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本论文以蔗渣浆为研究对象,对其进行无元素氯(ECF)漂白新技术及其机理的分析研究,从而为我国实现低污染漂白新技术提供技术支持和理论依据。
通过对蔗渣浆无元素氯(ECF)漂白工艺研究得出,蔗渣浆D0ED1漂白的最佳工艺条件为:D0段:ClO2用量(有效氯)2.4%,时间60min,温度60℃;E段:NaOH用量2%、温度65℃、时间90min;D1段:ClO2用量(有效氯)0.8%,时间90min,温度70℃;蔗渣浆D0EpD1漂白的最佳工艺条件为:D0段:ClO2用量(有效氯)1.6%,时间60min,温度60℃;Ep段:NaOH用量2%、H2O2用量0.5%、温度65℃、时间90min;D1段:ClO2用量(有效氯)0.4%,时间90min,温度70℃。
随后对蔗渣浆进行了CEH和D0ED1、D0EpD1、DEpP漂白中试研究。研究结果表明:在取得纸浆相同白度的条件下,CEH漂白浆的白度稳定性、粘度等指标比D0ED1、D0EpD1、DEpP漂白浆低,CEH漂后废水污染负荷(CODcr、BOD5和AOX)比D0ED1、D0EpD1、DEpP漂后废水高。
通过红外光谱和X-射线衍射对无元素氯漂白残余木素结构和纤维素的变化进行研究。利用红外光谱分析漂白过程中残余木素结构可知:在3420cm-1处吸收强度增强,表明漂白过程中很可能产生新的游离酚羟基;在1371cm-1~1430cm-1处产生的吸收峰发生的变化比较微小,说明木素的苯环结构仍然存在。X-射线衍射研究表明:纤维素结晶度在ClO2漂白处理前后变化不明显,其结构基本没有遭到破坏。
通过高效液相色谱对无元素氯(ECF)漂白过程糖类组分的变化进行分析可知:在二氧化氯漂白过程中,葡萄糖降解最少,降解率为3.76%;木糖的降解率为5.55%;阿拉伯聚糖的降解率最大,降解率为42.28%。纤维素的主要成分葡萄糖、木糖降解率均比较低,而阿拉伯降解虽大,但其在纤维素中的含量较少,所以纤维素在二氧化氯漂白中损失很小,二氧化氯漂白具有很好的脱木素选择性。