Отбеливание целлюлозы и бумаги

Типы отбеливания целлюлозы и бумаги

Процесс отбеливания целлюлозы и бумаги проводится не только для того, чтобы сделать ее белее. Цель **отбеливания целлюлозы и бумаги** - повысить яркость бумаги и улучшить ее качество. Существуют различные типы отбеливающих процессов, и они работают с разными типами отбеливателя.

• Диоксид хлора:

Основным отбеливающим агентом для бумажной целлюлозы, используемым методом диоксида хлора, является диоксид хлора. В отличие от элементарного хлора, он не реагирует с лигнином в древесных волокнах, что снижает образование хлорированных органических соединений в сточных водах.

Этот процесс использует смесь диоксида хлора и других соединений. Он часто использует диоксид хлора, хлорат натрия и гипохлорит натрия в разных последовательностях в отбеливающей последовательности. Диоксид хлора очень эффективен в удалении любого цвета из целлюлозы, что делает его отличным вариантом для отбеливания.

Процесс минимизирует экологические опасности, обычно связанные с отбеливанием хлором.

Без сомнения, диоксид хлора имеет множество экологических преимуществ перед обычным хлором. Однако он не всегда надежен для удовлетворения потребностей конечных пользователей, особенно когда тщательно изучены естественные факторы.

• Полностью без хлора:

Этот метод включает в себя использование отбеливающих агентов, отличных от хлора или хлорсодержащих соединений. В этом случае используются кислород, озон и перекиси. Кислород является естественным отбеливателем, одним из самых распространенных элементов, и действует как первичный отбеливающий агент. Озон - это разновидность кислорода, которая действует как вторичный отбеливающий агент и обычно генерируется и применяется на месте. Наконец, перекись водорода используется как третичный отбеливатель, и ее отбеливающее действие аналогично действию озона. Эти три агента - кислород, озон и перекись водорода - очень эффективны в осветлении целлюлозы без добавления каких-либо экологических ограничений. Хлор не используется в этом отбеливающем процессе. Этот метод оказывает минимальное воздействие на окружающую среду при отбеливании целлюлозы.

• Элементарный хлор:

Элементарный хлор включает использование элементарного хлора (Cl) в качестве основного отбеливающего агента. Это не современный отбеливающий процесс, поскольку он имеет значительный экологический недостаток. Использование элементарного хлора в отбеливающих процессах больше не является обычным явлением на современных бумажных фабриках из-за экологических соображений, поскольку он реагирует с лигнином в древесных волокнах, что приводит к образованию диоксинов, которые могут накапливаться в реках и представлять угрозу для людей и животных, живущих вокруг реки.

Спецификация и техническое обслуживание

Следующие спецификации имеют решающее значение с точки зрения производительности и эффективности отбеливающих химикатов для целлюлозы, чтобы обеспечить скромное техническое обслуживание мировых потребностей.

Ожидается, что годовой мировой объем отбеливающих химикатов для целлюлозы составит около 19,6 млн тонн. Рынок химикатов для отбеливания бумаги оценивался примерно в 2 млрд долларов США в 2022 году, а теперь оценивается примерно в 2,5 млрд долларов США.

Отбеливающие химикаты для целлюлозы и бумаги, такие как любопытный натрий, перекись водорода, гидрометaфосфат цинка, гидрофосфат натрия и флуоресцеин, различаются по типам и объемам. Потребность или спрос может варьироваться в зависимости от ряда факторов, как обсуждалось ранее в этом документе. Необходимы последовательные процессы или методы для повышения эффективности этих химикатов на целлюлозе, которая в конечном итоге производит качественную бумагу.

Более 80% отбеливающих агентов, используемых во всем мире, основаны на хлоре, а 60% спроса отрасли приходится на около 12 ключевых стран: США, Канаду, Финляндию, Швецию, Германию, Бразилию, Индонезию, Россию, Японию, Китай и Францию, чтобы назвать несколько. Значительные количества хлора и диоксида хлора (ClO2) используются для отбеливания целлюлозы и осветления целлюлозных волокон для бумагоделания. Хлор является мощным отбеливающим агентом, который реагирует с лигнином, что упрощает распад и разложение оставшегося органического вещества для родственных компонентов.

Следует отметить, что, несмотря на огромную мировую бумагоделательную промышленность и внимание к множеству видов деревьев, используемых в качестве сырья, по-прежнему наблюдается значительный выход, который приводит к массовому отходам и, следовательно, остаточным химическим веществам, используемым в отбеливающих процессах.

Не менее важно отметить, что именно отходы отбеливающих химикатов в почве и окружающей среде побудили многие организации в машиностроительной и химической промышленности сосредоточить внимание на создании более экологически чистых химикатов для отбеливания целлюлозы без использования хлора или хлорсодержащих соединений. В таких случаях используются другие соединения, такие как гипохлорит натрия, перекись водорода, озон и хлорат натрия, среди прочих.

Каждый отбеливающий химикат и машина имеет свои требования и требует бережного обращения и опыта, чтобы обеспечить оптимальные результаты и безопасность людей и машин. Знание химического вещества и типа бумаги, которую будет производить отбеленная целлюлоза, имеет первостепенное значение при выборе комбинации обработки и химической машины.

Это также гарантирует устойчивость отрасли в то время, когда остро стоит необходимость защиты созревающей окружающей среды и ее ресурсов. Правильное отбеливание повышает урожайность и предотвращает дальнейшее истощение ценных ресурсов, таких как деревья, за счет эффективного использования технологий и химических веществ, которые также являются экологически чистыми.

Важно поддерживать условия хранения этих отбеливающих химикатов. Их следует хранить в плотно закрытых контейнерах и вдали от солнца или тепла. Согласно исследованию, H2O2 менее стабилен, чем другие химические вещества, поэтому его следует хранить при низких температурах, предпочтительно от 10 до 25 градусов Цельсия, с гарантированной концентрацией. Аммоний особенно опасен, потому что при соединении с хлором может образовывать смертельный газ.

Сценарии отбеливания целлюлозы и бумаги

Использование отбеливания целлюлозы охватывает множество областей применения. Например, в строительном секторе архитекторы и строители используют высококачественную отбеленную бумагу для создания чертежей, архитектурных чертежей и строительной документации. Прочность и точность отбеленной бумаги важны в этой области.

В издательской и печатной промышленности отбеленная целлюлоза широко используется для печати бумаги, книг, журналов и газет. Яркость и качество бумаги напрямую влияют на изображение и удобство чтения конечного продукта.

Упаковка - еще одна важная область применения отбеленной целлюлозы. Отбеленная целлюлоза используется для изготовления таких продуктов, как белый картон, отбеленная крафт-бумага и отбеленная лайнерная бумага. Упаковка выигрывает от прочности и яркости отбеленной целлюлозы.

В секторе высококачественной канцелярской продукции отбеленная целлюлоза используется для изготовления таких товаров, как высококачественные блокноты, дневники и белая бумага для блокнотов. Качество и яркость отбеленной целлюлозы помогают производить качественную канцелярскую продукцию.

Кроме того, отбеленная целлюлоза является важным материалом в специализированной бумажной промышленности, которая производит такие изделия, как сигаретная бумага, бумажные салфетки и пергаментная бумага. Эти продукты требуют определенных характеристик и качеств, которые может обеспечить отбеленная целлюлоза.

И наконец, отбеленная целлюлоза также используется в медицинской и гигиенической промышленности. Сюда входят такие продукты, как медицинская бумага, хирургическая бумага, а также медицинские драпировки и простыни.

Как выбрать отбеливание целлюлозы и бумаги

При выборе системы отбеливания покупателям следует учитывать следующее:

• Тип сырья: Тип сырья оказывает огромное влияние на систему отбеливания. ECF обычно применяется на заводах, использующих лиственную древесину и смешанные древесные/сельскохозяйственные волокна. Однако системы TCF (или PCF, которые применяют вторичную целлюлозу) являются лучшими вариантами для достижения нулевой токсичности сточных вод, когда сырье - лиственная древесина или содержит значительный процент лиственной древесины.
• Элементарный хлор: Хотя системы ECF и TCF могут помочь получить желаемую яркость целлюлозы, количество элементарного хлора в отбеливающей последовательности может влиять на токсичность отбеливающих сточных вод.
• Степень отбеливания и необходимый выход: Различные отбеливающие агенты приводят к различной степени белизны целлюлозы. Необходимо выбрать правильное химическое вещество и процесс, который обеспечивает желаемый уровень белизны при сохранении выхода.
• Затраты: Следует изучить инвестиционные затраты на отбеливающий завод, эксплуатационные затраты (стоимость химикатов, потребление энергии, использование воды) и потенциальный доход от продажи целлюлозы более высокого качества.
• Воздействие на окружающую среду: Рассмотрите влияние процесса на окружающую среду, включая использование химических веществ, образование отходов и требования к очистке сточных вод. Выбор отбеливающего процесса с меньшим воздействием на окружающую среду может помочь снизить общее воздействие бизнеса на окружающую среду.

Отбеливание целлюлозы и бумаги: вопросы и ответы

В1. Каковы последние тенденции в технологиях отбеливания в целлюлозно-бумажной промышленности?

A1. В мире наблюдается стремление к устойчивому развитию, что приводит к таким тенденциям, как полностью безхлорные (CCF) отбеливающие процессы, отбеливание на основе кислорода и биорафинадные подходы, которые интегрируют биохимическую обработку наряду с традиционными этапами отбеливания. Усовершенствованные технологии DDT (диоксины, отклонение и уничтожение) также снижают образование диоксинов во время отбеливания, а замкнутые системы водоснабжения перерабатывают отбеливающие агенты.

В2. Могут ли все типы целлюлозы подвергаться отбеливанию?

A2. Не все типы целлюлозы подходят для отбеливания. В то время как химическая и механическая целлюлоза должны подвергаться отбеливанию для улучшения белизны и утончения качества, полухимическая целлюлоза, полученная менее строгими методами, может не требовать отбеливания для достижения своего целевого назначения. Кроме того, отбеливаемая целлюлоза классифицируется в зависимости от степени целевой яркости.

В3. Каковы экологические риски отбеливания целлюлозы и бумаги?

A3. Экологические риски отбеливания включают образование вредных побочных продуктов, таких как диоксины, фураны и хлорированные фенолы, которые могут представлять серьезную угрозу для водной жизни и здоровья человека. Неправильная утилизация отбеливающих сточных вод может привести к загрязнению воды, а высокий химический спрос на кислород (COD) от отбеливающих агентов может перегрузить очистные сооружения.

В4. Является ли отбеливание последним этапом производства целлюлозы и бумаги?

A4. Нет. Отбеливание - это всего лишь один этап сложного процесса производства целлюлозы и бумаги. Считается, что он имеет решающее значение для повышения белизны и чистоты целлюлозы, и обычно происходит после делигнификации и перед переработкой, которая готовит целлюлозу к бумагоделанию. Впоследствии в целлюлозу часто добавляют добавки, чтобы улучшить ее листы, прочность и долговечность перед окончательным отбеливанием.

В5. Какие отбеливающие агенты обычно используются при отбеливании целлюлозы и бумаги?

A5. Отбеливающие агенты, обычно используемые при отбеливании целлюлозы и бумаги, включают диоксид хлора (ClO2), гипохлорит натрия (NaClO), перекись водорода (H2O2), озон (O3) и хлорат натрия (NaClO3). Каждый отбеливающий агент имеет свои характеристики, преимущества и экологические соображения.