高白度硫酸盐法苇浆TCF漂白工艺的研究

摘要

苇浆是一种重要的非木材纤维原料,开发高效率,低污染的TCF漂白流程,更好的利用苇浆是极其有意义的工作。本论文采用臭氧和过氧化氢为主要漂段,研究开发了一套效率高,低污染,经济可行的TCF漂白流程,并初步探讨研究了臭氧漂的保护剂及其保护机理。 1.臭氧是一种具有高氧化势的气体,在低温下即可与木素反应,是一种漂白效率高,无污染的环保的含氧漂剂。臭氧漂宜在高浆浓和低温条件下进行,且为了得到理想的效果,臭氧用量不宜过高。通过对各个漂白因素的仔细研究,表明在室温条件下,采用35％浆浓,臭氧用量0.5％的条件,反应时间3min,能得到较好的漂白效果。 2.某些试剂能有效的抑制臭氧漂白时碳水化合物的降解,对纤维具有一定的保护作用。通过添加适当的助剂,能在臭氧漂中起到保护纤维素的作用。本论文选择了5种有代表性的试剂,通过对其处理后经臭氧漂后浆料的性质,发现草酸具有优秀的保护效果。 3.通过对草酸处理条件的研究,表明在室温条件下,采取草酸用量0.2％,浆浓10％,经30min后,就能显著提高臭氧漂的效率和选择性,其漂后浆白度达76.1％ISO,粘度839ml/g,白度增加了31.2％的同时,粘度损失仅6.67％。 4.通过对保护机理的分析探讨与研究,发现pH和金属离子对于臭氧漂有着重要影响但并不是决定性因素,草酸作为有机酸类,除了对金属离子的消除作用和提供酸性环境外,还表现出了对自由基的消除,本身不与臭氧发生反应,对臭氧具有稳定作用和减少纤维润胀性及对臭氧和自由基与木素间的反应的催化作用等性质,因此,比其他试剂更适合作为臭氧漂的保护剂。 5.经过对过氧化氢段的工艺条件优化,发现经臭氧漂后,在比较温和的条件下,就能得到高质量的浆料。试验结果表明,在H2O2用量1％,NaOH用量0.8％,MgSO4用量0.1％,90℃,90 min的条件下,漂后浆白度可达88.6％ISO,粘度777 ml/g。 6. O(AQ)ZP作为适合硫酸盐苇浆的TCF漂序,具有时间短,操作简单,废水产生量小,污染符合低等优点。漂后废水COD含量327mg/L,浆样裂断长5.22 km,撕裂指数4.15 mN·m2/g,耐破指数4.28 kPa·m2/g,可满足中、高档文化用纸的抄造要求。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1造纸工业在我国的地位

1.1.2目前我国造纸行业现状

1.2 TCF是清洁生产的发展方向

1.2.1清洁漂白的产生

1.2.2 ECF和TCF的发展

1.2.3含氧漂剂的应用

1.2.4其他漂白化学药品的研究进展

1.3原料基本组成及性质

1.3.1苇浆资源

1.3.2苇浆的制浆造纸性能

1.4本论文的研究意义及目标

第二章臭氧漂白工艺研究

2.1引言

2.1.1臭氧与木素的反应

2.1.2臭氧和纸浆中残留木素的反应

2.1.3臭氧与碳水化合物的反应

2.1.4臭氧的表面改性作用

2.2原料与方法

2.2.1试验原料

2.2.2试验方法

2.2.3分析方法

2.3结果与讨论

2.3.1漂白条件的选择

2.3.2浆浓对臭氧漂白的影响

2.3.3臭氧用量的影响

2.3.4臭氧产量的影响

2.4本章小结

第三章漂白保护剂及其保护机理

3.1臭氧漂的选择性

3.2臭氧漂白的保护剂

3.2.1原料与方法

3.2.2结果与讨论

3.3臭氧漂白的保护机理研究

3.3.1 PH的影响

3.3.2金属离子的影响

3.3.3草酸对臭氧漂段的保护机理

3.4本章小结

第四章含臭氧漂段的TCF流程

4.1引言

4.2过氧化氢漂段的工艺优化

4.2.1原料与方法

4.2.2结果与讨论

4.3含臭氧漂段的TCF流程设计

4.3.1 TCF流程漂序的选择

4.3.2 O(AQ)ZP漂序经济评价

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢