两段氧脱木素系统
非木纤维的制浆技术
浆厂之一 。我国从 20 世纪 80 年代以来，新建和扩建的浆
厂均采用碱陆制浆工艺，据统计在 1988 年我国碱陆制浆
管连蒸、压力式封闭筛选逆流洗涤、氧脱木素及 ECF 中
放漂白技术、 TCF过氧化氢漂白，以及最先进的紧凑型
采用"遍地开花，大搞小土群"方针，全国各地兴建了
大批的草浆厂，到 1980 年，我国非木纤维制浆生产量已
占世界非木纤维造纸总量、环境保护方面却相应带来很 大的负面影响，主要体现在大多数非木纤维制浆的废
被没有回收和综合利用，吨浆 COD
万吨增加到 1957年的 9 1. 3 万吨。
维原料之一，在解放初期已有一 些纸厂(如宜宾纸只
江纸厂、重庆纸厂等)用竹子生产竹浆，用于抄造在当
时来说已是很好的 高级印 刷纸、书 写 纸 、 打字纸等，本
循环经济特点，促进产业健康持续的发展。《造纸产业
发展政策》提出纤维原料"以木为主，合理利用非木纤
色硫酸盐竹浆配抄纸袋纸。竹浆产量从刚解放的几吨
发展到 2007年的 120万吨，竹子用于制浆造纸的原料仅
原料。中国早在 1000 多年以前就利用稻草、麦草及 作为手工纸的原料， 20 世纪 40 年代，非木纤维已
有了突出的改进和革新，主要为芦苇亚硫酸盐蒸煮采用
交叉装锅送被、快速升温、药掖转注、适当提高蒸煮温 度和压力、保持保温期的恒温恒压等，使蒸煮时间大大
缩短，蒸煮能力由 1949 年的 150 千克 / (米日)提高到
(才之本 5 装备)
国造纸工业技术与装备六十年的发展和进步系列报道
木纤维的制浆技术
浆两段氧脱木素目标脱木素率的确定
到指定氧压 ，开始记录反应 时间。待氧脱木 素结束 ，
迅速放 气 ，放 出浆料 并置 于 ２０目的尼 龙 网袋 中 ，人 ０ 上挤 出氧脱 木 素废液 后 置 于 ４０ Ｌ的去离 子 水 中 ， ００ｍ 反 复洗涤 ３次 ，挤下 浆料 ，分散 后置 于聚 乙烯 密封袋 中 ，平衡 水分 后备用 。
素率 ，尽管浆料 中聚戊糖含量随脱木素率的提高有所下降 ，但 ａ纤维素含量 在该过程 中上 升不明显 ，而 黏度 下降率则 显著增加 。另 一
外 ，研究还发现 ，当两段氧脱木素活性碱总用量超过 ５ Ｏ ． ％时 ，浆料黏度下降率急剧升高所对应 的脱木素率转折点约为 ６ ％ 。在保证 ４ 浆料黏度没有显著降低 的前提下 ，为尽可能脱除木素 （ 达到 ６ ％ 的目标脱木素率） ８ ，两段 氧脱木 素活性碱总用量不应超过 ５Ｏ ． ％。 关键词 ：两段氧脱木素 ；竹浆粕 ；目标脱木素率 ；黏度下降率 ； 一 纤维素 ；聚戊糖
活性碱 用 量 对 非 选 择 性 反 应 剂 的 产 生 更 为 敏 感 。 例
如 ，Ａ ａｗ ｌ 的研 究结 果 表 明 ，在 ７ ｇｒ ａ ０～ １０ 的 范 ２℃
６ ． ％） ８ １ ，但黏度下降率却显著增加 （ ６ ． ％增至 从 ８６
８ ． ％ ） 由此 可 见 ，在 本 实 验 条 件下 ，一 段 氧脱 木 ２２ 。 素 的 为 ３ ０ ． ％较 为适 合 。为 了进 一 步考 察 二 段
１ 实 验
应性能 ，所以对其聚戊糖含量 、白度、灰分 、聚合度 等都 有严 格 的质量 控制 指标 。硫 酸盐 法是 化 学制浆 的
主要 方法 ，研 究 结果表 明 ，对 高卡 伯值 的硫 酸盐 竹浆 直接 进行 二氧 化 氯 漂 白，不 仅 不利 于提 高 浆 料 质 量 ，
化学浆漂白技术及我省传统漂白生产线技术改造思路
工艺与技术1传统的漂白技术及其存在的主要问题化学浆漂白是用化学药品氧化、降解和溶出纸浆中的残余木素，提高纸浆的白度，同时，净化纸浆。
从上世纪30年代开始，国际上漂白浆生产线几乎全部以氯化和碱处理作为漂白的前二段，典型的漂白流程是CEH 三段漂；到上世纪50年代，ClO 2漂白实现工业化，CEDED 成为经典的针叶木KP 浆漂白流程。
CE 作为漂白的起始段，具有脱木素能力强、选择性好，净化浆料效果好、投资省、成本低等突出优点。
因此，得到广泛应用。
1985年美国环保局在一些纸厂下游河流中捕获的鱼体内检测出了二恶英（dioxin ），它的毒性相当于氰化钾的130倍，砒霜的900倍，是目前世界上已知有毒化合物中毒性最强的；而且它很难被微生物通过生化反应降解，是一种重要的POPs （persistent organic pollutants ）物质，容易在生物体内产生生物积累。
研究表明，制浆造纸生产过程中的二恶英主要由纸浆漂白时浆中残余木素与元素氯反应而生成。
除了二恶英，Cl 2、次氯酸盐和二氧化氯与木素反应，还生成一系列的其他有机氯化物（AOX ），他们具有与二恶英类似的危害。
采用传统的含氯化学品漂白纸浆，除了产生上述有毒污染物外，氯化过程在低浓条件下进行，而且漂白废水封闭程度低，漂白废水因含氯而不能通过逆流洗涤后送碱回收炉燃烧处理，漂白产生的废水量大，废水污染负荷高。
因此，纸浆漂白成为在蒸煮黑液碱回收之后制浆造纸生产过程中最大的水体污染源。
2008年6月，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）。
新标准严格地限制了二恶英和AOX 的排放量，并大幅度地降低了单位产品的基准排水量和水污染物排放浓度。
因此，漂白化学浆生产企业必须对传统的漂白生产线进行技术改造，才能满足新标准的排放要求。
2漂白技术现状及发展趋势在环境压力的驱动下，漂白新技术的研究成为了制浆造纸领域近20多年来最热门的课题之一。
竹子原料与制浆造纸
由于竹子的采伐不能象木材那样整片砍伐 ,无 法实现机械化采伐 ,竹子原料的供应 、保管 、运输 、管 理一系列物流系统都不如木材原料的集约管理容 易 ,所以限制了竹浆厂的建设规模 ,专家认为竹浆厂 的建设规模最好不超过 20万 t/ a。
图 1 大中型竹浆厂竹子备料工艺流程示例
3. 2 蒸煮 竹类蒸煮 ,一般采用硫酸盐法 ,其特点是蒸煮得
率高 ,纸浆强度高 ,环境污染少 ,纤维柔软性好 ,碱回 收工艺成熟 。竹材的硫酸盐法蒸煮较木材 (特别是 针叶材 )硫酸盐法容易 ,因竹材含木素少 ,当然脱木 素要容易些 ,但更重要的似乎是木素的化学结构 ,竹 子原料中较针叶材中含有较多的紫丁香基木素结构
1 竹子原料的纤维特性及化学成分
竹类细胞主要有纤维细胞 、薄壁细胞 、石细胞 、 导管 、表皮细胞等 。竹纤维细胞约占细胞总面积比 的 60% - 70% ,低于针叶木而高于一般草类 。竹类 纤维细长 ,呈纺锤状 ,两端尖锐 ,其平均长度一般在 1. 5 - 2. 1mm 之间 ,平均宽度一般在 15μm 左右 ,其 长宽比约在 110 - 200之间 ,如表 1所示 。这个比值 比阔叶木为好 。竹纤维壁厚约 5μm ,纤维内外壁均 较平滑 ,胞壁甚厚 ,胞腔小 。也有部分短而宽的纤 维 ,两端纯尖 ,胞腔较大 ,此类纤维多生长于节部 。 综合竹类纤维形态特征是 :纤维细长 、壁厚腔小 、比 重大 、纤维较挺硬 、透明度高 。
45. 09%、刚竹属 44. 86%、业平竹属为 44. 16%、苦
水污染防治重点行业清洁生产技术推行方案
水污染防治重点行业清洁生产技术推行方案
为贯彻贯彻《中国制造2025》（国发〔〕28号）和《水污染防治行动计划》（国发〔〕17号）, 推进造纸、印染等11个重点行业实行清洁生产技术改造, 减少工业新增水用量, 提高水反复运用率, 减少水污染物产生, 严格控制并削减行业水污染物排放总量, 推进全面达标排放, 增进水环境质量持续改善, 工信部组织编制了《水污染防治重点行业清洁生产技术推行方案》（工信部联节〔〕275号）。
造纸、食品加工、制革、纺织、有色金属、氮肥、农药、焦化、电镀、化学原料药和染料颜料制造等行业水污染物排放量约占所有工业旳50%, 是工业水污染防治旳重点领域。
通过在水污染防治重点行业推广采用先进合用清洁生产技术, 实行清洁生产技术改造, 从源头减少废水、化学需氧量（COD）、氨氮、含铬污泥（含水量80-90%）等污染物旳产生和排放。
一、造纸行业
二、食品加工行业
三、制革行业
四、纺织行业
五、有色金属行业
六、氮肥行业
七、农药行业
八、焦化行业
九、电镀行业
十、化学原料药制造行业
十一、染料颜料制造行业。
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。
制浆技术的发展状况
苛化系统的控制变得越来越重要，主要表 现在绿液处理(去除非工艺元素)、绿液消 化和苛化控制(控制白液苛化度、白泥过滤 性能等)、白液澄清度控制(获得高质量的 白液)等。绿液过滤、绿液冷却、白液过滤、 白液后处理等设备也应运而生，取代了传 统的重力式澄清设备。
蒸发设备向高效、节能发展。板式降膜蒸 发器和管式降膜蒸发器(蒸气在管外，黑液 在管内)占据了蒸发设备市场的主要份额， 另一种新型管屏式蒸发器(黑液在管外，蒸 汽在管内)也初露端倪，更多地扮演增浓器 的角色。
非木浆蒸煮黑液高效碱回收技术
非木浆黑液由于具有含硅量高、粘度高、 不易蒸发、入炉浓度低、热值低、含灰量 大、易积灰等特点，因此，多年来草浆黑 液的碱回收技术是国内的研究重点，经过 多年研究已取得重大进展，但黑液浓度还 在60%以下，碱回收率还不高，如能研究出 草浆黑液高效碱回收技术，将推动我国造 纸工业的发展。
北欧1999年TCF漂白纸浆已占62%
（3）中高浓纸浆全无氯漂白技术 （称TCF漂白）
以过氧化氢漂白为主的技术
（4）作为辅助工艺技术的 制浆漂白生物技术
A.生物辅助漂白技术
聚木糖酶预处理
除去纸浆中有色物质； 除去纸浆中木素与碳水化合物复合体中的碳水化合物， 使木素在漂白中容易脱离；
影响聚木糖酶作用的因素
（1）中浓纸浆氧脱木素技术
现在硫酸盐制浆生产线采用氧脱木素已成为标 准。对于阔叶木浆和针叶木浆已开始使用具有 成本低、选择性强的两段氧脱木素工艺 C=10%~12% T=90 ℃ ~110℃ P≥0.6mPa(第一塔顶的压力) P≥0.4mPa(第二塔顶的压力)
（1）中浓纸浆氧脱木素技术
中浓纸浆氧脱木素单升流塔流程
酶预处理条件：pH值、温度、用量、浆浓、处理时间、 纸浆特性
氧脱木素效率的改善途径
氧脱木素效率的改善途径刘祝兰;熊林根;曹云峰【摘要】Oxygen delignification is considered to be the most simple and lowest cost method of delignification besides kraft pulping. It can put pulping and bleaching together. Because of less environment pollution, higher yield, better quality and cost-effective, oxygen delignification has become a main process of elemental chlorine free (ECF) bleaching and totally chlorine free (TCF) now. Molecular oxygen, as the main bleacher, oxidizes and degrades phenol lignin by eliminating side chain, opening benzene ring and demethylation of lignin. These reactions can be influenced by many process parameters including alkali charge, reaction temperature, reaction time, oxygen pressure, concentration and so on. In order to improve the oxygen delignification efficiency, researchers have proposed various ways, such as two-stage oxygen delignification, reinforcement by additives, pretreatment and so on. Oxygen delignification is a promising bleaching method in China, and it compliance with the increasingly strict environmental protection law, so the research on the oxygen delignification need to continue.%氧脱木素被认为是除了硫酸盐蒸煮脱木素外，成本最低且最简单的脱木素方法，所以氧漂可以把制浆与漂白结合起来。
制浆原理与工程
第二章化学法制浆1.解释化学法制浆常用名词术语。
活性碱：烧碱法蒸液中的活性碱指NaOH，硫酸盐法蒸煮液中的活性碱指NaOH+Na2S，常以Na2O或⑷有效碱：烧碱法指NaOH，硫酸盐法指NaOH+1/2Na2S，常以Na2O 或NaOH 表示。
⑸活化度：碱液中活性碱对总可滴定碱的百分比。
计算时，NaOH 和Na2S 等均以Na2O 或NaOH 表示。
⑹硫化度：白液的硫化度是指Na2S 对活性碱的百分比。
绿液的硫化度是指Na2S 对总可滴定碱的百分比。
计算时，NaOH 和Na2S 等均以Na2O 或NaOH 表示。
⑺蒸煮液：蒸煮液系指原料蒸煮时所用的碱液⒃纸浆硬度：纸浆硬度表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量。
可用高锰酸钾、氯或次氯酸盐等氧化剂测定，以用高锰酸钾最为普遍。
2.化学法制浆主要分哪几类？碱法和亚硫酸盐法制浆主要分为哪几种？各自的特点是什么？化学法制浆：碱法制浆、亚硫酸盐法和溶剂法制浆。
碱法：烧碱法、；硫酸盐法、多硫化钠法、预水解硫酸盐法、氧碱法、石灰法、纯碱法等。
最常用的是硫酸盐法和烧碱法。
亚硫酸盐法：酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸氢盐法、中性盐硫酸盐法和碱性亚硫酸盐法。
碱法特点：碱法蒸煮对原料的适应范围比较广，硫酸盐法几乎适用于各种植物纤维原料，还可用于质量较差的废材、枝桠材、木材加工下脚料、锯末以及树脂含量很高的木材。
烧碱法适用于棉、麻、草类等非木材纤维原料，也有用于蒸煮阔叶木的，很少用于蒸煮针叶木。
3.硫酸盐法制浆和亚硫酸盐法制浆的优缺点是什么？硫酸盐法蒸煮的优缺点优点：①对原料适用范围广。
②脱木素速率快，蒸煮时间较短。
③纸浆强度高④蒸煮废液回收技术和设备比较完善。
⑤硫酸盐浆的用途广，针叶木本色硫酸盐浆可用于抄造纸袋纸、电缆纸、电容器纸、包装纸。
漂白浆用于生产文化用纸及其他用途。
阔叶材和草类原料的硫酸盐浆常用于生产文化用纸或生产纸板等。
⑥较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群问题。
纸浆漂白流程的历史发展
即使是经过活化的纸浆，其漂白率在此阶段之后也逐渐下降。
在后续阶段需要使用选择性更好的漂白剂，并同时提高漂白温度、延长漂白时间。
图8所示为一些不同的氧化漂白阶段，例如ECF漂白（无元素氯漂白），轻度ECF漂白（通常仅在第一个阶段使用一定量的ClO2）和TCF漂白（全无氯漂白）。
如图所示，大多数情况下单段漂白可以分为三个不同的阶段，与图7中过氧化氢漂白阶段一样。
在ECF漂白过程中，木素的大量溶出发生在碱处理阶段，因此脱木素作用和亮度的改变仅在D(EO)漂段后相继表现出来。
在其他情况下，由于亮度的增加不是在碱处理阶段，因此其亮度的改变仅在氧化阶段之后表现出来。
碱处理阶段亮度常常有所下降，同时纸浆发生活化，这使得在后续阶段中亮度的改变更加有效。
如图8所示，漂白反应大多发生在氧化阶段，除了臭氧漂白，因其与图7所示的过氧化氢漂白阶段类似可以分为三个不同阶段。
图8所示为不同用量在相同反应时间下的曲线，而图7所示曲线仅受单一变量的影响，即在相同温度下反应不同时间的曲线，其值相当高。
与蒸煮后期相比，氧脱木素的选择性更高，可使蒸煮后的卡伯值降低至30—70%，不会导致多聚糖过度降解并含有残余木素，从而提高后续漂段的选择性。
这意味着可以减少漂白阶段的数量。
在氧脱木素阶段，卡伯值为10时，一个简短的三段漂相当于蒸煮后卡伯值为30的非氧脱木素中六个到七个阶段的纸浆漂白。
在氧脱木素之后，直接使用ClO2作为Cl2在第一个漂白阶段的替代物，降低了此阶段卡伯值的减小幅度（△kappa number）。
然而，对于随后增强的氧强化碱抽提阶段或者过氧化氢漂白阶段这可以得到补偿。
如前所述，可以在D阶段后增加一个额外的D阶段，使两个D阶段之间的过渡依靠于短时间的中性环境。
如图8所示，轻度ECF漂白和TCF漂白在各个阶段间需要活化才能表现出更好的性能。
二氧化氯，特别是臭氧在过氧化氢漂白阶段会起强化作用。
在过氧化氢漂白阶段中加热的环境也能够增加一些活性作用，就像二氧化氯漂白阶段，即使化学反应的背景是不同的。
过氧化氢强化两段氧脱木素
过氧化氢强化两段氧脱木素张彬;董元锋;刘温霞【摘要】研究表明,在两段氧脱木素过程加入过氧化氢会提高脱木素效果,且加在氧脱木素的第二段比加在第一段时的脱木素率和选择性指数(脱木素率与黏度损失率的比值)好;综合考虑,建议过氧化氢的用量控制在2～3 kg/t;螯合处理对脱木素率与选择性指数也有影响,建议采用Q-O-OP处理程序,且螯合处理在酸性条件下的效果较好.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】3页(P14-16)【关键词】氧脱木素;过氧化氢;脱木素率;脱木素选择性指数【作者】张彬;董元锋;刘温霞【作者单位】Research & Development Center of APP,Indonesia,36126;LP3I RD, APP, Indonesia;山东轻工业学院制浆造纸教育部重点实验室,山东济南,250353【正文语种】中文【中图分类】TS745(＊E-mail:*********************)Abstract:Industrial two-stage oxygen delignification systems can achieve approx imate 45%delignification,but continued reaction causesunacceptable loss in pulp quality and yield.However hydrogen peroxide can be used to reinforce the delignification in dual oxygen delignification boratory results show that the application of hydrogen peroxide in the second oxygen delignification stage i.e.O-OP,can improve delignification efficiency,without inter-stage washing.Key words:oxygen delignification;hydrogen peroxide;delignification efficiency;delignification selectivity index1867年,美国专利最早提到热空气对纸浆具有漂白作用;1958年,尼基金等人首次在碱性条件下用分子氧漂白溶解浆,1968年,首次在Jössefors浆厂进行氧脱木素的工厂试验;1970年,第一台工业化的氧脱木素设备在南非的Kamyr厂安装;1985年,日本王子制纸公司的Tomakomai浆厂安装运行了第一台两段氧脱木素设备[1]。
第11章 漂白
11.11 纸浆增白 (机械浆漂白)
增白(brightening): 保存木素的漂白处理 漂白( bleaching ): 破坏木素的漂白处理
增白常用起还原作用的连二亚硫酸钠和起氧化
作用的过氧化物(如H2O2)。
பைடு நூலகம்
增白剂：
Na2S2O4（连二亚硫酸钠） S2O4 2- + 2H2O →2HSO3- + 2H+ + 2e增白效果源于上述反应释放出的活性氢将有色 的醌式木素结构还原成无色的苯酚结构。
pH＞9.0以上（在次氯酸盐溶液中加入少量烧碱以保 证终点pH值），时间1~2h。
11.6 二氧化氯漂白
作用特点：破坏木素而不显著降解纤维素和 半纤维素——具有很高的选择性。 获得稳定白度而不降低纸浆强度。 实际上，二氧化氯漂白已经成为所有生产高 白度硫酸盐浆漂白流程的组成部分。 常在氯化段用ClO2取代部分Cl2，以改善 纸浆强度、色泽稳定性及降低废水色度。
氯化系统简图见p.171之图11—9。而图11—10、 图11—11、图11—12是氯化塔和氯化混合器。
氯化产生的问题：
产生多氯二噁英和氧芴（dibenzofurans） 形成氯化有机物
如何解决呢？ ---p.172
①在氯化段使用50%以上的ClO2替代氯。 ②在氯化段使用低氯比(即氯量与Kappa值之比) 和用氯量逐渐增加。
置换漂白（动态漂白）
使化学药剂连续地经过浆饼(pulp mat)进行置换 (而不是混入纸浆中)，且保持条件不变，则可在常规 温度下实行快速漂白。
可实现高浓漂白。 ——纸浆纤维持续暴露在浓化学品溶
液中，反应速率高。因高效率置换，随后的各段之间的洗涤可省 略。
漂白液可循环使用。 ——该系统只有很少量置换液排放，
氧脱木素技术
• 氧脱木素是二十世纪70年代发展起来的制浆技术， 但在二十世纪80年代以后才得到快速发展。
• 其优点是进一步降低纸浆的卡伯值，约降低原粗 浆卡伯值的40%～50%，采用该技术一般可使漂 白废水中的COD、BOD排放量降低40%～50%， 色度可减少75%～85%，而AOX含量将大大降低。 当氧脱木素程度不超过50%时，浆的粘度稍有下 降，但强度基本不变，且白度稳定性好，返黄少。 随着中浓漂白技术的应用，它已发展成为一个成 熟的工艺路线。
• 由图可以看出：
• 木素在日光照射下进行氧化时，木素结 构单元的侧链会断裂，也会形成一些有 色基团如醌式结构。
（2）脱木素反应历程和动力学
• 氧碱漂白时的脱木素历程分两个阶段：
• 一是初始阶段，脱木素很快，脱除的木 素属易脱除木素；
• 二是后续阶段，脱木素的速率较慢。
• 根据Olm和Teder的研究，氧碱脱木素动 力学是一级反应，并且可以把上述两个 阶段的动力学式子综合如下：
)C0 2
•
t
式中，K0——氧漂开始时的Kappa值 K0——氧漂终了时的Kappa值 K1——在特定条件下能达到的最低Kappa值，
松木硫酸盐浆预期为8.5。
T——绝对温度（K）。 C0——开始时的碱浓（g/l） T——漂白时间（min）
1、氧碱漂白的碳水化合物降解化学 （1）碳水化合物降解化学反应
• ③还原性末端基的氧化
• 在碱性介质中，分子氧能氧化纤维素和 半纤维素的还原性末端基为多种糖酸末 端基，并进一步降解为分子量较小的糖 酸。
• 纤维素在氧碱漂白时，还原性末端基易 氧化为甘露糖酸、阿拉伯糖酸和三羟基 丁酸末端，并有少数葡萄糖酸和核糖酸。
• 半纤维素如聚木糖在氧碱漂白时，还原 性末端基能氧化为多种糖酸，并能进一 步从半纤维素大分子上脱落下来。
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万方数据
２ １
水化合物的降解 ， 用量一般在 ３ ４ ｇ 风干 ｔ 一 ｋ／ ｏ
的各 项工 艺 参数 。
｛ 熟六： 内允｝ 了
１ ．由于是采用 中浓输送和氧脱木素浓度较高 ，
摘要：本文主要介绍硫酸盐法木桨氧脱木素系统的 生产运行情况。 关键词： 氧脱木素； 中浓； 污染； 氧气
中图分类号：Ｓ４ Ｔ７５ 文献标识码 ： Ａ
（ 清水） 洗涤 ， 洗涤滤液除用来做氧脱木素段的浆料
稀释外 ，剩余 的滤液送人洗选工段进行粗浆 的洗
涤， 最后送人蒸发工段 ， 经蒸发浓缩后送人碱回收
化学 品和清水 的耗用 量 ，降 低 了漂 白排放废水的
阻塞 。中浓泵发生故障最主要的原因是真空系统发
生故障或是浆的浓度太高 ，必要时打开稀释阀用稀
释水进行稀释。 同时检查真空系统是否正常。 如果真
污染负荷 。浓泵仅泵走大量稀释水 ， Ｕ 贝在中浓泵
４ ５ －０ ５－
１一 １ １ ０
状 况 ：对于按
木采用硫酸盐
通常第一段氧反应器的反应温度比第二段的反应
温 度 低 ５一１ ９ ５０，第二 段 的 喷 放 温 度 应 高 于 ９ ９ ９Ｃ，
氧气耗量（ ／ ） ｋ ｍ千ｔ ｇ 用碱ｇ ｉ 干ｔ ｋｋ ｌ ） （ ＇ ｇ
温度（ ℃） 氧气压力（Ｉ ） Ｎ＇ ａ
造成氧脱木素系统不能正常运行 ， 影响浆的白度。 ６ ．添加保护剂 ： 纸浆中非过程元素如过渡金属
产中加人的氧气压力一般为 １２ １３Ｍ ａ ． 一 ． Ｐ ，第一 ５
段氧气的用量大于第二段的氧气用量 。 通常每降低
一个卡伯值需要氧气 １ １５ｇ 风干 ｔ 一 ． ／ ｋ ， 一般控制在
２， ２ 白度在 ２％ 一 ０ ＩＯ 经洗选两段氧脱木素四 ５ ３％ ， Ｓ
段漂后 白度达 ９ ％ Ｏ以上 。 ０ Ｉ Ｓ 两段氧脱木素后木素
降低 ４ ％ 一 ０ ， ０ ５ ％ 而对浆的强度和粘度几乎没有影
响 ，在正 常的情况下整个氧脱 木素段 卡伯值降低
总之 ，氧 脱 木 素 可 造成 纸 浆 粘度 的急剧 下降 ， 为 了提 高氧 脱 木 素 率和改 善 脱木素 的选 择性 ， 用 采
耗并 提 高能 源 利用 率 。
两段氧脱木素反应器均为升流反应塔 ， 浆料从 底部加人 ， 从顶部卸下。在生产中一般是加入氧化 白液 ， 有时为了平衡工厂 的用碱需加人部分氢氧化
钠， 也在氧 脱 木 素 段 加人 。两 段氧 脱木 素反应塔 均
１ ．工艺流程 ： 洗选后的粗浆从洗选洗浆机输送
装有温度 、 压力测量仪表和气体探测器等 。用气体 探测器可 以保证没有气体凝聚在反应塔的顶部 。 如 果气 泡 中含有一氧化碳或者卸料装置的叶轮 由于
到氧脱木素段的喂料槽 ， 采用带真空泵的中浓泵输
送 ， 中浓 泵 前加人 氧 化 白液 或氢氧 化 钠 ，经过 中 在
压蒸汽混合器和化学品混合器 ，与氧气均匀混合 ，
反应器的顶部通过卸料器将氧脱木素 后 的浆料送
入氧脱木素喷放仓 ， 在中浓泵的作用下以 １％的浓 ０
．赵会山 度从氧脱木素喷放槽泵送到 Ｄ Ｄ洗浆机 ，经洗涤后
进入漂 白工段 ， 进行 （ ／ ） Ｄ四段漂 白。Ｄ Ｄ Ｅ Ｄ Ｃ ｏ Ｄ洗 浆机 的洗涤水采用蒸 发工段的二次冷凝 水和热 水
于氢 氧化 钠 的加 人 量 。 高用碱 量 ， 提 脱木素加速 ， 但
碳水化合物的降解也会加快。 在生产中采用第一段
的用碱量大于第二段的用量 ，通过控制浆的 ｐ Ｈ值
来调节用碱量 ， Ｈ值一般控制在 １ 一 １ ｐ ０ １ 左右 ， 较 低的 ｐ Ｈ值会导致脱木素降低， 较高的 ｐ Ｈ值会对氧
脱 木素 后 浆 的洗 涤带 来 困难 。 生产 中由于碱是在反
采 用 中浓 泵输 送 浆 ，浆 的浓度 会 影 响碱 液 的浓度 、 反应 时 间 以及 蒸 汽 的用 量 等 。
５ 木 素 塔 反 应 压 力 对 氧 脱 木 素 效 果 的影 ．氧 脱
盆 爵本如箫一 枷 碑薰内 才 硼
氧脱木素的工艺参 Ｌ 要有用氧量和氧气压力、 Ｍ －
反应温度和时间、 用碱量 、 浆浓度和添力 呆 闭 护剂等。
所决定 。 浆料从第一段氧脱木素反应器顶部由卸料
两段氧脱木素系统 的生产运行一
（ 山东日 照森博浆纸有限责任公司， 山东日 ２６２ ） 照 ７８６
装置卸下 ， 在经过蒸汽混合器和化学品混合器后进 人第二段氧脱木素反应器 ， 氧气和 中压蒸汽通过第
二段的蒸汽混合器加人浆料中 ， 在进人化学品混合 器前加人氧化 白液或氢氧化钠 ， 在第二段氧脱木素
经两段氧脱木素后 ，以 １ 一 ０Ｐ 的压力和 ８ 一 ０ ５ｋａ ％ １％的浓度被泵送人上浆成形区 ， ０ 在一台洗浆机上
实现两段逆流洗涤 ， 第二段洗涤区使用 清洁的热水 洗涤 ，前几个洗涤 区依次使用后面排 出的稀滤液 ，
后洗涤组合成一体进行逆流洗涤 ，洗涤用的清水
（ 水 ）或 蒸 发 的二 次 轻 污 冷 凝 水从 氧 脱 木素 后 的 热
中浓鼓式置换 （ Ｄ） Ｄ 洗浆机加人 ， 每吨浆用清水量 仅为 ６一８ ＇ 达到国际先进水平 。 ｍ，
稀滤液进人前一个洗涤 区前必须经增压泵提高压
力以形成脱水压差。 通过第二段洗涤区的浆料进人
氧脱木素是利用氧分子的强氧化作用 ， 在碱性
介 质 中将 纸 浆 中的残 余木 素氧 化和 溶 出的过程 ， 蒸
氧反应器压力（ Ｐ） ０． －０ ７ Ｍａ ６ ．
０ ３－ ． ． －０ ４
伯 值 在 １－ ２
定。浓度越高 ， 停留时间越长 ； 产量越低 ， 停留时间
越长 ， 停留时间长将加重碳水化合物降解 。一般第 一段反应时间在 ２ ３ ｍ ｎ ５一 ０ ｉ，第二段的反应时间在
４ ５￣５ ｍｉ ｏ ０ ｎ
Ｂ Ｄ Ｃ Ｄ 颜色和总有机物的含量 ， Ｏ，Ｏ， 从而节省污
水 处理 费 用 。
收稿 日期 ： ０ 一 ７ １ ２ ４ ０ 一５ ０
．
三菱重工恒星（ 淄博） 造纸机械 有限公司造纸机械合资项目投产
本刊讯 三菱重工 一 恒星机电造纸机械合资项 目 投产 庆典仪式于２０ 年 １ ２ 在淄博周村举行。 ０４ ０月 ６日 淄博恒星 机电设备有限公司是一家专业从事造纸机械研发与制造的 大型企业， 是全国四大造纸机械企业集团之一。多年来， 面 对经济全球化的发展趋势，恒星机电公司积极参与国际竞 争， 不断提高企业核心竞争力， 实现了企业的快速发展。作 为世界 ５０强企业之一的 日 ０ 本三菱重工株式会社是 日 本重 工业企业中门类最齐全、 规模最大的跨 国公司， 也是世界三 大造纸机械生产商之一。 此次合资共投资 １ ５０万人民币， １ ０ 注册资金 ４ 万元， 方占６％， ６０ ０ 日 ０ 中方占４％。 ０ 将生产、 销 售采用三菱重工技术的大中型造纸机，目 标是将三菱重工 恒星（ 淄博） 造纸机械有限公司建设成为世界一流的造纸机
气泡消失 。反应气体从卸料装置中除去 ， 气体被 引
入 到 氧 脱 木 素 后 的喷 放 仓 中 ，由于 有 异 味 ，被 引人
万方数据
２ ０
２０ 年１ 月 第６ 《 ０４ １ 期 纸和造纸》
到稀 浓臭气 系统 中送人 碱 回收 炉 中烧 掉 。
２ 流 程 图 ．工 艺
后续 阶段 的脱木素和碳水化合物 的降解有密切 的 关系 ， 在开始阶段的后期 ， 脱木素的程度主要取决
山东 日照森博浆纸有限责任公司年产 ２ ２万 ｔ 硫酸盐法漂白阔叶木浆生产线 ，蒸煮采用 １ ｍ １０ ３ ０
低固形物连续蒸煮器 ， 压力扩散洗浆机洗浆 ， 封闭
压力筛选 ， 两段氧脱木素 ， 四段 （ ／ ） Ｄ漂白。 Ｄ Ｃ ＥＤ ｏ
由粗浆洗涤一封 闭压 力热 筛选一洗涤一氧脱木素
炉燃 烧 回收碱 和蒸 汽 。
文章编号： ０ 一 ３９２０ ）６ ０２ 一 ３ １ １ ６０ （ ４０ 一 ００ ０ ０ ０
鼓式置换洗浆机 （ｒｍ ｐ ｃｒ简称 Ｄ ｄｕ ｄ ｌ ｅ） ｉａ ｓ Ｄ洗浆
机， 由洗涤液的压力而实现置换过滤洗涤。 Ｄ洗浆 Ｄ
机的转鼓沿圆周被分隔成上浆过滤成型区、２ 个置 换洗涤区、 真空抽吸区和卸料区共 ５ 区段 。浆料 个
氧 气 和 中压 蒸 汽一 起 加人 浆料 中 。由 中浓 泵输 送 到 第一 段 氧 脱木 素 反应 器 ， 需氧 气 的量 由进 料 的卡 所 伯 值 和 氧 脱 木 素 段 后 所 要 求 达 到 的 浆 料 的卡 伯 值
机械故障等产生火花时会导致危险。 如果探测器指
示 有气 泡 ，则卸 料 装置停 止 ， 气 阀 自动关 闭直到 氧
应器前加人 ，测量是在反应器后进行的 ，因此调节
注： 蒸汽混合器； 一 Ａ一 Ｂ 化学品混合器。
用碱量尤为重要 ， 通常降低一个卡伯值 ，需要用碱
３ ．工 艺参 数
‘ 段氧 反应器
１一 ２ １ ０ 浆浓度（ ％） ２ －３ ５ 停留（达 ） （ ） ０ 厉 立时闭 二 １ ． 一１ ０５ １ ｐ Ｈ值
１ －１ １ ０
１一 ５ １ ４
５ －６
６ ７ 一
９ －９ －５ ０－
１０ ０ ０ 一１ ２
法 低 固形 物连 续 蒸煮 后 的卡
以有效除去氧脱木素喷放仓 中的气体便于洗涤 。 反
应 时 间 由反 应 器 的 容 积 、产 量 和 浆 的浓 度 等 所 决
１ ２ １ ３ １ ２－１ ３ ． 一 ． ５ ． － ．５
山东 日照森博 浆 纸有限 责任公 司从芬兰 引进
因此在开机和停机时必须先串水运行防止阻塞。特
别是 中浓 泵 、 卸料器和 Ｄ Ｄ洗浆机 的螺旋更容易发生