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当二氧化氯在造纸工业的应用前景

发布时间:2021-09-14 22:14:00 阅读: 来源:工业甲醛厂家

二氧化氯在造纸工业的应用前景

近年来,无元素氯漂白(ECF)和完全无氯漂白(TCF)的研究,取得很大进展和可喜成果。从完全消除有机氯化物来看,无疑必须走TCF漂白路线。从我国实际情况来看,工厂全部采用TCF漂白,对大多数中小纸厂是有一定难度的。ECF漂白在诸多方面有其独特的优点,建议有条件的纸厂予以考虑采用。

本文就二氧化氯在造纸工业中的应用前景问题进行一些讨论。

1 TCF漂白的得失问题

瑞典和芬兰对TCF漂白进行过深入研究,并在生产中已付诸实施。例如芬兰新建的Enocell工厂,一般生产的针叶木浆卡伯值为15,采用TCF漂白可以得到较高白度。但和卡伯值20及用ECF漂白的纸浆比较,低卡伯值且采用TCF漂白得到的纸浆得率较低。当卡伯值从30.8降低至14时,漂白浆得率将从45.5%减小到43.7%,随着卡伯值降低带来漂白松木浆得率的下降,会使漂白浆生产所需的木材用量增加5%~10%。

采用Super Batch蒸煮方法时,在卡伯值为30的未漂浆,其平均得率比硫酸盐浆的得率高1.5%。当为了使纸浆适应于采用TCF漂白,延长蒸煮至纸浆卡伯值20以下时,就失去了Super Batch蒸煮方法得率较高的优点。

若采用改良连续蒸煮(MCC),在一给定卡伯值下每吨纸浆比普通硫酸盐法蒸煮要多消耗1%的木材。当卡伯值从30数据离散性小进一步降低至20时,漂白浆的木耗比硫酸盐法浆的木耗高2.2%。因此,这种蒸煮到低卡伯值以适应用TCF进行漂白的做法,可能增加对木材资源的压力。

TCF漂白时的得率损失也比ECF漂白时的损失大,桉木浆用D-Eo-D(即ECF)顺序漂白,纸浆得率为97.5%,若用A-ZQ-Eop(即TCF)顺序漂白,得率为96.5%。采用臭氧的TCF漂白,纸浆得率比用ECF漂白时低0.5%~1%。

此外,有几篇文章对斯堪的纳维亚针叶木TCF浆的强度损失作了报道。如固定抗张强度时,撕裂强度比规定值低10%~20%。

制取TCF纸浆时,不仅增加木材消耗,损失纸浆强度,而且增加浆厂化学品回收系统的负荷。因此,权衡ECF和TCF漂白的得失,可以认为ECF漂白顺序在近期或者中长期仍将有广阔的前景,这就意味着二氧化氯在纸浆漂白中的前景十分可观。

2 二氧化氯可作为单独漂剂使用

二氧化氯能单独用作漂白纸浆的氧化剂,在低浓和低温下用二氧化氯处理未漂浆,以后经热碱抽提,再于较高温度和较高浓度下用二氧化氯进行第二次处理。如此进行的DED三段漂白,可以使硫酸盐浆漂至72~82G.E.白度,使亚硫酸盐纸浆漂至85~89G.E.白度。

如果第一段二氧化氯用40℃高温漂白,则硫酸盐浆也可漂至较高白度。例如D25℃ED漂后纸浆白度为78.7G.E.,而用D40℃ED可漂至81.4G.E.白度。在40℃、12%浆浓条件下,2h可将加入的二氧化氯(对绝干浆重为2.35%)全部消耗。

对亚硫酸盐浆,除去树脂是一个重要问题,用CED实验结果可以贮存、打印ED漂白顺序,漂后浆中树脂含量为1.50%,而用DEDED漂白顺序,漂白浆中树脂含量仅为0.77%。

用二氧化氯作为纸浆漂白剂,不仅漂白纸浆强度高,而且纸浆白度稳定性好。采用DED漂白顺序,可以由亚硫酸盐白1、首先要检查位移传感器桦浆制出一种白度高而白度稳定性好的溶解浆。用硼氢化钠处理后,纸浆在烘箱中于105℃加热18h,经热老化以后,溶解浆的白度仅从96.1G.E.降低至95.7G.E.,这可能是能制出的最白、最稳定的纸浆之一。

更为可贵的是:作为我国东北主要造纸用材的落叶松,所制纸浆可漂性差,采用CEH三段漂白时,即使用氯量达15%以上,纸浆白度也仅能达60%左右,而在有效氯用量为8%的条件下,采用DEDED漂白顺序,可使落叶松纸浆漂白到84%的白度,而且白度稳定性也很好。

3 用二氧化氯漂白可降低AOX的生成

在相同有效氯用量下,二氧化氯产生的AOX是用元素氯产生的AOX的1/5。为进一步减少二氧化氯漂白时生成的AOX,已提出了各种措施。例如:二氧化氯段采用低浆浓;取消二氧化氯和碱抽提段之间的洗涤段;应用氧化加强碱抽提段;在二氧化氯段采用变动pH方法(开始时用低pH2~4,最后用高pH8~9);加化学助剂(例如二甲基亚砜、氨基磺酸或过氧化氢),都可减少二氧化氯漂白时有机氯化物的生成。

但在一些工业二氧化氯溶液中,所含元素氯占总有效氯量的3%~5%,根据经验公式估计:由二氧化氯段生成的AOX中,大约21%左右是由其中的氯产生的有机氯化物生成。因此,完全除去二氧化氯溶液中的氯,至少可以减少20%的AOX。国外已有文献介绍:加少量过氧化氢可以消除工业二氧化氯溶液中的氯。

实际上,加H2O2来减少AOX生成的这种措施,增加的化学品费用相当小,因为用含有5%氯的工业二氧化氯溶液漂白普通硫酸盐浆(卡伯值30),为消除氯所需的H2O2只有0.14%(对浆)。因此,此法在技术上可行,在经济上合理。

4 制取二氧化氯有新法

制备二氧化氯的方法很多,如R2、R3、R4、R5、R6法等。我国广西贺县浆厂和柳江造纸厂外购的二氧化氯制造设备,是用加拿大ALBRIGHT&WILSON公司的R8法;内蒙古扎兰屯纸浆厂是用瑞典CELLCHEM公司的R8法。R8法制取二氧化氯时是采用NaClO3+CH3OH(甲醇),甲醇价高,故成本稍高,副产品需要处理。

加拿大已研究了制取二氧化氯的R10法,这种方法是R8法制取二氧化氯的改良法。R10法可以使制取每吨二氧化氯节约0.25t酸,不需中和由R8法产生的倍半酸,也可使每吨ClO2节约氢氧化钠0.2t。

5 五氧化二钒的催化活化作用

用二氧化氯漂白纸浆时,二氧化氯有可能分解成氯酸盐,降低了二氧化氯的漂白能力。

著名漂白专家Rapson提出:小心控制二氧化氯漂白段的pH至4,可减少氯酸盐的生成及提高二氧化氯漂白时的白度效应。他还提出加入五氧化二钒,在70℃和pH=4的条件下,可以得到最大的白度效应,因为五氧化二钒在这种条件下可起催化活化作用,使二氧化氯在漂白过程中分解生成的氯酸盐重新生成二氧化氯,使二氧化氯发挥充分的漂白效果。

NaClO3+2H++2Cl-→NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O

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