專利名稱：一種本色漿的漂白方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙領(lǐng)域的一種本色漿料的漂白方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，制漿漂白是造紙行業(yè)污染最嚴(yán)重的工段，往往所采用的制漿漂白方法 不同，污染程度各異。目前，蒸煮制漿黑液可以通過堿回收方式達(dá)到比較好的治污效果；而 對于漂白廢水仍沒有很好的處理方法；尤其對于含元素氯漂白方法的漂白廢水。因其中含 有大量的有機(jī)鹵化物(AOX)，尤其是具有致畸、致癌作用的二惡英、呋喃等物質(zhì)，導(dǎo)致廢水處 理難度大，處理成本高，直接排放或簡單處理后排放污染嚴(yán)重且長久。采用先進(jìn)的，低污染 或無污染的漂白方法，可以改變漂白廢水污染問題，是社會發(fā)展所趨，意義重大。目前，造紙 行業(yè)主要采用的漿料漂白方法有次氯酸鹽的單段漂白方法、CEH三段漂白方法、不含元素 氯的漂白方法(DEH，DED法等)。單段次氯酸鹽漂白方法將漿料泵入帶螺旋推進(jìn)器的漂白池內(nèi)，在2 5%濃度 下，用4 10%的次氯酸鹽化學(xué)藥品(次氯酸鈉或次氯酸鈣)，在30 50°C漂白漿料60 180min，成漿洗凈后貯存?zhèn)溆谩Ｔ摲椒ǔ蓾{漂損高> 5%，化學(xué)藥品消耗較高，廢水不易處 理，對環(huán)境污染較大，生產(chǎn)能力小，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本較高；目前，國際上已經(jīng)不采用此 方法，國內(nèi)也已很少有企業(yè)采用此方法。CEH漂白方法把漿料與氯氣在密閉容器中混合，泵入升流塔式或降流式氯化塔 中，在2 4%濃度，用氯量2 5%，在30 40°C氯化30 90min，然后洗凈漿料再與氫 氧化鈉混合泵入堿處理塔內(nèi)，用堿量1 3%，處理溫度60 80°C，時間40 60min，濃度 2 4%，堿處理漿料洗凈后添加次氯酸鹽混合均勻泵入漂白塔，次氯酸鹽用量3 8%，溫 度60 80°C，時間40 60min，濃度2 4%，次氯酸鹽漂后漿料洗凈貯存。該方法相對 單段次氯酸鹽漂白法效率更高，漿料質(zhì)量更好，較低地生產(chǎn)成本；但該方法有液氯，生產(chǎn)危 險性較大，而且由于元素氯的大量使用，導(dǎo)致漂白廢水中AOX含量極高，而AOX中二惡英和 呋喃含量較多，二惡英和呋喃對生物有致畸，致癌作用，該類物質(zhì)在生物體內(nèi)累計并能夠轉(zhuǎn) 移；因此該方法受到環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)重制約。目前，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)不采用此漂白方法，在發(fā)展 中國家和我國該方法也逐漸面臨淘汰。不含元素氯的漂白方法該方法是把漿料與二氧化氯在密閉容器中混合，泵入升 流塔式或降流式氯化塔中，在2 4%濃度，用氯量2 5%，在30 40°C氯化30 90min， 然后洗凈漿料再與氫氧化鈉混合泵入堿處理塔內(nèi)，用堿量1 3%，處理溫度60 80°C，時 間40 60min，濃度2 4%，堿處理漿料洗凈后添加次氯酸鹽混合均勻泵入漂白塔，次氯 酸鹽或二氧化氯用量2 4%，溫度40 60°C，時間40 60min，濃度2 4%，漂后漿料 洗凈貯存。該方法相對單段次氯酸鹽漂白法和CEH法生產(chǎn)效率更高，漿料質(zhì)量更好；由于 不采用元素氯了，污染有所減??；但該方法投資成本極高，由于有二氧化氯，系統(tǒng)控制難度 較大，易發(fā)生爆炸，生產(chǎn)危險性較大；而且由于二氧化氯中不可避免的含有一定量的元素氯 (氯氣)，導(dǎo)致漂白廢水中的AOX仍舊含較多二惡英和呋喃，二惡英和呋喃對生物有致畸，致癌作用，該類物質(zhì)在生物體內(nèi)累計并能夠轉(zhuǎn)移；因此，該方法受到生產(chǎn)成本，投資成本，包括 仍舊受到環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)重制約。目前，造紙技術(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)采用其它不含氯漂劑逐漸取 代該漂白方法，國內(nèi)該方法也逐漸面臨改造的現(xiàn)狀
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種本色漿的漂白方法。該方法采用氧脫木素(0)-堿抽提(E)-臭 氧漂白(Z)-過氧化氫漂白(P)即OEZP的含有臭氧漂劑的TCF漂白流程。漂白流程緊湊簡 捷，投資省，能耗小，生產(chǎn)成本低，污染小，生產(chǎn)效率高，環(huán)境友好性強(qiáng)，漂白漿料質(zhì)量高可作 為各種高級紙張的配抄原料。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案(1)本方法采用氧脫木素(0)-堿抽提(E)-臭氧漂白(Z)-過氧化氫漂白(P)，即 OEZP的漂白流程對適宜本色漿料進(jìn)行漂白處理。要求漂白設(shè)備為耐酸堿腐蝕，耐150°C高 溫，耐1. 2MPa的高壓，帶攪拌裝置，帶加熱系統(tǒng)，帶加壓系統(tǒng)裝置或采用高壓氣體加壓。(2)本方法使用漿料kappa價硬度5 40間的本色漿，用熱水洗凈本色漿(本色 竹漿、本色針葉木漿、本色闊葉木漿、本色草漿等等)；(3)洗凈后的本色漿料，在漂白設(shè)備中進(jìn)行氧脫木素處理，氧脫木素分為單段氧脫 木素(簡稱0)和兩段氧脫木素(簡稱01-02)，單段氧脫木素條件為氫氧化鈉1 5%，硫 酸鎂0. 01 1 %，氧壓0. 3 0. 8MPa，溫度60 100°C，時間30 90min ；兩段氧脫木素段 間漿料不洗滌，01條件為氫氧化鈉1 5 %，硫酸鎂0. 01 1 %，氧壓0. 3 0. 8MPa,溫 度80 100°C，時間30 60min ；02條件為氫氧化鈉1 5%，硫酸鎂0. 01 1%，氧壓 0. 4 0. 8MPa，溫度 60 90°C，時間 40 90min ；(4)經(jīng)過氧脫木素的漿料洗凈后，在漂白設(shè)備中進(jìn)行堿抽提，堿抽提段采用了過氧 化氫或氧氣和過氧化氫的強(qiáng)化堿抽提，即Ep，或Eop ；堿抽提處理化學(xué)品用量條件為氫氧 化鈉1 3%，硫酸鎂0. 01 0. 5%，過氧化氫0 2%，氧壓0 0. 8MPa，溫度80 100°C， 時間40 60min ；(5)經(jīng)過堿抽提的漿料洗凈后，在漂白設(shè)備中進(jìn)行臭氧漂白，簡稱Z ；臭氧漂白條 件為臭氧0 2%，pH2 4，時間0. 5 lOmin，壓力O IMPa，溫度35 60°C ；(6)經(jīng)臭氧漂白的漿料洗凈后，在漂白設(shè)備中進(jìn)行常壓或氧氣強(qiáng)化的過氧化氫漂 白，簡稱P，或PO ；過氧化氫漂白化學(xué)品為氫氧化鈉0. 5 2%，硫酸鎂0. Ol 1 %，硅酸鈉 0. 5 3%，過氧化氫1 4%，氧壓O 0. 8MPa，溫度70 100°C，時間40 120min ；(7)經(jīng)漂白后漿料洗凈濃縮風(fēng)干得漂白漿料。上述化學(xué)藥品為普通的化工產(chǎn)品，各化學(xué)藥品用量因原料各異，根據(jù)本色漿料的 可漂性能能夠得到不同白度的漂白漿料，適合于不同產(chǎn)品需求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本方法杜絕了元素氯(Cl2)和含氯化合物(ClO2，次氯酸鹽等) 的使用，除原料或水體中自帶的AOX外，系統(tǒng)中不新產(chǎn)生AOX，廢水中無二惡英和呋喃等致 畸致癌類有機(jī)氯化物的產(chǎn)生；由于系統(tǒng)不使用氯氣和含氯化合物，漂白廢水可以用于蒸煮 和本色漿料的洗滌，各段洗漿廢水可以逆流回用，以及最終統(tǒng)一回用至蒸煮工段，從而節(jié)約 用水減少污染降低成本；本方法為真正的全無氯漂白工藝，漂白漿料可以運(yùn)用于生產(chǎn)食品 包裝用紙，而不污染食品；因此本漂白方法能夠?qū)崿F(xiàn)縮短生產(chǎn)時間，降低水耗和能耗，減少污染，從而達(dá)到降低成本和對環(huán)境徹底友好的目的。實施方式采用本發(fā)明所得漂白漿料適用于各種紙張的配抄。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作一 個詳細(xì)說明實施例1本實施例采用原料為黃竹、撐綠竹、西風(fēng)竹、釣魚慈、枝天慈、棉竹的混合竹材。原 料采用硫酸鹽法制漿工藝蒸煮成漿。所用漿料粘度1200ml/g，白度34. 2% ISO, kappa值 13. 90。良漿采用兩段氧脫木素條件進(jìn)行氧脫木素處理，兩段氧脫木素段間漿料不洗滌，第 一段氧脫木素條件為氫氧化鈉3%，硫酸鎂0. 5%，氧壓0. 7MPa，溫度80°C，時間30min ； 第二段氧脫木素條件為氫氧化鈉1%，硫酸鎂0.3%，氧壓0. 4MPa，溫度90°C，時間40min ； 經(jīng)過氧脫木素后漿料采80°C用熱水洗滌，洗后漿料pH7. 5，漿料進(jìn)行氧氣和過氧化氫強(qiáng)化 的堿處理，條件為氫氧化鈉2%，硫酸鎂0. 05%，過氧化氫1 %，氧壓0. 7MPa,溫度90°C，時 間60min ；堿處理后將料用80°C熱水洗滌，洗后漿料進(jìn)行臭氧漂白，臭氧漂白條件為臭氧 0. 55%,pH3,時間2min，壓力OMPa，溫度50°C ；臭氧漂后漿料采用80°C熱水洗滌，洗后漿料 完成氧氣強(qiáng)化的過氧化氫漂白，漂白條件為氫氧化鈉0.5%，硫酸鎂0.05%，硅酸鈉1 %， 過氧化氫2. 5%，氧壓0. 7MPa，溫度90°C，時間60min ；氧氣強(qiáng)化的過氧化氫漂白后漿料采用 熱水洗滌，漿料濃縮干燥貯存。成漿白度89. 8% ISO，粘度589ml/g，裂斷長5. 5km，撕裂指 數(shù) 9mN. m2/g。實施例2本實施例采用原料為慈竹，黃竹，綿竹，麻竹的混合竹材。原料采用硫酸鹽法制漿 工藝蒸煮成漿。所用漿料粘度1234ml/g，白度33. 5% ISO, kappa值14. 2。良漿首先采用 兩段氧脫木素條件進(jìn)行氧脫木素處理，兩段氧脫木素段間漿料不洗滌，第一段氧脫木素條 作為氫氧化鈉2. 5%，硫酸鎂0. 5%，氧壓0. 8MPa，溫度60°C，時間40min ；第二段氧脫木素 條件為氫氧化鈉1.5%，硫酸鎂0. 3%，氧壓0. 4MPa,溫度90°C，時間45min ；經(jīng)過氧脫木素 后漿料采80°C用熱水洗滌，洗后漿料pH8，漿料進(jìn)行過氧化氫強(qiáng)化的堿處理，條件為氫氧 化鈉2. 5%，硫酸鎂0. 05%，過氧化氫1. 8%，溫度90°C，時間60min ；堿處理后將料用80°C 熱水洗滌，洗后漿料進(jìn)行臭氧漂白，臭氧漂白條件為臭氧0. 45%, pH3，時間2min，壓力常 壓，溫度50°C ；臭氧漂后漿料采用80°C熱水洗滌，洗后漿料完成氧氣強(qiáng)化的過氧化氫漂白， 漂白條件為氫氧化鈉0.5%，硫酸鎂0.05%，硅酸鈉1 %，過氧化氫2. 8 %，氧壓0. 7MPa,溫 度90°C，時間90min ；漂白后漿料采用熱水洗滌，漿料濃縮干燥貯存。成漿白度86. 6% ISO, 粘度604ml/g，裂斷長4. 5km，撕裂指數(shù)12mN. m2/g。實施例3本實施例采用原料為取自國內(nèi)某工廠的本色麥草漿。所用漿料粘度972ml/g，白度 33.9% ISO，kappa值16. 6。首先良漿采用單段氧脫木素條件進(jìn)行氧脫木素處理，單段氧脫 木素條件為氫氧化鈉2. 5%，硫酸鎂0. 5%，氧壓0. 8MPa,溫度60°C，時間45min ；經(jīng)過氧脫 木素后漿料采80°C用熱水洗滌，洗后漿料pH8，漿料進(jìn)行氧氣和過氧化氫強(qiáng)化的堿處理，條 件為氫氧化鈉2%，硫酸鎂0. 05%，過氧化氫1 %，氧壓0. 7MPa,溫度90°C，時間60min ；堿 處理后將料用80°C熱水洗滌，洗后漿料進(jìn)行臭氧漂白，臭氧漂白條件為臭氧0.5%，pH3， 時間2min，壓力常壓，溫度50°C ；臭氧漂后漿料采用80°C熱水洗滌，洗后漿料完成過常壓氧化氫漂白，漂白條件為氫氧化鈉0.8%，硫酸鎂0.05%，硅酸鈉1 %，過氧化氫2.5%，溫度 90°C，時間60min ；漂白后漿料采用清水洗滌，漿料濃縮干燥貯存。成漿白度78. 6% ISO，粘度 644ml/g，裂斷長 5. Okm,撕裂指數(shù) 3. OOmN. m2/g。 從實施例1、實施例2和實施例3可知，采用該漂白方法漂后成漿性能優(yōu)越，各漂白 漿均能滿足配抄各種文化用紙要求，本方法漂白工藝節(jié)約能耗，充分利用現(xiàn)有資源。因漂白 方法不使用任何元素氯或含氯元素漂白劑，漂白廢水污染小且不新產(chǎn)生Α0Χ，廢水可一直接 回用或易于處理后達(dá)標(biāo)排放。因此，該漂白方法既提高了生產(chǎn)企業(yè)附加值，又實現(xiàn)了企業(yè)的 經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
權(quán)利要求
一種本色漿的漂白方法，其特征在于所用漂白流程為氧脫木素(O)-堿抽提(E)-臭氧漂白(Z)-過氧化氫漂白(P)，即OEZP的含有臭氧漂劑的TCF漂白流程。
2.如權(quán)利要求1所述的漂白方法，其特征在于氧脫木素包括單段氧脫木素(簡稱0)和 兩段氧脫木素(簡稱01-02)，單段氧脫木素條件為氫氧化鈉1 5 %，硫酸鎂0. 01 1 %， 氧壓0. 3 0. 8MPa，溫度60 100°C，時間30 90min ；兩段氧脫木素段間漿料不洗滌，01 段條件為氫氧化鈉1 5%，硫酸鎂0. 01 1 %，氧壓0. 3 0. 8MPa，溫度80 100°C，時 間30 60min ；02段條件為氫氧化鈉1 5%，硫酸鎂0. 01 1%，氧壓0. 4 0. 8MPa， 溫度60 90°C，時間40 90min。
3.如權(quán)利要求1所述的漂白方法，其特征在于堿抽提段采用過氧化氫或氧氣和過氧化 氫的強(qiáng)化處理，即Ep，或Eop，并且化學(xué)品用量為氫氧化鈉1 3%，硫酸鎂0. 01 0. 5%， 過氧化氫0 2%，氧壓0 0. 8MPa,溫度80 100°C，時間40 60min。
4.如權(quán)利要求1所述的漂白方法，其特征在于臭氧漂白條件為臭氧0 2%，pH2 4，時間0. 5 lOmin，壓力0 IMPa，溫度35 60°C。
5.如權(quán)利要求1所述的漂白方法，其特征在于過氧化氫漂白段包括常壓過氧化氫漂白 (P)或氧氣強(qiáng)化過氧化氫漂白(P0)。
6.如權(quán)利要求5所述的漂白方法，其特征在于過氧化氫漂白段化學(xué)品用量為氫氧化 鈉0. 5 2%，硫酸鎂0. 01 1 %，硅酸鈉0. 5 3%，過氧化氫1 4%，氧壓0 0. 8MPa， 溫度70 100°C，時間40 120min。
全文摘要
一種本色漿的漂白方法，它所采用漂白流程為氧脫木素(O)-堿抽提(E)-臭氧漂白(Z)-過氧化氫漂白(P)。其中氧脫木素可以分為單段或兩段；堿抽提過程可采用過氧化氫或氧氣和過氧化氫強(qiáng)化處理；過氧化氫漂白段包括常壓過氧化氫漂白和氧氣強(qiáng)化的過氧化氫漂白。漂白流程所用化學(xué)品有氧氣，過氧化氫，臭氧和堿等，不使用任何含氯漂劑。本方法漂白流程高效簡捷，適于kappa價5～40間的各材種本色漿料。所得漂白漿可用于各種紙張配抄。該方法產(chǎn)生的廢水無AOX產(chǎn)生，廢水可直接回用于本色漿的洗滌或蒸煮工段。該方法提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了能耗，環(huán)境友好性強(qiáng)，明顯降低生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
文檔編號D21C3/02GK101871177SQ200910082569
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者陳彬 申請人:中國制漿造紙研究院