國內(nèi)外化學(xué)法制漿技術(shù)的發(fā)展狀況課件

國內(nèi)外化學(xué)法制漿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀同組人：高存殿

呂柏霖

韓子文

張德華

袁金霞組長：高存殿主講人：袁金霞國內(nèi)外化學(xué)法制漿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀同組人：高存殿化學(xué)法制漿：

是用化學(xué)藥劑對原料進行處理而制造紙漿的方法。此法以纖維植物（主要是木材和草類莖桿）為原料，利用某種能與原料中所含木素發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)藥劑脫除大部分木素，并使原料中的單根纖維充分疏松分離為纖維素純度較高的紙漿。工業(yè)生產(chǎn)上常用的有堿法制漿及亞硫酸鹽法制漿兩大類?；瘜W(xué)法制漿：是用化學(xué)藥劑對原料進行處理而制造紙漿的化學(xué)法制漿的發(fā)展歷程

中國在東漢時期已開始利用木素含量很低的破布及舊繩頭剉搗成紙漿。約自晉代，原料擴大到稻草、桑皮及嫩竹等，并采用石灰及草木灰（主要成分為碳酸鉀）腌漬或蒸煮以制取紙漿，這是最早的化學(xué)法制漿。這類以草本植物為原料，使用簡單生產(chǎn)工具進行手工操作的制漿方法延續(xù)一千多年之久，直至19世紀才有了較大變革。1839年德國人P.皮耶特利用球形蒸煮器，在一定壓力下蒸煮破布制漿，是設(shè)備的一大改進。1851年英國人H.伯格斯和美國的C.瓦特發(fā)明用燒堿為藥劑蒸煮木材制漿。1866年美國人B.C.蒂爾曼發(fā)明用酸性亞硫酸鹽法蒸煮木材制漿，使制漿原料從草本植物擴大到木材。19世紀后期，酸性亞硫酸鹽法制漿因生產(chǎn)成本低，紙漿色澤淺而占有重要地位，但此法對原料選擇較嚴，且有制漿蒸煮廢液污染嚴重的缺點。1937年以后，硫酸鹽法制漿技術(shù)發(fā)展較快，逐步取代亞硫酸鹽法，成為最重要的化學(xué)制漿方法。由于木材成為最重要的制漿原料，并利用較低廉的化學(xué)品作為化學(xué)藥劑和高效率的機械設(shè)備取代手工操作，為現(xiàn)代化學(xué)法制漿奠定了基礎(chǔ)。紙漿漂白技術(shù)和從紙漿蒸煮廢液中回收化學(xué)品及熱能等技術(shù)的發(fā)展，使化學(xué)制漿方法逐步完善，基本工藝已比較穩(wěn)定。

化學(xué)法制漿的發(fā)展歷程中國在東漢時期已開始利用木素一、制漿工藝化學(xué)法制漿包括備料、蒸煮和凈化三個基本工藝過程，以及輔助工藝過程。①備料：基本還采用傳統(tǒng)流程：原木—鼓式剝皮—削片—木片堆存—篩選—蒸煮技術(shù)進步主要體現(xiàn)在：自動化水平提高；更高的剝皮潔凈度和較少的剝皮損失；更均勻的木片規(guī)格，較少的厚木片和木屑；最終使?jié){的得率提高，降低化學(xué)藥品的消耗，并提高漿的質(zhì)量。一、制漿工藝化學(xué)法制漿包括備料、蒸煮和凈化三個基本工藝過程，2、蒸煮硫酸鹽蒸煮技術(shù)在連續(xù)蒸煮和間歇蒸煮的競爭中不斷進步。連續(xù)蒸煮方面有克瓦納(Kuaener)公司的等溫蒸煮(ITC?)和黑液浸漬技術(shù)(BLI?)技術(shù)和安德里茨(Andritz，原奧斯龍Ahlstrom)公司的低固物(LOSOLID?)技術(shù)，1997年設(shè)計出了緊湊蒸煮(CompactCooking)系統(tǒng)間歇蒸煮則有美卓(Metro)公司的超級間蒸(Superbatch)，原貝洛依特(Beloit)公司的快速熱交換(RDH)技術(shù)和奧鋼聯(lián)(Voest—Alpine)節(jié)能蒸煮。2、蒸煮硫酸鹽蒸煮技術(shù)在連續(xù)蒸煮和間歇蒸煮的競爭中不斷進步。國內(nèi)外化學(xué)法制漿技術(shù)的發(fā)展狀況ppt課件20世紀80年代的連蒸和間蒸技術(shù)的重大突破就是低能耗和低卡伯值，以及隨卡伯值降低帶來的低污染負荷。改良后的蒸煮技術(shù)，蒸汽消耗比傳統(tǒng)蒸煮方法約可節(jié)省一半蒸汽，其中超級間蒸不到一半，連蒸略多于一半?？ú祫t比傳統(tǒng)蒸煮降低1/3左右，污染負荷也可相應(yīng)地降低。由于激烈的商業(yè)競爭，設(shè)備制造商都不遺余力地研究改進全自動的技術(shù)。因此，使得連蒸和間蒸在性能、造價、消耗各個方面都越來越接近，往往不分伯仲。20世紀80年代的連蒸和間蒸技術(shù)的重大突破就是低能耗和低卡伯工廠實際運行的結(jié)果，證實了該技術(shù)的好處：

(1)蒸煮均勻，成漿卡伯值波動少，漿渣含量低，總的漿渣含量可以從1.5％降至0.5％，蒸煮得率提高，原料消耗降低；

(2)漿料粘度提高，強度提高，使連蒸與超級間蒸的強度差距進一步縮小，業(yè)界認為目前兩者在強度方面的差異僅為5％左右；

(3)未漂漿的白度和可漂性提高，漂白的化學(xué)藥品用量減少；

(4)蒸煮用堿量降低。工廠實際運行的結(jié)果，證實了該技術(shù)的好處：3．篩選、洗滌(1)篩選篩選技術(shù)的進步使篩選濃度提高，現(xiàn)代的壓力篩已經(jīng)達到3％以上，因而使?jié){泵動力消耗降低。新型縫篩的篩縫寬度最小只有0.15mm，篩選的效率和漿的凈度均大大提高。傳統(tǒng)的高白度化學(xué)漿的漂白與精選都是濃度低、進漿壓頭高的錐形除渣器，現(xiàn)在已經(jīng)可以用細縫的壓力篩來替代，進漿濃度提高和壓力的降低使動力消耗大大節(jié)省。3．篩選、洗滌(1)篩選（2）封閉篩選技術(shù)封閉篩選技術(shù)優(yōu)點：紙漿的質(zhì)量不受影響節(jié)水節(jié)電（噸漿水耗30~40m3，節(jié)水節(jié)電50%）流程緊湊減少纖維流失廢水量少（降低60%，廢水回用率高）

（2）封閉篩選技術(shù)封閉篩選技術(shù)優(yōu)點：（2）封閉篩選技術(shù)（2）封閉篩選技術(shù)4、漂白ECF漂白技術(shù)被廣泛采用，使用的漂白劑有：除ClO2

、NaOH、O2外、還有O3、

H2O2強化堿抽提、聚木糖酶處理等，以進一步減少廢水的污染負荷、或減少漂白化學(xué)品的用量、或降低成本。

TCF漂白因成本較高、漿的質(zhì)量較ECF差、還有人們對廢水和漿中有機氯化物的量及危害性有了全面了解和認識，TCF漂白漿的產(chǎn)量目前停滯不前。4、漂白ECF漂白技術(shù)被廣泛采用，使用的漂白劑有：（4）作為輔助工藝技術(shù)的

制漿漂白生物技術(shù)A.生物輔助漂白技術(shù)聚木糖酶預(yù)處理除去紙漿中有色物質(zhì)；除去紙漿中木素與碳水化合物復(fù)合體中的碳水化合物，使木素在漂白中容易脫離；影響聚木糖酶作用的因素酶預(yù)處理條件：pH值、溫度、用量、漿濃、處理時間、紙漿特性（4）作為輔助工藝技術(shù)的

制漿漂白生物技術(shù)A.生物輔助漂白技（4）作為輔助工藝技術(shù)的

制漿漂白生物技術(shù)目前取得的成果與漂白前沒有預(yù)處理的比較，減少氯用量20%~25%，或提高白度。重點研究題目如何進一步提高酶預(yù)處理效果不同酶組分的協(xié)同作用縮短酶預(yù)處理時間，以滿足工業(yè)生產(chǎn)需要（4）作為輔助工藝技術(shù)的

制漿漂白生物技術(shù)目前取得的成果5、堿回收蒸發(fā)設(shè)備向高效、節(jié)能發(fā)展。板式降膜蒸發(fā)器和管式降膜蒸發(fā)器(蒸氣在管外，黑液在管內(nèi))占據(jù)了蒸發(fā)設(shè)備市場的主要份額，另一種新型管屏式蒸發(fā)器(黑液在管外，蒸汽在管內(nèi))也初露端倪，更多地扮演增濃器的角色。5、堿回收蒸發(fā)設(shè)備向高效、節(jié)能發(fā)展。板式降膜蒸發(fā)器和管式降膜生物技術(shù)在化學(xué)法制漿中的應(yīng)用近年來，新興的生物技術(shù)，主要包括基因工程、生物工程、發(fā)酵工程和酶工程。由于造紙工業(yè)的基本原料是生物體（植物）化學(xué)制漿方法基本上是對生物體的化學(xué)反應(yīng)過程，它的環(huán)境污染物又主要是從生物體降解的有機物，這是造紙工業(yè)可以充分運用生物技術(shù)的重要依據(jù)。目前應(yīng)用于紙漿造紙工業(yè)的生物技術(shù)主要有基因重組改良造紙原料、生物制漿、生物漂白、廢紙脫墨、、廢液生物處理、酶處理、和改善漿料性能樹脂生物控制等。生物技術(shù)在化學(xué)法制漿中的應(yīng)用近年來，新興的生物技術(shù)，主要包括生物制漿

制漿廠利用化學(xué)法制漿提高生產(chǎn)規(guī)模，而且使原料的適應(yīng)性大大提高。然而，近年來純化學(xué)法制漿已暴露出它的缺點化學(xué)藥品消耗量大、能耗高、設(shè)備投資高，特別是制漿與漂白過程所排出的廢水，具有極高的BOD、COD負荷，而且其中還有劇毒性強致癌性物質(zhì)，給環(huán)境造成嚴重的污染。隨著人們對環(huán)保的要求的提高，傳統(tǒng)的化學(xué)制漿正在不斷改進，生物制漿技術(shù)將得到迅速發(fā)展。生物法制漿是利用微生物（主要是白腐菌）或其制品（酶），對植物纖維原料預(yù)處理，以生物途徑代替化學(xué)途徑或部分化學(xué)途徑，然后進行機械、化學(xué)機械或化學(xué)法處理，使植物纖維原料分離成紙漿。生物制漿制漿廠利用化學(xué)法制漿提高生產(chǎn)規(guī)模，而且使生物漂白

生物酶促漂白技術(shù)，主要是利用半纖維素酶部分酶解纖維細胞中的半纖維素，使木素更容易與漂劑反應(yīng)而溶出，從而提高漂后漿的白度，減少漂劑的用量。半纖維素酶有助于硫酸鹽紙漿的漂白，可以實現(xiàn)經(jīng)濟的生物技術(shù)應(yīng)用于制漿的漂白，其基本原理是根據(jù)半纖維素酶（木聚糖酶和甘露糖酶）能引起紙漿中碳水化合物結(jié)構(gòu)的改性而提高脫木素的作用。這種酶能使紙漿中部分半纖維素酶解聚，促進漂白化學(xué)藥品從紙漿中除去殘留木素。

1989年芬蘭率先進行應(yīng)用木聚糖酶預(yù)處理硫酸鹽紙漿的工業(yè)化試驗。目前，北歐和北美地區(qū)的許多制漿造紙廠將這一生物技術(shù)應(yīng)用于漂白硫酸鹽漿的工業(yè)化生產(chǎn)。智利制漿廠在藍桉和亮藍桉木硫酸鹽制漿漂白過程中，采用商品木聚糖酶預(yù)處理未漂白的桉木硫酸鹽紙漿，并結(jié)合無元素氯漂白順序 DEopD結(jié)果，結(jié)果節(jié)省二氧化氯12%~40%，對漂白漿強度沒有影響，白度達到90%ISO.生物漂白生物酶促漂白技術(shù)，主要是利用半纖維素酶部生物處理制漿中的廢水

應(yīng)用生物技術(shù)處理制漿工業(yè)廢水，可以使廢水脫色、脫臭、解毒以及除去廢水中有機物BOD，效果很明顯。生物處理制漿工業(yè)有好氧處理（如曝氣法、活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法等）與厭氧處理。厭氧處理制漿廢水可產(chǎn)生甲烷，回收能量。當前主要研究用酶破壞氯漂白廢水中的氯化有機物，盡可能降低有機氯化物的含量。同時有更高的色度去除率。Messner等人將白腐菌固定在滴濾器的多孔泡沫載體上，停留時間為6~12h，其AOX去除率，COX去除率劑脫色率分別到80%、40%和87%。瑞典一硫酸鹽制漿工廠結(jié)合超慮采用厭氧-好氧生物方法處理紙漿漂白廢液，可降低BOD95%、AOX80%,并且脫色率達到50%。另外，美國、加拿大和日本采用白腐菌對白腐菌對硫酸鹽紙漿漂白廢水進行脫色，也取得了很明顯的效果。生物技術(shù)在改良造紙原料、改善漿料性能、樹脂控制方面也發(fā)揮了重要的作用。生物處理制漿中的廢水應(yīng)用