超临界流体技术在造纸工业中的应用.PDF

维普资讯 工 。艺 与 技 术 19 超临界流体技术在造纸工业中的应用 周秀凤 天津科技大学海洋科学与工程学院 天津 (300222)； 王艳召 河北省霸州市胜芳环保分局 霸州 (065701) 摘 要：综述了超临界技术尤其是超临界水氧化法在造纸生产过程、造纸污水和污泥 的处理以及废水中痕量有害成分分析等方面的应用。 关键词 ：超临界流体；超临界水氧化；造纸废物 1 前言 3．1在造纸工业清洁生产 中的应用 制浆造纸工业是我国国民经济的重要产业之一， 造纸工业是我国污染较重的工业之一，所以在加 然而其对环境造成的危害也 日益突出，已成为工业污 强造纸工业废水和污泥治理的同时，更要注意由传统 染防治的焦点、热点和难点1]【。在提倡人类与环境可持 的 “末端治理”向“源头预防为主”的环保新模式的转 续发展的今天，如何实现造纸工业的清洁生产和废物 变，积极发展污染少、能耗低的清洁生产新工艺。 处理，减少对环境的危害，是亟待解决的问题。超临界 制浆技术的发展在实现造纸工业清洁生产中极 流体技术作为一种新兴技术，在环境污染治理中发挥 为重要。传统的制浆方法是硫酸盐蒸煮，主要是用利 着重要作用。 用蒸煮液在与木素反应的同时脱除木素，从而使纤维 分离。硫酸盐法蒸煮液的主要成分通常是烧碱及硫化 2 超临界流体技术概况 钠 (NaoH+Na2S)，它们与木质素作用生成碱木质素和 超临界流体(SupercriticalFluid)是一种处于超临 硫化木质素，这两种物质溶于碱溶液中而使木质素去 界状态的流体，它是一种介于气液之间的中间状态， 除。然而，硫酸盐法蒸煮过程中会释放出一些恶臭物 既具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性， 质(如硫醇和还原性硫化物)从而污染大气，含氯漂 白 又具有类似气体的扩散系数和低粘度。超临界流体对 废水中有很多 “三致”物质等。超临界萃取技术的应用 许多物质都具有极强的溶解性，这使它在许多应用中 极大地减少了制浆漂 白过程中的污染。 都十分重要，如在药物提取、粉末加工、污染防治与修 超临界流态无硫无氯制浆漂白的主要过程如下 复、喷涂技术、沉淀或结晶过程、生物分离及食品加工 4]【：在抽提器或反应器中，高压使木材中的低分子抽出 等方面的应用121。 物和高分子木素溶液化，然后通过降低压力使流体的 超临界流体(SCF)技术作为一种清洁环境的新技 溶解力下降以回收抽出物和木素。采用多段压力降将 术，其用途主要有：SCF作为反应介质或反应物可替代 具有不同溶解度范围的木材抽出物和木素依次分离。 有毒、有害有机溶剂；用作萃取剂，它是一种新型的分 通过控制反应温度及压力，能够溶解不同比例的木质 离技术；以SCF作移动相的色谱，可提高检测灵敏度 素，从而取得不同性质的纸浆，最终制成多种品质的 和分辨率；将超临界水作为氧化剂，可破坏有机污染 纸类产品。Katsunobu等呶寸超临界状态下木素的提取 物的结构13]。SCF技术的应用可以大大减少环境污染。 过程进行了研究，认为木质素中的醚键首先断裂，然 超临界二氧化碳和超临界水是最常用的两种 SCF， 后再发生其它物理化学反应而使其更溶于流体。 超临界二氧化碳技术和超临界水氧化技术在环保领 超临界流态制浆漂白过程所采用的流体是一种 域中广泛的应用于各种难降