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華南理工大學(xué) 制漿造紙工程新技術(shù)與裝備研發(fā)中心

6萬噸/年 H-P清潔漂白方案 （以蘆葦漿為例） 

漂白工段說明 

1.工藝流程的確定

　　 傳統(tǒng)氯化（C）－堿處理（E）－次氯酸鹽（H）三段漂白中，C段和E段產(chǎn)生的污染物（可吸附有機(jī)污染物AOX）含量最高，毒性最大，其中的四氯二苯二惡英及呋喃，簡稱二惡英呋喃，是毒性最大的致癌物質(zhì)，廢水的色度也最深。并且，產(chǎn)生污染物大部分隨廢水排出，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境；也有少量殘留在紙漿中，影響紙品的衛(wèi)生質(zhì)量和用途。因此，淘汰C段和E段是當(dāng)前提高我國漂白草漿質(zhì)量、降低漂白污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的直接有效措施；同時(shí)富集的氯離子對(duì)設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性，因而漂白廢水除自循環(huán)的外，其余無法直接回用，只能排放掉，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。 

　　 過氧化氯作為一種環(huán)境保護(hù)型的紙漿漂白助劑，廣泛用于化學(xué)漿、機(jī)械漿、脫墨漿等漿種的漂白，具有使用方便、白度增值高、白度穩(wěn)定性好（返黃低）、漂白得率高的優(yōu)點(diǎn)，且在漂白過程中不產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物；相比二氧化氯漂白等，還具有漂白成本低的特點(diǎn)。因此，采用過氧化氫漂白（P）是新上漂白項(xiàng)目的首選漂白方法之一，也是采用CEH（氯化－堿處理－次氯酸鹽漂白）及H（次氯酸鹽漂白）漂白方法的工廠進(jìn)行技術(shù)改造的較好的漂白技術(shù)。 

      堿性過氧化氫漂白主要是消除漿中的發(fā)色基團(tuán)，直接提高漂漿白度，因?yàn)槠瘽{得率高，有人稱為保留木素的漂白劑，漂白過程中由于金屬離子等的催化，也存在HO.、OOH.等自由基，HO.及O2-.與木素的酚結(jié)構(gòu)反應(yīng)，增加木素分子的親水性及溶解性，從而提高脫木素效果，進(jìn)一步提高漂漿白度和白度穩(wěn)定性。

H2O2在堿性條件達(dá)到分解平衡：

　　 H2O2 +OH －<=>HOO－+H2O

　　 H2O2＋HOO －<=>HO?+O2－?+H2O

　　 H2O2＋HOO －<=>OH－+O2+H2O

　　 堿性條件有利于過濾氧化氫產(chǎn)生分解，使其與木素產(chǎn)生相應(yīng)的漂白反應(yīng)，但通常在紙漿中含有金屬離子，在金屬離子存在下，尤其是Fe、Mn、Cu等，過氧化氫產(chǎn)生分解，而且其分解的速度要比過氧化氫的堿性分解快得多，因此，在這一類金屬離子存在的條件下，過氧化氫因來不及與木素產(chǎn)生反應(yīng)，便會(huì)無效分解而消耗殆盡。 

　　 如何消除紙漿中金屬離子的影響并增加紙漿過氧化氫的漂白活性，使過氧化氫與木素達(dá)到最佳的反應(yīng)條件，是本項(xiàng)目組多年來致力研究的方向，并取得了較好的研究成果，應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 

　　 本方案流程采用H－P的清潔漂白流程，整個(gè)漂白流程中基本上消除了氯化所產(chǎn)生的有機(jī)氯污染（有機(jī)氯即使經(jīng)中段廢水生化處理也不能完全消除其污染），只保留次氯酸鹽漂白段，以保證白度及較低的成本。 

2.工藝流程說明

　　 紙漿經(jīng)提取黑液、篩選、除砂后，濃縮至12％左右的濃度，經(jīng)螺旋輸送機(jī)破碎，加入稀釋液及Ca（C1O）2，進(jìn)入次氯酸鹽漂白塔漂白，漂后紙漿經(jīng)真空洗漿機(jī)洗滌濃縮后添加NaOH、螯合劑、保護(hù)劑、穩(wěn)定劑等進(jìn)行螯合、活化處理，然后紙漿進(jìn)入中濃漿泵立管，經(jīng)中濃泵輸送進(jìn)入1＃、2＃中濃混合器，在1＃濃混合器通入蒸汽，提高紙漿溫度使之達(dá)到80～100℃，過氧化氫在2＃中濃混合器加入，然后進(jìn)入升降流式過氧化氫漂白塔進(jìn)行過氧化氫漂白，漂后紙漿送真空洗漿機(jī)洗滌，洗后紙漿送入漂后貯漿塔。 

3.漂白工藝條件

（1）次氯酸鹽漂白段（H段）

　　 漿濃 7～10％ 

　　 溫度 35－40℃ 

　　 時(shí)間 50－60分鐘 

　　 Ca（C1O）2用量 3－5％ 

（2）過氧化氫漂白段（P段）

　　 漿濃 10－12％ 

　　 溫度 80－100℃ 

　　 時(shí)間 120－150分鐘 

　　 NaOH 0.1～0.3% 

　　 H2O2用量 3－4％ 

　　 螯合劑 0.05％ 

　　 保護(hù)劑 0.5％ 

　　 穩(wěn)定劑 2～2.5％ 

4.主要設(shè)備及工藝管線、自控儀表的要求

（1）中濃紙漿過氧化氫漂白升降流式漂白塔

　　　 升、降流反應(yīng)時(shí)間比： 1∶5 

　　　 塔體尺寸根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目情況確定 

（2）中濃混合器（ZH12）

　　 配用電機(jī)：15Kw(Y160L-4) 

　　 設(shè)備總量：約350Kg 

　　 進(jìn)出口直徑：DN150/DN125（進(jìn)/出），提供連接法蘭 

　　 機(jī)械密封水壓力：0.25～0.3MPa 

　　 機(jī)械密封水流量：≤101/min 

　　 動(dòng)荷系數(shù)：1.2 

（3）工藝管線

　　 H-P漂白段漂白助劑管道材質(zhì)除H2O2外，其余均為工程塑料，H2O2管道應(yīng)為不銹鋼304，P段所有與紙漿接觸的管道材料均為不銹鋼304。所有助劑的加入點(diǎn)如工藝流程圖所示，加入方式應(yīng)采取多點(diǎn)加入，以增加后續(xù)的混合效果；所有助劑的加入應(yīng)選用計(jì)量泵，力求工藝條件準(zhǔn)確。 P段泵后蒸汽管道入口與中濃漿出口的距離應(yīng)在2米以上，以防蒸汽反竄；蒸汽管入口后的第一個(gè)法蘭連接處應(yīng)添加一波紋管，避免管道連接因熱膨脹而損壞。 

P段中濃漿泵與過氧化氫漂白塔的距離越短越好，盡量減少管線彎頭的數(shù)量，并采用較大曲率半徑的彎頭。

（4）自控儀表

　　 中濃混合器機(jī)械密封水應(yīng)設(shè)流量低限報(bào)警及停機(jī)，其余參照工藝流程圖上的控制點(diǎn)，根據(jù)工廠實(shí)際，盡可能提高自控水平。 

5.漂白蘆葦漿化學(xué)品消耗