造纸 轻化工程毕业论文.docx
- 文档编号:10067475
- 上传时间:2023-02-08
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:120.81KB
造纸 轻化工程毕业论文.docx
《造纸 轻化工程毕业论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《造纸 轻化工程毕业论文.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
造纸轻化工程毕业论文
造纸轻化工程毕业论文
第一章绪论
造纸工业是一个与国民经济发展和人类文明建设息息相关的重要基础原材料产业。
纸和纸板的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文明建设的重要标志,因此造纸工业的发展水平也直接反映一个国家的国民经济和文明建设的发展水平。
世界上经济发达的国家基本上拥有发达的造纸工业,在一些发达国家(如美国,加拿大,日本),造纸工业已发展成为重要的支柱产业。
造纸技术是我国四大发明之一。
在我国,造纸工业已成为我国国民经济发展中为数不多的产品供不应求且市场潜力巨大的产业。
造纸工业的发展,对林业、农业、包装、印刷、化工、机械和交通等行业具有明显的带动作用,可以拉动内需,是国民经济发展的新增长点。
建国以来,尤其是改革开放以来,我国造纸行业有了很大发展,由1949年产量只有10.8万吨发展到2002年的3780万吨。
2002年纸和纸板的消费量达到4332万吨,人均纸和纸板消费量达到33.2kg/(人·年),纸和纸板的产量和消费量均仅次于美国居世界第二位。
我国已成为世界造纸工业生产、消费和进口大国。
与此同时,我国也已基本建立比较完整的造纸工业技术研究开发、人才培养、装备制造、产品生产和市场销售等体系。
我国造纸工业虽然有了很大的发展,但与世界上造纸工业发达的国家相比,还有很大的差距,还存在一些突出问题。
主要表现在造纸原料结构不合理,木浆比重低;纸和纸板总量不足,产品结构不合理;企业规模小;技术装备落后;水资源消耗大;环境污染严重等方面。
这些问题对我国造纸工业的发展和现代化建设有很大的影响,必须要妥善解决。
造纸行业是资金密集型、技术密集型、能源密集型、和大规模型的产业。
具有生产连续性强、工艺流程复杂、能源消耗高、原料处理量大、污染负荷重、投资大的特点。
因此,生产规模大型化、产品高档化、技术装备现代化、生产清洁化、和水资源的节约利用是当今世界造纸工业发展的主要趋势。
随着经济和社会的不断发展,我国能源需求的持续增长,大力发展生物质能等可再生能源已经成为促进经济和社会协调发展的一项重大战略任务。
其中燃料乙醇的生产是最主要的途径之一。
甜高粱秆作为能源作物是在世界能源紧缺,尤其是石油资源面临枯竭的形势下提出来的。
甜高粱作为新兴的能源作物,其综合利用引起科研人员的广泛关注。
煤炭、石油和天然气都是既不能再生又不能循环利用化学能源,但它们都是非再生的,且储量有限,因此,世界性能源危机日益加剧。
目前,尚没有单项技术可以解决能源问题,所以,世界各国都在积极地寻找新的能源。
利用植物原料生产绿色生物能源,由于其环保和可再生,已引起人们的普遍关注。
从20世纪70年代中期开始,利用生物技术和可再生资源(生物源)进行乙醇的工业生产,并以此作为石油能源的替代物成为各国的研究热点。
在我国,随着经济和社会的不断发展,我国能源需求的持续增长与化石能源的日益短缺之间的矛盾将越来越突出。
为了增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境,大力发展生物质能源等可再生能源已经成为促进经济和社会协调发展的一项重大战略任务。
在生物质的开发利用中,燃料乙醇的生产是最主要的途径之一。
甜高粱作为能源作物是在世界能源紧缺,尤其是石油资源面临枯竭的形势下提出的。
甜高粱作为新兴的能源作物,其综合开发利用引起科研人员的广泛关注。
利用甜高粱制取燃料乙醇是研究热点之一。
甜高粱压榨得到的糖浆中蔗糖浓度很高,可直接用作培养基发酵生产乙醇;而残渣作为下脚料一直没有得到充分利用,对其处理方法至今仍很有限。
这既造成了资源浪费,又带来了环境问题。
甜高粱秆渣的主要成分是纤维素,而且在酿酒过程中茎秆经过粉碎、发酵和蒸馏等,其加工工序比稻草和麦秆原料还简便。
甜高粱秆渣是造纸的好原料。
因此,研究甜高粱秆及其酒渣的制浆造纸可行性并完善其制浆漂白工艺,对于加速发展制浆和造纸工业具有十分重要的意义。
1.1原料——甜高粱秆
1.1.1原料概况
高粱是我国最重要的旱粮作物之一,在提高我国粮食总产和旱地单产中曾起到过关键性作用。
我国北方和黄淮流域有0.2亿hm²干旱、半干旱、低洼盐碱地,高粱是这一带主要粮食作物之一,年种植面积147万hm²。
我国大西北水源短缺,旱灾经常发生。
高粱的抗旱性是其他作物无法替代的。
因此,高粱也是解决大西北粮食问题的重要作物之一。
甜高粱被誉为“能源作物”是因为在同等条件下,它的生物转化率和获得率较高。
16亩甜高粱其生物质产出率达1.5千亩/吨,最高可达3千亩/吨,是玉米和甘蔗的1~2倍。
而且它耐干旱、耐水涝、抗盐碱,不比其他的作物需要更多的肥料和水。
在正常年景满足其生长特性要求的情况下,其亩产茎秆4~7吨。
3~4亩地的高粱杆可以生产1吨乙醇(95%酒精含量),同时生产4吨干渣。
若将目前全国的粮用高粱改种甜高粱,在粮食不减产的情况下,全部甜高粱秆可以生产200万吨乙醇,剩余废渣约800万吨;若“十一五”期间开辟黑龙江、内蒙、吉林、山东和新疆等地区盐碱地300万亩,种植甜高粱可生产60多万吨甜高粱秆乙醇,剩余的废渣约300万吨,将提供约1100万吨高于芦苇质量的造纸原料。
开发闲置荒漠地和大片盐碱地,种植能源作物甜高粱,是解决生物质能源资源的源源不断的保证之一。
我国有一亿亩盐碱地,作为能源作物开发潜力极大。
开发只占全国盐碱地50%的交通比较方便的盐碱地区种植甜高粱,不仅提供生产3000万吨乙醇的原料,而且还可以获得可观的造纸原料。
众所周知,近20年来随我国国民经济的高速发展和人民物质生活水平的不断提高,对纸和纸板产品的需求量在迅速增长,从而极大的促进了我国造纸工业的迅速发展,对纸和纸板产品的总产量几乎每10年翻一番,现在对纸和纸板的总产量已具世界第二位,但我国的森林覆盖率又非常低,加之为了保护生态环境,国家已经限制和极大减少伐木量,使本来就很紧张的植物纤维原料的供应更加紧张,许多纸厂不得不花大量的外汇进口商品浆板,近来由于世界范围内原油供应紧张、资源面临枯竭,使商品浆板的价格不断上涨,大大增加纸厂的生产成本。
因此,开发利用甜高粱秆酒精后的固体废渣制浆造纸,不仅可以消除甜高粱秆酒精厂的固体污染,而且还可以为我国造纸工业提供丰富的造纸用的较好浆料,是利国利民的好事。
1.1.2原料的纤维组成及形态结构
甜高粱茎秆中纤维素的含量高达14%~18%,其产量达7.5~15t/hm²。
甜高粱秆的纤维结构具有高的密度,可产生同质片状物。
甜高粱秆的发酵酿酒过程并没有对其纤维造成严重损伤,仍具有较大的纤维平均长度,其平均长度高于芦苇,接近麦草,有较大的长宽比,且纤维形态好,适于制浆造纸用原料。
在化学组分上,甜高粱秆酿酒后残渣的综纤维素和ɑ-纤维素含量较高,戊聚糖含量较低,木素含量较低,Klason木素含量偏高。
甜高粱秆渣的纤维形态和化学组分分析结果见表1及表2
表1甜高粱秆酿酒后残渣的纤维形态[1]
纤维原料
长度
/mm
宽度
/um
长宽比
甜高粱杆渣
平均一般
1.180.59~1.77
平均一般
12.17.40~15.9
109
甜高粱秆酿酒残渣的纤维长度为1.18mm,纤维宽度为12.1um,长宽比为109。
在显微镜下观察可知,试样纤维长度分布均一,长宽比较大。
可见,甜高粱发酵酿酒过程并没有对其造成严重损伤。
而且甜高粱酿酒后残渣的平均纤维长度略高于杨木,但低于蔗渣。
其纤维宽度小,纤维长宽比较大,高于杨木和蔗渣,与麦草近似。
一般认为,长宽比大的纤维,成纸时单位面积中纤维之间相互交织的次数多,成纸强度高。
甜高粱秆酿酒后残渣以较长的平均纤维长度和较大的长宽比均表明该原料在纤维形态上适合作为制浆造纸的纤维原料。
化学组分的测定:
纤维原料成分的分析和比较,必须考虑到试样的选择和制备以及所采取的分析方法,特别是在测定木素时尤为重要。
相关文献中,采用72%的硫酸测定木素含量;ɑ-纤维素的测定采用17.5%NaOH法;其他化学成分包括综纤维素、戊聚糖、苯醇抽提物、水分和灰分的测定,分别按照GB267718-81、GB267717-81、GB2677110-81、GB267712-81、GB267713-81进行,以利于比较鉴别[2]。
其结果如下表:
表2甜高粱秆酿酒后残渣的化学成分
化学组分
试样甜高粱秆
/%
甜高粱秆酿酒后残渣
/%
灰分
苯醇抽出物
综纤维素
ɑ-纤维素
木素
戊聚糖
3.45
10.74
51.74
30.54
8.08
3.45
9.41
2.55
45.69
36.54
10.40
3.41
甜高粱秆及其酒精的主要成分测定结果表明,甜高粱秆及其酒渣在化学成分上除戊聚糖含量接近外,其余组分均有明显的差异,尤其以灰分、苯醇抽出物和综纤维素含量相差最大。
甜高粱秆酒渣的灰分含量为9.41%,比酿酒前提高了6个百分点。
众所周知,抽出物含量的多少在一定程度上影响碱耗量的大小,甜高粱秆酒渣的苯醇抽出物含量为2.55%,比酿酒前降低了8个百分点;甜高粱秆酒渣的综纤维素和ɑ-纤维素含量均比酿酒前有较大的提高,分别提高了14和6个百分点,木素含量也略有提高。
纤维素和木素含量的多少直接影响植物原料的制浆性能和实际应用价值。
因此,蒸煮时应在保证脱木素的前提下,尽量减少半纤维素和纤维素的降解,以提高制浆得率。
1.1.3甜高粱秆制酒精固体废渣浆的应用范围
甜高粱秆浆是一种比较好的非木材纸浆,其生物学数据接近或超过阔叶木浆,只要是用阔叶木浆的纸产品,均可使用甜高粱秆,它不仅可以用于一般的牛皮纸、纸板,还可以用于生活用纸、文化用纸等生产。
1.2漂白
1.2.1二氧化氯的介绍
二氧化氯的分子式为ClO2,常温下为黄绿色或橘黄色气体。
有刺激性气味、窒息性臭味;易溶于水,但不与水发生反应。
二氧化氯不稳定,受热或遇光易分解成氧和氯而引起爆炸;在空气中,二氧化氯的体积浓度超过10%时便有爆炸性,但在水溶液中则是相对安全的。
二氧化氯的浓蒸气超过大气压强41Kpa时便会爆炸;当溶液中二氧化氯浓度高于10%(wtⅣ)时易发生低水平爆炸,在有机蒸气存在时,这种爆炸变得强烈。
二氧化氯具有挥发性,稍一曝气即从溶液中逸出。
由于二氧化氯的这些性质,致使二氧化氯不宜长时间储存和远距离运输,也不能象其它漂白剂那样在生产车间大量制造,然后运到制浆厂去使用。
因此,在实际应用中,二氧化氯的生产必须建到制浆厂内,而且要现用现制。
1.2.2二氧化氯的漂白机理
二氧化氯的漂白主要是通过ClO2放出原子氧,对木素发色基团的一系列氧化作用来实现的。
在不同的介质中,二氧化氯的氧化能力是不同的。
在酸性介质中:
ClO2+4H++5e+→Cl-+2H20
由此可见,1分子ClO2得到5个电子,最终被还原成负1价的Cl-。
用氯气或次氯酸盐漂白时,反应式如下:
Cl2+2e+→2Cl-
ClO2-+2e+→Cl-
即1分子氯气在反应过程中仅得到2个电子,1分子次氯酸盐也是得到2个电子。
这样,1mol二氧化氯的氧化能力是1mol氯气或次氯酸盐的2.5倍。
具同等氧化能力的二氧化氯所含的氯离子远少于氯气,因此,漂白过程中可能生成有机氯化物的概率就大大降低。
在碱性介质中:
ClO2+e→ClO2-
每个氯离子仅得到一个电子,ClO2的漂白能力只发挥1/5,故ClO2漂白—般控制在弱酸的条件下进行。
1.2.3二氧化氯与氯气、次氯酸盐漂白剂相比的优点
其主要有以下几个方面:
(1)二氧化氯(ClO2)为选择性漂白剂,在纸浆漂白过程中对木素有强烈的作用而很少损伤纤维素与半纤维素,所以用二氧化氯漂白后的纸浆强度有明显提高。
(2)ClO2是高效的漂白剂,可以用少量的ClO2获得白度高和白度稳定性好的漂白浆。
(3)二氧化氯漂白后的浆得率高,废水污染少。
(4)用二氧化氯漂白可以大大减少漂白废液中各种有机氯化物的含量,特别是有毒有害的二恶英的含量几乎降为零。
1.2.4过氧化氢的介绍
1.2.4.1过氧化氢介绍
直到20世纪80年代后期,由于环境对含氯漂白剂的使用限制,过氧化氢用于化学浆的漂白才迅速增长。
过氧化氢可作脱木素剂,也可作漂白剂,成为TCF漂白不可缺少的组成部分。
用H2O2不但能彻底消除氯污染,而且漂后浆白度的稳定性好,不易返黄。
在制造纸板和新闻纸中能使高得率纸浆白度提高。
在使用H2O2漂白的过程中对纤维损伤少,得率高,废水能全部循环使用。
世界上有40~50%的纸产品必需回收利用,H2O2对此也表现出较强的优越性。
伴随着H2O2的广泛应用,对H2O2自身及其漂白影响因素等的研究也大量增加。
过氧化氢和氢氧化钠是商业上被用来漂白浆的两种最普遍的化学药剂,其中过氧化氢对提高白度有很大的作用,一般来讲,过氧化氢单段漂可以使纸浆白度提高10-15%。
漂白过程中纸浆白度的提高,主要取决于下列因素:
纸浆的初始白度、过氧化氢用量、和其它漂白因素的影响,如时间、温度。
过氧化氢(俗名双氧水,化学式是H2O2)是一种无色液体,密度1.438g/ml(20℃),熔点—0.41℃,沸点150.2℃。
可与水任意比互溶,市售商品为30%或3%的水溶液。
过氧化氢常温下能缓慢分解,过氧化氢具有弱酸性、还原性和强氧化性。
过氧化氢可用于氧化剂、漂白剂、脱氧剂等。
1.2.4.2过氧化氢漂白机理
(1)过氧化氢与碳水化合物的反应
在温和的条件下过氧化氢与碳水化合物的反应是不重要的。
因为在漂白过程中,过氧化氢分解为氢氧游离基和氢过氧游离基,都能与碳水化合物反应。
氢过氧游离基能够将碳水化合物的还原性末端基氧化为羟基,氢氧游离基不仅能够氧化还原性末端基,同时还能够将醇羟基氧化成羟基,形成乙酮结构,后在热的碱溶液中发生糖竿键的断裂。
过氧化氢在高温条件下能够分解成氧,它也能够与碳水化合物反应,因此,化学浆经过过氧化氢漂白后,纸浆的强度和黏度都有所下降。
当漂白条件强烈时,同时有没有除去纸浆中的过渡金属离子,漂白过程中形成的过氧化氢游离基过多,碳水化合物会发生严重的降解。
因此,必须严格控制漂白的工艺条件。
(2)过氧化氢与木素的反应
因为过氧化氢的氧化性比较弱,它与木素的反应主要是侧链上的羰基和双键反应,使其氧化,改变结构或将侧链分解。
木素的结构单元苯环是无色的,但在蒸煮过程中能够形成各种醌式结构,变为有色体。
因此,过氧化氢与木素结构单元苯环的反应,使他变为其他无色的结构。
过氧化氢漂白过程中形成酚氧游离基,过氧化氢游离基与酚氧游离基中间产物反应生成有机氧化物,再降解成低分子化合物。
由此可见,在过氧化氢漂白过程中,不仅能够减少木素的有色基团,同时也能够使木素溶出。
(3)过氧化氢反应机理
H2O2漂白是在一定的碱性介质中进行的,在碱性条件下,H2O2和OH-发生反应产生HOO-,HOO-基在漂白时起关键作用。
一般认为,当用H2O2作氧化剂时,起漂白作用的只有
,这里既可发生离子型氧化,也可发生自由基型氧化,只要控制介质的pH值,便可使反应按照希望的方向进行:
;
;
;
;
一般来说,碱使H2O2充分活化,平衡向生成HOO-方向移动,过氧氢离子浓度提高:
控制这步反应在活化阶段,不致引起激化、催化而产生原子氧或游离基等,否则
来不及发挥漂白作用。
在强碱介质中有利于生成
,在弱碱介质中有利于生产
,大量的
与色素杂质R起反应,色素杂质R被
氧化变成无色从而达到漂白的目的:
如木材,木材的颜色主要来源于木素,木素大分子的结构单元中含有发色羰基、乙烯基和苯环组成共轭体系,并有助色团羟基、甲氧基构成发色系统,
破坏木素中的色团结构,使木材颜色变浅,木材中的单宁等杂酚以及树脂等带色物质也会在
作用下受到不同程度的破坏,增加木材的白度[11]。
1.2.4.3过氧化氢漂白的优点
(1)漂浆的白度高,稳定性好,不易返黄。
每1kg过氧化氢的氧化能力相当于209kg有效氯,成浆很容易达到70%以上的白度。
(2)能改善漂浆的性质。
机械浆经过氧化氢漂白后,白度提高,尘埃度下降,纤维柔软,成纸的物理强度有不同程度的提高;化学浆过氧化氢漂白后,其纤维损伤程度远远低于含氯漂剂的漂白。
(3)提高漂浆得率。
由于过氧化氢漂白效率高,减少了纤维损耗等原因,其漂浆得率一般比氯漂要高2%~4%。
漂白污染负荷低,过氧化氢漂白废水中不含氯离子,无毒性,易于处理。
1.2.4.4助剂在过氧化氢漂白中的作用
H2O2漂白时必须加助剂,这是它的工艺特性,其助剂有二种,一是稳定剂,二是渗透剂.
1.稳定剂(螯合剂)
由于H2O2漂白时,铁、铜、铬、锌等重金属离子能加速催化H2O2分解,造成H2O2急速无效分解和严重损坏纤维强度。
因此必须加入稳定剂,使各种原因带入的重金属离子起络合作用,故又称螯合剂。
稳定剂的种类很多,包括许多无机物和有机物,主要有硅酸钠和磷酸盐等。
(1)硅酸钠(水玻璃)
硅酸钠的作用机理:
硅酸钠本身不能使过氧化氢稳定,只有当系统中存在铁和锰的时侯,它能够稳定过氧化氢。
当有铜存在时,硅酸钠有催化过氧化氢分解的作用。
实际漂白中铜的含量很少,铁和锰的含量高,因此硅酸钠起稳定作用。
硅酸钠能使铁和锰生成络合物,从而避免了金属离子生成不溶的氧化物或氢氧化物,并且硅酸钠能够附在金属表面,从而抑制催化作用。
硅酸钠稳定作用优良,价格最便宜,同时本身也有调节漂浴PH作用,并有一定的渗透作用。
是一种首选和用得最广泛的稳定剂,其唯一缺点是容易造成设备上结垢,和增加纸浆灰份。
硅酸钠的用量不是和H2O2用量成正比,而视其绝对量有关。
硅酸钠的浓度越高。
稳定作用也越大。
但到一定浓度程度后,差别不大。
因此过多用量也是不适宜的,如机械浆漂白时,H2O2用量1%-2%,相应的NaOH用量在2%~3%,Na2SiO3用量在3%~5%,PH值约为10.5
(2)磷酸盐
用磷酸盐作为H2O2漂白稳定剂的品种有磷酸氢二钠(NaHPO)磷酸三钠,焦磷酸钠、六偏7磷酸钠等。
它的特点是不会使设备结垢,但成本高,漂后白度、渗透性及除去木素等效果不及硅酸钠。
它的作用主要是与重金属离子生成络合物。
应该注意的是,使用磷酸盐作为稳定剂时,应同时加入CaCI:
或MgSO附加物,如果不加则稳定作用极差,甚至无稳定作用。
磷酸盐的用量应稍大于H2O2用量,其附加物用量一般在1克/升左右(但用磷酸钠时附加物要稍多些)。
除上述二种主要稳定剂外,近年来报导的还有EDTA(乙二胺四乙酸)、DTPA(二乙胺五乙酸)、STPP(多聚磷酸盐)等新稳定剂。
2.渗透剂(润湿剂)
漂白时加入渗透剂的目的是降低漂浴的表面张力,提高漂液渗透能力,从而增高漂白效率和漂后净洗效果。
其用量一般在0.5~1克/升,最高在2克/升许。
适宜于植物纤维的渗透剂有阴离子表面活性剂和非离子型表面活性剂二种。
(1)阴离子型表面活性剂
这一类过去用得比较多。
其疏水基团多为12--18个碳原子的脂肪烃和芳香烃。
它的共同特点是:
一一遇阳荷性化学药品时,因电性中和,会发生沉淀作用。
故不能和带阳电荷的化学剂共用。
一一与植物纤维的亲和力较小,但在酸性浴中对动物纤维亲和力较强
(2)非离子型表面活性剂
非离子碰表面活性剂大都由脂肪醇与环氧乙烷反应而制得。
它的共同特点是:
一一在水中不带电荷,能与带阴离子、阳离子化合物共用。
一一易溶于水,不受硬水的影响。
一一对酸、碱、氧化剂和热的稳定性较好。
一一对植物纤维无亲和力。
3.活化剂
在过氧化氢漂白过程中,过氧化氢与纸浆中残余木素的反应能力在一定条件下是有一定限度的,如果能够采用一定方法将过氧化氢转变成含有过氧酸基时,则会大大提高它的木素脱除能力从而提高过氧化氢漂白的能力。
双氰胺为常见的活化剂之一。
1.2.4.5预处理活化剂在过氧化氢漂白中的作用
过氧化氢漂白化学浆的漂白效率比较低,在过氧化氢漂白前采用活性氧、螯合剂等进行适当的预处理,可有效地提高过氧化氢漂白效率,而且采用活性氧预处理的效果优于螯合剂预处理。
众所周知,在过氧化氢漂白时,过渡金属离子存在于漂白体系中会给过氧化氢漂白带来一系列不利的影响,因此,在过氧化氢漂前采用适当方法除去纸浆中存在的过渡金属离子将有利于改善过氧化氢漂白效果。
大量的研究表明,经药剂预处理后,纸浆中过渡金属离子含量降低,尤其是锰离子,这就说明,采用药剂预处理具有去除过渡金属离子的作用,从而减少过渡金属离子对过氧化氢漂白带来的不利影响。
但是,药剂预处理就去除过渡金属离子而言,并不及螯合剂的作用大,药剂预处理对提高后续过氧化氢漂白效率来说要优于螯合剂预处理,因此,药剂预处理作用全部归因于对过渡金属离子的去除是不合适的,因为有的药剂预处理还可以改变浆中木素的结构,有利于后续漂白除去。
各种预处理剂的简介
A.DTPA
它是一种带负电的化合物,它的环状结构能和重金属离子反应生成稳定的、极易溶的金属螯合物,通过洗涤而从纸浆中除去。
从而防止重金属在氧碱漂白时对纤维的破坏。
B.EDTA
乙二胺四乙酸H4edta,常用H4Y表示,常用的是其二钠盐,EDTA几乎能与所有的金属离子形成螯合物,在一般情况下,EDTA与大多数金属离子形成1:
1的螯合物。
EDTA与金属离子的螯合反应在水溶液中能迅速完成,且绝大多数EDTA螯合物都相当稳定。
C.CaCl2
氯化钙可以取代除少量的Mn2+离子,而去除。
还可以使金属钝化。
D.H2SO4
H2SO4主要是与浆中的重金属离子反应,使金属钝化,从而去除。
1.2.4.6过氧化氢漂白的发展前景
过氧化氢漂白作为ECF和TCF漂白的重要组成部分,已广泛应用于造纸企业的生产实践中。
针对过氧化氢漂白存在效率较低的问题进行优化是大家十分关心的问题,采用各种低成本高效能的化学助剂和现代技术对纸浆过氧化氢漂白过程进行优化改良和强化,有利于造纸企业提高纸浆漂白效率和降低漂白成本,尤其是漂白活化剂、生物技术和光化学技术的研发将成为未来纸浆过氧化氢漂白的方向。
1.3其他漂白方法浅谈
1.3.1次氯酸盐漂白
用于漂白的次氯酸盐有次氯酸钙和次氯酸钠,其原料——氯气和石灰(烧碱)价格较低,漂液的制备和漂白过程比较简单,在漂白过程中还能改善某些浆料的物理化学性质,但次氯酸盐漂白过程中的强烈的氧化作用使碳水化合物降解,纤维的得率和强度损失较大,漂白废水的颜色较深,污染严重。
因此,近年来,次氯酸盐已逐步被二氧化氯和氧。
过氧化氢等取代。
我国纸浆漂白技术还处于落后状态,化学浆仍多采用次氯酸盐单段漂。
1.3.1.1次氯酸盐与木素的反应
次氯酸盐在漂白过程中,主要是攻击苯环的苯醌结构,也攻击侧链的共轭双键,CLO-与木素的反应是亲核加成反应,即次氯酸盐阴离子对醌型和其他烯酮结构的亲核加成,随后进行重排,最终被氧化降解为羧酸类化合物和二养化碳。
1.3.1.2次氯酸盐与碳水化合物的反应
次氯酸盐是强氧化剂,如果是在中性或酸性条件下,则形成的次氯酸是更强的氧化剂,它们都能对碳水化合物进行强烈的氧化作用。
在次氯酸盐漂白过程中,由于各种酸的形成,PH是不断下降的。
如果漂初的PH值不够高而漂白过程中又没加以调节,则漂白后期有可能达到中性或弱酸性。
次氯酸盐与纤维的反应,一般说有三种:
一是纤维素的某些羟基氧化成羰基,二是羰基进一步氧化成羰基,三是降解为含有不同末端基的低聚糖甚至单糖及相应的糖酸和简单的有机酸。
三种氧化反应的速度取决与PH值。
pH值高些,羰基氧化成羧基的速度大于羰基形成的速度,PH为6~7时,羰基形成的速度快于被氧化成羧基的速度。
1.3.2M助剂漂白
据资料介绍,M助剂可以有效活化纸浆中的木素,为后续过氧化氢漂白提高漂白浆的白度提供条件。
但因不知道M助剂的具体成分,其作用原理和特性尚不明确,属于探索性试验。
第二章实验
2.1原
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 造纸 轻化工程毕业论文 化工 毕业论文