.漂白工藝條件

（1）次(ci)氯酸鹽漂白(bai)段（H段）

　　 漿(jiang)濃(nong) 7～10％ 

　　 溫度 35－40℃ 

　　 時間 50－60分鐘 

　　 Ca（C1O）2用量 3－5％ 

（2）過(guo)氧(yang)化(hua)氫漂(piao)白段（P段）

　　 漿濃 10－12％ 

　　 溫(wen)度 80－100℃ 

　　 時間 120－150分鐘(zhong) 

　　 NaOH 0.1～0.3% 

　　 H2O2用量 3－4％ 

　　 螯(ao)合劑(ji) 0.05％ 

　　 保護劑 0.5％ 

　　 穩定劑(ji) 2～2.5％ 

4.主要(yao)設(she)備及工藝(yi)管線、自(zi)控(kong)儀(yi)表的要(yao)求

（1）中濃(nong)紙(zhi)漿過氧化氫漂白升降流式(shi)漂白塔

　　　 升、降流反應時間比： 1∶5 

　　　 塔體尺寸根(gen)據實際項目情況(kuang)確定 

（2）中(zhong)濃混合器（ZH12）

　　 配用電機：15Kw(Y160L-4) 

　　 設備總量(liang)：約350Kg 

　　 進(jin)出口直徑：DN150/DN125（進(jin)/出），提供(gong)連接法蘭 

　　 機械(xie)密封水(shui)壓力：0.25～0.3MPa 

　　 機械(xie)密封水(shui)流量：≤101/min 

　　 動荷(he)系(xi)數(shu)：1.2 

（3）工藝管線

　　 H-P漂(piao)白段漂(piao)白助(zhu)劑管(guan)道材(cai)質除H2O2外，其余均為(wei)工程塑料，H2O2管(guan)道應(ying)為(wei)不銹(xiu)鋼304，P段所(suo)有與(yu)紙漿接觸(chu)的(de)管(guan)道材(cai)料均為(wei)不銹(xiu)鋼304。所(suo)有助(zhu)劑的(de)加(jia)(jia)(jia)入(ru)點如工藝(yi)(yi)流程圖所(suo)示，加(jia)(jia)(jia)入(ru)方(fang)式應(ying)采取多(duo)點加(jia)(jia)(jia)入(ru)，以(yi)增加(jia)(jia)(jia)后續的(de)混合效果；所(suo)有助(zhu)劑的(de)加(jia)(jia)(jia)入(ru)應(ying)選用(yong)計量泵，力(li)求工藝(yi)(yi)條件準確。 P段泵后蒸(zheng)汽(qi)管(guan)道入(ru)口(kou)與(yu)中濃漿出口(kou)的(de)距離應(ying)在2米以(yi)上，以(yi)防蒸(zheng)汽(qi)反竄；蒸(zheng)汽(qi)管(guan)入(ru)口(kou)后的(de)第一(yi)個法蘭連接處應(ying)添加(jia)(jia)(jia)一(yi)波紋管(guan)，避(bi)免管(guan)道連接因熱膨(peng)脹而損壞。 

P段中濃漿泵與過氧(yang)化氫漂白塔的距離越(yue)短越(yue)好(hao)，盡(jin)量減少管線彎頭(tou)的數量，并(bing)采用(yong)較大曲率半(ban)徑的彎頭(tou)。

（4）自控儀表

　　 中濃混合(he)器機械(xie)密封水應設流(liu)量低限(xian)報警及停機，其余參照工藝流(liu)程圖上的控制點(dian)，根據(ju)工廠實際，盡(jin)可能提高自(zi)控水平(ping)。 

5.漂(piao)白蘆葦漿化(hua)學品消耗