造纸化学品PAPER CHEMICALS
第32卷第4期2020 年 8 月
Vol. 32 No. 4Aug. 2020
臭氧漂白作为绿漂白技术，既可以应用于无
元素氯ECF ）漂白，又可以应用于全无氯TCF ）漂 白；同时适用于不同造纸原料的漂白，如阔叶木和
针叶木的硫酸盐浆和亚硫酸盐浆；并且适用于各种
级别的终端纸产品中，如卫生纸、印刷书写纸和粘 胶纤维等。臭氧漂白技术以其安全、可靠、经济的优 势，越来越受到造纸行业的欢迎，臭氧漂白浆的生 产取得长足的进展。图1为近年来臭氧漂白浆年产
量的变化。
图1臭氧漂白浆年产量
臭氧O 3）是由3个氧原子组成的分子，通常由
纯氧制备而成，浓度为12%质量分数）。臭氧具有
很强的反应活性，因此要想避免纸浆质量存在差
异，首先要确保混合的均匀性。臭氧极不稳定，会迅 速分解为氧气，需在短时间内快速使用。因此，用臭
氧漂白纸浆的技术难点在于如何短时间内迅速将
纸浆和大量气体混合均匀。在臭氧实际生产应用 中，高浓浆和中浓浆的市场份额各占50%o
1.1高浓浆臭氧漂白
高浓浆采用臭氧漂白时，会将臭氧漂白段与萃 取段结合在一起，这样可以省去中间洗涤段。首先 将酸化后的纸浆pH 通常为2.5-3）压榨至质量分
数为38%〜42%的浆料并切碎，然后将分散好蓬松 的纸浆从压榨机上直接加入到臭氧反应器中，同时
按纸浆逆向加入臭氧，并在大气压环境下反应约1
气体混合器min o 最后，用碱液稀释高浓浆，使碱液无需扩散即
可到达纤维中心，并能迅速溶解氧化物质。对于阔
叶木浆，萃取阶段时间较短，一般5〜10 min 即可;
而针叶木浆延长滞留时间，还可能会给纸浆漂白带
来一定的好处。E 段后为压榨步骤，在压榨过程中可 以从纤维中去除可溶性物质。图2为某造纸厂高浓
浆臭氧漂白工艺流程。
由于纸浆浓度较高，臭氧可以快速接触到纤
维，再加上用压榨机可以快速去除碱液的做法，使
得臭氧扩散时间不需过长，并无需再投资建设漂白 后续的萃取塔设备。这种臭氧漂白工艺的潜在阻力 来自于压榨机。具有特定纸浆容量规格的压榨机在
纸浆容量增加时，产岀的纸浆浓度较低。纸浆质量
分数低于35%时，漂白效率开始下降，因为纤维的
蓬松度不够好，臭氧在纤维间不能均匀反应。因此，
在设计臭氧漂白系统时，应考虑到压榨机中纸浆容 量的潜在增加问题。另外，由于目前压榨机设计的
容量有限，需要安装2台平行的压榨机，因此，在纸 浆产能较大的情况下，这种工艺的发展受到了阻碍。
1.2 中浓浆臭氧漂白
中浓浆采用臭氧漂白时，其特点是通常用泵将
纸浆送入2个串联的臭氧混合器、一个加压反应器 主要作为缓冲器）和吹气管中。由于需要注入大量 的气体，需要通过臭氧压缩步骤，将臭氧和氧气）
压缩至7x 105〜11x105Pa g ）。尽管如此，纸浆悬浮
液中仍含有约30%的气体。混合器可以保证较高的
湍流强度和良好的气体分散性，因此在混合器中的
所有反应最多在3 s 内就会发生。图3为某造纸厂
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