Page 197 - 现代工业绿色技术创新研究

第八章 造纸绿色造纸技术的发展与应用

的低熔点混合溶剂，具有价廉易得、低毒且可生物降解等特点。不仅具备咪唑类
离子液体的优点，而且符合绿色化学的 12 项原则，是新一代绿色溶剂。
DES 具有低温下高效脱木素的特性，能催化木素与半纤维素之间醚键或酯

键的断裂，导致木素或半纤维素的去除。
2.DES 制浆工艺研究
研究了酸性、碱性以及二元、三元等系列 DES 溶剂体系，筛选出 BTEAC-
FA 体系，实现大尺寸木质纤维原料的解离。在较温和的制浆条件下（温度

130℃、时间 120min、常压）解构木质纤维原料的致密结构，分离出纤维，细
浆得率达到 53.83%，较常规硫酸盐制浆（温度 155~175℃、时间 120~130min、
压力 0.6~0.7MPa）高出约 20%。吨浆耗能：458kW·h，较常规硫酸盐制浆（约
620kW·h）节能 20%。最佳条件下，DES 蒸煮后所得桉木浆纤维长度、宽度等

参数变化较小，成纸物理强度与硫酸盐法制浆工艺所得桉木浆相当。该 DES 体
系也适用于松木（针叶木：130℃、150min）、麦草（130℃、50min）等常用纤
维原料的制浆，显示出良好的普适性。
（1）废液回收

利用 DES 对水敏感及甲酸沸点低的性质，设计了溶剂组分分离与回收利用
途径，目前 BTEAC 和 FA 的回收率能分别保持在 92% 和 85% 左右。
（2）DES 制浆脱木素机理
木质素是一种芳香族聚合物，结构复杂且不规则，主要是由愈创木基（G）、

紫丁香基（S）和对羟基苯基（H）结构单元通过各种键连接而成。C-0 键约占
70%，主要包括 β-0-4 醚键（50%）；C-C 键约占 30%，主要包括 B-B、β-1、β-5
和 5-5 键。DES 脱除木质素过程中，主要发生的是 B-0-4 连接键的断裂。
（二）制浆造纸污染全过程控制

1. 制浆造纸工业污染成因
木质纤维原料特性及制浆造纸工艺的特殊性，决定了生产过程一定会产生污
染物，但“污染物≠污染”。
化学法制浆：原料转化率 40%~50%；木质素脱出率：90%~99%；COD 产生

量：~1500kg/t 浆。
机械法制浆：原料转化率 80%~90%；各组分均不同程度溶出；COD 产生
量：~200kg/t 浆。

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