超声无氯麦草制浆漂白新技术
清洁制浆（麦草浆）新工艺中洗草水的混凝处理
清洁制浆（麦草浆）新工艺中洗草水的混凝处理张克贤;魏秀珍【摘要】混凝法处理清洁制浆（麦草浆）新工艺中能有效地降低洗草水的色度，处理后的洗草水能循环使用。
采用有机和无机混凝剂分段处理新工艺效果良好，各项指标满足工业水污染物排放标准要求，工艺投资少，操作简便，原料成本低，易于推广。
【期刊名称】《天津造纸》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P15-17)【关键词】混凝法;麦草浆;洗草水;色度;混凝剂【作者】张克贤;魏秀珍【作者单位】天津现代职业技术学院;天津市慧珍科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】X793.03混凝法处理清洁制浆（麦草浆）新工艺中能有效地降低洗草水的色度，处理后的洗草水能循环使用。
采用有机和无机混凝剂分段处理新工艺效果良好，各项指标满足工业水污染物排放标准要求，工艺投资少，操作简便，原料成本低，易于推广。
植物纤维（麦草或稻草）投入疏解反应罐进行制浆之前，必须先进行清洗除尘和除砂等。
清洗过程中会产生30 t/h的废水。
为保护环境，节约用水，本项目洗草工艺中设计将洗草水循环利用5次。
但多次利用之后的洗草废水，化学需氧量（COD）为1500 mg/l，pH在7左右，颜色呈棕黄色，色度极高，不能达到国家排放标准或回用，必须经过处理才能排放或回用。
根据项目要求，循环利用或回用洗草水，重点是解决色度过高的问题，即分离去除洗草水中的富集发色物质或破坏发色基团。
目前，废水脱色领域，主要处理技术包括生物法、物理法以及化学法三类。
生物法的典型代表为膜生物反应器（MBR）。
采用此项技术可以脱除废水的色度，达到国家相关标准。
但生物法受废水的水质水量变化影响很大，处理效果不稳定，大多情况需要为微生物补充营养物质，前期设备投资比较大，所以，此项目不宜选用生物法。
物理法的典型代表为反渗透。
采用反渗透技术，脱色效果明显，出水能够达到国家标准，并且能连续化操作，机械化程度高，易于管理。
但采用反渗透技术之前，需要大量的预处理，污染物容易造成膜污染，使膜失效，反渗透操作压力高、能耗高、成本高，反渗透浓缩液的处理是最大的困难，浓缩液的污染物浓度很高，是更危险的废物。
无污染非木纤维清洁制浆造纸工艺技术
无污染非木纤维清洁制浆造纸工艺技术我国是一个农业大国，有着丰富的一年生非木纤维农业秸秆资源，其中稻，麦草、棉秆、大豆秆等资源，是农村的农业废弃物，价廉、数量又大。
国家相关资料介绍，我国一年生非木纤维年产量约为10亿吨，其中农业废弃物秸秆年产量有7亿吨，但综合利用率却不足30％，其中用于造纸的比例更低。
基本上是以国外购买废纸和商品浆板以及用本国有限的木材资源来造纸，但我国林业资源极为匮乏，提出的建设林纸一体化基地，也因为投入大，成材周期长（杨木成材需5年，产出率50％；速生桉树长期栽种使土地贫瘠荒漠；针叶木成材周期太长需几十年之久）等等因素条件限制，无法推广进行大面积的种植。
而现行技术落后的草类原料制浆造纸工艺技术，使废液处理和污染防治难度巨大，并且投资大、运行费用高，企业没有足够的资金投入以及创新工艺技术，使制浆废液没有经过有效的处理直接排放掉，从而给环境造成了严重污染。
针对以上这种情况，我公司自筹资金自主研发，历经十多年上万次实验，终于研制成功开发出"环保节能循环型无污染制浆新工艺及系统装置"。
现向全世界宣告，非木材纤维制浆造纸污染的帽子由我们丹东东方轻工机械有限公司摘掉了。
"环保节能循环型无污染制浆新工艺及装置"，彻底改变传统的工艺路线，改用无毒、无害的环境友好型化学品，使生产过程中不产生黑液，不需高温、高压蒸煮，只是常压、低温、浸泡、润胀、蒸漂一体化制浆。
纸浆得率高、强度高、抄造的纸张品质高。
非木纤维的稻草、麦草、芦苇、竹类、棉秆、沙柳、蔗渣、大豆秆、玉米秆、麻类桑条和杂木枝桠材等一年生植物纤维都可以利用为原料。
因没有黑液产生，不需要庞大复杂和投资较多的回收系统和废水处理装置，工艺流程简单投资省，生产废水经处理后循环使用，做到生产用水不排放，生产出来的无毒、无害絮凝物等废弃物全部收集起来再有效利用。
实现了"节能减排"、"循环经济"、"清洁生产"的目的。
超声波在农业生产中有哪些创新应用
超声波在农业生产中有哪些创新应用农业生产一直是人类社会发展的基础，随着科技的不断进步，各种新技术在农业领域得到了广泛应用。
超声波技术作为一种非侵入性、高效、精确的手段，也逐渐在农业生产中展现出独特的创新应用，为农业的现代化发展注入了新的活力。
一、种子处理与萌发种子是农业生产的源头，其质量和萌发率直接影响着农作物的产量和品质。
超声波在种子处理方面发挥了重要作用。
通过适当强度和频率的超声波处理，可以打破种子的休眠状态，提高种子的萌发率和整齐度。
研究表明，超声波能够改善种皮的通透性，使种子更容易吸收水分和氧气，加速新陈代谢。
同时，超声波还能激活种子内部的酶系统，促进种子内储藏物质的转化和利用，为种子的萌发提供充足的能量和物质基础。
在实际应用中，将种子置于超声波清洗器中进行短时间处理，然后进行播种，往往能够获得更好的出芽效果。
例如，对于一些休眠期较长的种子，如某些花卉和蔬菜种子，超声波处理能够显著缩短其休眠时间，提前萌发，为农业生产争取了宝贵的时间。
二、促进植物生长超声波不仅对种子萌发有积极影响，对植物的整个生长过程也具有促进作用。
在植物生长期间，利用超声波对植株进行定期照射，可以增强植物细胞的分裂和伸长，从而促进植物的生长和发育。
超声波能够刺激植物根系的生长，增加根系的吸收面积和吸收能力，提高植物对水分和养分的吸收效率。
此外，超声波还可以提高植物的光合作用效率。
它能够改善叶绿体的结构和功能，增加叶绿素的含量，使植物能够更有效地利用光能进行光合作用，合成更多的有机物质，从而增加产量。
例如，在温室蔬菜种植中，应用超声波技术可以使蔬菜的生长速度加快，提前上市，提高经济效益。
三、病虫害防治病虫害是农业生产中的一大难题，传统的防治方法往往存在环境污染和农药残留等问题。
超声波技术为病虫害防治提供了一种绿色、环保的新途径。
超声波可以干扰害虫的生殖系统和神经系统，影响其正常的生长、发育和繁殖，从而达到防治害虫的目的。
麦草纸浆漂白工艺方法的优化
的 三 段 漂 白比 较 适 合 。 这 种 漂 白工 艺 方 法 可 使 麦 草
漂 白， 通 过 漂 白 效 果 对 比 优 选 各 段 适 宜 的 漂 白方 法 ，
白后 浆料 的滤 水 性 降 低 、 纤维强度减小 ， 还 对 纸 机
运 行 和 纸 张 质 量 造 成 不 良 影 响 闭 ；而 且 漂 白 过 程 会产 生较 多的可吸附氯 化物 （ Ａｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ａ ｂ ｌ ｅ Ｏｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ Ｃｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ ，ＡＯＸ ） ， 对环境产生不利的影响 ［ ３ － ６ ］ ｏ在
术 仍 未 在 麦 草 纸 浆 的 漂 白生 产 中 广 泛 应 用 ， 所 以现
在 研究 Ｅ ＣＦ 、Ｔ ＣＦ漂 白 剂 对 麦 草 浆 的 漂 白适 应 性 是
其 有效 氯 浓度 ； 其他 化学 试 剂均 为分析 纯 。
ｚ ＱＳ１ —１ ５型 电 热 回 转 蒸 煮 锅 ，Ｆ一１ ５高 压 反
也 会 造成 纤维 素不 同程 度 的氧 化降 解 ， 使得 纸 浆得
率降低、 性 能 下 降 。不 同 的 漂 白 试 剂 因 氧 化 性 能 及 反应机理 不 同 ， 对 纤 维 素 氧 化 降 解 的程 度 也 不 相 同 ， 因 而 漂 白后 纸 浆 的 性 质 有较 大 差 异 。 麦草 纤维短 小 、
旨在 为 麦 草 浆 的漂 白技 术 提 供 参 考 。
环 境 压 力 日益 严 峻 的 形 势 下 ， 造 纸行 业加 大 了 调整 产业 结构 、 淘汰落 后产 能等方 面 的工作 力度 ， 麦 草 制 浆 造纸 企 业 必须 采用 先 进 的工艺 技 术和 生 产 设备 ， 漂 白工艺技 术的改 进是其 中一项 非常重要 的工作 。 近 几年 新 建 的木 浆 、 竹浆 生产 线 已经普 遍 采用
纸浆清洁漂白技术的新进展
漂
２ ｌ世纪 以来 ． 随着 科技 的高速 发展 和公 众 环保 意识 的不 断增强 ． 国政府 纷纷立 法 ． 造纸 工业 的 各 对 污染 和废物 排放 提 出了越来 越严 格 的标 准 在这 种 情 况 下 ． 元 素 氯 （Ｃ ） Ｉ 无 Ｅ Ｆ ￣ 全无 氯ｆＥ ） ｉ Ｆ 等新 型 漂 白 工艺应 运而 生 ．这在很 大程 度上 减少或 消 除 了二 嗯
收 稿 日期 ：０ １２ １ ２１－—３
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Ｋｃｅ ｒ 司研 发 的两 段（ Ｈ Ｑ （Ｏ 短 流 程漂 ＇ ｍｅ 公 ａ Ｄ Ｔ） ） Ｐ
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白技术 已经 获得 了专种 ｕ 见 图 １ ］ ． 。该流 程 中第 一段
ｆ Ｈ Ｑ 是含 螯合 剂 处理 的 高温 二氧 化 氯漂 白段 ． Ｄ Ｔ） 第
纪 ９ ０年 代 后 期 开 发 出 的 漂 白 化 学 热 磨 机 械 桨 （Ｃ ＭＰ Ｂ Ｔ ）和 Ｐ— Ｃ Ａ ＭＰ （ Ｒ ，Ｐ ｅｏ ｄｔ ｎｎ Ｒ Ｐ Ｐ— Ｃ ｒｃｎ ｉｏｉｇ ｉ
ｆｌ ｗ ｄｂ ｅ ｎ ｒＣ ｅ ｉａ ｔ ａｍ ｎ１新 型 漂 白技 ｏｌ ｅ ｖＲ ｆ ｅ ｈ ｍ ｃｌ ｒ ｔ ｅ ｔ ｏ ｉ ｅ
纸浆
１ ． －
… … … 。 … … ・
白技术的 新进 展
李 国栋 － 张立 丽
害１ 浆造 纸重 点 实验 室， 津 ，０ ４ ７； ． （ １天津科技 大学天 月 津－ 市制 天 ３ ０ ５ ２山东省平原 第 一 中学 ， 东，５ １ ０） 山 ２ ３０
士口
－ … … … … － … … 。
术 ， 都使 用过 氧化 氢作 为主要 漂剂 。近 年来 ． 也 机械 浆 和废 纸脱 墨浆 漂 白使 用 连 二亚 硫 酸 钠逐 渐 减 少 ．
草类原料一步法清洁制浆技术通过鉴定
为缓解目前市场压力， 拓宽销售渠道， 铜版纸工厂不断优化产品结构， 着力开
发高定量铜版纸等 新产品。 在开发过程 中， 团及工厂领导 深入生产车 间， 集 与技术 人 员一起商讨开发生产方案 ， 原纸 工艺设计、 从 纤维 配 打浆指标 、 纸机参 数等
晨 李炳娟 丁冬梅 报道）近 日， 寿光 晨鸣铜版纸 工厂开发的２ ０ ０ 克 ７ ～３ ０ ／ 高定量铜版纸产品光泽度、 米 挺度和外观等主要指 标达到预期 目标 ， 高定量铜版 纸歼 装拐 告捷 Ｏ
卫生标准》 在质量上要求质地均匀、 ， 无异味、
该项带 浆新技术主要是 利用老厂锘浆设 备经适 当改造 ， Ⅱ ４ 将
用纸， ０８ 从２ｏ￣
已 连续大生产运行。 前， 目 整条生产线可
麦草和新型化学药剂加入后， 在常压 ０ 低温下， ８℃ 将草片浸泡
润涨 ， 生产出来的白浆先进行磨 浆， 后按常 规流程经洗涤 然 筛 选 后送纸 机抄 造。整个生产用水 经分 男 处理后循 环使 用， 纸 Ｕ 吨
新 版标 准的Ａ 优级高强瓦楞原纸 ， Ａ等 从而 成 为国内首 家以非木纤维为原料 能够生产高档包
装纸板的造纸 企业
武 汉晨 鸣 米 黄 色 字 典 纸 开 发 成 功
本刊讯 （ 蒋玲 报道）近 日 武汉晨鸣十车间成功开发生产 出 Ｏ 米 ， ５克 黄色字典 纸， 经过工艺调整 ， 字典纸 的色差、 平滑度等各项指 标均达 到工艺 要求 ， 这将对优
以 达到年产纸 ｌ 吨左右。 万 经山东轻工业学院制 浆造 纸重点实验 室抽样检 测 ， 睨制 浆工段连 续生产过程 中成浆性能稳定 ， 证 使用
纸浆漂白技术的新发展
江苏造纸
2007 年第 1 期
论
文
时使与浆中残余木素连接的半纤维素降解, 破 坏 L CC, 形成脱木素或有利 于脱木素的状态。 通过木聚糖酶的预处理 , 不仅可以提高浆的白 度, 降低打浆的能耗 , 改善浆料的强度性能, 而 且可以减少后继工序漂剂的用量, 降低废液的 毒性 , 减轻环 境污染。刘书钗 [ 9] 等研 究发现 : ( 1) 木聚糖酶处理后的碱处理有助于提高预处 理的效果, 木聚糖酶预处理应包括木聚糖酶处 理段和碱处理段。 ( 2) 反应温度和酶用量是影 响木聚糖酶预处理效果最主要的因素。木聚糖 酶预处理最佳的工艺条件是: 酶用量 1IU/ g 绝 干浆 , 温度 50 , pH 7. 0, 反应 浆浓 5% , 时 间 2h 。( 3) 麦 草浆 经木 聚糖 酶预 处 理后 发生 了 立即增白! , 白度增加了 10 5% , 脱木素 率高 达 28% , 粘度提高 , 返黄值降低。 ( 4) 麦草化学 浆的木聚糖酶预处理有助于降低打浆能耗, 提 高浆料的滤水性能。 ( 5) 木聚糖酶预处理有利 于改善漂前浆料的强度性能。 在许多已发表的研究结果中, 都用木聚糖 酶处理漂前洗涤未漂浆。木聚糖酶处理的典型 工艺条件为: 在 50 , pH 5 时处理 18 小时。其 结果表明 , 可增加碱抽提木素的量。其处理后 的 Kappa 值比未 处理浆低 2~ 4 单位。 Palce 等人用酶处理后纸浆所做的手抄纸试验表明 , 处理后对游离度、 耐破度、 撕裂及抗张强度都没 有损害 。 4 2 新型的无氯漂白剂 近期在实验室研究中取得具有明显漂白效 果的无氯漂白剂有 : ( 1) 活性氧 ( 二甲基二环氧 乙烷 ) : 加拿大制浆造纸研究所通过丙酮和过氧 硫酸 ( H 2 SO5 ) 作用生成二甲基二环氧乙烷 , 利 用此活性氧, 结合氧和过氧化氢可将针叶木硫 酸盐浆漂至 70~ 90% 白度。 ( 2) 过氧乙酸 : 该 酸和其盐类可用于脱木素或漂白, 有过氧化氢 漂白的效果, 漂浆具有很高的粘度。上世纪 90 年代以来 , 过氧乙酸 ( Pa) 、 过氧硫 酸 ( P x ) 和混 合过氧酸 ( Px a) 已在工厂试验 应用, 但大 多数 用于 T CF 漂白。与氧和碱性过氧化氢相比, 过 氧酸是更有效和更 有选择性的脱 木素剂。因 28
刘洁麦草制浆技术新突破
刘洁麦草制浆技术新突破在2009年于昆明举行的第十八届全国发明展览会上，河南省滑县十项专利获奖，由滑县华森纸业有限责任公司刘洁发明的“制浆原料超声波清洗装置”及“制浆超声反应釜”名列其中。
日前，刘洁接受本刊专访，介绍了他有关制桨技术方面的发明及专利产品“制浆原料超声波清洗装置”与“制浆超声反应釜”的相关情况。
刘洁毕业于南京林业大学制浆造纸专业，硕士研究生。
主要研究开发超声波在麦秸等草类为原料制浆领域的全面应用技术，主要包括以下方面一是研究在无氯条件下，超声脱木素和超声漂白技术的机理及其应用，包括超声波对纤维素的作用，超声波对非纤维素杂质的作用，超声波对浆料的清洗作用，超声波与蒸煮协同作用等；二是开发超声波全套工艺技术及相关的设备。
包括超声清洗破碎装置、超声反应釜、超声筛选机、超声废水处理装置等；三是完成超声无氯麦草同步蒸煮漂白技术的能耗评价和环保评价。
包括超声波对废水的处理作用，以及废水回收再利用等。
从1996年10月起，刘洁担任滑县华森纸业有限责任公司总工程师，在技术创新、科技兴企方面贡献突出，先后有“制浆超声反应釜”(zL200820069396.5)、“超声滤水装置”(zL200820069394.6)、“制浆原料超声波清洗装置”(ZL200720092086，0)、“制浆原料轧碾脱除杂质装置”(ZL200720092085.6)、“制浆原料脱水输送机”(zL200820069399.9)、“超声清洗机”(zL200820069397.X)、“超声废水处理装置”(zL200820069398.4)、“超声筛浆机”(zL200820069395.0)等8项发明获实用新型专利。
以超声反应釜为核心装置的“超声无氯麦草制浆漂白一体化新技术”，还一举获得2009年度河南省科技进步一等奖。
刘洁介绍，“制浆超声反应釜”包括釜体和支架，釜体经转轴转载支架上，釜体一段转轴上装有涡轮，蜗轮同减速机的蜗杆相啮合，减速机经皮带同电动机相连，釜体另一端为空心转轴，靠空心转轴一侧的釜体内壁上装有超声波反应器，釜体内下部有同空心转轴连通的出料管，釜体上部有装料口。
新型绿色低碳制浆技术及制浆造纸污染全过程控制
新型绿色低碳制浆技术及制浆造纸污染全过程控制⊙ 徐峻徐峻 先生工学博士，华南理工大学教授、博士生导师，广东省植物资源生物炼制重点实验室副主任，曾获广东特支计划科技创新青年拔尖人才称号。
教育经历：1998.9-2002.6，湖北工业大学轻化工程，本科，获学士学位；2002.9-2008.6，华南理工大学制浆 造纸工程，研究生，获工学博士学位。
工作经历：2007.2-2008.2，加拿大Alberta Research Council，访问学者；2008.6至今，华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室从事教学科研工作，历任讲师、高级工程师、教授级高工。
主要研究领域：植物资源清洁高效转化与高值化利用，主要涉及制浆造纸清洁生产与污染防治技术，以及生物质基新材料研发。
针对行业“污染与落后”问题，通过产学研协同创新，研发了一系列行业首创技术，并实现产业化与应用推广。
1新型DES制浆技术1.1研究背景2022年，我国纸和纸板总产量12425万t，纸浆消耗总量11295万t，国产浆8587万t。
纸浆净缺口2700多万t。
制浆的目的是将原料离解成单根纤维，但由于木质纤维原料结构致密（图1），要将纤维完整分离出来，难度很大。
细胞壁化学组成：纤维素—“钢筋”、半纤维素—“石块砂子”、木质素—“水泥”（图2）。
（1）纯机械法纤维细胞壁破坏严重，纸浆质量很差；后来发展了(B)CTMP和(PRC)APMP技术，作为配浆使用（图3）。
（2）纯化学法制浆是靠强化学作用溶出胞间层、细胞壁中的木质素，纤维保持较为完整，是造纸的骨干用浆，占70%。
木质素脱出率＞90%，纤维素含量高，纤维柔韧（图4）。
烧碱法：NaOH(AQ等助剂)硫酸盐法：Na2S+NaOH亚硫酸盐法：XHSO3（X=Ca，Mg，Na，NH4）缺点：化学品消耗高，原料利用率低，污染负荷重，投资规模大。
造纸行业一直在寻求更为绿色环保的制浆技术，其酰胺、羧酸和多元醇等化合物)按一定比例混合而成的低熔点混合溶剂（图6），具有价廉易得、低毒且可生物降解等特点。
制浆新工艺项目可行研究报告
2
8
稳定直管
2
2
4
销鼓计量器
12
2
24
双螺旋分丝机
110
2
220
反应器
15
4
60
压力釜
35
2
70
空压罐
10
8
80
流体磨
15
1
15
中浓反应池
30
1
30
中浓泵
20
1
20
提洗浓缩机
35
2
70
跳筛
3
2
6
浆池
11
2
22
中间池
1
1
1
浆泵
4.5
2
9
纤维提纯机
1
1
40
圆网浓缩机
10
1
10
浆泵
3
1
3
空压机
30
2
60
7
8
段
可行性研究与立项
施工设计
主体技术设备订货
漂白
传统漂白技术，由于用氯导致漂白废水中有致癌物，并且氯有腐蚀作用，使纸浆强度降低。
新技术是全无氯漂白，既无致癌物，又可以保护纤维，提高纸浆强度。
3.3.5新工艺生产的草浆主要技术指标
指标名称
单位
实测值
定量
g/㎡
88.2
耐折度
次
155
裂断长
Km
7.64
撕裂度
mN
399
耐破度
Kpa
294
白度
%
80
3.4双氧水生产工艺
3.4.1工艺简介
双氧水生产采用蒽醌法。该法是将蒽醌衍生物（一般为2-烷基蒽醌）溶解在有机溶剂中配成工作液，大多数工艺在工作液中含有适量的四氢蒽醌，然后将工作液在催化剂存在下加氢氢化，生成蒽氢醌；在没有任何催化剂存在下，用空气或氧气进行氧化，生成双氧水和蒽醌（循环使用）；最后用纯水萃取，经精制、浓缩得到各种浓度的双氧水；萃取液经再生处理循环使用。此法工业上生产技术已经非常成熟，技术先进，自动化程度高，成本和能耗较低，适合大规模工业化生产双氧水。
超声无氯麦草制浆漂白一体化新技术
２３ 实现 了清 洁生产 ． 生 产 过 程 中不 使用 碱 、 、 等化 学品 ， 酸 氯 废
水污 染物 负荷 低 ， 易于 处 理 ， 理后 的废 水可 回 处 用于生产。 超 声波 反应 釜排 出的制 浆废 液无 色无 味 ， 化
超 声 漂 白浆 （ １５Ｓ ３ ．ｏ Ｒ） ２ ８ ４．１
（） ２ 首次 开发 出适合 于 麦草 超 声制 浆 、 白 漂 的 介质体 系。 介质体 系既能 润涨 纤 维 原料 ， 该 又
抗 张 强度 Ｎ・ ｇ ｍ／ 撕 裂指 数 ＮＮ・ ／ ｍ ｇ 耐破 指 数 ｋＰ － ／ ａ ｍ：ｇ 耐 折度 次 白度 ％ （Ｓ Ｉ Ｏ）
０． ５３ ６
点。
浆的 污染 问题 。
目前， 该项 目已获 授 权专利 ８ ， 在 申报专 项 正
利 １ 。圆 项
编 后 ：在得 知滑县 华森 纸 业有 限责任 公司、南京 林业大 学等单位研发 成 功超声 波制取漂 白麦草浆技 术 后， 刊记者赶 到生产现 场进行了实地查 看， 咨询了 本 并
４． ４２
ｌｌ ８ ８ １ ２．
麦草 片一超 声波反应 釜一喷放仓 一贮 浆池一
筛 选一洗浆 机一净 化一贮浆 池一双 网挤 浆机 一成 品湿 浆一造纸 车 间或 出售
能 在 超 声的 作用 下产 生氧 基 系列 的绿 色 脱 木素
基和漂 白剂。
（） 立了我 国乃至世 界上 首条超 声 无氯 麦 ３ 建
学、 研相 结 合课 题 攻 关组 ， 经过 实 验 室研
量 的臭 氧 阴离子， 纤 维 漂 白， 把 使草 类 原料 在 同
一
中间试 验 和 生 产试 验 ， 开发 出 “ 声波 无 氯 超 制浆 漂 白一体 化 新技 术”， 并形 成了一套 完
清洁制浆新技术新装备及甲酸法制浆的工程应用
清洁制浆新技术新装备及甲酸法制浆的工程应用⊙ 徐国华徐国华 先生现任轻工业杭州机电设计研究院有限公司技术研发部部长，教授级高级工程师。
从事制浆装备研发设计近20年，特别是对甲酸法清洁制浆装备有一定认识。
先后承担“十三五”国家重点研发计划子课题1项、杭州市科技项目1项；授权发明专利1项、实用新型专利2项；在国家核心期刊发表技术论文4篇；获得全国建材行业技术革新奖一等奖1项、二等奖1项，中国建材集团科学技术奖、技术革新奖若干；作为项目负责人主持大型制浆项目10余项。
清洁制浆一直是行业密切关注的问题，尤其对处于环保高压的造纸行业更是如此。
对此，轻工业杭州机电设计研究院有限公司徐国华部长作了《清洁制浆新技术新装备及甲酸法制浆的工程应用》的报告。
徐国华主要介绍了农林废弃物综合利用成套装备和技术、中高浓清洁漂白工艺关键装备、节能碎浆机、双辊挤浆机、湿浆储运系统等，并分享了甲酸制浆的流程及其对装备设计的要求等，通过诸多工程案例进行了详细的讲解。
表1 中、高浓清洁漂白工艺的相关业绩日照华泰宁夏紫荆花新疆弘瑞达广西凤糖贵州赤天化安徽雪龙漂白工段OD O E Op D 1D 2氧脱木素工段，双塔氧脱木素工段，双塔漂白工段OD O E Op D 1 氧脱木素工段，单塔，洗选工段 漂白工段D Op PD 18万t/a硫酸盐法漂白木浆3万t/a麦草生物法本色浆3.5万t/a棉秆高得率本色浆6.8万t/a蔗渣浆500t风干浆/d化学竹浆 3万t/a棉短绒漂白浆中浓泵,中浓混合器主体设备，中浓泵 主体设备总包中浓泵和配套设备主体设备总包 中浓泵和配套设备正常运行，5年以上 2017年底，运行正常2018年6月，运行正常 2019年12月，正常运行 2020年4月，正常运行 2020年12月，正常运行本文主要介绍了轻工业杭州机电设计研究院有限公司的清洁制浆产品，包含农林废弃物综合利用成套装备及技术、中浓与高浓清洁漂白工艺关键装备、节能碎浆机、双辊挤浆机、湿浆储运系统——湿浆板生产线和甲酸制浆及工程应用。
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4、造纸产业国家政策
为加快造纸大国向造纸强国转变，国家发改 委2007年发布了《造纸产业发展政策》。
指出：“发展我国造纸产业，必须坚决贯 彻落实科学发展观和走新型工业化道路的要求， 坚持循环发展、环境保护、技术创新、结构调 整和对外开放的基本原则。”
“造纸产业技术应向高水平、低消耗、低 成本、少污染的发展方向。鼓励发展应用高得 率技术，生物技术，低污染制浆技术，中浓技 术，无元素氯或全无氯漂白技术…… ”
3、超声波漂白原理
超声波作用介质中，产生空化现象，在空化 泡破裂时，极短时间在空化泡周围的极小空间 内产生高压和高温，并伴生强烈的冲击波，同 时，由于能量的释放，使局部的电子能级发生 变化，造成空穴界面处或泡内电子能级的跃迁， 形成游离基和含氧系列的绿色漂基，脱除纸浆 中的发色团，完成纸浆漂白。
4、工艺流程 麦草片 超声波反应釜（同步完成制
超声无氯麦草制浆漂白 一体化新技术
一、立项背景及意义
1、造纸工业是基础原材料工业，在国民经济 中占有重要地位
2000～2008年，纸及纸板生产量年均增长 12.78％，消费量年均增长10.48％；2008年 全国纸及纸板生产量7980 万吨，消费量7935 万吨，人均年消费量为60 千克（13.28 亿人)， 美国为327千克。造纸业还有巨大的发展空间。
3、中国造纸研究院、清华大学等单位的造纸专 家和环境专家评价认为：该项研究成果具有工艺技 术先进、麦草利用率高、成浆质量好、生产成本低、 建设投资省和节能减排等显著优点，开辟了超声波 在麦草制浆技术应用的新途径，填补了麦草漂白浆 研究领域的一项空白，在草类原料制浆中居国际领 先水平。
六、应用效益
超声反应釜：
超声破乳木质素分离废水处理回收装置
四、技术特点
1、简化了生产工艺 本技术能同步完成麦草蒸煮和漂白过程，突
破了传统工艺的界限，大大简化了制浆--漂白 工艺和流程。设备使用大为减少，具有投资少、 节能的优点。
2、提高了产品质量
本技术生产的麦草纸浆得率高达71%，其白 度、纤维素和半纤维素含量、纸张的物理强度、 撕裂指数、耐折度等技术指标均达到了ISO标 准，并远优于碱法麦草浆产品质量。
3、首次开发出了适合于麦草超声制浆、漂白的介 质体系。该介质体系即能润张纤维原料，又能在 超声的作用下产生氧基系列的绿色脱木素基和漂 白剂。
4、建立了我国乃至世界首条超声无氯麦草制浆 漂白生产线。
5、从源头上解决了麦草化学制浆严重污染的问 题。
目前，本项目已获授权专利8项。
上料装置
向反应釜内输送麦草
在此背景下，滑县华森纸业有限责任公司与 河南师范大学、南京林业大学于2001年组成了 产、学、研相结合的课题攻关组，经过实验室 实验、中间实验和生产试验，开发出了“超声 无氯麦草制浆漂白一体化”新技术，并形成了 产业化。
二、技术原理
1、超声波技术 超声波是指频率高于20000Hz以上的声波，该声
2、麦草是我国造纸行业的重要的原料
我国年产麦草约8000多万吨，这是一项宝 贵的植物资源。如果能充分利用，不但能缓 解我国造纸工业原料不足的问题，并将有助 于解决三农问题，促进循环经济的发展。
3、我国草浆造纸传统工艺（碱法、氨法）存在的 问题
★工艺复杂，设备投资大； ★对水生态环境污染严重；治污费用高。 --大量草浆造纸企业被关闭。 --木浆造纸，使得森林资源锐减。 --不得不依赖进口纸浆。
~70% 39.8 62.1 56.4 0.653 4.42 181 82.1
~38% 39.9 62.7 45.7 0.465 3.97 16 77.3
浆样白度比较
超声本色纸浆
超声漂白纸浆
处理后的废水水质
1
pH
2
色度
3
悬浮物，
mg/L
4
BOD，mg/L
5
COD, mg/L
6
氨氮，mg/L
7
总氮，mg/L
浆与漂白） 喷放仓 贮浆池 筛选 洗浆机 净化 贮浆池 双网挤浆机 成品湿浆
造纸车间或出售
三、技术创新点
1、开发出了“超声无氯麦草制浆漂白一体化新技 术”工艺包，首创了无氯麦草制浆工艺，包括脱 木素机理和工艺，漂白机理和工艺。
2、首次研制出了麦草制浆的超声反应设备，包括 超声反应釜、超声波清洗破碎装置、超声波筛选 机、超声废水处理装置等。
本成果自实施投产应用以来，共 生产纸浆8万多吨，实现销售收入近 3亿元，创利税3500万元。总计节 约新鲜用水400万吨，同时大幅度 地减少了COD等污染物的排放。产 生了显著的经济、社会和环境效益。
七、前景展望
本成果在全国推广应用： 1、可为我国广大造纸企业找出一条可持续发展
之路，盘活目前大量停产半停产造纸企业固定 资产。 2、可解决当地部分剩余劳动力再就业。 3、可充分利用农村丰富的秸秆资源，有效增加 农民收入。
纤维分级与含量（%）
>30 目 30-50 目 50-100 目 100-200 目
麦草超声漂白浆（31.5°SR） 24.81
31.78
18.45
24.96
麦草碱法漂白浆（31.5°SR） 13.00
36.96
24.80
25.24
纸浆得率、物理强度、白度比较
麦草超声漂白浆
碱法漂白麦草浆
纸浆得率，% 打浆度，oSR 定量，g/m2 抗张强度，N.m/g 撕裂指数，mN.m2/g 耐破指数，kPa.m2/g 耐折度，次 白度，%（ISO)
3、实现了清洁生产
本技术不加碱、不加酸、不加胺、不用氯； 与传统的碱法制浆和漂白工艺相比，用水量少， 是传统制浆工艺用水的1/10，排放废水中不含 可吸附有机卤化物（AOX）、二噁英 （dioxins) 和NaOH，废水的COD排放量约为 40Kg/t浆，COD排放浓度约15000mg/L左右， 是传统制浆工艺的1/20，废水污染物负荷低， 易于处理，处理后的废水可回用于生产。
4、可有效节约水资源。 5、可实现草浆造纸的清洁生产，有效保护生态
环境。 6、可推动了造纸行业上游和下游相关产业的发
展。
八、结 论
该项目符合国家产业政策，符合国家造纸工 业“十一五”发展规划，符合造纸工业可持续 发展的要求。
该成果具有工艺技术先进、麦草利用率高、 成浆质量好、生产成本低、建设投资省和节能 减排等显著优点，开辟了超声波在麦草制浆技 术应用的新途径。从根本上解决了造纸制浆严 重污染问题。
五、技术先进性
1、中国制浆造纸研究院实验分析结果表明： 本技术生产的麦草纸浆得率和白度分别达到 71%和78%（ISO）；浆料中的纤维素和半纤 维素含量高、长纤维素多、表面积大，可有效 提高纸张的物理强度。撕裂指数提高了5倍多， 耐折度提高-11 生产性麦草超声法漂白浆纤维长度与分布
8
总磷，mg/L
9
AOX, mg/L
10
二噁英，
pgTEQ/L
排水量， t/t 浆
超声制浆漂 白法废水指 标 6.5 15.0 10.1
17.0 82.2 11.5 13.6 0.80 0 0
~0
国家造纸废 水排放新标 准 6-9 50 50
20 100 12 15 0.8 12 30
50
2、查新结果表明：没有与本项目技术特点相同的 超声无氯麦草制浆技术，在国内外所列检索文献内 未见报道。
该成果的推广应用，对推动造纸行业的技术 进步、优化升级将发挥重要作用，对促进我国 经济社会的可持续发展具有重大意义。有着广 阔的推广应用前景。
波在亚微观范围内，能够产生机械效应、热效应、 空化效应。
2、超声波制浆原理
利用超声波作用在超声波介质中，使介质流态和密 度均发生变化，产生空化现象，在介质内部形成小空 穴，待小空穴破裂时，极短时间在空化泡周围的极小 空间内产生500kPa的高压和5000K以上的高温，同 时破坏草料内部结构，并伴生强烈的冲击波，同时， 由于能量的释放，使局部的电子能级发生变化，造成 空穴界面处或泡内电子能级的跃迁，形成游离基和新 的官能团，降低了化学反应的活化能，促使纤维分离、 木素碎片化而形成纸浆。