针叶木硫酸盐浆芬顿氧化脱木素短序漂白研究

作     者：何爽 

作者单位：天津科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李群

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 082201[工学-制浆造纸工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主      题：硫酸盐浆 氧脱木素 芬顿氧化 碱抽提 过氧化氢漂白 

摘      要：随着造纸行业不断往绿色环保方向发展,短序无氯漂白正在逐步取代传统的含氯漂白工序,被广泛的应用于制浆造纸工业生产中。芬顿氧化技术因其产生的羟基自由基具有强氧化性,在造纸废水处理、未漂浆预处理等方向发展迅速。本文利用芬顿氧化技术对针叶木硫酸盐未漂浆进行脱木素处理,后续经过碱抽提和过氧化氢漂白处理,探讨一种新的短序无氯漂白工艺。通过研究针叶木硫酸盐未漂浆芬顿氧化脱木素工艺,分别探讨了过氧化氢用量、硫酸亚铁用量、反应pH值、反应温度和反应时间对残余木素脱除结果的影响。通过纸浆卡伯值和纤维聚合度变化分析得出适宜工艺为:纸浆浓度为10%,过氧化氢用量为2%,硫酸亚铁用量为1%,反应pH值为5,反应温度为25℃,反应时间为60 min。此条件下得到的芬顿氧化脱木素后纸浆卡伯值为9.42,下降了51.23%,纤维聚合度为907。以芬顿氧化脱木素后纸浆为原料,进行碱抽提处理,通过探究氢氧化钠用量、抽提温度和抽提时间对纸浆后续漂白效果的影响,确定其适宜条件为:纸浆浓度10%,过氧化钠用量为3%,抽提温度为40℃,抽提时间为60 min。通过研究过氧化氢用量、氢氧化钠用量、反应时间和反应温度对过氧化氢漂白效果的影响,得出的适宜工艺条件为:浆浓10%,HO用量为6%、NaOH用量1.5%,EDTA用量0.5%,Mg SO用量为0.1%,反应时间180 min,反应温度90℃。得到的纸浆卡伯值为5.21,白度为78.5%ISO,纤维聚合度为721。对漂白后纸浆进行PFI打浆处理以提高相关物理性能,当打浆转数为3000 r时,打浆度为35°SR,纸张的裂断长为4.2 km,满足普通文化用纸在纸张白度及裂断长性能方面的要求。分别对原料浆、芬顿氧化脱木素后浆、过氧化氢漂后浆进行分析,通过纤维分析仪和扫描电镜图像发现处理后纸浆纤维表面变得粗糙、起皮,凹凸不平,并出现坍塌现象。通过红外光谱结果发现木素分子的苯环和侧链结构被破坏,木素结构被降解溶出。