蒽醌在麦草碱法浆氧脱木素过程中的作用开题报告

1. 研究目的与意义

传统的纸浆漂白技术以含氯漂白为主。由于含氯漂白废水中含有大量的有毒物质如三氯甲烷、二噁英等，这些物质对环境造成了极大的危害。随着人们环保意识的不断增强和世界环保要求的日益严格，ecf和tcf漂白工艺已经成为现代制浆工业的主流制浆技术。与硫酸盐法脱木素和以元素氯为漂剂的常规漂白相比，氧脱木素技术具有环境污染少、纸浆得率和粘度较高、白度稳定、返黄少、脱水性能好、漂白费用低、废水可直接送至碱回收系统处理等优点，是目前ecf和tcf漂白的重要组成部分，也是国际上造纸科学技术研究的热点。迄今为止，发达国家基本上采用了含氧漂的ecf和tcf漂白工艺。早在1992年全球ecf漂白化学浆的生产能力就达1300万吨， tcf漂白浆的生产能力达660万吨(包括约230万吨的漂白机械浆)。现在所有新建的现代化漂白硫酸盐浆厂都采用了氧脱木素生产工艺，我国90年代初至今新建的现代化制浆造纸厂当然也毫不例外地选择了氧脱木素这一先进的技术。

由于氧气几乎不与非酚型木素结构反应，而且同二苯基、二苯基甲烷、苯酚、β-烷基醚等结构类型的木素反应性很低，因而限制了脱木素程度，其脱木素的选择性较差。这也是制约氧脱木素技术发展的一个技术瓶颈。为防止浆料中碳水化合物发生严重降解，常规单段氧脱木素的脱木素率一般限制在45～50%的范围内。为获得更好的脱木素效果，许多学者提出了采用添加助剂的方法来提高单段氧脱木素的选择性，如表面活性剂、h₂o₂、甲醇、氨基多羧酸锰（iii）[mn(iii)cydta]、多氧金属盐、卟啉和酞花青的金属络合物及还原剂nabh₄等。这些方法对于促进氧脱木素技术的发展，实现全无氯漂白具有重要的实际意义。

因此，本课题以碱法麦草浆为原料，进行氧脱木素四因素三水平方差分析工艺技术研究，得到浆料氧脱木素较为适宜的工艺条件。并在此工艺条件下分析氧脱木素过程中浆料各组分的变化规律。在此基础上，对碱法麦草浆进行蒽醌强化氧脱木素工艺技术研究，得出浆料蒽醌强化氧脱木素过程的适宜工艺条件，以及在此工艺条件下强化氧脱木素过程中个组分的变化规律，并与氧脱木素过程进行比较从而得出蒽醌强化氧脱木素过程的机理。对比分析碱法麦草浆氧脱木素及强化氧脱木素后浆料性质，得出蒽醌对氧脱木素过程的作用效果并最终确定可有效提高浆料得率、脱木素率及脱木素选择性的工艺技术。

2. 国内外研究现状分析

国内的研究现状及其发展趋势

氧漂在我国还有待进一步发展，虽然有些浆厂已采用氧脱木素技术，有的已投入生产，有的仍在建设之中，但均还使用一定量的元素氯以提高纸浆的白度。我国实验室的研究与国外发达国家相比研究手段和研究水平受到很大限制。其主要原因是相关设备的研制大大滞后，尽管天津轻工机械厂和杭州轻工机械设计研究所以及大连轻工业学院对氧脱木素技术的关键设备，如中浓浆泵和中浓混合器已进行过研究，但由于多方面的原因至今没有一台正常用于生产。

氧脱木素技术是ecf或tcf漂白的主体工艺，tcf是纸浆漂白技术的发展方向，但根据我国国情应朝着ecf漂白的方向发展,逐步过渡到tcf漂白。

3. 研究的基本内容与计划

1）、以碱法麦草浆为原料。

2）碱法麦草浆由山东泉林纸业提供。

3）根据碱法麦草浆氧脱木素工艺，制定碱法麦草浆氧脱木素的用碱量、氧压、温度和时间四因素三水平方差分析工艺条件。氧脱木素过程见图1。

4. 研究创新点

1）制浆造纸清洁生产

利用氧气这一洁净且廉价的漂白剂对浆料进行漂白，减少含氯漂剂的使用，氧漂废液可直接送至碱回收系统处理。氧脱木素后浆料不仅白度稳定，强度好，而且易打浆。因此氧漂是一种清洁高效、节能节水的制浆造纸生产技术，尤其是氧脱木素过程中添加蒽醌进行强化，可以在相同脱木素率的情况下提高浆的得率，大量节约原料，减少其他漂剂的用量，产生很好的经济和社会效益。

2）蒽醌强化氧脱木素