造纸制浆氧化白液制备系统简介
制浆造纸废水及处理PPT38页

气浮法是白水处理中较常用的方法。白水中所含的物质为短纤维、 填料、胶状物以及溶解物,它经过调节后在气浮池内与减压后的溶气
水混合,进行气浮操作过程。完成分离后,清水入清水池供纸机回用, 短纤维进入浆池供造纸机回用。
白水 → 调节池 → 混混凝凝池 → 气气浮浮池池 → 清水池
池
↓
浆浆池池
除气浮法外,还有絮凝法、过滤法、膜分离法等方法。
(4)燃烧法 燃烧法的工艺流程是利用烟道气余热、外加煤热量蒸发浓缩黑液, 然后将木素等有机物燃烧,同时回收碱。
(5)混凝法 混凝法是向废水中投入一定量的混凝剂,使废水中难以自然沉淀的胶 体状污染物和一部分细小悬浮物经过脱稳、凝聚、架桥等反应过程, 形成具有一定大小的絮凝体,再在后续沉淀池中沉淀分离,从而使胶 体状污染物得以从废水中分离出来的方法。可用工业废渣以废制废。
目录
一、制浆造纸废水污染现状 二、制浆造纸废水的分类及污染组成 三、制浆造纸废水的处理方法 四、工程案例
什么是制浆造纸?
• 制浆是指利用化学方法、机械方法或两者结合的方法使植 物纤维原料离解变成纸浆的过程。
• 基本过程:备料→制浆→洗涤→筛选→漂白→纸浆 • 造纸是指将纸浆分散开获得交织均匀的薄片。 • 基本过程:纸浆→打浆→施胶→加填→调浓→纸页成型→
废水。黑液中含有大量的碱木素、半纤维素和纤维素的分解物等有 机物,还含有各种钠盐。红液是指用亚硫酸盐法直接蒸煮原料而产 生的废水。
• 3.洗选废水
指设备的贮槽清洗水。洗浆为了最大限度提取黑液,提高化学药品的 回收率。如果管理得当、封闭用水,基本上不排出废水。少量的清 洗水呈棕黑色,有机污染物浓度很高。
为了防止制浆造纸废水中的污染物对我国环境造成破坏,对制浆 造纸废水进行处理已成为必不可少的环节。
制浆造纸工程原理课程第二章 化学法制浆

与残余木素含量之间的关系随原料种类和制浆方法的不同而
有差别,可通过实验确定。
制浆造纸原理与工程
The Kraft Process
Benefits
All wood species can be used as raw material
The process is relatively insensitive to bark
植物纤维的组织结构: ML, P, (ML+P=CML), S1 S2 S3
木素的分布: 密度 ML(胞间层)最大
含量 S2层最大 据有关研究,目前认为脱木素顺序: 硫酸盐法和酸性亚硫酸盐法:S层先于ML层 中性亚硫酸盐法:ML层先于S层
制浆造纸原理与工程
四、蒸煮过程脱木素反应历程
1. 针叶木硫酸盐法脱木素反应历程
7.2% Na2S + H2O
Na2S
+ Sulfidity, 30% NaOH (AA, 24%) 16.8% 20.4% (16.8%+3.6%) NaOH-----------------NaOH (EA)
制浆造纸原理与工程
第二节 蒸煮原理
一、蒸煮液对原料片的浸透作用
主要表现在两个方面:毛细管作用和扩散作用 1. 毛细管作用:主要靠外加的压力和表面张力产生的压力作用浸 透,通过导管-、管胞、纤维的胞腔进行。 影响因素:纹孔的多少及其大小、原料品种、边材与心材(毛 细管浸透速率与毛细管半径的四次方成正比) 水分含量(适宜于较干的原料片,但需排除原料毛细管内的空 气) 压力差(毛细管浸透速率与压力差成正比) 无论碱性或酸性蒸煮液,纤维轴向的毛细管作用总是大于横向的 毛细管作用(约50~200倍,)
制浆造纸原理与工程
造纸工艺流程

1.5~2.5mm2
交货水分
单位 g/m2 mm S % 次 g/cm3
mN.m (g.cm)
个/ m2
%
规 A等
定 B等
C等
200,220,250,270,300,350,400,450
0.5 14 80.0 10 0.60-0.80 3.5(36.0) 4.0(40.8) 4.5(46.4) 4.5(46.4) 4.5(46.4) 6.5(67.0) 6.5(67.0) 10.0(103) 20 4 不许有 不许有 5.0-9.0
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4、干燥:把湿纸烘干到标准 水份,并使全幅水份均一, 纵向水份连续稳定。 作用:提高纸的强度、平滑 度
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5、施胶:在纸浆或纸页表面添加抗水性物质,使纸页 具有延迟流体的渗透性能 影响参数:吸水
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6、压光:通过上下辊 的加压使达到需要的紧 度,并对纸面起到一定 的修饰作用。 影响参数:平滑度、光 泽度、厚度和纸幅的均 匀性
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5、供浆系统
6)热分散:经过加热、搓揉、挤压使胶粘物细化,, 变成40um以下,看不见的细小颗粒。(胶粘物危害) 胶粘物危害:影响外观(与原纸颜色不协调)、容易导 致纸病(降低原纸强度)
热分散后
浆料
7)泵入流浆箱
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三、造纸段工序介绍
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工艺流程:
面浆
造 衬浆 纸 段 芯浆
底浆
复合 压榨
要求(可塑性、耐热、导电等),节省纤维原料降低 成本;滑石粉、白土、钛白粉、石膏 • 染色与调色:增白、加黄、调灰等 • 湿强剂:增加湿纸强度;完全浸水后的纸张强度; 相片纸、胶片纸 • 干强剂:增加干纸的强度,一般打浆实现,但打 浆高成本也高,同时其他撕裂、透气、稳定性会降低, 故而使用干强剂增加纸张强度。 • 助留、助滤和分散剂:助留——提高填料和细小 纤维的留着;助滤——改善滤水性能,提高脱水速率; 分散:使纤维在浆液中不絮聚。 • 除气剂、消泡剂、防腐剂、树脂控制剂、柔软剂、 抗静电剂、阻燃剂、防水剂、絮凝剂 4)贮浆池:纸浆浓度4-5%
最全造纸工艺流程

最全造纸⼯艺流程1、制浆⼯艺流程(1)植物纤维原料制浆(⽊浆、⾮⽊浆)⼯艺流程废液回收利⽤废液提取洗涤筛选浓缩说明:纤维离解对化学法制浆⼯艺是蒸煮过程,对机械法制浆⼯艺是粗磨过程,对化机法、半化学法制浆⼯艺是化学预处理过程和磨浆过程。
(2)废纸原料制浆⼯艺流程碎解脱墨(漂⽩)浓缩废纸除杂废⽔处理回⽤浓缩贮存热分散2、造纸⼯艺流程贮浆精磨流体浆贮浆配浆池浆板碎浆贮浆精磨贮浆.混浆贮存贮浆成浆调料抄前池⽩⽔回⽤流浆⽹稀释冲筛选净化说明:①造纸机的⼲部和湿部都要有损纸回抄过程;②以上⼯序可以根据制浆造纸企业制造⽅法、产品品种和档次的不同有所增加或删减。
⽊浆的制造参见:制浆⼚⽊浆可以按照下⾯的⼏个步骤制造:先,取出⽊材的树⽪。
脱去树⽪的过程1.⾸可以有⽔的参与,也可以没有。
树⽪通常会被回收⽤作纸浆和造纸的燃料。
.2.分离⽊材中的纤维素纤维,这可以通过下⾯⼏种⽅法完成:⽊材可以⽤研磨机(巨⼤磨⽯)来粉碎,然后⽤⽔浸泡制造研磨浆(GW)。
机械浆⽤于制造需要较⼩强度的纸品,如新闻纸和纸板。
⽊材也可以⽤盘磨机来粉粹在⾼温⾼压下⽤蒸汽来制热磨机械浆TM。
热磨机浆在质量上与研磨浆有所不同除了盘磨机化学品也可以⽤于分离纤维素维这种⽅法制造出来的⽊浆称化学热磨械浆CTM。
研磨浆、热磨机械浆和化学磨机械浆都称为机械浆机械浆将随时间推⽽变黄,这是由于纸浆有⽊质素化学是通过将碎⽊⽚和化学品在称为蒸器的⼤桶中混合制造出来的热的效果和化分解将纤维素纤维结合在⼀起的⽊质素⽽破坏⽊质纤维包含⽊质素和其他分解的材化学浆⽤于制的液体将被⼲燥并⽤作燃料。
.需要很结实的纸张,或与机械浆相混合给产品带来不同的特质。
化学浆包括硫酸盐浆。
纸浆也可以⽤废纸和废纸板来制造。
回收纸浆通常⽤于制造纸板、新闻纸和卫⽣纸。
进⾏中的研究致⼒于开发⽣物纸浆,类似于学制浆但使⽤真菌分解掉不想要的⽊质素保留纤维素纤维这将降低与化学制浆相关污染,具有重⼤的环境意义在流程的这个环节上⽣产出的纸浆就可以⾏漂⽩以制造⽩⾊纸品⽤于漂⽩纸浆的化物是造成环境问题的⼀个原因最近制浆⾏已经开始使⽤氯⽓的替代品,如⼆氧化氯、⽓、臭氧及双氧⽔纸浆混合物就被送到造纸机进⾏成形和⼲燥。
造纸工艺流程简介

造纸工艺流程简介造纸的原料主要有两种:一种是含纤维的植物,还有一种就是现在比较环保的废纸在回收; 第一种原料造纸比较复杂一点,先要切碎,在加高浓度碱水进行高温蒸煮,还要经过CX筛、高频震动筛、洗浆机、压滤机等机械去除原桨中含有的碱水,然后进行漂白;漂白后经洗涤加水配成 %的桨液就可以造纸了. 第二种就简单一点了;将废纸、工业双氧水、脱墨剂、碱、水按一定比例配好,用水力碎桨机打一定的时间;最后用跳筛筛去杂质就可以造纸了; 不管用什么方法造纸,原理都是一样,就是把造纸原料的纤维打碎,再经高温从新结合;造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成:制浆段:原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用抄纸段:散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸涂布段:涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光加工段:复卷→裁切平板或卷筒→分选包装→入库结束现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤1.制浆的过程制浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种;2.调制过程纸料的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关;一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤: a. 散浆 b.打浆 c.加胶与充填3.抄造过程抄纸部门的主要工作为将稀的纸料,使其均匀的交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装,故一般常见之流程如下:a.纸料的筛选将调制过的纸料再稀释成较低的浓度,并借着筛选设备,再次的筛除杂物及未解离纤维束,以保持品质及保护设备;b.网部使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上并均匀的分布和交织;c.压榨部将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间,藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度;d.干燥部由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52-70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥;e.压光由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52 - 70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥;f.卷纸由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52 - 70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥;g.裁切、选别包装:取前面已卷成筒状的纸卷多支,用裁纸机裁成一张张的纸,再经人工或机械的选别,剔除有破损或污点的纸张,最后将每五百张包成一包通常叫做一令;造纸产污环节造纸厂按工序排出三股水,一是制浆蒸煮废液,通称造纸黑液;二是分离黑液后纸浆的洗、选、漂水,也称中段水;三是抄纸机上的白水,白水是可以处理后回用的; 中段水是黑液提取不完全所剩下的部分,应占总量10%以内;在黑液中所含的污染物占到了全厂污染排放总量的90%以上;因此,黑液排放是造纸厂污染的主要根源; 造纸所用植物原料均含有纤维素、木质素和半纤维素即聚糖类三大成分,这是公认的;造纸主要利用纤维素,蒸煮制浆取出了纤维素,而将木质素、半纤维素和加入的烧碱或亚铵一起进入黑液中而被抛弃,即取一弃二;就数量而言,以麦草为例,纤维素仅占40%,木质素约25%,半纤维素约28%,即制浆厂仅利用了原料的40%,而丢弃了原料的60%,纸厂排放污染物数量是十分惊人的.由于这些污染物是以流体形式通过地下管道或沟渠流入河流水域的,其数量之大不被人所察觉,如果将这污染物转化成固体,一袋袋倒入河流,人们将会察觉到其数量之大,对水质破坏之严重;由此可知,造纸制浆废液的污染并不是本身有害有毒,而是人为地排放造纸本行业不需要的两种资源所造成的,反之若将这两种资源取出得到有效的利用,其污染自然消除;1、榨部脱出的废水称为造纸白水.造纸白水富含纤维、无机填料及浆料中添加的各种化学助剂.一般来说,造纸白水溶解的CODCr较低,在300~800mgL范围,的含量较高,在500~3500mgL范围造纸业是传统的用水大户,也是造成水污染的重要污染源之一;随着经济的发展,企业日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题,而另一方面,水污染也越来越严重;目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位,造纸工业对水环境的污染最为严重,它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题,也是全国工业废水进行达标处理的首要问题;据统计,我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的%,其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的%,排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的%;近年经多方不懈努力,造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩,虽然纸及纸板产量逐年增加,但排放废水中的COD却逐年降低;由此看出,造纸工业初步实现了“增产减污”的目标;但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理,废水污染防治任务还相当繁重;制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液又称黑液、红液,洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水,它们都对环境有着严重的污染;一般每生产1 t硫酸盐浆就有1 t有机物和400 kg碱类、硫化物溶解于黑液中;生产1 t亚硫酸盐浆约有900 kg有机物和200 kg氧化物钙、镁等和硫化物溶于红液中;废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费;如何消除造纸废水污染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大社会意义和经济价值的工作,应当受到重视;根据物质守恒原理,产品中物质总量与废物中物质总量之和是一定的,等于原料中物质总量;可以说,污染物也是原料存在的一种形式,只不过这种存在形式使可利用资源量减少,损害了人们的经济利益,也影响了人们的身体健康;由于物质是可以转化的,只要措施得当,存在于污染物中的物质就可能变为可以被利用的形式;因此,人们一直在寻找有效、合理处理制浆造纸废水的方法,并尽可能多的对处理后的废水和废水中所含的有用物质进行资源化利用;1 制浆造纸废水的来源与特点蒸煮工段废液即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液;我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液,这里将黑液作为主要的研究对象;黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上,且具有高浓度和难降解的特性,它的治理一直是一大难题;黑液中的主要成分有3种,即木质素、聚戊糖和总碱;木质素是一类无毒的天然高分子物质,作为化工原料具有广泛的用途,聚戊糖可用作牲畜饲料;某企业黑液成分见表1;表1 黑液成分分析表中段水制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水,颜色呈深黄色,占造纸工业污染排放总量的8%~9%,吨浆COD负荷310 kg左右;中段水浓度高于生活污水,BOD和COD的比值在到之间,可生化性较差,有机物难以生物降解且处理难度大;中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等,以可溶性COD为主;其中,对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水,例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等;次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷,还含有40多种其他有机氯化物,其中以各种氯代酚为最多,如二氯代酚、三氯代酚等;此外,漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英,对生态环境和人体健康造成了严重威胁;白水白水即抄纸工段废水,它来源于造纸车间纸张抄造过程;白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分,以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等,以不溶性COD为主,可生化性较低,其加入的防腐剂有一定的毒性;白水水量较大,但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水;现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量,节约动力消耗,提高白水回用率,减少多余白水排放;2 制浆造纸废水的处理和资源化黑液的处理与资源化2.1.1 碱回收法碱回收处理法是目前解决黑液问题比较有效的方法,通过黑液提取、蒸发、燃烧、苛化四个主要工段,可将黑液中的SS、COD、BOD一并彻底去除,并可回收碱,产生二次蒸汽能量;然而,碱回收系统技术要求高,设备投资较高,由于中小型造纸厂一般无力承担建设碱回收系统所需的高额费用,碱回收系统目前仅主要应用于大型造纸厂;此外,草浆厂产生的白泥中硅含量高,不易回烧成石灰,白泥有可能造成二次污染;杜兆年、贺连娟通过对模拟溶液的试验研究,选择了一种有效的除硅剂并应用于真实黑液;加入除硅剂,改进工艺后,能使黑液硅含量降低95%以上,而碱损失却只有5%左右;此工艺基本解决了白泥回收中硅含量过高的问题1;艾天召等对传统造纸黑液碱回收苛化工序进行了技术改进,从根本上避免了废渣白泥的产生,使碱回收。
制浆造纸工业废水处理概述

造纸—是指将纸浆抄造成纸产品的过程。
中部地区(9省) 20.4%
东部地区(12省) 71.7%
2010年全国制浆造纸工业废水排
放量39.37亿吨,占全国工业废水总
(1.0-1.5t原料有机物,400kg碱类物质) 污染物:有机物(碱、木素、半纤维素的降解产物)
无机物(硫酸钠、碳酸钠、硅酸钠、NaOH、Na2S) 呈黑色,污染占造纸工业总污染90% 处理方法:碱回收( 减少污染负荷 80%-85%)
(2)红液(6.6%) 酸法制浆(亚硫酸盐或亚硫酸氢盐)中呈“红色”的蒸煮液 化学成分复杂,有机物:木素和纤维素,糖类、制浆剂 以亚硫酸铵为蒸煮药剂的蒸煮液肥分高,含N/P/K。
造纸黑液直排洞庭湖的场景
3.污冷凝水
(1)碱法蒸煮过程中污冷凝水:含有萜烯类化合物、 甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、糠醛类污染物。
硫酸盐法蒸煮过程中污冷凝水:同时含有H2S,S2Q=0.5~1.0m3/1t浆 (2)亚硫酸盐法红液蒸发冷凝水:含有醋酸、甲醇、 糠醛。
4.机械浆及化学机械浆废水 机械浆得率90%-98%,污染物发生量较少。 预热磨木浆,污染负荷稍高。 化学机械浆为两步制浆法,污染负荷比化学
西部地区(10省) 7.9%
排放量的18.58%; 达标排放量为37.8亿吨;占造纸工
业废水总排放量的96.01%;
排放废水中COD95.2万吨,占全
国工业COD总排放量的26.04%;
排放废水中氨氮2.5万吨,占全国
工业氨氮总排放量的10.19%。
内容
2-1 制浆造纸废水的来源与水量 2-2 制浆造纸废水的水质特征 2-3 制浆造纸废水处理技术
造纸工艺流程简介

--造纸工艺流程简介--造纸的原料主要有两种:一种是含纤维的植物,还有一种就是现在比较环保的废纸在回收。
第一种原料造纸比较复杂一点,先要切碎,在加高浓度碱水进行高温蒸煮,还要经过CX筛、高频震动筛、洗浆机、压滤机等机械去除原桨中含有的碱水,然后进行漂白。
漂白后经洗涤加水配成 0.03%的桨液就可以造纸了.第二种就简单一点了.将废纸、工业双氧水、脱墨剂、碱、水按一定比例配好,用水力碎桨机打一定的时间;最后用跳筛筛去杂质就可以造纸了。
不管用什么方法造纸,原理都是一样,就是把造纸原料的纤维打碎,再经高温从新结合。
ﻫ造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成:制浆段:原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用抄纸段:散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸涂布段:涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光ﻫﻫ加工段:复卷→裁切平板(或卷筒)→分选包装→入库结束现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤1。
制浆的过程制浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种.2.调制过程纸料的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关.一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤:a.散浆 b.打浆 c.加胶与充填3。
抄造过程抄纸部门的主要工作为将稀的纸料,使其均匀的交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装,故一般常见之流程如下:a.纸料的筛选将调制过的纸料再稀释成较低的浓度,并借着筛选设备,再次的筛除杂物及未解离纤维束,以保持品质及保护设备。
b。
网部使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上并均匀的分布和交织。
--c。
压榨部将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间,藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度。
制浆方法综述

制浆方法综述制浆造纸工业是国民经济发展中的重要产业,已经历了数时代的发展,在国民经济领域中仍占据着重要的地位。
纵观制浆工艺的发展,我们看到,用于制浆的手段多种多样,方法层出不穷,但归纳起来主要以碱法制浆为主。
传统的碱法制浆包括石灰法、烧碱法、硫酸盐法、亚硫酸盐法和预水解碱法。
其中以烧碱法和硫酸盐法为主,这两种方法可广泛用于多种原料的蒸煮,也可用于生产半化学浆和化学机械浆。
近年来为了加速木质素的脱出,保护纤维素和半纤维素少受降解,从而提高纸浆得率,改善成浆的质量,或者为了减轻环境的污染,添加各种添加剂的碱法制浆发展也十分迅速。
目前国内外木浆的生产以硫酸盐法为主,草浆的生产仍以碱法(包括硫酸盐法)为主,而烧碱蒽醌法和碱性硫酸盐蒽醌法等均有很大的发展,其制浆得率高,白度好,纸浆强度大。
易洗、易漂、易抄和泡沫少等方面均占有明显的优势,发展前景乐观。
现就目前应用的主要制浆方法做一个简单的介绍。
1 硫酸盐法不同的制浆方法所采用的蒸煮液组成不尽相同,现时用来进行硫酸盐蒸煮的蒸煮液,都是以氢氧化钠和硫化钠为主的常规蒸煮液。
个别厂也有用以氢氧化钠和多硫化钠为主的蒸煮液。
硫酸盐法蒸煮的主要目的是在使碳水化合物尽可能少受降解的条件下,尽量和尽快的脱除木素。
脱除木素的过程是一个非常复杂的过程,它包括脱木素的化学反应、反应顺序、反应历程和反应速率,也包括反应生成物的性质及影响等,在此就不做详细的介绍。
1.1 添加助剂的硫酸盐法蒸煮化学为了加速脱木素速率或保护碳水化合物使之少受降解,或者同时达到这两个目的,近20年来,都在添加助剂方面做了不少工作,特别是在保护碳水化合物方面做了较多的工作。
现将添加助剂的硫酸盐法蒸煮化学介绍于下。
1.1.1添加无机氧化性助剂的蒸煮化学(一) 添加多硫化钠(铵)的蒸煮化学用多硫比钠蒸煮,可以提高蒸煮得率,主要是由于多硫化钠的氧化作用,它能使碳水化合物醛末端基形成各种碱稳定的糖酸末端基,从而停止剥皮反应[1]。
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造纸制浆氧化白液制备系统简介
在漂白硫酸盐化学浆生产中,一般都采用氧脱木素降低漂前纸浆的木素含量,卡伯值可下降40%-60%,大大减少了漂白化学品的用量,降低了排放废水的污染负荷。
氧脱木素氢氧化钠的用量一般约2%-3%,反应废液经洗涤提取后与蒸煮黑液混合并送往碱回收车间回收,作为白液供浆车间循环使用。
氧脱木素所用的氢氧化钠,如果用外购碱,一方面成本较高,另一方面,这部分碱进入碱回收系统,还会造成系统碱的过剩(碱自给率超过100%),因此,现代化浆厂一般都用氧化白液代替外购碱,这样不仅可使碱的成本降低50%,还能较好的控制系统碱的平衡。
故在漂白硫酸盐化学浆的生产喜用中,配备氧化白液的制备装置是经济合理的。
中国中轻国际工程有限公司在吸收和笑话国外技术的基础上,结合国内几家企业的实际运行情况,开发了具有自主知识产权的氧化白液制备装置。
此装置效率高,能源消耗低,无废水排放,投资少,成本仅为外购碱的50%,经济效益好,预计两年内可将投资全部回收。
用户可根据实际情况选择空气氧化法或纯氧氧化法制备。
采用模块化三维设计,配置灵活。
整个装置全部采用自动化控制系统,也可以利用用户漂白工段现有的控制系统扩容,节省投资。
1.氧化白液制备原理
白液与氧气在反应器内发上反应,使白液中的硫化钠转变为氢氧化钠和硫代硫酸钠,反应如下:2Na2S + 2O2 + H2O → Na2S2O3 + 2NaOH
副反应1:Na2S2O3 + O2 + 2NaOH → 2Na2SO3 + H2O
副反应2:2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4
经氧化反应,氧化后白液中的硫化钠质量浓度≤1.5g/L。
2. 氧化白液制备方法
2.1 空气法制备
空气法反应器为圆形槽体,里面分为两部分,由大槽内套1个小槽构成,以提高反应率,使氧化后白液中硫化钠的质量浓度≤1.5g/L。
白液进入反应器后,先进入内槽,然后通过外槽,经过两步反应后进入缓冲槽,再用泵送至氧脱木素
工段使用。
氧化空气用高压鼓风机送入反应器底部,经空气分布管的小孔吹入白液层内,形成气泡缓慢上升。
在此过程中,空气中的氧气与白液中的硫化钠进行反应。
产生的废气上升至反应器顶部,除去液滴后排出,反应温度为85摄氏度。
空气法制备过程中使用的主要设备包括:白液反应器、白液缓冲槽、白液泵和鼓风机,各一台。
2.2 氧气制备法
氧气法制备氧化白液在反应中放出热量,产生蒸汽,使反应器内压力和温度升高。
反应器内的顶部设有安全阀保护设施,并设有释放阀将氮气等排除。
通过将反应器内部的白液用泵抽出并冷却循环来控制反应器内的温度。
通常操作温度控制在130~150摄氏度,压力在0.6MPa以下。
反应器上部为填料塔,白液进入反应器顶部,均匀喷洒在填料层上方并向下流动,氧气从下向上流动,两者相遇并发生气液相反应。
另外,反应器附有一套喷射循环装置,白液从反应器的泵槽下部用循环泵抽出,经喷射器循环回流至上部,同时用喷射器抽吸反应器顶部的氧气,使反应器顶部压力降低,并使用过填料塔的氧气流量加大,促进白液、填料和氧气的反应,从而可以提高反应效率,降低氧化白液中硫化钠的质量浓度。
氧气法制备过程中使用的主要设备包括:白液反应器、白液冷却器、白液加压泵、白液循环输送泵、喷射混合器、分离器,各1台。
3 结语
中轻国际工程有限公司开发的具有自主只是产权的氧化白液制备装备,可采用纯氧氧化法或空气氧化法制备,具有较高的生产效率,能耗低,经济效益好。