二氧化氯制備中還原劑的分析探討

陳祥衡

二氧化氯制備中還原劑的分析探討

陳祥衡

我國(guó)紙漿二氧化氯漂白工藝普遍采用的是氯酸鹽法二氧化氯制備工藝,而且多為甲醇法,但如今開(kāi)始推崇過(guò)氧化氫法。結(jié)合二氧化氯的實(shí)際制備過(guò)程,重點(diǎn)分析了甲醇、過(guò)氧化氫這兩種還原劑在制備中的利弊,以及操作對(duì)制備過(guò)程的影響。通過(guò)對(duì)比可知,過(guò)氧化氫法是具有發(fā)展前景的好方法。同時(shí),也分析了國(guó)外最新應(yīng)用的聯(lián)合還原劑的情況。

二氧化氯;還原劑;聯(lián)合還原劑;甲醇;過(guò)氧化氫

在國(guó)際上工業(yè)型二氧化氯的制備方法有近 30多種,化學(xué)法是一種主要的制備方法,其按還原劑劃分,主要有 3大類：Mathieson法、R法和 SVP法[1]。這 3類方法中,R法和 SVP法中又包括常壓 (微負(fù)壓)工藝、高負(fù)壓工藝等,其中 R8法 (單容器法)較為先進(jìn)。而國(guó)內(nèi)工業(yè)型二氧化氯的制備方法,由于研發(fā)工作起步得比較晚,所以,目前僅研發(fā)出 FP法、FPF法[2]和 HTHP法[3]等。其中,即有常壓(微負(fù)壓)工藝,也有高負(fù)壓工藝。從目前國(guó)內(nèi)紙漿二氧化氯漂白的應(yīng)用情況來(lái)看,化學(xué)法二氧化氯制備工藝主要采用的是氯酸鹽還原法,該系列制備工藝的關(guān)鍵因素就是還原劑。本文結(jié)合實(shí)際制備過(guò)程,針對(duì)還原劑的應(yīng)用情況,進(jìn)行了以下系統(tǒng)的分析與探討。

1 還原劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

在化學(xué)法中,現(xiàn)在應(yīng)用比較多的還原劑主要有SO2、NaCl、HCl、甲醇等[4],其中甲醇用得比較多。在眾多制備方法中,以甲醇作為還原劑的方法,主要有國(guó)際上的 Solvay法、R8法、SVP-CH3OH法、SVPL ITE法[1]、SVP-SCW法、SVP-GAP/S法等[5],國(guó)內(nèi)的 FPF法和 HTHP法?？v觀國(guó)內(nèi)外二氧化氯制備工藝在漂白上的應(yīng)用情況,采用 R8法的不在少數(shù)[6]。二氧化氯制備方法中多以甲醇作為還原劑,而且采用高負(fù)壓工藝,歸納起來(lái),大致有以下原因：①工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率較高[6];②產(chǎn)品質(zhì)量好,轉(zhuǎn)化率高[7];③制備成本較低[8];④副產(chǎn)品為Na3H(SO4)2或Na2SO4,其均能在硫酸鹽制漿廠內(nèi)部得到合理利用,不存在環(huán)境污染問(wèn)題;⑤操作方便,容易控制[7]。

通過(guò)分析還可以看出,在以甲醇作為還原劑的方法中,R8法具有較高的整體水平,在各方面都體現(xiàn)出了工藝技術(shù)的先進(jìn)性,既能合理地利用副產(chǎn)鹽,又能將濾液中的殘余氯酸鹽及硫酸回用到反應(yīng)器中,以降低制備成本[1]。更重要的是 R8法在國(guó)外早已工業(yè)化,并且成熟、穩(wěn)定,易被客戶所接受。正是因?yàn)镽8法具有許多優(yōu)勢(shì),所以,一直受到造紙業(yè)的青睞。尤其是近年來(lái),在加快二氧化氯漂白的進(jìn)程中,不僅引進(jìn)的技術(shù)中以甲醇法居多,而且在自行研制的技術(shù)中,也是以甲醇法為主。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展,二氧化氯作為一種日益受到重視的綠色化學(xué)品,一直是化工和環(huán)保工業(yè)研究的熱點(diǎn)[9]。近年來(lái),經(jīng)不斷研究、探討,對(duì)目前應(yīng)用比較廣泛的 R8法也提出了一些不同的看法,該工藝對(duì)產(chǎn)品易造成二次污染的問(wèn)題屢次受到行業(yè)人士的質(zhì)疑[7],如今,推崇過(guò)氧化氫法 (R11法)的呼聲越來(lái)越高,有的還研制出新的還原劑或制備方法[1031]。

2 兩種還原劑的反應(yīng)情況

2.1 基本反應(yīng)情況

各種還原劑中甲醇和過(guò)氧化氫均是制備高純二氧化氯氣體的還原劑。根據(jù)反應(yīng)機(jī)理,不管是采用甲醇,還是采用過(guò)氧化氫作為還原劑,在反應(yīng)中都產(chǎn)生氯離子,然后繼續(xù)反應(yīng)生成二氧化氯[1]。反應(yīng)中,氯離子為直接還原劑,甲醇、過(guò)氧化氫為間接還原劑,氯離子為還原劑制備二氧化氯的基本反應(yīng)式為[9]：

盡管二者反應(yīng)機(jī)理相同,但是各自基本反應(yīng)條件的要求不同。

2.1.1 CH3OH作為還原劑 (R8法)當(dāng)酸度為 8.0～8.2 mol/L時(shí),主反應(yīng)為：

當(dāng)酸度較低時(shí),容易發(fā)生以下副反應(yīng)：

當(dāng)反應(yīng)器液體中 NaCl含量過(guò)高時(shí) (NaClO3原料中夾帶所至),容易發(fā)生以下副反應(yīng)：

從以上反應(yīng)的情況看,結(jié)果是各不相同的[32],見(jiàn)表 1。

2.1.2 H2O2作為還原劑 (R11法)

當(dāng)酸度為 1.0～2.5 mol/L時(shí),主反應(yīng)為：

表1 R8法主、副反應(yīng)的產(chǎn)物對(duì)比

表2 R11法主、副反應(yīng)的產(chǎn)物對(duì)比

從以上基本反應(yīng)情況看,采用兩種還原劑時(shí)均以硫酸作為酸介質(zhì),但是,對(duì)于各自不同的酸度要求,其反應(yīng)結(jié)果是不同的。更重要的是,作為基本反應(yīng)的工藝條件,通過(guò)上述兩種主反應(yīng)看,顯然過(guò)氧化氫法的酸度要求低些 (僅為 1.0～2.5 mol/L),這樣硫酸的消耗就低,在制備過(guò)程中對(duì)設(shè)備、管道的防腐蝕要求就低。甲醇法酸度要求高,不但對(duì)設(shè)備、管道的防腐蝕要求高,而且必須在高酸度下才能進(jìn)行正常的主反應(yīng),否則,反應(yīng)緩慢,而且,氯氣量增加[34]。

2.2 二氧化氯純度情況

通過(guò)以上基本反應(yīng)情況看,還原劑不同,反應(yīng)產(chǎn)物不同,反應(yīng)條件不同,反應(yīng)產(chǎn)物也會(huì)有所不同,而反應(yīng)產(chǎn)物不同是兩種還原劑最明顯的區(qū)別,將直接導(dǎo)致應(yīng)用效果的不同。

二氧化氯純度是漂白工藝中的一個(gè)重要指標(biāo)[33]。盡管甲醇和過(guò)氧化氫這兩種還原劑均能夠制備高純度二氧化氯,但是,根據(jù)基本反應(yīng)情況看,還原劑不同,結(jié)果還是有區(qū)別的。從表 1看,當(dāng)制備過(guò)程控制好時(shí),反應(yīng)按照主反應(yīng)進(jìn)行,無(wú)氯氣產(chǎn)生;但控制不好時(shí),就有副反應(yīng)發(fā)生,氯氣產(chǎn)生量就會(huì)增加,這樣勢(shì)必會(huì)影響到產(chǎn)品純度[35]。但是,從表 2看,不管控制到何種條件 (不同酸度),H2O2法的主反應(yīng)和副反應(yīng)都無(wú)氯氣產(chǎn)生,始終保持高純度的氣體狀態(tài)。這是因?yàn)檫^(guò)氧化氫法中產(chǎn)生的 Cl2與 H2O2能迅速反應(yīng)生成氯離子,從而促進(jìn)二氧化氯的產(chǎn)生,而甲醇為還原劑的過(guò)程中,由于產(chǎn)生的 Cl2與 CH3OH反應(yīng)速度緩慢,來(lái)不及反應(yīng)的氯氣就會(huì)溢出反應(yīng)體系,因而,生成的二氧化氯往往含有氯氣[9]。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明[36],過(guò)氧化氫法制備二氧化氯純度比較高,而且,不受酸度的影響,非常穩(wěn)定,可達(dá)98%以上。甲醇法因少量氯氣的產(chǎn)生是不可避免的,所以制備二氧化氯的純度略低,而且有些波動(dòng),有時(shí)甚至低于 98%。因此,過(guò)氧化氫法可以從根本上保證產(chǎn)品的純度,是制備高純度二氧化氯的最佳還原劑。

2.3 產(chǎn)品二次污染情況

關(guān)于產(chǎn)品二次污染問(wèn)題,目前只見(jiàn)到對(duì)甲醇法的報(bào)道,這也是對(duì)該法質(zhì)疑比較多的問(wèn)題。因?yàn)橛眉状甲鳛檫€原劑,其本身具有揮發(fā)性,在反應(yīng)器內(nèi)當(dāng)水蒸發(fā)時(shí),很易逸出,這樣甲醇的利用率就會(huì)降低。據(jù)報(bào)道,每生產(chǎn) 1 t ClO2,消耗 CH3OH約 190～200 kg。因此,僅有 40%～52%的 CH3OH有效地進(jìn)行了反應(yīng),有一部分甲醇沒(méi)有參加反應(yīng)就離開(kāi)了反應(yīng)器[34]。此外,因?yàn)?R8法在高酸性反應(yīng)液的沸騰溫度 (約70℃)及負(fù)壓條件下產(chǎn)生二氧化氯,且反應(yīng)溫度超過(guò)了甲醇的沸點(diǎn),一旦生產(chǎn)條件發(fā)生波動(dòng),則甲醇極易被夾帶而進(jìn)入產(chǎn)品中造成二次污染[7]。再者,硫酸具有很高的稀釋熱,一般的加酸方式,硫酸與循環(huán)反應(yīng)物之間混合不完全、不均勻[34],會(huì)造成局部過(guò)熱,使產(chǎn)生的 ClO2局部發(fā)生分解,從而降低 Cl O2的產(chǎn)率。

此外,以甲醇作為還原劑時(shí),其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理是甲醇逐漸地被氧化,先生成甲醛,后生成甲酸,如果完全氧化則可最后生成二氧化碳,可表示如下：

但是,由于甲醇很難被完全氧化成二氧化碳,所以,反應(yīng)產(chǎn)物中有很大一部分是甲酸[1]。反應(yīng)產(chǎn)物中存在的甲醛、甲酸、二氧化碳等副產(chǎn)物及未完全反應(yīng)的甲醇,與伴隨漂白而來(lái)的醛、酸、醚和酯可能發(fā)生反應(yīng),形成氯化有機(jī)化合物[33]。因此,甲醇法對(duì)二氧化氯造成二次污染是很難避免的,最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。

反觀過(guò)氧化氫法,它可在低酸度下得到非常高的反應(yīng)速度,沒(méi)有有害副產(chǎn)物如氯氣的生成,是無(wú)潛在二次污染的二氧化氯制備工藝[37]。

2.4 副產(chǎn)鹽情況

在任何化工生產(chǎn)中,反應(yīng)后所產(chǎn)生的副產(chǎn)品,其組分、數(shù)量、能否回收利用、是否會(huì)造成環(huán)境污染等,都是生產(chǎn)廠家非常關(guān)注的重要問(wèn)題,在很大程度上決定著該反應(yīng)技術(shù)是否可行,特別是結(jié)合如今國(guó)內(nèi)的發(fā)展形勢(shì)更為重要。針對(duì)氯酸鹽還原法系列中,由于還原劑的不同,酸度的不同,將產(chǎn)出不同產(chǎn)物及不同量的副產(chǎn)鹽。其各反應(yīng)情況大致如下：

針對(duì)這些反應(yīng)產(chǎn)生的不同硫酸鹽,根據(jù)需要及環(huán)保要求選擇不同的還原劑,并確定不同的酸度是很重要的。在甲醇法中,反應(yīng)液中的結(jié)晶物 Na3H(SO4)2,經(jīng)芒硝過(guò)濾機(jī)分離,在芒硝槽中被熱水溶解,然后用泵送至堿回收系統(tǒng),消除了廢液所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題[38]。

根據(jù)反應(yīng)式 (9)～式 (13),顯然除了甲醇法外,按照主反應(yīng),僅過(guò)氧化氫法可以產(chǎn)出中性鹽,說(shuō)明這兩種方法不僅可以制備高純二氧化氯,而且副產(chǎn)鹽也可以得到綜合利用。值得注意的是,由于酸度的控制,過(guò)氧化氫法仍有產(chǎn)生酸性鹽的可能,如果是這樣的話,要實(shí)現(xiàn)其回收利用,就需要采用其他方法進(jìn)行處理。

2.5 原料消耗及成本分析

二氧化氯制備中,原料的消耗及制作成本直接反映制備工藝的技術(shù)水平。由于國(guó)外工藝研發(fā)多年,工藝技術(shù)成熟穩(wěn)定,可以說(shuō),原料消耗及制作成本都是最佳的,特別是 R8法,是在確保甲醇沒(méi)有無(wú)用消耗的前提下進(jìn)行的。據(jù)資料報(bào)道,國(guó)外制備二氧化氯時(shí)的原料消耗情況見(jiàn)表 3。

表3 制備二氧化氯時(shí)的原料消耗情況 kg/kg

由表 3可見(jiàn),甲醇和過(guò)氧化氫的消耗的確很低,其成本自然就不會(huì)很高,這兩種工藝的成本主要看原料本身價(jià)格。根據(jù)氯酸鹽還原法制備成本分析,成本的高低主要是由氯酸鹽消耗水平?jīng)Q定的,從該兩種還原劑工藝的消耗看,氯酸鹽消耗是相同的,因還原劑占成本的比例不大,所以,這兩種方法成本的波動(dòng),主要取決于還原劑自身的價(jià)格因素。

通過(guò)以上 5個(gè)方面系統(tǒng)地分析了兩種還原劑工藝,很明顯,兩種工藝的副產(chǎn)鹽基本相當(dāng),除了過(guò)氧化氫的價(jià)格因素會(huì)影響成本外,在其他方面過(guò)氧化氫法都優(yōu)于甲醇法,歸納起來(lái)主要有：①高效和高生產(chǎn)速度;②只形成少量或不形成氯氣副產(chǎn)物,得到基本上不含氯氣的產(chǎn)品;③副產(chǎn)物氧氣與二氧化氯一起用于漂白,對(duì)環(huán)保有利[33]?？傊?過(guò)氧化氫的這些特點(diǎn)對(duì)二氧化氯漂白來(lái)說(shuō)都是有益的,這也正是業(yè)內(nèi)人士所希望的。

3 操作因素的影響

3.1 溫度

溫度對(duì)于化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的參數(shù),在二氧化氯制備中,溫度的提高對(duì)反應(yīng)是有利的,特別是采用硫酸時(shí),溫度升高,產(chǎn)率上升[4]。但是,在生產(chǎn)規(guī)定的操作指標(biāo)下,溫度對(duì)于甲醇法和過(guò)氧化氫法卻有著不同的影響。

3.1.1 原料夾帶

在制備過(guò)程中,在負(fù)壓條件下,甲醇法規(guī)定母液溫度為 72.2℃,過(guò)氧化氫法規(guī)定母液溫度為 71.0℃,相差不大,但是很明顯,甲醇法規(guī)定的操作溫度已經(jīng)超過(guò)了甲醇的沸點(diǎn),所以,操作中稍有不慎,就會(huì)造成甲醇原料的夾帶,造成產(chǎn)品二次污染,導(dǎo)致甲醇消耗高。而過(guò)氧化氫因?yàn)榉悬c(diǎn)高于操作溫度,過(guò)氧化氫法也就不存在原料夾帶的問(wèn)題。

3.1.2 反應(yīng) “出白”現(xiàn)象

“出白” (也有稱 “白霧”的)是 R8法生產(chǎn)中特有的一種故障,就是制備中發(fā)生了無(wú)效反應(yīng)。該故障會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在正常穩(wěn)定生產(chǎn)中,這種現(xiàn)象一般不會(huì)發(fā)生,但是,通過(guò)天津化工研究設(shè)計(jì)院的實(shí)驗(yàn)證明,溫度高時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象[39],見(jiàn)表 4。

表4 溫度、壓力對(duì)二氧化氯產(chǎn)率的影響

通過(guò)表 4可以很清楚地看出,溫度和壓力是相互依存的,當(dāng)溫度高于 74℃時(shí),就有 “出白”現(xiàn)象。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,實(shí)際溫度一旦高于規(guī)定操作指標(biāo)時(shí),“出白”現(xiàn)象就不可避免地產(chǎn)生,對(duì)生產(chǎn)不利。反觀過(guò)氧化氫法,實(shí)際生產(chǎn)中從未發(fā)現(xiàn)過(guò)此現(xiàn)象,即使溫度產(chǎn)生波動(dòng),也不用擔(dān)心溫度高時(shí) (高于指標(biāo)上限)對(duì)正常生產(chǎn)的影響,生產(chǎn)可正常進(jìn)行。

3.2 酸度

3.2.1 反應(yīng)結(jié)果

酸度不同,對(duì)不同還原劑的制備反應(yīng)結(jié)果是不同的。若采用甲醇作為還原劑,當(dāng)酸度為 8.0～8.2 mol/L時(shí),進(jìn)行的是主反應(yīng),產(chǎn)生的二氧化氯是高純的,但是,若酸度較低時(shí),就發(fā)生副反應(yīng),產(chǎn)生的二氧化氯就含有氯氣,這是制備所不希望的。若以過(guò)氧化氫作為還原劑,當(dāng)酸度為 1.0～2.5 mol/L時(shí),進(jìn)行的是主反應(yīng),產(chǎn)生的二氧化氯是高純的,酸度大于5.5 mol/L或酸度為 2.5～5.5mol/L時(shí),產(chǎn)生的二氧化氯也是高純的,只是副產(chǎn)鹽不同。從這個(gè)意義上講,作為漂白用的二氧化氯制備,過(guò)氧化氫作為還原劑就具有一定優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗岫鹊母叩?不僅對(duì)消耗及防腐蝕問(wèn)題影響較小,更重要的是它能從根本上保證產(chǎn)品的純度,從而確保漂液的質(zhì)量,也就是說(shuō),要生產(chǎn)合格的二氧化氯漂液,首先必須控制好二氧化氯的純度[36]。

3.2.2 反應(yīng)速率

從制備過(guò)程可知,采用甲醇作為還原劑,酸度的不同不僅對(duì)產(chǎn)品純度有影響,而且對(duì)反應(yīng)速率也有影響[40],見(jiàn)表 5。

通過(guò)表 5可以看出,結(jié)合 FPF法試驗(yàn),適當(dāng)提高酸度,對(duì)于提高反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)品純度都是有利的。但是,若繼續(xù)提高酸度,反應(yīng)劇烈,難以控制。因?yàn)樗岫冗^(guò)高,瞬間產(chǎn)生的二氧化氯來(lái)不及逸出,會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。由此可見(jiàn),酸度高對(duì)甲醇法制備是有利的,但是,要有一個(gè)嚴(yán)格的上限。對(duì)過(guò)氧化氫法來(lái)說(shuō),由于受酸度波動(dòng)的影響小,所以,在制備中控制的酸度總是一定的,反應(yīng)速率也是穩(wěn)定的。

表5 FPF法一定時(shí)間內(nèi)不同酸度下的反應(yīng)情況對(duì)比

3.2.3 無(wú)效反應(yīng)

如上所述,“出白”是甲醇法制備中特有的一種故障,是一種無(wú)效反應(yīng),這種現(xiàn)象不但溫度高時(shí)會(huì)產(chǎn)生,酸度高時(shí),更易產(chǎn)生。當(dāng)發(fā)生器溶液的游離酸度超過(guò) 1.1 mol/L時(shí),瞬間內(nèi)產(chǎn)生的新生氯不能有效地被甲醇還原,而是在水蒸氣的提取下變成 Cl2,使母液中的 Cl-在短時(shí)間內(nèi)被殆盡,因而導(dǎo)致無(wú)效反應(yīng)“出白”。也就是說(shuō),“出白”現(xiàn)象是由于游離酸度過(guò)高,溶液內(nèi)的 Cl-耗盡而產(chǎn)生的。制備過(guò)程中,發(fā)生器一旦發(fā)生“出白”,二氧化氯的生成就突然停止,整套裝置通過(guò)連鎖控制都會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)、動(dòng)作,在一定程度上影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。由此可見(jiàn),酸度控制的重要性。過(guò)氧化氫法酸度的高低對(duì)制備過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有太大影響,而且,在實(shí)際制備中從未產(chǎn)生“出白”現(xiàn)象。

從以上分析可見(jiàn),過(guò)氧化氫法制備二氧化氯是一個(gè)清潔生產(chǎn)過(guò)程。目前,該法已成為工業(yè)二氧化氯制備的熱點(diǎn)方法,Eke(依卡)化學(xué)品公司和加拿大 Sterling紙漿化學(xué)品公司 (現(xiàn)易名為 ERCO W ideworld)爭(zhēng)相在研究、開(kāi)發(fā)和完善這一過(guò)程。Eke(依卡)化學(xué)品公司充分利用其專利技術(shù) SVP和過(guò)氧化氫法結(jié)合,初步形成一系列組合生產(chǎn)技術(shù)SVP-HP、HPA、SVP-GLS和 SVP-GAP[9],這些都足以說(shuō)明,過(guò)氧化氫法在國(guó)內(nèi)外都具有很好的發(fā)展前景。

4 聯(lián)合還原劑

加拿大新布朗斯維克大學(xué)制漿造紙研究中心的倪永浩在一篇文章中提到聯(lián)合還原劑,即發(fā)揮甲醇和過(guò)氧化氫各自的優(yōu)勢(shì),將二者按照一定比例混合 (過(guò)氧化氫替代甲醇的比例在 5%～25%),同時(shí)加到反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)[1]。該假設(shè)先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,并通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到證實(shí),后來(lái)在加拿大東部的一個(gè)工廠成功應(yīng)用。

采用聯(lián)合還原劑制備二氧化氯,除了還原劑的組成不同外,其他操作條件與甲醇作為還原劑制備過(guò)程相同,通過(guò)加拿大工廠的實(shí)際生產(chǎn)證明,與甲醇單獨(dú)作為還原劑相比,聯(lián)合還原劑具有以下優(yōu)點(diǎn)[1]：

(1)原料氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率顯著提高,從原來(lái)的90%提高到 96%,導(dǎo)致生產(chǎn)成本顯著降低;

(2)二氧化氯溶液中 Cl2的含量顯著降低;

(3)二氧化氯吸收塔尾氣中的氯氣量顯著降低,可降低對(duì)環(huán)境的不良影響。

從以上優(yōu)點(diǎn)可以看到,采用聯(lián)合還原劑比采用單一還原劑時(shí)的制備效果又有了一定提高,更突出的是降低了氯氣的產(chǎn)生,提高了產(chǎn)品純度。不難看出,該技術(shù)在甲醇還原劑中加入一定量過(guò)氧化氫替代甲醇,在保持甲醇法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上引入過(guò)氧化氫后,可減少產(chǎn)品二次污染,有利于副產(chǎn)鹽的綜合利用,可避免反應(yīng)過(guò)程發(fā)生“出白”現(xiàn)象,確保了產(chǎn)品純度,提高了環(huán)境質(zhì)量,最終實(shí)現(xiàn)提高轉(zhuǎn)化率,降低成本。該技術(shù)采用了取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的做法,將甲醇、過(guò)氧化氫兩種還原劑發(fā)揮到最佳。另外,該技術(shù)不需要增添新的還原劑種類,工藝流程相當(dāng)及操作條件基本一樣的情況下就可實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)前,環(huán)境保護(hù)力度的不斷加強(qiáng)促進(jìn)了國(guó)內(nèi)紙漿漂白技術(shù)的進(jìn)步,逐步淘汰傳統(tǒng)的氯漂,使無(wú)元素氯(ECF)漂白得到進(jìn)一步的應(yīng)用,甲醇等還原劑的應(yīng)用,對(duì)我國(guó)紙漿漂白起到了很大的積極作用,但是,從以上一系列的對(duì)比、分析就可看出,隨著二氧化氯漂白的廣泛應(yīng)用,除了過(guò)氧化氫外,還應(yīng)亟待開(kāi)發(fā)、研制新的、更優(yōu)的還原劑。如今聯(lián)合還原劑的應(yīng)用,不失為是一個(gè)非常好的理想制備方法。

5 結(jié) 語(yǔ)

紙漿二氧化氯漂白在我國(guó)已逐步得到了應(yīng)用,二氧化氯制備工藝大多采用甲醇作為還原劑。通過(guò)對(duì)比分析,過(guò)氧化氫是極具發(fā)展前景的綠色、優(yōu)質(zhì)還原劑。如今聯(lián)合還原劑的應(yīng)用,可以為我國(guó)二氧化氯制備開(kāi)辟一條新路,在許多條件維持不變、不需增加大量投資的情況下,就可實(shí)現(xiàn)二氧化氯制備的技術(shù)進(jìn)步。因此,聯(lián)合還原劑的推廣、應(yīng)用,對(duì)我國(guó)造紙行業(yè)及環(huán)保事業(yè)的發(fā)展將有著十分重要的意義。

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(責(zé)任編輯：郭彩云)

D iscussion on the Reducing Agents i n Chlorine D ioxide Preparation

CHEN Xiang-heng
(E-mail：52cxh@163.com)

Although chlorine dioxide preparation is commonly based on chlorate and using methanol process in China,hydrogen dioxide process now starts to be recommended,the advantages and disadvantages of applying those two reducing agents and their influence on the preparation operation are discussed.Application practice proved hydrogen dioxide process is promising in the future.Besides,the latest combined reducing agents developed in abroad are discussed,its introduction and application in China will be of great significance for chlorine dioxide bleaching.

chlorine dioxide;reductant;combined reductant;methanol;hydrogen peroxide

TS745

A

0254-508X(2011)02-0063-06

陳祥衡先生,高級(jí)工程師;主要從事二氧化氯空氣消毒設(shè)備、二氧化氯消毒劑的研制及工業(yè)型二氧化氯制備技術(shù)的研究。

2010-09-27(修改稿)