[01109097]木材化学浆漂白新技术的研发及应用

项目属于轻工业科学技术中造纸技术领域。 制浆造纸工业是中国轻工业的重要产业，为国民经济的发展做出了突出贡献。近十年来，中国造纸工业高速发展，2010年中国的纸和纸板产量达9270万吨，跃居世界第一；2017年纸和纸板的产量1.25亿吨，连续8年居世界首位。随着中国造纸工业的快速发展，木材已成为中国制浆造纸工业的重要原料，而漂白纸浆占木材化学浆的80%以上，因此纸浆漂白工艺的先进性、合理性与否，直接影响到整个制浆造纸过程的环保、效率和节能减排。传统含氯漂白会产生部分有毒物质，造成漂白废水生化处理难周期长且工艺复杂，漂白纸浆残余微量的有毒物质，成纸的使用尤其对食品包装等存在安全隐患，为此，该项目组采用生物化学法，研发了新的绿色漂白工艺技术，解决了传统含氯漂白的共性技术难题，形成了具有自主知识产权的关键技术体系，并推广应用，取得了显著的经济和社会效益。 在国家和省自然科学基金、省自主创新成果转化专项等的资助下，历经十余年，自主研发了木材化学浆化学法、生物化学法无元素氯漂白（ECF）、全无氯漂白（TCF）新技术，并在绿色漂白技术、梯度打浆和自添加技术等方面取得重大创新： （1）创新了ECF漂白工艺，采用了绿色化学法ODED、OpDQP、生物化学法XODED、XODQP、XOpDQP、XO1O2pDQP漂白工艺，纸浆白度可达到88.0%ISO，满足了高档纸和纸基材料的生产要求，减少了ClO₂的用量，漂白废水中COD含量减少15%以上，避免了漂白过程中有毒物质的产生，大大提高了漂白废水的生化能力，打浆能耗节约20%以上，显著降低了漂白废水的处理成本； （2）创新了TCF漂白工艺，采用绿色化学法（Q/Op）QP、生物化学法XO1O2pQP、XO1O2pQP、XOpQP漂白工艺，减少了纤维素降解，保护了纸浆强度，纸浆白度达到83.5%ISO，纸浆漂白中无有毒物质存在，满足了食品包装以及特殊限定的纸和纸基材料的生产要求，漂白废水中COD含量下降20%； （3）创新了针阔混合漂白技术，提出了针阔混合漂白木素增效溶出的新理论：把针叶木和阔叶木分别蒸煮，合理控制针叶木原浆和阔叶木原浆的硬度，使两种纸浆的卡伯值相近，分别采用ECF和TCF的漂白工艺对比发现，与分别蒸煮和分别漂白相比较，在达到相同白度情况下，混合漂白能降低后续漂白化学品用量的10%，纸浆白度稳定，成浆强度高于分别漂白的纸浆，漂白废水中COD含量下降15-20%； （4）创新了木材化学漂白浆的应用新技术，提出了梯度打浆和自添加技术，对制备的纸浆进行梯度打浆，分别得到10-30°SR、30-55°SR、55-70°SR三种打浆度的纸浆，将三种纸浆按照合适比例抄造出生活用纸和无添加包装纸基材料，可替代化学填料的添加，制成的纸和纸基材料强度高易降解，避免了因填料添加导致的纸张掉粉、掉毛问题，使得纸基材料的制备和使用更加环保。 项目核心技术处于国际领先水平，已获授权国家发明专利16项，发表论文35篇。相关技术自2010年起先后在晨鸣集团、华泰集团、太阳纸业等多家企业推广应用，生产出了高品质漂白木浆，并用于多品种纸和纸基材料的生产。2015-2017年，仅项目完成单位累计实现新增销售额207.98亿元，利润32.41亿元，产生了重大经济和社会效益。