Производство бамбуковой бумаги в Китае имеет долгую историю. Морфология и химический состав бамбукового волокна обладают особыми характеристиками. Средняя длина волокон большая, а микроструктура клеточной стенки волокна особенная, что обеспечивает хорошую прочность целлюлозы, что придает отбеленной целлюлозе хорошие оптические свойства: высокую непрозрачность и коэффициент рассеивания света. Содержание лигнина в бамбуковом сырье (около 23–32%) выше, что определяет его варку с более высоким содержанием щелочи и сульфида (сульфида обычно 20–25%), близко к древесине хвойных пород; содержание сырья, гемицеллюлозы и кремния выше, но также для промывки целлюлозы, выпаривания черного щелока и нормальной работы оборудования системы концентрации возникли некоторые трудности. Тем не менее, бамбуковое сырье не является хорошим сырьем для производства бумаги.
В будущих системах отбеливания бамбуковой целлюлозы среднего и крупного масштаба будет использоваться метод отбеливания TCF или ECF. Как правило, в сочетании с глубиной делигнификации и кислородной делигнификации целлюлозы, использование технологии отбеливания TCF или ECF, в зависимости от количества секций отбеливания, позволяет отбелить бамбуковую целлюлозу до степени белизны 88–90% по стандарту ISO.
Сравнение отбеливания бамбука ECF и TCF
Из-за высокого содержания лигнина в бамбуке его необходимо сочетать с технологиями глубокой делигнификации и кислородной делигнификации для контроля числа Каппа пульпы, поступающей в ECF и TCF (рекомендуемое значение <10), используя усовершенствованную двухступенчатую последовательность отбеливания ECF, предварительную кислотную обработку или двухступенчатую последовательность отбеливания TCF Eop; все эти методы позволяют отбелить сульфатированную бамбуковую целлюлозу до высокого уровня белизны 88% ISO.
Эффективность отбеливания различного сырья из бамбука сильно различается, Каппа составляет около 11 ~ 16, даже при двухступенчатом отбеливании ECF и TCF уровень белизны целлюлозы может достичь только 79% - 85%.
По сравнению с бамбуковой целлюлозой, отбеленной методом TCF, целлюлоза, отбеленная методом ECF, имеет меньшие потери при отбеливании и более высокую вязкость, которая обычно может достигать более 800 мл/г. Однако даже у улучшенной современной целлюлозы, отбеленной методом TCF, вязкость может достигать лишь 700 мл/г. Качество целлюлозы, отбеленной методом ECF и TCF, является неоспоримым фактом, но комплексный анализ качества целлюлозы, инвестиций и эксплуатационных расходов, а также выбор между ECF и TCF для отбеливания бамбуковой целлюлозы пока не сделан. Разные предприятия, принимающие решения, используют разные технологии. Однако, исходя из будущих тенденций развития, целлюлоза, отбеленная методом ECF и TCF, будет сосуществовать ещё долгое время.
Сторонники технологии отбеливания ECF считают, что отбеленная целлюлоза ECF имеет лучшее качество целлюлозы с использованием меньшего количества химикатов, высокой эффективностью отбеливания, в то время как система оборудования является зрелой и стабильной рабочей производительностью. Однако сторонники технологии отбеливания TCF утверждают, что технология отбеливания TCF имеет преимущества в виде меньшего сброса сточных вод с отбеливающей установки, низких требований к антикоррозионной защите оборудования и низких инвестиций. Производственная линия по отбелке сульфатной бамбуковой целлюлозы без хлора TCF использует полузакрытую систему отбеливания, выбросы сточных вод отбеливающей установки можно контролировать на уровне 5–10 м3/т целлюлозы. Сточные воды из секции (PO) направляются в секцию кислородной делигнификации для использования, а сточные воды из секции O подаются в секцию промывки сит для использования и, наконец, поступают на щелочную регенерацию. Кислые сточные воды из секции Q поступают во внешнюю систему очистки сточных вод. Благодаря отбелке без хлора, химические вещества не вызывают коррозии, а оборудование для отбеливания не требует использования титана и специальной нержавеющей стали, вместо этого можно использовать обычную нержавеющую сталь, что снижает инвестиционные затраты. По сравнению с линией по производству целлюлозы методом TCF, инвестиционные затраты на линию по производству целлюлозы методом ECF на 20-25% выше, а инвестиции в линию по производству целлюлозы также на 10-15% выше. Кроме того, требуется больше инвестиций в систему регенерации химикатов, а сама эксплуатация более сложная.
Короче говоря, возможно производство полностью отбеленной бамбуковой целлюлозы с высокой белизной от 88% до 90% с помощью отбеливания TCF и ECF. Варка целлюлозы должна осуществляться по технологии глубокой делигнификации, кислородной делигнификации перед отбеливанием, контролем значения Каппа целлюлозы в системе отбеливания, отбеливание с использованием процесса отбеливания с тремя или четырьмя последовательностями отбеливания. Предлагаемая последовательность отбеливания ECF для бамбуковой целлюлозы: OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP; последовательность отбеливания L-ECF: OD(EOP)Q(PO); последовательность отбеливания TCF: Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). Поскольку химический состав (особенно содержание лигнина) и морфология волокон значительно различаются у разных сортов бамбука, перед строительством завода необходимо провести систематическое исследование производительности варки и производства бумаги из разных сортов бамбука, чтобы предоставить руководство по разработке разумных технологических маршрутов и условий.
Время публикации: 14 сентября 2024 г.
