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加工紙制造生產(chǎn)工藝及其
產(chǎn)生的污染物
目錄
概述............................3
加工紙基質(zhì)材料
加工紙生產(chǎn)工藝
1、涂布加工紙................................6
2、復(fù)合加工紙................................9
3、變性加工紙...............................10
4、浸漬和其他加工紙............................13
四、生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的污染物...........15
1、關(guān)于造紙工業(yè)的主要污染源.........15
2、加工紙?jiān)敿?xì)的流程中產(chǎn)生的污染物.....173、關(guān)于
解決制漿造紙工業(yè)對(duì)環(huán)境污染的方法21
4、對(duì)減少我國(guó)造紙工業(yè)環(huán)境污染的若干建議28
一、概述
1、定義:
隨著社會(huì)的發(fā)展,紙的種類(lèi)越來(lái)越多,用途更加廣泛。通常把紙或
類(lèi)紙為基質(zhì)材料,根據(jù)所需的特性進(jìn)行各種方式的加工,所制成的產(chǎn)品稱(chēng)為
加工紙。
2、對(duì)紙加工的目的:改善紙的外觀,以達(dá)到美觀、裝飾等目的;改變和提高
紙或類(lèi)紙的物化性能,以達(dá)到各種特殊的使用要求;賦予紙或類(lèi)紙的基材以
一定形狀,使之符合各種使用的便利和要求。
3、分類(lèi):
⑴根據(jù)具加工方法分為
①涂布加工紙②復(fù)合加工制③變性加工紙④浸漬加工紙⑤機(jī)械加工紙
⑵根據(jù)用途分為
①涂料印刷紙類(lèi)②記錄紙和復(fù)寫(xiě)紙類(lèi)③功能防護(hù)紙④建筑裝飾用紙類(lèi)⑤特種
專(zhuān)用紙類(lèi)⑥其他加工紙類(lèi)
4、發(fā)展現(xiàn)狀
2008年是極不平凡的一年,突如其來(lái)的國(guó)際金融危機(jī)和我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的減緩,
使造紙工業(yè)遭受了史無(wú)前例的需求下降、價(jià)格下跌、貿(mào)易萎縮、庫(kù)存積壓的煎
熬,全行業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和發(fā)展遇到了前所未有的困擾,經(jīng)歷了建國(guó)以來(lái)最嚴(yán)峻
的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。上半年造紙行業(yè)景氣攀升,下半年生產(chǎn)與消費(fèi)增速均明顯回落。
特別是第四季度,紙及紙板生產(chǎn)與消費(fèi)增長(zhǎng)均由9月份以前增長(zhǎng)11%左右,分
別降至8.8%和
7.9%o單月紙及紙板產(chǎn)量912月與上年同比均出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。
據(jù)中國(guó)造紙協(xié)會(huì)調(diào)查資料,2008年全國(guó)紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)約有
3500家,全國(guó)紙及紙板生產(chǎn)量7980萬(wàn)噸,較上年7350萬(wàn)噸增長(zhǎng)
8.57%o消費(fèi)量7935萬(wàn)噸,較上年7290萬(wàn)噸增長(zhǎng)8.85%,人均年消費(fèi)量為
60千克(13.28億人),比上年增長(zhǎng)5千克。2008年比2000
年生產(chǎn)量增長(zhǎng)161.64%,消費(fèi)量增長(zhǎng)121.96%。20002008年,紙
及紙板生產(chǎn)量年均增長(zhǎng)12.78%,消費(fèi)量年均增長(zhǎng)10.48%(見(jiàn)圖1)
二、加工紙基質(zhì)材料
加工紙基質(zhì)材料即指紙或類(lèi)紙、紙板。使用纖維原料制造紙張和紙
板的方法,一般可分為濕法造紙和干法造紙兩大類(lèi)。目前大多數(shù)紙和紙
板采用濕法造紙,干法造紙多用于特種紙的制造。
紙和紙板的生產(chǎn)過(guò)程大體可以分為打漿、調(diào)料、造紙機(jī)前紙料的處理、
纖葩向收
___________
I沆漿梢I
網(wǎng)耶
壓榨祁
水
力
碎
漿
超級(jí)壓光
機(jī)
裁
切
紙或紙板的抄造四個(gè)階段。造紙生產(chǎn)流程(如圖2)
三、加工紙生產(chǎn)工藝
1、涂布加工紙
⑴顏料涂布紙
顏料涂布紙是將顏料、膠黏劑以及其他添加劑配合制成的涂料,通過(guò)涂布
裝置涂于原紙表面,經(jīng)干燥、壓光、整理制成。主要用作印刷紙及需要經(jīng)過(guò)印
刷加工的包裝紙和裝飾紙等如銅版紙,用于高檔藝術(shù)、美術(shù)品印刷、精印美術(shù)書(shū)
刊;涂料印刷紙,用于雜志正文頁(yè)、彩色書(shū)頁(yè)、上表和廣告單印刷等。
顏料涂布紙一般的生產(chǎn)過(guò)程:涂料液制備一一涂布機(jī)涂料一一干燥一一壓
光一一完成。
生產(chǎn)工藝流程(見(jiàn)圖3)
Id/I
⑵特殊涂布加工紙
①無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙
無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙又名壓敏記錄紙,在我國(guó)20世紀(jì)70年代初開(kāi)始商品化。無(wú)
碳復(fù)寫(xiě)紙使用時(shí)省去了復(fù)寫(xiě)要夾紙的麻煩,并且復(fù)印分?jǐn)?shù)多,副本容易套正、
清晰,不會(huì)午安手和衣物。
無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙由上頁(yè)紙(簡(jiǎn)稱(chēng)CB紙),中頁(yè)紙(簡(jiǎn)稱(chēng)CFB紙)和下頁(yè)紙(簡(jiǎn)
稱(chēng)CF紙)組合而成。如果需要的副本不只兩張,只要在中間加插CFB紙即可
滿足要求。
無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的成品有三種:
第一種是由流程按①生產(chǎn)的CF紙,紙頁(yè)上只涂有顯色劑涂料,其涂布方法與
普通涂布紙相同。
第二種是由流程②生產(chǎn)的CB紙,紙頁(yè)只涂有微膠囊涂料,經(jīng)干燥卷取,制成
成品,干燥后不進(jìn)行壓光。
第三種是由流程③生產(chǎn)的CFB紙,紙頁(yè)的正面涂料與CF紙相同,背面的涂料
與CB紙相同。三種紙按上、中、下的順序進(jìn)行重疊復(fù)寫(xiě)時(shí),即可得到多份副
本。無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的成品有卷筒和平板制品兩種。
詳細(xì)見(jiàn)生產(chǎn)流(程圖4)
L原雄
晁
色
徐
E料
“星色依底頁(yè)水(成卷利區(qū)
計(jì)后包裝
計(jì)敬包裝上頁(yè)紙(寇同制fli)
計(jì)旦包贅上頁(yè)紙(半張制R
正分S一?“星包裝中頁(yè)抵(或占制片
1---------------------?裁S—?il星包裝?中頁(yè)紙(叩我UMR)
②氧化鋅靜電復(fù)印紙
氧化鋅靜電復(fù)印紙是以氧化鋅作為主要光敏材料,將其涂在原紙上,以靜
電照相原理復(fù)印的一種印刷紙。使用時(shí),經(jīng)過(guò)充電,曝光、顯影、定影等過(guò)程而
復(fù)制出圖像。在定影后再經(jīng)過(guò)親水處理則這種復(fù)印紙也可以用作膠印靜電制版
紙,制成版后直接在膠印機(jī)上進(jìn)行印刷。
氧化鋅靜電復(fù)印紙的由感光層、預(yù)涂層及紙基組成的。生產(chǎn)流程(如
下圖5)
預(yù)涂出涂料
包找<?達(dá)維?l分切卜?卷我一?卜一二詫郁卜卷取,I?壤
2、復(fù)合加工紙
定義:在一種基材的表面上層合上一層或多層紙、薄膜等材料而構(gòu)成新材
料的一種加工過(guò)程,稱(chēng)為復(fù)合加工。
分類(lèi)及特性:按照與紙層復(fù)合的薄膜材料的不同,可分為三類(lèi)。
⑴、織物復(fù)合紙
布與紙層合。這種復(fù)合加工紙有很高的抗張、撕裂及耐折強(qiáng)度,并保
持紙的透氣性,而對(duì)于布,則大大提高了其挺硬性。
(2)、薄膜復(fù)合紙
各種塑料薄膜與紙層合。加工后的制品的抗張、撕裂強(qiáng)度等均有提高,具
有防水、防潮、氣密等保護(hù)性能,絕緣性、尺寸穩(wěn)定性等增強(qiáng),還可獲得熱
封等特性。
(3)、金屬箔復(fù)合紙
金屬箔與紙層合。加工后的制品的強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等提高,具有高防潮
性和氣密性,具有完全遮光性、熱反射性及導(dǎo)電等特性。層合加工的方法
①濕法層合:采用水性膠黏劑時(shí),一般采用這種層合方法。調(diào)節(jié)好的水性
膠黏劑,先經(jīng)涂布裝置涂布十層合材料上,然后在涂布的濕狀態(tài)下經(jīng)壓輻壓
貼,與其他材料層合起來(lái),然后進(jìn)行干燥。
②干法層合:干法層合首先是將有機(jī)溶劑性膠黏劑涂于基材上,再經(jīng)干燥
去除溶劑,然后在加熱混處使基材(原紙)與其他薄膜材料壓貼層合的一種方法。
③熱熔層合:熱熔層合是采用熱熔性膠黏劑,先將其在高溫下熔化,然后
涂于層合材料上,在膠黏劑尚未冷卻之前,立即在加壓狀態(tài)下與其他材料層
合,冷卻后即得到層合制品。
④擠壓層和:擠壓層合是將合成樹(shù)脂原料置于擠出機(jī)中加熱使其熔融,并
經(jīng)塑模而呈膜狀從機(jī)頭噴出,噴出的熱熔狀薄膜在熱熔狀態(tài)下與基材(紙或
其他)層合,最后通過(guò)冷卻輻冷卻固化后即成為復(fù)合成品。
3、變性加工紙
定義:變性加工紙是將原紙進(jìn)行化學(xué)處理,使紙頁(yè)的纖維發(fā)生潤(rùn)脹、膠化、降
解和改性等物理化學(xué)變化,而使原紙的性質(zhì)發(fā)生質(zhì)的變化,從而產(chǎn)生許多特殊
的性能以適應(yīng)各種特殊的要求。
(1)、植物羊皮紙
將植物纖維紙用硫酸處理而改變了原紙的性質(zhì)的加工紙,也稱(chēng)為硫酸紙。
經(jīng)硫酸處理后,紙頁(yè)氣孔大大減少,不透氣性增強(qiáng),并且有不透油性、半
透明性、難燃燒性及彈性等??捎米髅鑸D紙、書(shū)皮紙、防潮包裝紙和電報(bào)打孔
紙等。由于硫酸處理的殺菌作用,它還可以廣泛用于食品包裝。
一般的生產(chǎn)流程為:原紙——原紙羊皮化一洗滌與堿處理——羊皮紙塑
化——羊皮紙的干燥
植物羊皮紙的生產(chǎn)流程及設(shè)備示意(如圖6)
⑵、鋼紙
鋼紙是將原紙經(jīng)濃氯化鋅溶液處理,使纖維素發(fā)生劇烈潤(rùn)脹和膠
化,從而部分水解而成為短鏈物,具有一定的黏著能力。將紙頁(yè)在膠化烘缸上
層層黏合起來(lái),再經(jīng)老化、洗滌(脫鹽)、干燥、整形即制成鋼紙。
鋼紙具有很高的機(jī)械強(qiáng)度、介電強(qiáng)度和彈性,又有加工成型、耐磨、耐熱
和耐腐蝕等??芍迫‰姎夤I(yè)和化學(xué)工業(yè)中的各種墊片,絕緣體:機(jī)械工業(yè)中
的高速無(wú)聲齒輪、軸套等。另外在汽車(chē)、航空、紡織等工業(yè)及日常生活中也肩
廣泛應(yīng)用。
鋼紙的生產(chǎn)流程(如圖7)
⑶乙?;?/p>
乙?;埵怯杉埮c醋酸酊在催化劑的存在下相互作用而制成的,它
吸水率低,耐熱性好,使乙?;埑蔀殡姎夤I(yè)中的一種優(yōu)良的電絕緣材料。
現(xiàn)在制造乙?;埖脑埵怯?00%硫酸鹽木漿制成的電話線絕緣紙。乙酰
化的過(guò)程是使原紙緩慢地通過(guò)貯有冰醋酸和醋酸好的反應(yīng)槽,并以高氯酸為催化
劑進(jìn)行乙?;磻?yīng),最后再經(jīng)干燥和冷卻即可得到乙?;?。
4、浸潰加工紙
浸漬加工紙又稱(chēng)吸收加工紙。它是用樹(shù)脂、油類(lèi)、蠟質(zhì)、瀝青等物
質(zhì)對(duì)原紙進(jìn)行浸漬吸收,以改變?cè)埖耐庥^或性質(zhì)以滿足某些特殊需要。這類(lèi)
加工紙要求原紙具有良好的吸收性和均勻的纖維組織。一般
采用輕打漿、不施膠的原紙,壓榨和壓光程度較低。同時(shí)要求具有一定的強(qiáng)度,
以適用于加工作業(yè)的要求。
(1)、樹(shù)脂浸漬紙
紙頁(yè)經(jīng)合成樹(shù)脂或合成橡膠的乳液浸漬,可以改善表面性質(zhì),增加物理強(qiáng)
度,獲得防水、防油、耐磨等特性,用作人在皮革、襯墊材料及特殊印刷紙等。
若用折射率與纖維素相同的樹(shù)脂或油浸漬紙頁(yè),可
獲得光學(xué)均勻性,增大透明度,用作描圖紙和感光復(fù)印紙等。若用酚醛樹(shù)脂等
熱硬性樹(shù)脂浸漬原紙,然后在高溫高壓下熟化,可制得鋼性層壓制品,用作電
氣絕緣板和家具、天花板的裝飾層等。
(2)、瀝青紙、油紙和蠟紙
瀝青紙是原紙經(jīng)瀝青浸漬的制品。一般將卷筒原紙通過(guò)熔融的瀝青,再?gòu)?/p>
兩個(gè)加熱的輯間通過(guò),使瀝青完全浸透,并將余量瀝青擠出。在空氣中冷4[]后,
撒上滑石粉或云母粉等,以防相互黏結(jié)。其特點(diǎn)是具有耐水性,可作屋頂紙(即油
氈紙,原紙為廢棉抄制的厚紙)和防水包裝紙(原紙為廢紙抄成的薄紙)。另
外有一種防潮紙,是用瀝青將兩層薄原紙粘貼在一起而制成的。
油紙是原紙經(jīng)油浸所得的制品,具有耐水性、防潮性,并且由于油的氧化
和干燥,可增加透明度和強(qiáng)度。一般用作水果、肉類(lèi)、金屬等包裝。用油種類(lèi)應(yīng)
根據(jù)用途不同而定,常用桐油。亞麻仁油。橄欖油或某些礦物油。
蠟紙是原紙浸以石蠟、黃蠟、白蠟等蠟類(lèi)物質(zhì)而制得的加工紙,具有不透
明性和耐水性。一般用于特殊包裝。浸蠟時(shí),可用熔蠟的蠟液,也可以用蠟
的有機(jī)溶液。
5、機(jī)械加工紙
將各種加工紙經(jīng)印紋。壓花、特殊磨光和起皺等機(jī)械加工,即得適于各種
需要的機(jī)械加工紙。加工的目的主要是改善外觀、增強(qiáng)藝術(shù)感,用于裝飾紙、壁
紙等
機(jī)械加工紙可采用壓花機(jī)和磨光機(jī)等。一般壓花機(jī)由一個(gè)紙根和兩個(gè)(或
一個(gè))中空的鋼輜組成,鋼輯上刻有花紋,將顏料或樹(shù)脂涂布紙?jiān)诩訅?、加?/p>
(鋼輯通汽)下通過(guò)根間,即被壓出花紋。
四、造紙工業(yè)的環(huán)境污染
1、關(guān)于造紙工業(yè)的主要污染源
我國(guó)造紙工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染主要在于所排放的有害廢液1994年排放有害
廢液50億噸,占全國(guó)廢水排放量的1/6,其中有機(jī)污染物占1/4,名列第
三。還有廢氣和固體廢物的污染,但與有害廢液相比不是主要的。有害廢品率
液來(lái)源于以下三方面:
(1)煮漿工段的廢液即堿法煮漿(制漿)的黑液和酸法煮漿(制漿)的
紅液。
目前我國(guó)只有個(gè)別造紙廠采用酸法制漿,絕大部分造紙廠采用堿法制漿,
所排放的黑液主要是木素和碳水化合物的降解產(chǎn)物。例如硫化
木素、甲酸醇、二甲硫醴和二甲基二硫化物等是木素的降解產(chǎn)物,都是有臭
味甚至有惡臭的化合物,是造成廢液中COD直高的主要污染
物;碳水化合物的降解產(chǎn)物則呈異變糖酸狀態(tài)存在,是造成廢液中BOD直高的
主要污染物。
酸法蒸煮廢液的污染物,也是木素和碳水化合物的降解產(chǎn)物,是形成00
環(huán)口B0D高的主要原因。
(2)含氯漂白廢液的污染物
造紙廠污染最嚴(yán)重的要算含氯漂白廢液的排放,廢液中不但含有C0
伊口BOD而且還含有其它劇毒物質(zhì)。
我國(guó)造紙廠生產(chǎn)漂白紙漿的原有數(shù)千家,除個(gè)別廠外,均采用含氯漂白
技術(shù),例如氯化漂白、次氯酸鹽漂白等。次氯酸鹽漂白時(shí)產(chǎn)生的三氯甲烷,
每漂白一噸蔗渣漿所排出廢液約含150-250g,每漂白一
噸木漿約含700g。氯化漂白除了產(chǎn)生三氯甲烷外,廢液中還含有40
多種有機(jī)氯化物,其中以各種氯代酚為最多,如二氯代酚、三氯代酚,還產(chǎn)
生二嗯英(dioxins)和吠喃(furans)產(chǎn)物,有10多種是劇毒的。
(3)制漿造紙過(guò)程中段廢水的污染
與蒸煮制漿黑液和含氯漂白廢液的污染相比,制漿造紙過(guò)程其它工段的廢
水污染尚不嚴(yán)重,這一部分廢水一般稱(chēng)為中段廢水由與技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的原因,
現(xiàn)在的堿法紙漿生產(chǎn)過(guò)程還不能做到全封閉、零排放。還有其他工段所排出廢
液廢物,也含由各種污染物質(zhì),例如備料中產(chǎn)生的含污廢水、紙機(jī)白水、工廠
設(shè)備管線的滴、漏、跑、冒等引起的含污廢水等。這些廢水如不處理也會(huì)對(duì)環(huán)境
造成污染。但這些廢水一般經(jīng)過(guò)適當(dāng)物理處理就能達(dá)標(biāo)。另處,可采用半封閉
循環(huán)系統(tǒng),前一工序盡量用下一工序的廢水,以減少?gòu)U水的排放量。
2、加工紙?jiān)敿?xì)的流程中產(chǎn)生的污染物⑴顏料涂布紙生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要污
染物是廢水,含大量有機(jī)物,如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯膠乳(PVAC等等,
還產(chǎn)生一些固廢和氣體。
輔助津加用
⑵無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的主要污染時(shí)由它的涂布所產(chǎn)生的廢水,含大量有機(jī)物。如氫化
⑶氧化鋅靜電復(fù)寫(xiě)紙
I
I
色
詫
科
S
預(yù)涂翳涂料
付杖廢ji鞏廢汰
比導(dǎo)圮-涂科
⑷植物羊皮紙的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有大量的細(xì)算溶液產(chǎn)生,并且因?yàn)樗芑?/p>
劑的使用,水中的有機(jī)物濃度更高。
M酸和'仗
仁一匕三/
------
稀酸日收小
頃水管--------
知肝中葉匚5二十二二二I
卷取
⑸鋼紙的生產(chǎn)中用到了氯化鋅,并且過(guò)程中需要烘干、膠化,所以產(chǎn)生了有機(jī)廢
水和氣體。
壓此
3、關(guān)于解決制漿造紙工業(yè)對(duì)環(huán)境污染的方法
I、堿回收系統(tǒng)是現(xiàn)代堿法制漿生產(chǎn)中不可分割的重要組成部分
國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐證明,堿回收系統(tǒng)就是堿法制漿黑液中化學(xué)藥品和熱能
的回收系統(tǒng)。把黑液中的堿充分回收回來(lái),為本廠堿法制漿生產(chǎn)使用,把黑液中的
有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為能源,生產(chǎn)熱和電,從而使排放的廢水達(dá)標(biāo)。它的主要流程為:
從蒸煮后的紙漿提取黑液
黑液蒸發(fā)前預(yù)處理黑液蒸發(fā)黑液燃燒(濃度60%—75%綠液苛化(綠液為黑
液在堿回收爐內(nèi)燃燒后流出熔融物用稀白液或水溶解后的液體)堿回收(苛
化反應(yīng)生成主要成分為CaCO的白泥和NaOH可從白泥中回收堿)。
國(guó)外的堿法紙漿生產(chǎn)廠均配有堿回收系統(tǒng),在我國(guó)近些年才引起重視,一
些大中型造紙廠已建立或正在建立堿回收系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),已有近90家制漿廠
建立了堿回收系統(tǒng),其中木漿廠有40家。
對(duì)木類(lèi)紙漿生產(chǎn)所排出的黑液國(guó)外已有很成熟的堿回收技術(shù)。但對(duì)草類(lèi)紙
漿生產(chǎn),由于草類(lèi)漿強(qiáng)度低,過(guò)濾性能差,加上黑液中的硅干擾和黑液的特性,
如細(xì)小纖維多,多糖含量高,木素結(jié)構(gòu)復(fù)雜等,使黑液較難提取。黑液濃度低,
蒸發(fā)所需能耗就太大;而濃度稍為升高,粘度就很大,給予輸送和貯存均帶來(lái)
困難。因此,只能降低進(jìn)入堿回收爐的黑液濃度,從而使黑液干固物發(fā)熱量低,
無(wú)法充分燃燒。這樣,草漿堿回收在黑液提取、蒸發(fā)、苛化、白泥洗滌等工段
均存在一系列困難,尤其在黑液提取及蒸發(fā)上難度更大,使我國(guó)草漿黑液堿回
收技術(shù)雖然取得了一定經(jīng)驗(yàn),但至今還沒(méi)有一個(gè)值得推廣的示范工程。
鑒于上述原因,并考慮到我國(guó)目前制漿造紙廠以草類(lèi)原料比重較大,我國(guó)已
決定關(guān)閉年產(chǎn)5000噸以下紙漿的小廠并將關(guān)停并轉(zhuǎn)年產(chǎn)1萬(wàn)噸以下紙漿的制
漿造紙廠,不再建年產(chǎn)幾萬(wàn)噸以下的新紙漿廠,使制漿黑液量達(dá)到堿回收系統(tǒng)
的要求,并把解決草漿黑液堿回收的問(wèn)題列入“九五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目???/p>
結(jié)國(guó)內(nèi)草漿黑液堿回收的經(jīng)驗(yàn),借鑒國(guó)外木漿黑液堿回收技術(shù),對(duì)黑液的提取、增
濃、降粘、去垢、苛化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。草漿黑液的污染同樣可以解決。
IIX用中高濃無(wú)氯漂白或少氯漂白紙漿的新技術(shù)取代全氯漂白紙漿的傳統(tǒng)方
法
無(wú)氯漂白(TCF也稱(chēng)無(wú)污染漂白,是用不含氯的物質(zhì)如02、H20203等作為漂
白劑對(duì)紙漿在中高濃條件下進(jìn)行漂白;少氯漂白(ECF
是用CI02作為漂白劑對(duì)紙漿在中濃條件下進(jìn)行漂白。采用無(wú)氯和少氯漂白以
代替目前我國(guó)造紙廠還在使用的嚴(yán)重污染環(huán)境的低濃紙漿氯化漂白和次氯酸鹽漂
白。
(1)無(wú)氯漂白
①氧漂白
采用氧漂白是為了環(huán)境保護(hù)。由于氧無(wú)毒,本身對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染,經(jīng)氧脫木
素后,后段的漂白劑和漂白廢水量可降低50%0近年來(lái),鑒于對(duì)環(huán)境保護(hù)的要
求,國(guó)內(nèi)外對(duì)氧漂白的興趣與日俱增。瑞典政府把氧脫木素作為新建漂白紙漿
廠控制污染的一種措施。已證明氧漂白可大大降低漂白廢水中的BODC0D色
度和總有機(jī)氯的含量,它對(duì)減少現(xiàn)代紙漿漂白廢水的污染起了重要的作用。
氧漂白還可以節(jié)省其他化學(xué)藥品的消耗,與有氯漂白劑漂白紙漿相比,可
以提高紙漿得率。氧漂白工藝可分為高濃氧漂白(25%—28%)、中濃氧漂白
(7%-15%)o最初的氧漂白系統(tǒng)采用高濃,由于高濃系統(tǒng)附屬設(shè)備較多,投資
成本大,后來(lái)發(fā)展就逐漸走向中濃。發(fā)展中濃
的原因是中濃漂白流程較簡(jiǎn)單、安全可靠、容易上馬、投資成本核算低。中高
濃氧漂白均在壓力0.6-0.8Mpa條件下進(jìn)行。
②過(guò)氧化氫漂白
過(guò)氧化氫經(jīng)常用于化學(xué)漿多段漂白的后段以提高紙漿的白度和漂白后紙漿
白度的穩(wěn)定性以及機(jī)械漿的漂白。堿性過(guò)氧化氫能除去木素側(cè)鏈上的大部分
發(fā)色基團(tuán)。還能使木素結(jié)構(gòu)破裂而生成無(wú)色的酯族化合物,但又不使木素降
解到可溶的程度,從而使過(guò)氧化氫在磨木漿、預(yù)熱磨木漿、化學(xué)磨木漿,中
性亞硫酸鹽半化學(xué)漿以及木素含量高的廢紙漿漂白處理中發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。
除減少污染外,使用過(guò)氧化氫漂白能降低成本,并改進(jìn)了紙漿質(zhì)量。
過(guò)氧化氫漂白工藝也有中濃和高濃之分,從國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道來(lái)看,兩種漂白
各有其優(yōu)點(diǎn)。
③臭氧漂白
臭氧是一種優(yōu)良的強(qiáng)氧化劑,在工業(yè)上已有廣泛的應(yīng)用,而在造紙工業(yè)上
作漂白劑是這些年才見(jiàn)有報(bào)道。臭氧的脫木素和漂白作用均很強(qiáng),在紙漿漂白
系統(tǒng)中,可單獨(dú)使用,也可與過(guò)氧化氫,氧氣等其他漂白劑結(jié)合組成多段漂白。臭
氧漂白的最大吸引力在于對(duì)環(huán)境無(wú)污染,如能用無(wú)氟漂白流程O(píng)-Z-E-P漂白
紙漿,那對(duì)于任何制漿造紙廠都是最理想的。臭氧漂白段的紙漿濃度也有中
高濃之分,即中濃臭氧漂白和高濃臭蟲(chóng)氧漂白。
在技術(shù)上,可把上述幾段無(wú)氟漂白串聯(lián)起來(lái),采用多段漂白流程,
就可使紙漿白度達(dá)到預(yù)定指標(biāo)。例如,經(jīng)過(guò)中濃常壓02、H202漂白,亞硫酸
鹽木漿可達(dá)到85%IS0白度,機(jī)械木漿可達(dá)90爐上,用一段中濃常壓H202漂
白可將特別難漂白麥草化機(jī)漿從22.8%IS0漂白到70.5%ISO白度,其廢水可
達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)經(jīng)過(guò)多年研究,無(wú)污染紙漿漂白技術(shù)的主要問(wèn)題已基本解決,目前的關(guān)
鍵是研制保持連續(xù)生產(chǎn)的漂白系統(tǒng)設(shè)備。到現(xiàn)在為止,一半以上的單機(jī)我們
已研制成功。我國(guó)自己研制的適合國(guó)內(nèi)造紙工業(yè)特點(diǎn)的無(wú)污染漂白技術(shù)與裝
置不久即可應(yīng)用于生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)無(wú)氟漂白劑漂白紙漿所產(chǎn)生的廢水,可合并到
堿回收系統(tǒng)的黑液提取段,進(jìn)入堿回收系統(tǒng),或合并到后序工段的一般廢水
處理。
(2)少氯漂白技術(shù)
采用CI02取代CI2作為漂白劑已是國(guó)外80年代普遍采取的措施:在北美洲,
大部分紙漿廠已用CI02作為漂白劑對(duì)紙漿進(jìn)行漂白;在歐洲各國(guó),雖然有
些廠家提倡全無(wú)氯漂白,而且也逐步向全無(wú)氯漂白過(guò)渡,但還有不少紙漿廠
仍然采用CL02作為漂白劑。在我國(guó),目前已有幾個(gè)紙漿廠采用CI02漂白,
但遺憾的是有些廠目前運(yùn)行狀態(tài)不佳。
采用C102漂白紙漿這一措施后,與全氯漂白劑漂白紙漿相比,漂白廢水不
僅減少了A0X(可吸附性有機(jī)鹵化物)和極毒物質(zhì),而且還減少了樹(shù)脂障礙,
但紙漿強(qiáng)度基本不變。實(shí)踐證明,CI2替代率愈高,廢水、A0X和有毒物質(zhì)
愈少,當(dāng)達(dá)到完全替代CI2時(shí),漂白廢水達(dá)到了目前國(guó)家規(guī)定的最低排放標(biāo)
準(zhǔn)。
因此,采用CI02作為漂白劑來(lái)漂白紙漿,也是減少漂白廢水污染的有效措
施之一,但少氯漂白技術(shù)的實(shí)施存在建設(shè)投資大的問(wèn)題:一是CI02發(fā)生器
價(jià)格昂貴;二是對(duì)漂白系統(tǒng)及后而的洗滌設(shè)備的材料要求較高,一般要用鈦
鋼制造。上述兩方面的問(wèn)題也是影響到少氯漂白技術(shù)在我國(guó)制漿造紙工業(yè)的
推廣。
IllX發(fā)展其他的無(wú)(少)污染制漿技術(shù),為消除造紙工業(yè)污染開(kāi)辟新途徑
(1)機(jī)械法制漿的發(fā)展
用機(jī)械的方法而不是用化學(xué)的方法將纖維原料磨解獲得紙漿,生產(chǎn)成本低,
得率高(約90%-98%),不用或少用化學(xué)藥品,對(duì)環(huán)境的污染遠(yuǎn)比化學(xué)制漿
法小。但是以前發(fā)展的磨木漿(MP,由于纖維短,木素與非纖維素組分絕大部
分未被除去,紙易發(fā)黃變脆,不能長(zhǎng)久保存,從而受到限制。
70年代末,國(guó)際造紙界開(kāi)始發(fā)展了預(yù)熱木片磨木漿(TMP,我國(guó)也于年代開(kāi)
始發(fā)展。TMP技術(shù)是提高原料進(jìn)入磨機(jī)前的溫度(預(yù)熱115-135
0C),使纖維容易分離,既減少動(dòng)力消耗,也提高漿的質(zhì)量。90年代
開(kāi)始,出現(xiàn)化學(xué)熱磨機(jī)械漿(CTMP,在TMP勺基礎(chǔ)上,加入化學(xué)法制漿化學(xué)品
用量的5注右化學(xué)品,這樣既可取得TMP的優(yōu)點(diǎn),即高得率、少污染,且使
紙漿具有化學(xué)漿勺優(yōu)點(diǎn),即木素含量少,纖維長(zhǎng)又柔軟。我國(guó)幾家大新聞紙廠
近幾年開(kāi)展CTMP項(xiàng)目,但設(shè)備主要靠引進(jìn)。
在CTMP勺研究方面,我們進(jìn)行了艱巨的研究工作,主要是在國(guó)外CTMP技術(shù)
基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)情況開(kāi)發(fā)和推廣速生材與非木材CTMP技術(shù)與裝置,并已取得
了進(jìn)展。
(2)廢紙制漿方面的發(fā)展
為了減少制漿方面的污染,擴(kuò)大造紙?jiān)腺Y源,回收廢紙制漿也是有效的
方法之一。國(guó)際上造紙的廢紙用量日益增加,如美國(guó)的廢紙回收率在30%
以上,日本43%,英國(guó)45%。美國(guó)明文規(guī)定,造紙廠原料投放量必須含25%
以上的廢紙。近幾年,我國(guó)廢紙利用率也越來(lái)越高,廣東省的廢紙回收率目
前已達(dá)30%以上。
廢紙制漿技術(shù)主要難題在脫墨技術(shù),即利用脫墨劑(NaOH、Na2C0、3
H202等)和分散劑Na2SiO3等)破壞碳墨及顏料粒子在纖維上的粘附力。脫
墨制漿法包括4個(gè)步驟,即廢紙擴(kuò)散與纖維離解油墨與纖維分離除去碳墨
粒子與油墨篩送與凈化,做成未漂白紙漿。目前是采用浮選法脫墨,流程
中主要用到碎漿機(jī)、浮選槽、多盤(pán)機(jī)、分散機(jī)、篩漿機(jī)等。
(3)生化法制漿的研究
生化法制漿得率高、能耗低、污染很少,近年來(lái)已被列入生物學(xué)尖端技術(shù)研
究范圍,國(guó)內(nèi)外均在加速進(jìn)行研究。
將生物技術(shù)用于制漿造紙即是從眾多的微生物中篩選出能高效、專(zhuān)一地分
散纖維的菌種,經(jīng)過(guò)各種生物技術(shù)處理使之適應(yīng)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的水平。其
中有浸漬法制漿(retting)和酶法制漿(enygmaticpulping)。浸漬法
是將細(xì)菌直接接種于纖維原料中,細(xì)菌在生長(zhǎng)繁殖的同時(shí)分泌產(chǎn)生大量的酶,
在酶的催化作用下使纖維分散。這種方法簡(jiǎn)單,但需要大型發(fā)酵設(shè)備。酶法
是在一定設(shè)備條件下培養(yǎng)某種細(xì)菌,使其產(chǎn)生大量的酶,經(jīng)一定生物技術(shù)處理
將酶濃縮后加到纖維原料中,通過(guò)酶解作用使纖維分散。兩種方法均有使用,
國(guó)外科研成果是4-5天即可成漿,國(guó)內(nèi)科研成其上10天左右成漿。生化法制
漿目前離現(xiàn)代化生產(chǎn)還有一定距離,而且還存在占地面積大的缺點(diǎn)。
4、對(duì)減少我國(guó)造紙工業(yè)環(huán)境污染的若干建議
(1)根據(jù)上述的分析,制漿廠的規(guī)模,就目前情況看,日產(chǎn)30噸紙漿(年
產(chǎn)
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