过氧化氢在制浆造纸工业上的应用

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1、万方数据过氧化氢在制浆造纸工业上的应用倪永浩”何志斌(加拿大新布朗斯维克大学Limerick制浆造纸研究中心)(*E-mail：yonghao@unb．ca)摘要：介绍近年来过氧化氢(H202)在制浆造纸工业上应用的一些发展。在化学机械制浆方面，传统的碱性H202机械浆(^P艘／APP)的制浆工艺演变成新的PRC．APMP制浆工艺，使H202的漂白效率得到了提高。在机械浆H202漂白化学以及应用技术方面也有了新的发展，比如还原螯合技术(QY)，改良H202漂白技术(PM)，以^堍(OH)2为碱源的H202漂白技术[Mg(0H)2／H202]等。H2吨在化学浆漂白方面也得到

2、了较为广泛的工业应用，主要应用于碱抽提段(如Ep和EoP)和H202漂白段(P)。过氧化氢(H202)广泛用作者简介：倪永浩博士，于制浆造纸工业中的机械浆警鬯型兰兰纸亨掌孝和化学浆的漂白过程，以及墨。誓雾乙盘纛芝釜花≤赢磊桑磊磊菜i磊：苫学、制浆、漂白和浆料性nJ亍⋯⋯帆水叫Ⅲ3刁。u11。田能工作单位及职务：加拿于H202的价格较高，所以大NewBrunswi。k大学化H202漂白效率常常是影响学工程系和化学系教授。漂白浆特别是漂白机械浆生产成本的主要因素。近年来有很多研究试图提高H202在制浆和漂白中的利用效率，并在基础理论和应用技术上取得了一些进展。1H202用于机

3、械浆的制浆1．1APMP制浆技术碱性H202机械浆(APMP或APP)的制浆技术于20世纪80年代末开始工业化。在APMP或APP的制浆技术中，H202与NaOH用于磨浆前的木片浸渍，以同时完成软化和漂白木片的作用11-5J。在CTMP制浆工艺中的木素磺化处理可提高浆料纤维的结合强度。而在APMP制浆工艺中，碱性H202浸渍处理可使纤维碱性润胀并同时氧化木素，增加其羧基含量，从而提高纤维的结合强度【2

4、。BCTMP和APMP，以及近年来开发的PRC．APMP化学机械浆的制浆工艺中都包括较温和的化学预处理和机械磨浆两个过程。但3者在磨浆能耗、漂白化学药品的应用效率和成本，以

5、及浆料性能方面有所差异【1-8J。在典型的APMP流程中，木片经过筛选、洗涤和汽蒸之后，先进入DTPA／EDTA浸渍段，以除去有害的金属离子，然后是一段或两段碱性H202浸渍。浸渍后的木片在60。80℃的反应仓中停留60min左右，然后进入一段磨。从一段磨出来的浆料经过中间池稀·56·释之后在压榨机内脱水，然后进入二段磨。H202和NaOH的用量～般分别为3％～6％和1％～5％。碱性H202浸渍药液一般还含有DTPA、Na2Si03和M签04等H202稳定剂。增加碱用量可以提高纤维的结合强度和纸页的紧度，但纸页的光散射系数将下降。磨浆能耗也将随用碱量的增加而减少。由于木片

6、在碱性H202浸渍中得到较充分的润胀和软化，APMP工艺的磨浆能耗明显低于BCTMP工艺11-5j。PRC．APMP制浆工艺是在原有的APMP流程上的改进14，7j：碱性H202浸渍段的温度较低，而且只加入少部分的药液(约占总量的1／3)，大部分碱性H202药液(约占总量的2／3)在一段磨的稀释水孔和／或喷放管中加入；在一段磨后增加一停留塔。一段磨喷放的浆料以较高的浓度进入漂白反应塔中停留30～120min以进一步完成漂白反应。漂后的浆料经过第二段磨浆、消潜、筛选、除渣和浓缩进入纸机贮浆池。虽然两种工艺都是在制浆过程中使用碱性H202药液，但PRC．APMP与传统APMP

7、的本质区别在于前者是在高浓条件下漂白浆料而后者则是漂白木片。两者在漂白效率上有差别。在APMP制浆条件下，碱性H202药液难以均匀渗透到木片中心，漂白反应难以均匀进行，因而其漂白效率比PRC．APMP要低。但是，在PRC—APMP工艺中浆料在一段高浓磨后没有经过消潜处理而直接进入高浓漂白塔，可能会对纤维的性能造成一些不可逆的影响L8J。尽管PRC．APMP的漂白效率比传统的APMP要高，但与BCTMP的漂白效率相比仍有差距。原因在于漂白前浆料的净化程度不同。虽然PRC—APMP工艺中的第一段螯合浸渍可以去除木片中的部分过渡金属离子，但效率并不高。过多残留的过渡金属离子造成

8、Ch／naPulp&Paper2006Supplement万方数据●}—————————’1’‘。‘‘‘—————、H202的过度分解。木材中的水溶性抽出物对漂白也有不利影响。在BCTMP的工艺流程中，漂白是在制浆完成后进行的。浆料在H202漂白前经过了稀释、筛选、除渣、浓缩及漂前压榨脱水，因而得到了较充分的洗涤。再经过EDTA／DTPA螯合处理和洗涤后，大部分有害的过渡金属离子和抽出物已被除去。此外，在BCTMP的MC．HC两段漂系统中，新鲜的碱性H202药液一般只加在第二段漂白，其漂白废液循环到第一段漂白，以利用其中的残余