[发明专利]一种利用KOH与H2O2发生反应的清洁制浆工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种制浆造纸新技术和环境保护新方法，尤其涉及草浆造纸清 洁生产新工艺。

背景技术

造纸行业是我国的一个支柱产业，从2000年到2009年，中国造纸业的年 产量从3050万吨提升至8640万吨，10年增长了近两倍，年平均增长率达10％ 以上。目前，造纸行业约占排放总量50％的废水尚未进行达标处理，造纸工业 废水污染问题仍然很严重。以非木浆为主的我国制浆造纸工业的单位产品废水 排放量较高，主要来自制浆过程产生的各种废水，其中以蒸煮黑液的污染最为 严重，约占制浆造纸总污染物产生量的90％左右。其含有难降解的木质素及其衍 生物，是一种高碱性的有机废水，特点是碱性强、色度高、有机物含量高，处 理困难，易引起水体污染和生态环境的严重破坏。

近年来，黑液的治理也取得了一定的进步，但是多为末端治理技术，如碱 回收法、化学絮凝法、酸析法、膜分离法、生物法。末端治理的缺点较多，如 构筑物单元多、运行动力成本高、投加药剂量大、容易产生二次污染等，可见 通过传统的末端治理并不能有效地消除制浆黑液对于环境的污染，不完全符合 清洁生产以及可持续发展的环保理念。

关于清洁制浆的专利发明也有很多：

CN101200862A公开了一种草类或阔叶类为原料的清洁制浆工艺，通过两道 高浓磨和高浓漂白保温仓利用尿素和中性亚硫酸钠来脱木素，属于亚硫酸盐法 制浆，并在此过程中投加过氧化氢、氢氧化钠和草酸等进行漂白。但该工艺仍 然避免不了产生红液的问题，回用和处理难度大，真正实施废水(液)零排放 的可能性不大。

CN101929089A公开了一种应用湿式催化氧化反应制备纸浆的清洁制浆工 艺及实施该工艺的设备，其特点是在湿式催化氧化反应釜中利用经过催化剂引 发的氧气在水体中产生大量具有强氧化型的羟基自由基等活性基团来脱除木素 和分解生色基团。该工艺要求反应温度高(150-300℃)、压力大(1-15Mpa)、 反应时间长(1-24h)，催化剂成本高，其设备投资和生产成本均高于传统造纸工 艺。

CN101613969A公开了一种纸品浆料的成浆工艺，将预处理后的原料在高温 高压下与强碱性物质和强氧化剂进行反应脱除木质素，该工艺要求反应在高压 (1-6atm)下进行，氧化剂用量达到了原料的1.2倍，用量多，生产成本偏高。 而且产生的废液虽然比其它黑液浓度低，后续处理难度仍然较大。

CN1847520公开了一种利用过氧化氢遇过量碱性物质剧烈分解制取纸浆方 法，该工艺权利要求书中所述碱性物质为氢氧化钠，当以稻草、芦苇等为原料 时，氢氧化钠作为碱性物质的效果不如氢氧化钾，而且在该专利中未说明所得 纸浆品质和废液性质相关数据指标，难以判断其实施效果如何。

发明内容

本发明提供一种利用KOH与H₂O₂发生反应的清洁制浆工艺，该反应剧烈 并且释放热能，使得本改进工艺可以在常压下进行蒸煮制浆，并且制浆废液在 蒸煮过程中同时被漂白。其目的是按照清洁生产理念对制浆造纸企业的制浆工 艺进行技术革新，从黑液产生的源头改进工艺，最大限度地简化反应条件，减 少造纸黑液产生，提升粗浆质量，以实现环境保护和造纸生产的双赢目标。

本发明技术方案如下：

(1)将草类原料干燥、除尘，可以切短至长度小于2cm；

(2)在密闭煮浆锅内加入水，加热至沸腾，放入切短后的原料、KOH和第 一次蒸煮助剂煮浆至再次沸腾，搅拌；不超过1h后，加入H2O2和第二次蒸煮 助剂，煮浆1h-3h，直至原料成稀糊状，停止煮浆；KOH用量为5％-11％；H2O2 用量为10％-18％；第一次蒸煮助剂为Na2SO3、Na2SiO3和DTPMP，用量为： Na2SO31％、Na2SiO310％、DTPMP1％；第二次蒸煮助剂为(NH₂)₂CSO₂，用 量为0.3％；煮浆用水量为3t水/1t稻草，反应温度为80-100℃，反应压力为常 压；

(3)过滤洗浆，得到废液和粗浆；

本发明的有益效果与传统烧碱法相比，明显减少黑液的产生，降低废液COD 值，提高了制浆得率，且得到的粗浆强度和白度均符合生产要求。制浆过程中， 采用常压蒸煮，温度80-100℃，相比于传统烧碱法高温高压制浆工艺，能耗降 低。