[发明专利]硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法

说明书

本发明涉及无(少)污染漂白工艺技术，具体是指氧脱木素后的硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法。

漂白废水是制浆造纸工业的主要污染源。最近世界科技界专家认为无元素氯(ECF)漂白工艺是一种防止污染的工艺方法。典型的无元素氯(ECF)漂白工艺为氧脱木素硫酸盐木浆→二氧化氯处理→洗涤→碱处理或H₂O₂强化的碱处理或O₂和H₂O₂强化的碱处理→洗涤→二氧化氯漂白→洗涤→二氧化氯漂白→洗涤→贮浆池(即D₀E_pD₁D₂)。但是，目前我国只有少数几家工厂使用，由于ClO₂必须在生产现场制备，而制备ClO₂的设备及其技术均依赖进口，投资大。国内绝大部分工厂仍然采用氯化——碱处理——次氯酸盐(CEH)三段漂白方法，该法废水中含有大量有机氯化物，对环境污染极大。

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种减少ClO₂用量，直接降低漂白成本；降低漂白废水中有机氯化物的含量，减少漂白废水处理费用的硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法。

本发明的目的是通过以下措施来实现的：

一种硫酸盐木浆高温二氧化氯漂白方法，它包括至少三段二氧化氯漂白及漂白后的洗涤、碱处理等即D₀E_pD₁工艺过程，其特征在于将常规二氧化氯漂白方法中的第一段即D₀段漂白温度提高至93℃≤漂白温度＜100℃，并将第一段漂白处理时间延长至≥90分钟，至少省去多段二氧化氯漂白中的一段二氧化氯漂白过程。第一段即D₀段最佳漂白温度为95℃，最佳漂白处理时间为90分钟。

典型的二氧化氯漂白工艺常规D₀段漂白温度一般为40～60℃，时间为60分钟，在该温度下纸浆中的己烯糖醛酸会和ClO₂漂剂起反应，而消耗一部分ClO₂。木材中聚-O-2酰基-4-O-甲基葡萄糖醛基木聚糖在硫酸盐蒸煮中，其4-O-甲基葡萄糖醛酸侧基发生脱甲醇作用，在六元环上形成双键，主要产物为4-脱氧-β-左旋-对-己烯-4-糖醛酸，简称为己烯糖醛酸(Hexenuronicacid，简写为HuA)。HuA在碱性条件下对氧和过氧化氢是稳定的，但由于含有非常活泼的双键，很容易和Cl₂，ClO₂，O₃和过氧酸等漂白剂发生反应，会在漂白中消耗一些漂白化学药品，因此它的存在会引起较高的漂白药品消耗。HuA在弱酸性条件下会发生选择性水解。水解生成的主要产物为2-糠酸和5-羧基-2-糠醛。由于HuA的双键所处位置十分特殊，使它和木聚糖的连接比较敏感。利用这一特点，可以用稀硫酸对漂白前的纸浆进行预处理，除去其中大部份HuA。然而，本发明实验表明，在漂前进行酸处理可以有效的除去木浆中大部分的己烯糖醛酸，使纸浆(阔叶木)卡伯值降低3～5单位，但是酸处理段需加硫酸调节pH值，还要在95℃下处理至少3个小时，才能取得理想的效果。而常规工艺D₀段的pH值范围就在4.0～2.5之间，属酸性反应体系。本发明利用漂白段酸性反应体系，通过提高该段温度和延长漂白时间的方法，并经过大量实验获得HuA最佳的酸水解反应条件，用最简单的方法来达到脱除木素和HuA的双重目的，从而减少ClO₂的消耗等。

本发明与现有技术相比具有如下实质性优点：

1、本发明是在系统研究脱除HuA的反应体系和条件后，经实验获得了最佳漂白温度和时间，省去了至少一段漂白，即可达到高白度、高洁净度的要求。本法简单且切实可行，可节约23％以上的ClO₂用量，降低了漂白成本，减少了废水中有机氯化物含量，减少了漂白废水处理费用。本发明与常规二氧化氯漂白工艺的参数比较如表1所示。本发明省去了D₂段漂白，节约ClO₂用量23％，而白度还略超过常规工艺。

2、众所周知，2，3，7，8-四氯代二苯并-对-二噁(TCDD)是在目前已知化合物中毒性最大，动物实验表明其具有强致癌性，豚鼠的半致死量为0.6μg/g。由于本发明ClO₂用量减少近1/4，因而漂白过程中生成的二噁量(以AOX测量)也随之减少。所以本发明具有很大的经济和环境效益。