專利名稱：紙漿清潔漂白方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙工業(yè)的紙漿漂白方法，具體地說涉及木材類和草類紙漿清潔漂白方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的紙漿漂白方法主要包括如下流程氯化(C)-堿處理(E)-次氯酸鹽(H)漂白(簡稱CEH漂白，下同)，CEH漂白主要存在如下問題(1)氯化采用氯氣作漂白劑，氯氣本身具有毒性，操作危險(xiǎn)性大。
(2)氯化和堿處理過程產(chǎn)生大量的致癌毒性有機(jī)氯化物(AOX)，AOX不僅存在于漂白廢水中，而且存在于紙漿和紙品中，廢水中的AOX對微生物具有毒性作用，難以生化降解，導(dǎo)致排放廢水無法達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-2001)。
(3)CEH漂白濃度低，漂白清水用量大，廢水無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)回用，排放量大。
(4)漂后紙漿白度低(75％ISO以下)，返黃嚴(yán)重，無法抄造高檔紙品，要提高紙漿表觀白度，必須加入有致癌作用的熒光增白劑，而熒光增白劑是食品包裝用紙所禁止使用的化學(xué)藥品。
現(xiàn)有的紙漿漂白方法還有一種流程氧(O)-一段二氧化氯(D1)-堿處理(E)-二段二氧化氯(D2)-過氧化氫(P)(簡稱O D1ED2P漂白，下同)，O D1ED2P漂白主要存在如下問題(1)單段氧脫木素率低，脫木素率在40-50％。雙段氧脫木素使用兩臺(tái)中濃漿泵，段間洗滌，流程復(fù)雜。
(2)過氧化氫漂白效果差，白度增量在6％以下。
(3)漂白系統(tǒng)建設(shè)投資大，噸漿投資高達(dá)2000元以上，年產(chǎn)5萬噸漂白系統(tǒng)投資一億元以上。
(4)二氧化氯制備成本高。
(5)漂白設(shè)備要求有很強(qiáng)的抗腐蝕性，漂白設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
(6)漂白廢水和紙漿中仍存在一定的毒性有機(jī)氯化物(AOX)。
現(xiàn)有的紙漿漂白方法沒有氧氣(O)與次氯酸鹽(H)的組合、沒有活化預(yù)處理(M)、沒有活化預(yù)處理與過氧化氫(P)的組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有紙漿漂白技術(shù)存在的缺陷，提供一種紙漿清潔漂白方法，不采用對環(huán)境產(chǎn)生污染的氯氣，而是使用無污染的氧氣和過氧化氫清潔漂白劑、通過單段雙塔氧漂和活化預(yù)處理過程實(shí)現(xiàn)高效漂白，其漂白效率高，白度達(dá)85％以上；其建設(shè)投資低，只為二氧化氯漂白的1/5左右；污染少，其AOX下降70％以上，廢水排放量減少70％，CODCr排放量下降60％以上；生產(chǎn)線可以為紙漿漂白生產(chǎn)線的建設(shè)或在現(xiàn)有紙漿漂白生產(chǎn)線基礎(chǔ)上改造形成，特別適合于日產(chǎn)50噸至300噸規(guī)模的木材、草類原料紙漿清潔漂白。
本發(fā)明的紙漿清潔漂白方法流程為氧脫木素(O)-次氯酸鹽漂白(H)-活化預(yù)處理(M，一種M活化劑預(yù)處理)-過氧化氫漂白(P)(簡稱OHMP，下同)，具體包括以下步驟(1)單段雙塔氧脫木素(O)濃度為13-15％重量的紙漿中加入占紙漿1.5-2.5％重量的NaOH和0.05-0.10％重量的MgSO4，通入蒸汽升溫至100-110℃，通入占紙漿1.5-2.5％重量氧氣，置于第一個(gè)升流塔內(nèi)，塔頂壓力為0.55-0.65Mpa，塔內(nèi)溫度為100-110℃，紙漿在塔內(nèi)的停留時(shí)間為40-60分鐘；為了達(dá)到進(jìn)一步脫木素效果，補(bǔ)加占紙漿0.5-1.0％重量氧氣、0.5-1.0％重量NaOH和蒸氣，置紙漿于第二個(gè)升流塔內(nèi)，保持塔內(nèi)溫度在100-110℃，塔頂壓力為0.35-0.45MPa，紙漿在塔內(nèi)的停留時(shí)間約30-50分鐘。
經(jīng)氧脫木素后，紙漿脫木素率達(dá)到60％左右。
兩個(gè)氧脫木素塔之間無需中濃漿泵，無需增壓泵，無需洗滌，由中濃漿泵實(shí)現(xiàn)紙漿在氧脫木素系統(tǒng)中的輸送，氧脫木素塔塔底無需分配器，塔頂無需排料器。
(2)次氯酸鹽漂白(H)洗滌步驟(1)得到的濃縮紙漿至8-10％重量，加入占紙漿2.0-3.0％重量次氯酸鹽，通入蒸氣升溫至35-45℃，進(jìn)入降流塔，塔內(nèi)停留時(shí)間為1-2小時(shí)；(3)活化劑預(yù)處理(M)洗滌濃縮的紙漿至5-6％重量濃度，加入占紙漿0.3-0.7％重量的活化劑并通入蒸氣升溫至50-55℃，進(jìn)入降流預(yù)處理塔，塔內(nèi)停留時(shí)間為30-40min，塔底稀釋紙漿至2.5-3.5％重量；所述活化劑是含有酸酐基團(tuán)的有機(jī)化合物，例如亞硫酸酯酐、順頂烯而酸酐、甘露酐、丁二酐、鄰苯二甲酸酐或馬來酸酐等，由于相關(guān)活性基團(tuán)對影響紙漿白度的主要成分木素具有活化作用，從而提高了后續(xù)過氧化氫的漂白效果。
(4)過氧化氫漂白(P)紙漿經(jīng)洗滌濃縮至13-15％重量的濃度，加入占紙漿1.5-2.5％重量NaOH、2.0-3.0％重量Na2SiO3、0.05-0.10％重量MgSO4，通入蒸氣，紙漿在90-95℃下通入占紙漿2.0-2.5％重量的過氧化氫，進(jìn)入升流式過氧化氫漂白管，再進(jìn)入降流式過氧化氫漂白塔，紙漿在塔內(nèi)停留90-120min，塔底稀釋紙漿至2.5-3.5％重量濃度。
以上各種助劑的用量均相對與絕干漿。
與現(xiàn)有紙漿漂白方法比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)無元素氯清潔漂白(ECF)方法，環(huán)境效果好●取消使用毒性原材料氯氣，采用清潔漂白原材料氧氣和過氧化氫作漂白劑；●與傳統(tǒng)CEH漂白比較，毒性AOX下降70％以上，AOX產(chǎn)生量大大低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)；CODCr排放量下降60％以上；●氧脫木素段(O)廢水進(jìn)入紙漿黑液提取工段，沒有廢水排放，預(yù)處理段(M)和過氧化氫段(P)廢水實(shí)現(xiàn)逆流循環(huán)回用，減少廢水總排放量的70％左右。
(2)氧脫木素效果好，流程簡單●氧脫木素率達(dá)到60％左右；●氧脫木素屬單段雙塔流程，兩個(gè)氧脫木素塔之間無需中濃漿泵，無需增壓泵，無需洗滌，由一臺(tái)中濃漿泵實(shí)現(xiàn)紙漿在整個(gè)氧脫木素系統(tǒng)中的輸送；●氧脫木素塔塔底無需分配器，塔頂無需排料器。
(3)活化預(yù)處理提高過氧化氫漂白效果通過采用活化劑對紙漿進(jìn)行預(yù)處理，活化了紙漿中影響紙漿白度的主要成分木素，提高后續(xù)過氧化氫的漂白效果，白度增量提高到15-20％以上，打破一般過氧化氫漂白白度增量只在10％以下的傳統(tǒng)觀念。
(4)建設(shè)投資少由于不采用高建設(shè)投資的二氧化氯漂白方法，建設(shè)投資只占二氧化氯漂白的1/5左右。
(5)提高成漿質(zhì)量和檔次，可生產(chǎn)高檔紙品●傳統(tǒng)CEH漂白漂后白度不超過75％ISO，采用本發(fā)明，漂后紙漿白度可提高到85％ISO以上，由于紙漿白度提高，紙品無需添加有毒的熒光增白劑，可作為食品包裝用紙等；●紙漿強(qiáng)度比傳統(tǒng)CEH漂白提高20％左右；●采用本發(fā)明，成漿返黃率只為傳統(tǒng)CEH漂白的20％。
(6)漂白技術(shù)的適應(yīng)性廣●適應(yīng)木材化學(xué)漿、草類化學(xué)漿的漂白；
●適應(yīng)50噸/日以上各種規(guī)模的化學(xué)漿漂白生產(chǎn)；●適應(yīng)制漿清潔漂白生產(chǎn)線的建設(shè)和傳統(tǒng)CEH漂白生產(chǎn)線的改造。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1結(jié)合圖1，本發(fā)明方法更詳細(xì)的流程包括如下步驟(1)單段雙塔氧脫木素約3％濃度的紙漿泵送至1#真空洗漿機(jī)濃縮至13-15％的濃度，加入約2％NaOH、0.1％MgSO4，通入低壓蒸氣使紙漿達(dá)到約70℃，經(jīng)1#中濃漿泵送入1#中濃混合器，在1#中濃混合器前加入中壓蒸氣使紙漿保持在100-110℃，在2#中濃混合器前通入2％左右氧氣，紙漿經(jīng)2#中濃混合器進(jìn)入1#升流式氧脫木素塔。保持塔內(nèi)溫度為100-110℃，塔頂壓力約為0.6Mpa，紙漿在塔內(nèi)的停留時(shí)間為40-60分鐘。
紙漿從1#升流式氧脫木素塔塔頂出來經(jīng)3#中濃混合器進(jìn)入2#升流式氧脫木素塔，在3#中濃混合器前按需要補(bǔ)加0.5-1.0％氧氣、0.5-1.0％NaOH和中壓蒸氣，保持2#升流式氧脫木素塔內(nèi)溫度在100-110℃，塔頂壓力約為0.4MPa，紙漿在塔內(nèi)的停留時(shí)間約40分鐘，然后由2#升流式氧脫木素塔頂噴放至噴放鍋，噴放鍋底加入稀釋水將紙漿稀釋至約3％的濃度，然后泵送至2#真空洗漿機(jī)和3#真空洗漿機(jī)進(jìn)行串聯(lián)洗滌濃縮。
(2)氯酸鹽漂白(H)經(jīng)3#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮至8-10％的紙漿加入約2.5％左右的次氯酸鹽，通過1#低濃混合機(jī)，并通入低壓蒸氣至40℃左右，混合均勻的紙漿進(jìn)入降流漂白塔，塔內(nèi)停留時(shí)間約為1.5小時(shí)，塔底稀釋紙漿至3％左右的濃度，泵送至4#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮。
(3)活化劑預(yù)處理(M)經(jīng)4#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮的紙漿調(diào)整濃度至5％左右通過2#低濃混合機(jī)，加入約0.5％的M活化劑，并通入低壓蒸氣至50℃左右，混合均勻的紙漿進(jìn)入降流預(yù)處理塔，塔內(nèi)停留時(shí)間為40min左右，塔底稀釋紙漿至3％左右的濃度，泵送至5#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮。
(4)過氧化氫漂白(P)紙漿經(jīng)5#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮至13％左右的濃度，加入約2％NaOH、2％Na2SiO3、0.1％MgSO4，通入低壓蒸氣使紙漿達(dá)到50℃左右，經(jīng)2#中濃漿泵送入4#中濃混合器，在4#中濃混合器前加入低壓蒸氣使紙漿保持在90-95℃，在5#中濃混合器前通入2.0-2.5％過氧化氫，紙漿經(jīng)5#中濃混合器進(jìn)入升流式過氧化氫漂白管，再進(jìn)入降流式過氧化氫漂白塔，紙漿在塔內(nèi)停留90min左右，塔底稀釋紙漿至3％左右的濃度，泵送至6#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮。
以上各種助劑的用量均相對與絕干漿，得到紙漿白度80-85％ISO，產(chǎn)率92-95％。
實(shí)施例2日產(chǎn)150噸蘆葦化學(xué)漿清潔漂白方法(1)紙漿濃縮和氧脫木素藥品的加入漂前紙漿卡伯值約為15-20左右。
保持存池紙漿溫度在40℃、濃度在3％左右，用漿泵將紙漿泵入1#真空洗漿機(jī)濃縮，濃縮后紙漿濃度約為13-15％。
在洗漿機(jī)出口螺旋加入約2％NaOH、0.1％MgSO4(對絕干漿計(jì))進(jìn)行混合，通過重力送入氧脫木素系統(tǒng)。
(2)紙漿氧脫木素及洗滌濃縮紙漿進(jìn)入1#中濃漿泵立管，在立管下端加入低壓蒸氣，提高紙漿溫度到70℃左右，紙漿經(jīng)1#中濃漿泵送入1#中濃混合器，在1#中濃混合器前加入中壓蒸氣提高紙漿溫度至110℃，再經(jīng)2#中濃混合器送入1#氧脫木素塔底部，在2#中濃混合器前加入2％氧氣(對絕干漿計(jì))。紙漿在1#氧脫木素塔的停留時(shí)間為40-60分鐘，保持塔內(nèi)溫度110℃，塔頂壓力0.6Mpa左右。
利用中濃漿泵的壓頭將1#氧脫木素塔頂部出來的紙漿送入3#中濃混合器，按需要3#中濃混合器前補(bǔ)加0.5％氧氣、NaOH以及中壓蒸氣，保證紙漿溫度在105-110℃，3#中濃混合器出漿從2#氧脫木素塔底部進(jìn)入，紙漿在2#氧脫木素塔的停留時(shí)間為40分鐘左右，保持塔內(nèi)溫度105-110℃，塔頂壓力0.4Mpa左右。
利用2#氧脫木素塔塔頂壓力將紙漿噴入噴放鍋，噴放鍋底注水調(diào)整經(jīng)氧脫木素的紙漿濃度在3％左右，泵入2#真空洗漿機(jī)和3#真空洗漿機(jī)進(jìn)行串聯(lián)洗滌濃縮。
經(jīng)氧脫木素后紙漿脫木素率達(dá)到60％左右。
(3)紙漿次氯酸鹽漂白及洗滌濃縮經(jīng)洗滌濃縮的紙漿調(diào)整濃度為10％左右，加入2.5％的次氯酸鈣，由1#低濃混合機(jī)混合后從次氯酸鹽漂白塔上部進(jìn)入，在1#低濃混合機(jī)中加入低壓蒸氣，保證紙漿在次氯酸鹽漂白塔的溫度在40℃左右，停留時(shí)間控制在90分鐘。
在次氯酸鹽漂白塔底部注水調(diào)整紙漿濃度在3％左右，然后泵送至4#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮。
(4)紙漿M活化劑預(yù)處理及洗滌濃縮經(jīng)洗滌濃縮的紙漿調(diào)整濃度為5％左右，加入0.5％的M活化預(yù)處理劑，由2#低濃混合機(jī)混合后從M預(yù)處理塔上部進(jìn)入，在2#低濃混合機(jī)中加入低壓蒸氣，保證紙漿在M預(yù)處理塔的溫度在50℃左右，停留時(shí)間控制在40分鐘左右。
在M預(yù)處理塔底部注水調(diào)整紙漿濃度在3％左右，然后泵送至5#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮。
(5)紙漿過氧化氫漂白及洗滌經(jīng)洗滌濃縮至13％左右的紙漿，加入1.5％NaOH、0.1％MgSO4和2％Na2SiO3，在5#真空洗漿機(jī)出口螺旋中混合進(jìn)入2#中濃漿泵立管，在立管下端加入低壓蒸氣，提高紙漿溫度至50℃左右，紙漿經(jīng)2#中濃漿泵送入4#中濃混合器，在4#中濃混合器前加入低壓蒸氣提高紙漿溫度至90℃，在5#中濃混合器前加入2.0-2.5％過氧化氫(對絕干漿計(jì))，通過5#中濃混合器送入過氧化氫升流管，然后進(jìn)入過氧化氫降流漂白塔。紙漿在降流漂白塔的停留時(shí)間90-120分鐘，保持塔內(nèi)溫度90℃。
在過氧化氫降流漂白塔底部注水調(diào)整濃度在3％左右，然后泵送至6#真空洗漿機(jī)洗滌濃縮。
漂后紙漿白度達(dá)到80-85％ISO。
以上各種助劑的用量均相對與絕干漿，產(chǎn)率92-95％。
權(quán)利要求
1.一種紙漿清潔漂白方法，其特征在于包括以下步驟(1)單段雙塔氧脫木素濃度為13-15％重量的紙漿中加入占紙漿1.5-2.5％重量的NaOH和0.05-0.10％重量的MgSO4，通入蒸汽升溫至100-110℃，通入占紙漿1.5-2.5％重量氧氣，置于第一個(gè)升流塔內(nèi)，塔頂壓力為0.55-0.65Mpa，塔內(nèi)溫度為100-110℃，紙漿在塔內(nèi)的停留時(shí)間為40-60分鐘；(2)次氯酸鹽漂白洗滌步驟(1)得到的濃縮紙漿至8-10％重量，加入占紙漿2.0-3.0％重量次氯酸鹽，通入蒸氣升溫至35-45℃，進(jìn)入降流塔，塔內(nèi)停留時(shí)間為1-2小時(shí)，塔底稀釋紙漿至2.5-3.5％重量；(3)活化劑預(yù)處理洗滌濃縮的紙漿至5-6％重量濃度，加入占紙漿0.3-0.7％重量的活化劑并通入蒸氣升溫至50-55℃，進(jìn)入降流預(yù)處理塔，塔內(nèi)停留時(shí)間為30-40min，塔底稀釋紙漿至2.5-3.5％重量；所述活化劑是含有酸酐基團(tuán)的有機(jī)化合物；(4)過氧化氫漂白紙漿經(jīng)洗滌濃縮至13-15％重量的濃度，加入占紙漿1.5-2.5％重量NaOH、2.0-3.0％重量Na2SiO3、0.05-0.10％重量MgSO4，通入蒸氣，紙漿在90-95℃下通入占紙漿2.0-2.5％重量的過氧化氫，進(jìn)入升流式過氧化氫漂白管，再進(jìn)入降流式過氧化氫漂白塔，紙漿在塔內(nèi)停留90-120min，塔底稀釋紙漿至2.5-3.5％重量濃度；以上各種助劑的用量均相對與絕干漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于完成步驟(1)后，補(bǔ)加占紙漿0.5-1.0％重量氧氣、0.5-1.0％重量NaOH和蒸氣，置紙漿于第二個(gè)升流塔內(nèi)，保持塔內(nèi)溫度在100-110℃，塔頂壓力為0.35-0.45MPa，紙漿在塔內(nèi)的停留時(shí)間約30-50分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述活化劑是亞硫酸酯酐、順頂烯而酸酐、甘露酐、丁二酐、鄰苯二甲酸酐或馬來酸酐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紙漿清潔漂白方法，包括(1)單段雙塔氧脫木素；(2)次氯酸鹽漂白；(3)活化劑預(yù)處理；(4)過氧化氫漂白。本發(fā)明不采用對環(huán)境產(chǎn)生污染的氯氣，而是使用無污染的氧氣和過氧化氫清潔漂白劑、通過單段雙塔氧漂和活化預(yù)處理實(shí)現(xiàn)高效漂白，其漂白效率高，白度達(dá)85％以上；其建設(shè)投資只為二氧化氯漂白的1/5左右；污染少，其AOX下降70％以上，廢水排放量減少70％，COD
文檔編號(hào)D21H21/14GK1737255SQ2005100369
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者李友明, 陳中豪, 劉明友 申請人:華南理工大學(xué)