Yelin 业林 成套漂白生产装置

　　Yelin业林成套棉绒、造纸二氧化氯漂白生产装置是目前国内首创,它的出现弥补了我国在漂白设备上的空白。是国内能生产成套棉绒、造纸成套二氧化氯漂白生产装置第一家。该设备研制成功,它标志了我国可以在棉绒、造纸漂白工艺上可以不再依赖外国进口。该设备从每小时生产二氧化氯20kg到500kg，包括原料配制计量系统、二氧化氯发生系统、二氧化氯吸收系统、二氧化氯抽送系统、高浓度次氯酸钠发生系统、安全保护系统、加热系统、自动控制系统、二氧化氯和次氯酸钠溶液储存系统等整套系统装置。

二氧化氯是近年发展迅速的高效消毒杀菌剂，虽然早在1811年就被人们发现，但由于性质不稳定、易爆炸、制备和贮存较困难等原因，一直未得到广泛应用。长期以来，国内外科研人员对它的稳定性进行了大量的研究改进。随着稳定性二氧化氯的开发成功，其应用领域逐渐扩大．目前已涉及生活用水处理、工业循环冷却水处理、医疗卫生消毒、环境保护以及造纸、食品等许多领域。

　　二氧化氯具有强氧化性，能与废水中少量还原性酸根发生氧化反应将之除去。另外，它具有广谱、高效、无毒、用量少、药效时间长等特点，被世界卫生组织列为A级高效安全消毒剂。美国是较早将二氧化氯用于饮用水消毒的国家之一。由于欧美发达国家对氯气消毒带来的二次污染十分重视，因此目前这些国家基本上以二氧化氯作为饮用水的消毒灭菌剂及工业冷却水、循环水、生活污水、工业废水的水处理剂。由于它对大肠杆菌、伤寒杆菌、乙肝病毒、结核杆菌的灭杀率高达100％，因而被国外发达国家广泛用于医院、宾馆、饭店以及家庭的消毒杀菌。

　　二氧化氯漂白机理:利用二氧化氯的氧化电位(0.9V)低于纤维素氧化电位，而高于附着纤维上的杂质与色素的氧化电位，所以能氧化纤维上的杂质与色素，达到漂白目的，而对纤维没有任何破坏作用。

　　造纸行业长期以来是用氯气漂白纸浆，但是随着人们对自身生活环境的重视，尤其是对二恶英的危害性研究的深入，有识之士对用氯气漂白纸浆提出了质疑和批评，并寻求其他替代品。目前，许多工业发达国家已改用二氧化氯作为纸浆漂白剂。使用这种产品，除可以杜绝二恶英的污染外，还可以彻底除去纸浆中的色素和杂质而不伤害纤维，产出的纸张白度高、不泛黄，提高了纸张的质量。虽然目前我国造纸业使用二氧化氯漂白纸浆还刚刚起步．但是其广阔的市场空间却是蕴藏生机。2000年我国纸和纸板的消费量约为3600万～3800万吨，仅次于美国居世界第二位。到2005年我国纸和纸板总消费量将达到5000万吨。由于国内纸张总消费量急剧增长，产量不能满足需求，进口量也逐年增加。巨大的市场空间表明，我国的造纸行业是21世纪的朝阳产业。制造高质量、高档次的纸张需要先进的生产工艺，因此二氧化氯漂白工艺将逐步在我国应用推广。

　　二氧化氯漂白机理及影响因素

　　1.二氧化氯的基本特性
二氧化氯性质不稳定，一般制成水溶液。作为漂白剂是利用它的氧化能力。二氧化氯的氧化电位低于纤维素的氧化电位，但高于附着在纤维素上的杂质与色素的电位，所以它能氧化纤维素上的杂质与色素，达到漂白的目的，而对纤维素碳水化合物则相对稳定。因此，二氧化氯是一种具有选择性的氧化漂白剂。

二氧化氯在水溶液中的氧化电位随水溶液的pH值的不同而变化。作为纤维素的漂白剂，氧化电位只有在0.9 V以下才适宜，提高pH值，氧化电位下降，对漂白有利，但pH达到7时，二氧化氯在水溶液中快速分解，在70℃时在开始的半小时内便急剧发生分解，这对漂白的生产控制十分不利。其分解产物主要是无氧化能力的氯酸盐以及氧化能力较小的亚氯酸盐，使水溶液中有效的二氧化氯浓度显著下降，造成二氧化氯的浪费。因此，使用二氧化氯为漂白剂时，不能提高水溶液的pH值。

　　2.合理运用二氧化氯与次氯酸钠的互补性
氯气和次氯酸钠的氧化电位均较高，这正是它破坏纤维素聚合度的致命原因。它们的水溶液的化学形态也随pH值的变化而变化。

因此，使用氯气或次氯酸钠为漂白剂时，在水溶液中，随pH值的不同，其氯化产物比例不同，但氧化电位均大于0.9V，只有pH＞9.5，水溶液中99%为OCl-离子态时，氧化电位处于0.94V，此时对纤维素的降解破坏才较小。

一般情况下，次氯酸钠漂白温度不宜大于30℃，温度每升高7℃，反应速度增大一倍。在70～80℃的高温下，氧化降解非常严重，而特定的二氧化氯和次氯钠组合，打破了这个规律性，这正是本工艺的特殊之处。

因为是先加入二氧化氯，它对纤维素物料进行了选择性氧化，自身转化成HClO2或其盐类。

ClO2+纤维素物料→HClO2+被氧化物料

　　残留在反应液中的亚氯酸(盐)对纤维素的氧化作用甚微，不能继续起漂白作用，必须有其他活化物质使之活化才能再显氧化性。在此情况下，补加次氯酸钠，形成二氧化氯和次氯钠组合进程，因介质水溶液pH值低，次氯酸钠绝大部分转化为HClO。而HClO恰好成为亚氯酸(盐)的活化剂。

HClO+2HClO2→2ClO2+H2O+HCl

　　它使二氧化氯漂白后的残留亚氯酸(盐)再次活化生成二氧化氯，继续发挥良好的漂白作用。这就是加次氯酸钠后，精制棉白度进一步提高而粘度却下降甚微的原因所在。在本工艺的特定条件下，次氯酸钠成为二氧化氯残液的活化剂，而二氧化氯又成为次氯酸钠的保护剂，起到良性的互补作用。从而打破了次氯酸钠不能在低pH值和高温状况下进行漂白的常规，实现了理论上和实践上的重大突破。

　　二氧化氯漂白新工艺的经济效益与社会效益

　　1.减少环境污染
传统的多氯漂白产生的工业废水含有剧毒物质，对环境尤其是水源会造成严重污染，改用二氧化氯少氯漂白工艺，可以将氯气和次氯酸钠的用量限制到甚小程度。加之采用特定的D/C组合方式，它不同于单纯使用氯气和次氯酸钠，完全改变了原来的性质，所以污染危害也就更少了。

　　2.提供了优质的精制棉产品
使用二氧化氯漂白精制棉,全面达到并超出了现有国家标准，它不仅粘度高、白度高、α-纤维素含量高，而且其化学反应活性也得到提高。从电子显微镜扫描观察，经二氧化氯漂白的纤维，其纤维的管腔出现了撕裂或溃烂，这有利于使纤维管腔内难以精制的杂质得到清理和排除，对纤维素酯类衍生物的过滤性提高很有好处。另一方面又使化学反应药剂易于渗入纤维内壁进行反应，有利于提高纤维素衍生物的纯度和均匀性。

　　3.生产成本可以接受
使用二氧化氯少氯漂白，虽然生产成本略有升高，但产品是高档次的。常规生产的二级品白度的精制棉，用二氧化氯漂白可生产出一级品和特级品的优质精制棉，可按质论价，提高经济效益。
二氧化氯的价格问题是生产成本中的关键。若从市场上购买二氧化氯水溶液，价格昂贵，运输也不方便，笔者认为自产自用为宜。
二氧化氯少氯漂白工艺在木浆制造上已经开始推广使用。在精制棉生产上的应用国内尚属空白。从开发高档纤维素衍生物角度而言，该工艺是有推广价值的。