一种蔗渣浆二氧化氯漂白系统及方法.pdf

本发明公开了一种蔗渣浆二氧化氯漂白系统及方法，系统包括用于漂白蔗渣浆的漂白塔、执行蔗渣浆清洗工序的洗涤装置和导引蔗渣浆流通的管道，其方法以二氧化氯作为主要漂白剂，包括D0段漂白、Ep段碱化、D1段漂白等工序步骤，解决传统的蔗渣浆含氯漂白系统及方法存在的生产耗水严重，排放剧毒物质的问题。相比传统方法，漂后浆白度提高、黏度提高，返黄减少，蔗渣浆的质量明显改善，节水效果明显，减少了含氯漂白产生有机氯化物（AOX），同时使得漂白更具有选择性，洗涤水可以循环使用，降低中段废水COD排放量，符合节能减排及清洁化生产要求。

权利要求书
1.   一种蔗渣浆二氧化氯漂白系统，包括用于漂白蔗渣浆的漂白塔、执行蔗渣浆清洗工序的洗涤装置（3）和导引蔗渣浆流通的管道；其特征在于:所述的漂白塔包括三段漂白结构——D0段漂白塔（2）、Ep段碱化塔（4）、D1段漂白塔（6）；每段漂白塔的下游管道连接洗涤装置；D0段漂白塔上游管道连接浆渣入口（1），该处管道还设有漂白剂注入口（9）；Ep段碱化塔的上游管道依次设置有碱液入口（7）和双氧水入口（5），D1段漂白塔的上游管道也设置有漂白剂注入口；漂白系统管道末端是浆渣出口（8）。

2.  根据权利要求1所述的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，其特征在于：所述的洗涤装置（3）分为两段清洗结构——渣浆清洗机和渣浆筛选机，而且按工序上的排序是渣浆清洗机在前，渣浆筛选机在后。

3.  根据权利要求1所述的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，其特征在于：所述的D0段漂白塔（2）、Ep段碱化塔（4）、D1段漂白塔（6）的蔗渣浆注入端还设置有混合器，具有充分混合蔗渣浆和药剂的作用。

4.  根据权利要求1—3任一所述的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，其特征在于：所述的D0段漂白塔（2）为升流式中浓反应塔，Ep段碱化塔（4）为升-降流式碱化塔，D1段漂白塔（6）为升流式漂白塔。

5.  根据权利要求4所述的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，其特征在于：所述的系统部件均设置有远程接口单元，远程接口单元与系统外的可编程控制器、工业控制计算机通过各自的通信处理板用总线构成网络监控系统。

6.  一种利用权利要求1所的蔗渣浆二氧化氯漂白系统漂白蔗渣浆的方法，该方法是以二氧化氯作为主要漂白剂，形成D0-Ep-D1漂白工艺方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）D0段漂白：向未漂蔗渣浆中加入二氧化氯绝干浆，每吨蔗渣浆的二氧化氯绝干浆加入量为33～40 kg，其中二氧化氯绝干浆含有效氯用为78～80%，同时加入中压蒸汽；药剂与蔗渣浆经混合器混合均匀后进入D0段漂白塔进行反应，反应完成后加入脱氯剂脱除浆中残氯再洗涤；反应温度控制在45～55℃，反应时间40min，出D0塔浆白度为50～55%ISO；
（2）Ep段碱化：向洗涤后的D0段蔗渣浆依次加入氢氧化钠和双氧水绝干浆，每吨蔗渣浆的氢氧化钠绝干浆加入量为11～14 kg，双氧水绝干浆加入量为20～30 kg，其中氢氧化钠绝干浆浓度为100%，双氧水绝干浆浓度为27.5%；同时加入中压蒸汽，药剂与蔗渣浆经混合器混合均匀后进入Ep段碱化塔进行反应，反应完成后洗涤；反应温度控制在65～75℃，蔗渣浆先与氢氧化钠反应25min，再与双氧水反应95min，出Ep塔浆白度为70～75%ISO；
（3）D1段漂白：向洗涤后的中浓蔗渣浆加入二氧化氯绝干浆，每吨蔗渣浆的二氧化氯绝干浆加入量为8～11 kg/t绝干浆，其中二氧化氯绝干浆含有效氯用为20～22%，同时加入中压蒸汽，同时加入中压蒸汽；药剂与蔗渣浆经混合器混合均匀后进入D1段漂白塔进行反应，反应完成后加入脱氯剂脱除浆中残氯再洗涤; 反应温度控制在60～65℃，反应时间约180min，出D1塔浆白度为82%ISO以上。

说明书一种蔗渣浆二氧化氯漂白系统及方法
技术领域
本发明涉及蔗渣浆生产过程中的一种无元素氯漂白设备及方法，特别是一种蔗渣浆二氧化氯漂白系统及方法。
背景技术
蔗渣是广西特有的纤维原料，利用甘蔗渣进行制浆造纸，在广西已有很成熟的经验。目前，我国非木纤维制浆仍然普遍使用传统的含氯漂白工艺。传统的含氯漂白，特别是CEH三段漂白废水，除了含有比较高的COD、BOD外，还含有大量的有机氯化物（AOX），这些有机氯化物普遍毒性较强，部分有机氯化物属于致癌、致畸和致突变的“三致”物质（如二噁英），并且难于生化降解；这些有机氯化物的无毒化处理比较困难，排放到江河水体中会造成较严重的环境污染；其次由于传统的含氯漂白工艺含有氯，废水不易重复利用，造成用水量大；更麻烦的是，在氯化C段，由于氯气对浆中的木质素没有选择性，在降低浆中木质素的同时也使用纤维素受到降低，使浆的强度下降。因此，传统的含氯漂白工艺方法不仅使制浆中段废水污染严重，同时也使非木纤维制浆的发展受到了严重的制约。
国内专利数据公开了不少关于传统的含氯漂白工艺（或系统）专利技术：
例如【名称】 一种低聚合度竹浆粕的清洁制浆方法；【申请号】CN201410024665.6，【申请人】四川理工学院；【摘要】本发明属于竹浆粕的清洁制浆领域，尤其涉及一种低聚合度竹浆粕的清洁制浆方法，利用本色硫酸盐竹浆（以下简称为KP竹浆）为原料生产粘胶纤维用竹浆粕，也可用于生产纤维素衍生物产品。包括以下步骤：原料准备、碱法蒸煮、浓缩、氧漂、漂白即生物酶处理-二氧化氯一次漂白-EOP漂白-二氧化氯二次漂白和酶处理步骤。该发明工艺流程简单，生产效率高，生产能力大，成浆收获率高，生产出的竹浆粕完全能够满足粘胶纤维生产的要求，也可用于生产纤维素衍生物产品，但是漂白废水中含有比较高的COD、BOD和有机氯化物（AOX），对环境构成危害。
例如【名称】CEH漂白废液湿法提高蔗渣碱法蒸煮效果的方法；【专利号】CN200910094429.0，【专利权人】昆明理工大学；【摘要】本发明公开了蔗渣碱法蒸煮前处理的一种蔗渣湿法堆存方法，将蔗渣浆CEH漂白废水作为清水的替代，分别回用到蔗渣的湿法堆存过程，而后进行蔗渣的碱法蒸煮，其工艺步骤为：取C、E、H三段漂白的洗涤废水喷淋于料场堆存的蔗渣堆上，至底层有渗滤水流出，喷淋10～20后的蔗渣经出料、送料、洗涤、脱水后传送入蒸煮器，在NaOH用量14～16％、蒽醌用量0.01～0.3％、重量液比1∶3～6、蒸煮温度155～160℃、升温70～110min、保温60～90min的条件下进行蒸煮。可提高蔗渣浆得率2～5个百分点，降低有机氯化物22～31％，吨浆用水量下降8～15m3。该发明对CEH漂白漂白工艺进行了改进，但是漂白废水中仍含有一定的COD、BOD和有机氯化物（AOX）。
例如【名称】 一种漂白草浆的制备方法；【申请号】CN201310177495.0，【申请人】昆明理工大学、佳木斯龙江福浆纸有限公司；【摘要】本发明公开了一种漂白草浆的制备方法，该方法包括如下操作：1）将草类原料和蒸煮液以1:3-1:6的重量比加到蒸煮设备中并混合均匀，然后将蒸煮设备密闭，其中，所述蒸煮液中含有碱；2）向所述密闭的蒸煮设备中通入氧气使蒸煮设备内氧压保持为0.3-1.0MPa，将所述草类原料用所述蒸煮液在90-130℃下蒸煮30-240分钟；（3）将完成蒸煮过程后得到的浆料进行洗涤和筛选，得到细浆；4）将所述操作（3）中的细浆用二氧化氯进行漂白。该发明同样作为对CEH漂白工艺的进一步改进，比普通碱法草浆通常采用的CEH漂白过程少了两段漂程，但是仍然没在废水污染物含量上有显著突破。
因此传统的传统的含氯漂白系统存在的生产耗水严重，排放剧毒物质的问题，特别是CEH三段漂白废水，除了含有比较高的COD、BOD外，更重要的是含有大量的有机氯化物（AOX）。因此需要对传统的蔗渣浆漂白系统及方法进一步改进。
发明内容
本发明的目的是解决传统的蔗渣浆含氯漂白系统及方法存在的生产耗水严重，排放剧毒物质的问题，提供了一套耗水量低、毒物排放少的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，还提供了利用该系统漂白蔗渣浆的方法。
本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，包括用于漂白蔗渣浆的漂白塔、执行蔗渣浆清洗工序的洗涤装置和导引蔗渣浆流通的管道。所述的漂白塔包括三段漂白结构——D0段漂白塔、Ep段碱化塔、D1段漂白塔。每段漂白塔的下游管道连接洗涤装置。D0段漂白塔上游管道连接浆渣入口，该处管道还设有漂白剂注入口。Ep段碱化塔的上游管道依次设置有碱液入口和双氧水入口，D1段漂白塔的上游管道也设置有漂白剂注入口。漂白系统管道末端是浆渣出口。
作为本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统的进一步说明，所述的洗涤装置分为两段清洗结构——渣浆清洗机和渣浆筛选机，而且按工序上的排序是渣浆清洗机在前，渣浆筛选机在后。
作为本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统的进一步说明，所述的D0段漂白塔、Ep段碱化塔、D1段漂白塔的蔗渣浆注入端还设置有混合器，具有充分混合蔗渣浆和药剂的作用。
本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统还可以作出以下改进，所述的D0段漂白塔为升流式中浓反应塔，Ep段碱化塔为升-降流式碱化塔，D1段漂白塔为升流式漂白塔。
作为本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统的进一步改进说明，所述的系统部件均设置有远程接口单元，远程接口单元与系统外的可编程控制器、工业控制计算机通过各自的通信处理板用总线构成网络监控系统。
利用以上系统进行蔗渣浆二氧化氯漂白的方法，即以二氧化氯作为主要漂白剂，形成D0-Ep-D1漂白工艺方法，包括以下步骤：
（1）D0段漂白，向未漂蔗渣浆中加入二氧化氯绝干浆，每吨蔗渣浆的二氧化氯绝干浆加入量为33～40 kg，其中二氧化氯绝干浆含有效氯用为78～80%，同时加入中压蒸汽；药剂与蔗渣浆经混合器混合均匀后进入D0段漂白塔进行反应，反应完成后加入脱氯剂脱除浆中残氯再洗涤。反应温度控制在45～55℃，反应时间40min，出D0塔浆白度为50～55%ISO。
（2）Ep段碱化，向洗涤后的D0段蔗渣浆依次加入氢氧化钠和双氧水绝干浆，每吨蔗渣浆的氢氧化钠绝干浆加入量为11～14 kg，双氧水绝干浆加入量为20～30 kg，其中氢氧化钠绝干浆浓度为100%，双氧水绝干浆浓度为27.5%；同时加入中压蒸汽，药剂与蔗渣浆经混合器混合均匀后进入Ep段碱化塔进行反应，反应完成后洗涤。反应温度控制在65～75℃，蔗渣浆先与氢氧化钠反应25min，再与双氧水反应95min，出Ep塔浆白度为70～75%ISO。
（3）D1段漂白，向洗涤后的中浓蔗渣浆加入二氧化氯绝干浆，每吨蔗渣浆的二氧化氯绝干浆加入量为8～11 kg/t绝干浆，其中二氧化氯绝干浆含有效氯用为20～22%，同时加入中压蒸汽，同时加入中压蒸汽；药剂与蔗渣浆经混合器混合均匀后进入D1段漂白塔进行反应，反应完成后加入脱氯剂脱除浆中残氯再洗涤，反应温度控制在60～65℃，反应时间约180min，出D1塔浆白度为82%ISO以上。
本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统和方法，取代了原有的含氯漂白系统及方法，即在原蔗渣浆漂白生产流程以二氧化氯代替氯气和次氯酸钙、在碱处理段加入双氧水，由此带来的技术效果：
（1）相比传统的传统含氯漂白系统及方法，漂后浆白度提高、黏度提高，返黄减少，蔗渣浆的质量明显改善。
（2）所生产的纸浆更环保，作为卫生纸、口杯纸、纸餐具等多种生活用纸原料。
（3）本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统及方法，工艺反应条件均为中浓，节水效果明显，符合节能减排及清洁化生产要求。
（4）本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统及方法，减少了含氯漂白产生有机氯化物（AOX），同时使得漂白更具有选择性，洗涤水可以循环使用，降低中段废水COD排放量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统连接结构示意图。
图中：1—浆渣入口；2—D0段漂白塔；3—洗涤装置；4—Ep段碱化塔；5—双氧水入口；6—D1段漂白塔；7—碱液入口；8—浆渣出口；9—漂白剂注入口。
图2为本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白方法的工艺流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，包括用于漂白蔗渣浆的漂白塔、执行蔗渣浆清洗工序的洗涤装置3和导引蔗渣浆流通的管道；所述的漂白塔包括三段漂白结构——D0段漂白塔2、Ep段碱化塔4、D1段漂白塔6；每段漂白塔的下游管道连接洗涤装置；D0段漂白塔上游管道连接浆渣入口1，该处管道还设有漂白剂注入口9；Ep段碱化塔的上游管道依次设置有碱液入口7和双氧水入口5，D1段漂白塔的上游管道也设置有漂白剂注入口；漂白系统管道末端是浆渣出口8。
所述的洗涤装置3分为两段清洗结构——渣浆清洗机和渣浆筛选机，而且按工序上的排序是渣浆清洗机在前，渣浆筛选机在后。
所述的D0段漂白塔2、Ep段碱化塔4、D1段漂白塔6的蔗渣浆注入端还设置有混合器，具有充分混合蔗渣浆和药剂的作用。
所述的D0段漂白塔2为升流式中浓反应塔，Ep段碱化塔4为升-降流式碱化塔，D1段漂白塔6为升流式漂白塔。
所述的系统部件均设置有远程接口单元，远程接口单元与系统外的可编程控制器、工业控制计算机通过各自的通信处理板用总线构成网络监控系统。
实施例1：未漂浆经洗涤浓缩后进入本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，在中浓条件下发生化学反应， D0段二氧化氯添加量为34.7 kg/t绝干浆（有效氯计），Ep段碱液加入量为11.9 kg/t绝干浆（以100%浓度计），双氧水入量为23 kg/t绝干浆（以27.5%浓度计），D1段二氧化氯添加量为9.5 kg/t绝干浆（有效氯计），加每段蒸汽加温、反应、洗涤。漂后浆白度为83.6%，合格率在99.5%。
实施例2：未漂浆经洗涤浓缩后进入本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，在中浓条件下发生化学反应， D0段二氧化氯添加量为36.7 kg/t绝干浆（有效氯计），Ep段碱液加入量为12.6 kg/t绝干浆（以100%浓度计），双氧水入量为27kg/t绝干浆（以27.5%浓度计），D1段二氧化氯添加量为9.9kg/t绝干浆（有效氯计），加每段蒸汽加温、反应、洗涤。漂后浆白度为84.8%，合格率在99.6%。
实施例3：未漂浆经洗涤浓缩后进入本发明的蔗渣浆二氧化氯漂白系统，在中浓条件下发生化学反应， D0段二氧化氯添加量为38.9 kg/t绝干浆（有效氯计），Ep段碱液加入量为12.8 kg/t绝干浆（以100%浓度计），双氧水入量为30kg/t绝干浆（以27.5%浓度计），D1段二氧化氯添加量为10.5kg/t绝干浆（有效氯计），加每段蒸汽加温、反应、洗涤。漂后浆白度为85.8%，合格率在99.8%。