一种化学浆无元素氯漂白工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种化学浆无元素氯漂白工艺，属于纸浆漂白技术领域。经化学法蒸煮后的纸浆采用三段漂白，第一段采用电化学介体催化脱木素漂白，第二段采用过氧化氢加强的碱抽提，第三段采用二氧化氯漂白。本发明专利技术在三段过程中未使用含元素氯的氯化段（Ｃ）和次氯酸盐（Ｈ）段，因而在漂白过程中不会产生ＡＯＸ，也不会产生致癌性二恶英类物质，从根本上解决了ＣＥＨ三段漂白废水造成的环境污染及废水处理困难的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纸浆漂白
，特别涉及一种新型的无元素氯纸浆漂白工艺。技术背景我国是纸浆生产大国，尤其是草浆生产大国，占世界非木浆总量的60%以上，随着 近年来我国造纸纤维原料结构的调整，木浆生产量也逐年上升。纸浆生产过程中，制浆黑 液通过燃烧法碱回收工艺处理基本得到治理，但纸浆漂白工段由于采用传统的CEH (氯 化一碱处理一次氯酸盐漂白)工艺，使得在漂白过程中，纸浆纤维受到损伤，纸浆的得率 和强度降低，废水无法二次利用，只能采用中段水净化设备处理，增加了成本。纸浆漂白 采用的CEH漂白工艺，即第一段采用氯气(C)漂白技术、第二段采用碱(E)抽提木素 漂白技术、第三段采用次氯酸盐(H)漂白技术，在上述漂白过程中，氯气漂白和次氯酸 盐漂白都会产生大量的有机氯化物，其中有些是有毒或致癌的物质。次氯酸盐漂白时会产 生较多的三氯甲垸(CHC13)，这种物质对人类有致癌作用。在氯化废液中，主要有毒成分 是木素降解产物中的氯化物，其中以各种氯代酚为最多，约有40多种，其中又以二氯代 酚、三氯代酚、四氯代酚和五氯代酚等为代表。它们都是有毒污染物，滞留时间长且不易 进行生化与非生化降解，对鱼类的毒性很强，对哺乳类动物也是有毒的，极易造成环境污 染，并且易被有机体吸收，通过食物链而富集。因此不仅对环境危害大，而且影响动物和 人类的健康，其中尤以二噁英(Dioxins)毒性最大。其代表物2， 3， 7, 8-四氯二苯基-对二 噁英(TCDD)和2， 3, 7， 8-四氯二苯并呋喃(TCDF)毒性极强，是氰化钾毒性的一万 倍。他们具有致癌性，致突变性，致畸胎性，多发性脑神经病变和急毒性。不但极大的危 害了环境质量，对人体健康构成了威胁，而且含氯漂剂损伤了纸浆纤维，造成浆料强度降 低，得率下降。由此可见，改革传统漂白工艺已经刻不容缓。需要新的漂白工艺取代传统的CEH漂 白工艺，从根本上解决纸浆漂白产生的环境污染问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新的纸浆漂白工艺，从根本上解决造纸工业面 临的污染问题。 专利技术概述本专利技术采用电化学介体催化脱木素(Em)技术和过氧化氢加强的碱抽提技术(Ep) 以及二氧化氯漂白技术组成EMEpD三段漂白工艺，替代原有的CEH漂白工艺，提高漂白-得率和纸浆强度，减少对生态环境的污染问题。专利技术详述本专利技术的技术方案如下一种纸浆漂白工艺,经化学法蒸煮后的纸浆采用三段漂白，第一段采用电化学介体催 化脱木素漂白，第二段采用过氧化氢加强的碱抽提，第三段采用二氧化氯漂白。 本专利技术的纸浆漂白工艺具体步骤依次如下，所有百分比均为质量百分比-(1)电化学介体催化脱木素漂白，纸浆浓度1.0~3.0%;电压2 8V;电极板为高氧化还原电位电极板，温度为30—卯'C，催化介体浓度为0.1-10mmol/L;处理时间为 2—6h;(2) 用水洗涤步骤(1)处理过的浆料；(3) 过氧化氢加强的碱抽提，在常规碱抽提的基础上加入过氧化氢，相对于纸浆 绝干质量NaOH 1.0—3.0%， H202 0.3-1.0%，乙二胺四乙酸(EDTA) 0.5%;温度60-90°C， 浆浓10%,时间2.0-3.0h;(4) 用水洗涤步骤(3)处理过的浆料；(5) 二氧化氯漂白。优选的，上述步骤(1)中电极板为二氧化铅电极、锡锑氧化物电极、铂电极、二氧 化锰电极、石墨电极、不锈钢电极之一，或者二氧化铅、锡锑氧化物、钌钛氧化物、铂、 二氧化锰中任意几种的混合涂覆电极。优选的，上述步骤(1)中的催化介体选自2， 2，-联氨-二 G-乙基-苯并噻唑-6-磺酸) (ABTS)， 1-羟基苯并三唑(HBT)，紫脲酸(Violuricacid)， N-羟基乙酰苯胺(NHA)、 多金属氧酸盐(POM)之一或组合；上述步骤(1)中还可加入纤维素保护剂和/或脱木素促进剂，以提高纸浆粘度。纤维 素保护剂、脱木素促进剂的加量可按现有技术。脱木素促进剂优选Na2S04。上述步骤(5) 二氧化氯漂白段(D)为补充漂白工段，其主要目的是提高纸桨白度。 工艺条件优选为温度，60°C_90°C;时间，3—5h;浆浓10%; 二氧化氯用量可根据最 终漂白白度需求进行调节，当白度需求在80—85。/。ISO时，用量以纸浆绝干质量的0.5-2.0%为佳。电化学介体催化纸桨漂白(Em)为预漂段，主要目的是脱除纸浆中的残余木素，同时 通过调节适当的电极板间电压及选择合适的催化介体，使得在脱除残余木素的同时，纸浆 粘度下降较少，从而为最终纸浆强度提高打下基础。该段漂白过程中可以加入适当的纤维 素保护剂及化学助剂(如脱木素促进剂)，提高木素脱除率和纸浆得率及粘度。过氧化氢加强的碱抽提(Ep)是在常规碱抽提的基础上使用一定量的过氧化氢。该段 主要目的是将电化学催化脱木素段没有溶出的残余木素或者在脱木素段木素结构已经改 变的木素进一步脱除。过氧化氢的使用在一定程度上能促进木素的脱除，同时也能使部分 木素的结果发生变化，从而有利于后续二氧化氯漂白。本专利技术漂白工艺为EMEpD三段漂白。EM段为电化学催化的介体脱木素，通过介体的 选择可以提高该段脱木素的选择性，即在脱除木素的同时，纸浆中的纤维素尽量少受到伤 害，不被降解，或者仅有少量发生降解，使木素脱除率在50%时，纸浆粘度下降小于10%。Ep段为过氧化氢加强的碱抽提段，其目的是进一步溶出纸浆中的残余木素，而对纸浆粘 度无影响。D段为二氧化氯补充漂白段，主要目的是提高纸浆白度，增加纸浆白度稳定性， 由于二氧化氯是一种高效的选择性较好的漂白剂，它可以选择性的与木素发生反应，而不 会引起纸浆纤维素的降解。因此，能够提高纸浆白度，提高纸浆的漂白得率，减少了纸浆 的漂白损失，保护了纸浆的强度。本专利技术纸浆漂白工艺由于在三段过程中未使用含元素氯的氯化段(C)和次氯酸盐(H) 段，因而在漂白过程中不会产生AOX (可吸附有机氯化物)，也不会产生对环境和人体具 有危害的致癌性物质一二恶英类物质，从根本上解决了 CEH三段漂白废水造成的环境污 染及废水处理困难的问题。与CEH三段漂白相比，本专利技术EMEpD漂白工艺其用水量和 CEH漂白基本相当，但EMEpD漂白废水中CODcK化学需氧量)与CEH漂白废水中CODcr 相比，降低了50%;其BOD5 (生物好氧量)与CEH漂白废水相比，降低了30%;废水 中悬浮物(SS)含量较CEH三段漂白废水中SS含量降低了 32%;而纸浆漂白得率提高 了 10%，纸浆强度提高15%。该漂白工艺能够从根本上解决CEH三段漂白对环境造成的 影响，减少了对环境的影响以及对废水处理工段的负荷。具体实施方式杨木经削片筛选后，加入蒸煮药液，在高温高压的条件下，将杨木片分解成纤维，再 经过净化工序，提取出漂白用纤维，进入漂白工序。原CEH漂白工艺的第一段采用氯气 (C)漂白技术、第二段采用碱(E)抽提木素漂白技术、第三段采用次氯酸盐(H)漂白 技术。本专利技术的漂白工艺采用EMEpD漂白工艺，第一段采用电化学介体催化脱木素(Em) 漂白技术、第二段采用过氧化氢强化的碱抽提(Ep)漂白技术、第三段采用二氧化氯(D) 漂白技术。实施例中所有百分比均为质量百分比。实施例1:Kappa值为17.4的杨木硫酸盐浆，按以下步骤进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸浆漂白工艺，其特征在于经化学法蒸煮后的纸浆采用三段漂白，第一段采用电化学介体催化脱木素漂白，第二段采用过氧化氢加强的碱抽提，第三段采用二氧化氯漂白。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡功，王守娟，陈嘉川，杨桂花，刘玉，
申请(专利权)人：山东轻工业学院，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]