高浓废纸浆过氧化氢漂白技术与装置的研究

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21世纪是走绿色环保、可持续发展之路的新世纪。一方面,废纸是一种重要的可再生资源,近十几年来,世界各国高度重视废纸资源的利用,废纸利用率和回收率逐年增长。另一方面,当前纸浆漂白正朝着无元素氯(ECF)和全无氯(TCF)的方向发展,过氧化氢作为一种重要的无氯漂白剂,广泛用于废纸浆清洁漂白中。应用过氧化氢漂白纸浆的关键是如何抑制过氧化氢的无效分解,提高漂白效率,降低生产成本。在纸浆和漂白剂能够均匀混合的情况下,纸浆漂白浓度越高,漂白效果越好。随着高浓工艺与设备的发展和完善,由高浓漂取代中浓漂已成为一种趋势。本论文在学习和研究高浓纸浆过氧化氢漂白化学反应机理和工艺条件影响的基础上,对高浓过氧化氢漂白的主要设备装置的结构进行了分析和探讨。认为高浓纸浆浓缩设备、高浓混合器和高浓漂白塔及其卸料装置等关键设备的发展和完善,促进了高浓纸浆过氧化氢漂白技术的发展。本论文以广州造纸股份有限公司650t/d废纸脱墨浆生产线的高浓废纸脱墨浆过氧化氢漂白系统为基础,研究了引进的高浓废纸浆过氧化氢漂白生产线。又通过设备改造将两条旧废纸脱墨浆生产线的漂白系统改造为高浓过氧化氢漂白,年节约生产成本1000万元以上,为实现高浓废纸浆过氧化氢漂白工艺技术的推广、设备的国产化和高效使用奠定基础。高浓过氧化氢漂白的工艺条件主要包括H2O2用量、NaOH用量、Na2SiO3用量、温度和时间等。本论文以70%的8号美废、20%的港废和10%的道林纸为废纸原料的漂前高浓废纸脱墨浆为实验原料,通过优化实验确定高浓废纸脱墨浆过氧化氢单段漂的最佳漂白工艺条件为:H2O2用量2.5%、NaOH用量0.8%、Na2SiO3用量1.6%、温度80℃、时间60min。在该实验室最佳漂白工艺条件下,漂白增益为78%ISO,漂后浆白度能满足新闻纸对浆料白度的要求。在实验室获得最佳漂白工艺条件的指导下,本论文又在实施高浓漂白改造后的250t/d废纸脱墨浆生产线进行了生产性试验,试验结果表明:(1)改造后的漂白系统设备运行比较平稳,能够满足高浓过氧化氢漂白要求。(2)生产最佳工艺条件与实验室大致相同,H2O2用量为2.5%;漂白温度为80℃、漂白时间为60min;但发现Na2SiO3用量与H2O2用量有关,最佳比例为Na2SiO3/H2O2=0.8;NaOH用量以漂后浆pH为7.8时最佳,约为0.6%0.8%。
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