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两段氧脱木素
氧脱木素已被实践证明是TCF漂白不可缺少的组成部分，也是大多数ECF漂白流程的重要组成部分。由于氧脱木素的选择性不够好，一般单段的氧脱木素率不宜超过50%，否则会引起碳水化合物的严重降解。为了提高氧脱木素率和改善脱木素选择性，目前越来越多的浆厂采用两段氧脱木素。瑞典顺智(Sunds Defibrators)公司根据氧脱木素反应动力学原理，提出了OxyTracTM两段氧脱木素新技术。第一段采用高的碱浓度和氧浓度(用量和压力)，以达到高的脱木素率，但温度较低，反应时间较短，以防止纸浆粘度的下降；第二段的主要作用是抽提，化学品浓度较低，而温度较高，时间也较长。1996年4月，在瑞典SCA Ostrand浆厂投产的OxyTracTM两段氧脱木素工艺如下〔2〕：
第一段：加入全部的氧化白液和氧气，浆浓12%，温度80～85℃，氧压0.8～1.0MPa，停留时间20～30min；
第二段：不加化学药品，浆浓12%，温度95～100℃，反应塔顶部压力0.3MPa，停留时间60min。
很明显，第一段反应塔的容积比第二段的小；而段间需用蒸汽加热，以达到第二段要求的温度。该厂的生产实践证明了两段氧脱木素的优越性。卡伯值可由未漂浆的20～30降至8.7～10.4，经ECF漂白后白度达89%～90%ISO。与单段氧脱木素相比，两段氧脱木素的脱木素率高(可达67%～70%)，且脱木素选择性好，漂白浆的强度高，化学品的耗用量减少，漂白废水的COD负荷降低。
2.2 压力高温过氧化氢漂白
过氧化氢是最重要的无氯漂剂之一。过氧化氢脱木素或漂白通常限于80℃以下，因为一般认为在高温下过氧化氢易分解而导致化学药品效率和纸浆强度的降低，造成经济损失。但是，过氧化氢是一种弱氧化剂，为了实现TCF漂白和达到高白度，必须强化过氧化氢漂白段，即采用更高的温度在压力(通常为氧压)下进行漂白，以增强脱木素能力和漂白作用。目前许多浆厂采用氧加压的过氧化氢漂白，(PO)段结合碱氧漂白和过氧化氢漂白的优点，明显改善了漂白效果。Koukkari等〔3〕用物理-化学方法研究了压力过氧化氢漂白的热力学和反应动力学。研究结果表明，在95～120℃范围内，随着温度的升高，H2O2和NaOH的消耗速率增加，浆液pH值下降，纸浆白度提高，卡伯值降低；相对地，纸浆的粘度损失增加。在任一恒定温度下，随着压力的升高，纸浆卡伯值的下降略有增加，而白度明显提高。加压能增加氧的溶解度和强化传质过程。当温度高于液相沸点时，在液浆界面会产生蒸汽泡，因而降低了液浆相间的传递系数。将压力提高到该温度对应的蒸汽压以上，可防止蒸汽泡的形成，以维持足够高的液浆相间传递系数。理论上，较高的氧压可以防止过氧化氢漂白时所不希望发生的副反应：
加压可以阻止上述化学平衡向右移动，避免或减少H2O2的无效分解，因此，加压可以提高H2O2的漂白效率。
Ingersoll-Rand公司提出将过氧化氢漂白段分为升流管式压力高温与降流塔压次高温的两步操作法[4]，利用工厂现有的降流式碱处理塔，仅需新增混合器和升流管，节省投资，提高效率，其具体工艺为：
第一步（新的升流管）：压力（3.5～4.8）×105Pa，温度105～130℃，时间10～30min；
第二步（现有降流塔）：常压，温度95～98℃，时间60～240min。
该厂按木硫酸盐浆采用含二部法（PO）段的漂白流程A(EOP)(ZQ)(PO)，白度达到90%ISO。
2.3 己烯糖醛酸的选择性水解
在硫酸盐法制浆的碱性高温条件下，聚木糖中的4-氧-甲基-D-葡萄糖醛酸转化为4-脱氧-己烯-(4)糖醛酸。己烯糖醛酸(Hexenuronic acid，以下简称Hex A)是具有六环结构、含有双键的糖醛酸。
己烯糖醛酸在碱性氧和过氧化氢漂白时是不反应的。但是，亲电性漂白剂，如臭氧、二氧化氯和过氧酸，会与己烯糖醛酸中的碳-碳双键反应，因此，会消耗漂白剂。己烯糖醛酸也能与高锰酸钾反应，用KMnO4测定的纸浆卡伯值有一部分是Hex A的贡献。因此，己烯糖醛酸的存在对纸浆卡伯值和漂白性能有重要的影响。
Vuorinen等发现〔5〕，通过温和的酸水解，可将Hex A选择性除去，而对纸浆得率和粘度影响甚少。当pH值为3.0～3.5时，Hex A的去除最有选择性。如图2所示，酸水解时，Hex A主要转化为2-糠酸、甲酸和5-羧基-2-糠醛。
图2 己烯糖醛酸的形成与水解
Hex A选择性水解后，纸浆的卡伯值降低。根据实验结果统计，经氧脱木素的阔叶木浆选择性水解后卡伯值降低3～6，针叶木浆则降低1～3。
Hex A由于双键的存在致使电子不定位与共振，其对金属离子的螯合能力比其前身葡萄糖醛酸要大得多，是浆中金属离子的主要结合点。Hex A的选择性水解能有效地去除浆中的金属离子，因此，可以代替漂白流程中的螯合处理(Q)段。
Hex A的选择性水解对其后ECF和TCF漂白有显著的影响，可以减少漂白化学品的用量，提高白度，并改善白度稳定性，但对纸浆得率影响甚微，对粘度的影响也不大，当Hex A含量减少90%时，纸浆粘度损失约50～100 dm3/kg。表1和表2分别为Hex A选择性水解对ECF和TCF漂白的影响〔6〕。可以看出，选择性水解除去Hex A后，纸浆的卡伯值降低，漂白剂用量减少，漂白效率提高，返黄值降低。
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