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草酸盐结垢是漂白车间普遍存在的问题,它会造成输浆管道及洗涤筛等设备的阻塞,影响生产操作的正常运行。为此,研究者对控制和减少草酸盐结垢的形成进行了大量研究。然而,目前关于草酸根研究主要集中在化学机械浆草酸根形成规律及机理方面,对化学浆和废新闻纸浆漂白过程中草酸根的形成机理及控制的研究甚少。基于上述情况,本论文以废新闻纸浆、硫酸盐竹浆及化学热磨机械浆为原料,对其清洁漂白(主要是二氧化氯漂白、过氧化氢漂白及氧脱木素等)过程中草酸根的形成规律、机理及控制草酸根形成的方法进行了研究。这对于深化草酸盐结垢问题的认识,控制草酸盐结垢的形成,提高生产效率,以及保证生产正常运行具有重要的现实意义。围绕上述目的,论文首先研究了硫酸盐竹浆二氧化氯漂白中草酸根的形成规律。实验结果表明,草酸根形成量与二氧化氯用量呈现线性关系。当温度升高和时间增加时,草酸根含量逐渐增加且达到平衡状态,约为0.17g/kg。在研究草酸根形成量与纸浆卡伯值的关系时,发现草酸根形成量的增加与卡伯值降低具有良好的线性关系。同时,选用常见的木素模型物(香草醛、藜芦醛和愈创木酚等)与二氧化氯反应进行模拟实验,其草酸根的形成规律与纸浆二氧化氯漂白过程中草酸根的形成规律相似。在相同实验条件下,香草醛形成的草酸根最多。通过对废新闻纸浆(ONP)和阔叶木化学机械浆(CTMP)过氧化氢漂白中草酸根的研究,结合本论文建立的紫外分光光度法测定过氧化氢浓度的新方法,揭示了草酸根形成的规律,阐述了过氧化氢用量、氢氧化钠用量、漂白温度、时间及硫酸镁用量等对草酸根形成的影响。研究结果表明:当以ONP为原料时,草酸根形成量随着过氧化氢用量、氢氧化钠用量及温度增加而线性增加,当增加漂白时间时,草酸根形成量先快速增加然后趋于稳定;对于CTMP的草酸根形成规律,除温度外,其余规律与ONP相似,升高温度,草酸根含量先增加后当达到稳定;在相同实验条件下,CTMP产生的草酸根比ONP多。利用响应面分析法,对CTMP过氧化氢漂白中草酸根含量及漂后纸浆白度进行优化,得到最优工艺条件为:H2O2用量6%,时间120min,温度90°C,NaOH用量1.5%。在此工艺条件下,草酸根产生量为0.90g/kg,纸浆白度为69.00%ISO。此外,研究了控制过氧化氢漂白过程中草酸根形成的方法,探讨了氢氧化镁部分代替氢氧化钠作为漂白中的碱源、木聚糖酶预处理剂及硼氢化钠和亚硫酸氢钠预处理等方法对草酸根形成的影响。研究表明:氢氧化镁取代氢氧化钠能够有效减少草酸根的形成,尤其是溶解性草酸根所占总草酸根的比例会增大;木聚糖酶用量为15U/g时,总草酸根含量最低,沉淀性草酸根含量可以忽略不计;硼氢化钠与亚硫酸氢钠混合预处理的控制效果优于分别处理。同时,揭示了硫酸盐竹浆氧脱木素过程中草酸根的形成规律,探讨了氧脱木素工艺条件对草酸根形成的影响。研究表明:在竹浆氧脱木素过程中草酸根的形成与用碱量呈线性关系。随着氧脱木素过程的进行草酸根的含量先逐渐增加,然后达到一个稳定值。氧脱木素的温度对草酸根形成有显著的影响,提高温度会增加氧脱木素过程中草酸根的形成。而氧压对草酸根的形成影响不大。草酸根含量的增加与纸浆卡伯值的减少呈现直线关系。控制氧脱木素过程中草酸根形成的主要方法是氢氧化镁取代氢氧化钠,草酸根形成量随着氢氧化镁取代率的增加而线性减少,但漂白后纸浆白度也会随之下降。最后对草酸根在ECF和TCF漂白序列形成情况进行研究。在单段漂白中,(OP)及(PO)形成的草酸根量较多,对比O和(OP),表明在氧脱木素过程中添加过氧化氢对草酸根的形成有重要的作用。(OP)D漂序生成的草酸根最多;DP和OO生成的草酸根含量相似。OQP、DQP和DED在化学药品用量相同时,草酸根形成量相差无几,都少于(OP)DP产生的。对于三多段漂白OQP来说,O的草酸根最多,在Q段也会有草酸根生成,可能是这些草酸根在O段已经形成,没有释放出来,经过螯合阶段后,草酸根释放出来。在D(EOP)D中,(EOP)段产生的草酸根较多。