[01535656]综合法二氧化氯制备及纸浆漂白AOX超低排放关键技术研发与应用

1、项目来源与背景 （1）项目来源：“综合法二氧化氯制备系统及纸浆漂白AOX超低排放关键技术开发与应用”项目来源于计划外自选项目,项目由广西大学与广西博世科环保科技股份有限公司联合完成,实施年限为2004年1月～2017年12月。 （2）项目背景：随着人民生活水平的日益提高,人们对纸张产品的需求每年保持4%的增长。近十年来我国纸和纸板的产量连续位列世界第一,占国内生产总值的2%（2016年国家统计局数据）。目前造纸废水排放量占到工业废水总量的13%（2016年）,其中传统纸浆漂白过程产生的可吸附有机卤化物（AOX）,如氯酚、氯苯等,生物毒性大、对环境污染严重。上世纪90年代发达国家已全面采用无元素氯漂白（ECF）或全无氯漂白（TCF）等先进的漂白技术。国务院在2015年发布的《水污染防治行动计划》中明确提出造纸行业要采用纸浆ECF漂白或其他低污染漂白技术。实现ECF漂白的关键是二氧化氯制备技术,综合法二氧化氯制备系统因其绿色环保、运行成本低等优势,成为大中型造纸企业清洁漂白首选的关键技术。但本系统技术难度大、设备要求高、集成控制难,其核心技术长期被国外企业垄断,且设备投资大、建设周期长,严重阻碍了我国造纸行业清洁漂白技术的推广应用。 2、技术原理及技术指标 本项目攻克了二氧化氯反应体系稳定控制、氯酸钠高效电解等综合法二氧化氯制备核心技术难题,发明了不产生固形物的综合法二氧化氯制备技术、高稳阳极涂覆和直接载流气提快速外循环氯酸钠电解技术、多重强化纸浆漂白预处理技术和高温二氧化氯漂白技术,解决了传统二氧化氯制备系统不稳定、氯酸钠电解和二氧化氯生成反应无法实现同步优化、二氧化氯溶液中氯气含量高、电解技术载流板电流阻抗高、析氧电位高以及副反应多等技术难题,使二氧化氯的生成效率从90.0%提高到93.5%,纯度从90.0%提高到99.1%;使系统电解效率稳定在95%以上,有效降低电解电耗至4970 kW?h/tNaClO3,氢气中氧气含量稳定保持在2.6%以下,与传统二氧化氯漂白过程AOX降低33%以上,形成了包含二氧化氯制备和纸浆漂白工艺在内的清洁漂白技术体系,实现了纸浆漂白AOX超低排放,显著提高了我国清洁化制浆漂白水平。 3、技术的创造性与先进性 国外综合法二氧化氯制备技术研究较早,但设备要求高、集成控制难,其核心技术长期被国外企业垄断。自主创新开发出的综合法二氧化氯制备技术,攻克了二氧化氯制备反应体系稳定控制、氯酸钠高效电解等核心技术难题,实现了整套技术的产业化。 为了从源头减少AOX的生成,发明了基于水热、超稀酸及生物酶预处理降低AOX超低排放技术和基于控制AOX生成的高温二氧化氯漂白技术,实现了纸浆漂白AOX超低排放。 本技术彻底打破了国外的技术垄断,实现了我国在本技术领域从技术进口国到技术出口国,代表了“中国智造”的高水平,成为我国二氧化氯制备行业发展史上的里程碑。 4、技术的成熟程度、适用范围和安全性 本项目综合法二氧化氯制备系统及纸浆漂白AOX超低排放关键技术,成果2011年开始产业化推广,已在国内外多家大型制浆造纸企业投入使用并稳定运行,采用本技术已累计完成500万吨漂白浆的生产。 本项目技术适用于造纸、化纤等行业的清洁化漂白,可满足产能在5万吨/年-300万吨/年的漂白生产线新建以及老线技改,本项目的部分关键技术还适用于氯酸盐、盐酸行业的技术改造。 本项目技术拥有完全自主的知识产权,全工艺过程采用DCS自动化控制,并拥有完善的安全设计和安全联锁,确保技术安全可靠。 5、应用情况及存在的问题 本技术成果于2011年开始产业化推广。2012年本项目中氯酸钠电解关键技术在氯酸盐行业使用,2014年本项目全套技术开始应用于造纸企业,并成功实现海外出口。目前本技术已应用于中国、印度尼西亚、印度等国内外5家大中型造纸企业应用,切实提高了制浆造纸行业的清洁化生产水平。