正文 2.8 幾項實施製漿造紙清潔生產的重大技術(1 / 3)

為了充分地解決製漿造紙的節能減排降耗的重大問題,我國具有自主知識產權的中濃紙漿清潔漂白技術、解決草漿生產中環境問題的關鍵技術及高速造紙機關鍵技術的研究將發揮重大作用,這一部分較詳細地介紹這幾項重大技術。

2.8.1中濃紙漿清潔漂白技術

非木漿是我國主要的造紙原料,其中麥草漿、蘆葦漿、蔗渣漿占非木漿總用漿量的80%以上。為了貫徹《造紙產業發展政策》的“草木並舉,因地製宜,逐步提高木材纖維比重,建立造紙原料基地”的方針,大力發展林紙一體化的同時,農紙結合,充分利用非木材資源成本較低的優勢,降低產品成本,增強產品市場競爭力。

河南、山東、湖南、廣西等省是我國製漿造紙的重要省份,采用麥草、蘆葦、甘蔗渣與竹等非木材製漿的企業較多。但多數製漿廠仍采用傳統含氯漂白方法,廢水排放量大,廢水中含有大量的可吸附有機鹵化物(AOX),給江、河、湖、海的水環境帶來汙染。現有紙漿廠如果不采用新的技術進行改造,將無法麵對國家2008年頒布的2009年5月開始執行的新的汙染物排放標準。因此,在這個社會環境下,經過產學研科技創新平台的努力,最終成功研發具有自主知識產權的中濃紙漿清潔漂白技術。

2.8.1.1紙漿(麥草漿、蘆葦漿、蔗渣漿、竹漿)使用含氯漂白(如老三段CEH

漂白)的危害老三段CEH漂白多數在低濃條件下進行,耗水量大,廢水排放量大。由於不能逆流洗滌,漂白廢水作為中段廢水排放,廢水排放量80~100m3/t漿或更多。

CEH漂白不但含有CODCr、BOD5,更主要是含有有毒有害物質可吸附有機鹵化物(AOX),AOX難以降解,###參考文獻報道了對老三段CEH漂白廢水的檢測結果,發現有的企業所排放的廢水中AOX的含量甚至高達9kg/t漿,這種汙染物如排入江河,直接影響到人體及其他生物的健康,可以認為氯漂白是對水環境汙染的主要根源。

含氯漂白主要存在以下幾個問題:

(1)含氯漂白廢水難處理。由於含氯漂白廢水中含有Cl-,如回用到堿回收,將對設備造成腐蝕,降低堿回收率,如直接排放,也影響廢水的生化處理效果,增加廢水處理難度及處理成本。由於AOX難以降解,一般的生化處理方法作用不大,因此,AOX幾乎直接排放到水係統。

(2)能耗高,低濃漂白增加設備運行時間,降低設備工作效率,限製生產規模,既浪費能源,也增加操作成本。

(3)低濃含氯漂白操作環境差,影響操作工人的身體健康。

(4)漂後漿質量較低,紙漿易返黃。

2.8.1.2中濃紙漿清潔漂白技術的主要技術內容

2.8.1.2.1非木紙漿清潔漂白技術的關鍵點

(1)采用短流程。如OQP、OQHP、ODED,節省投資、保證得率與漂後漿強度。

(2)采用對環境友好的漂白劑:氧氣、過氧化氫、二氧化氯等。

(3)研發有效激發漂白效率的漂白助劑(如活化劑、螯合劑、穩定劑)。

2.8.1.2.2非木漿中濃氧脫木素技術

(1)常規工藝條件(單塔)。反應壓力(塔頂):0.4~0.6MPa;反應溫度:85~105℃;反應時間:50~70min;NaOH用量:2.5%~4%;MgSO4用量:0.4%~0.5%。

(2)關鍵技術。氧氣與中濃紙漿的混合——專用的中濃混合器;雙塔氧脫木素(O/O);篩前氧脫木素與篩後氧脫木素;過氧化氫加強的氧脫木素技術(OP);氧塔的設計(包括布漿器與卸料器);漂前預處理。

2.8.1.2.3非木漿中濃過氧化氫漂白技術

(1)常規工藝條件。反應壓力(塔頂):0.3~0.5MPa;反應溫度:85~105℃;反應時間:60~90min;NaOH用量:0.5%~1.0%;MgSO4用量:0.4%~0.5%;Na2SiO3用量:2.0%~3.5%;螯合劑用量:0.05%~0.1%;過氧化氫用量:2%~4%。

(2)關鍵技術。壓力高溫過氧化氫漂白工藝條件優化;漂前預處理技術;非矽型漂白助劑的應用;過氧化氫漂白活化助劑的應用,提高過氧化氫漂白效率。

2.8.1.2.4非木漿中濃二氧化氯漂白技術

(1)常規工藝條件。反應壓力:常壓;反應溫度:60~80℃;反應時間:1.0~2h;pH(終點):3.5~4.0;ClO2用量:0.5%~1.1%(如不采用氧脫木素,ClO2用量約2.0%~2.2%);NaOH用量:1.4%~1.8%。

(2)關鍵技術。二氧化氯製備及發生器;工藝條件優化。

2.8.1.3中濃紙漿清潔漂白技術

2.8.1.3.1中濃紙漿全無氯(TCF)漂白技術:OQP、OPQP、OQPO

優點:流程簡單靈活,便於工藝參數的調整;不產生可吸附有機鹵化物(AOX);可進行逆流洗滌,氧脫木素段廢水全部進入堿回收,用水量及廢水排放量大幅度減少,大幅度降低汙染負荷;漂後漿質量好,白度高於CEH漂白(80%ISO或以上),返黃值低;所有設備可以國內自己製造,無需進口,因此,投資少。

不足地方:過氧化氫的價格直接影響漂白化學品成本,近期漂白化學品費用(直接成本)偏高,主要原因由於過氧化氫目前售價較高,從800元/t漲到1200元/t(27.5%)。

2.8.1.3.2中濃紙漿無元素氯(ECF)漂白技術:DED、DEDP、ODED

優點:流程簡單靈活,便於工藝參數的調整;可在二D段中進行逆流洗滌,采用氧脫木素段時,氧脫木素廢水全部進入堿回收,用水量及廢水排放量大幅度減少,降低汙染負荷;漂後漿質量好,由於二氧化氯脫木素針對性比較強的特點,可將漂後漿漂至高白度(85%ISO以上)。

不足之處:設備投資遠遠超過上述的全無氯漂白技術,按目前實踐經驗,年產量6萬t紙漿的生產線,超出約3000多萬元;二氧化氯生產係統依靠進口;工業製備二氧化氯(R6法)始終含有5%~10%的Cl2,漂白廢水中仍存在有機鹵化物(AOX);操作維護要求嚴格。