Ngành sản xuất giấy từ tre ở Trung Quốc có lịch sử lâu đời. Hình thái và thành phần hóa học của sợi tre có những đặc điểm đặc biệt. Chiều dài sợi trung bình dài, cấu trúc vi mô của thành tế bào sợi đặc biệt, giúp tăng cường độ bền khi kéo sợi và phát triển bột giấy, mang lại cho bột giấy tẩy trắng các đặc tính quang học tốt: độ mờ đục và hệ số tán xạ ánh sáng cao. Hàm lượng lignin trong nguyên liệu tre (khoảng 23% đến 32%) cao hơn, quyết định hàm lượng kiềm và sunfua trong quá trình nấu bột giấy cao hơn (sunfua thường từ 20% đến 25%), gần giống với gỗ lá kim; hàm lượng hemicellulose và silic trong nguyên liệu cao hơn, nhưng cũng gây ra một số khó khăn cho hệ thống thiết bị rửa bột giấy, bay hơi nước thải đen và cô đặc trong quá trình vận hành bình thường. Tuy nhiên, nguyên liệu tre không phải là nguyên liệu tốt để sản xuất giấy.
Hệ thống tẩy trắng bột giấy tre quy mô vừa và lớn trong tương lai về cơ bản sẽ sử dụng quy trình tẩy trắng TCF hoặc ECF. Nói chung, kết hợp với độ sâu khử lignin và khử lignin bằng oxy trong quá trình nghiền bột, việc sử dụng công nghệ tẩy trắng TCF hoặc ECF, tùy thuộc vào số lượng các công đoạn tẩy trắng khác nhau, có thể giúp bột giấy tre đạt độ trắng ISO từ 88% đến 90%.
So sánh phương pháp tẩy trắng ECF và TCF trên tre.
Do hàm lượng lignin cao trong tre, cần kết hợp với công nghệ khử lignin sâu và khử lignin bằng oxy để kiểm soát giá trị Kappa của hỗn hợp bột tre trước khi đưa vào ECF và TCF (khuyến nghị <10), sử dụng quy trình tẩy trắng ECF hai giai đoạn tăng cường Eop, xử lý sơ bộ bằng axit hoặc quy trình tẩy trắng TCF hai giai đoạn Eop, tất cả đều có thể tẩy trắng bột tre sunfat hóa đạt độ trắng cao 88% ISO.
Hiệu quả tẩy trắng của các nguyên liệu tre khác nhau rất khác biệt, hệ số Kappa từ 11 đến khoảng 16, ngay cả khi sử dụng phương pháp tẩy trắng hai giai đoạn ECF và TCF, bột giấy cũng chỉ đạt được độ trắng từ 79% đến 85%.
So với bột tre tẩy trắng TCF, bột tre tẩy trắng ECF có tổn thất tẩy trắng ít hơn và độ nhớt cao hơn, thường có thể đạt hơn 800ml/g. Nhưng ngay cả bột tre tẩy trắng TCF hiện đại được cải tiến, độ nhớt cũng chỉ đạt được 700ml/g. Chất lượng bột giấy tẩy trắng ECF và TCF là điều không thể phủ nhận, nhưng khi xem xét toàn diện chất lượng bột giấy, chi phí đầu tư và vận hành, việc lựa chọn sử dụng phương pháp tẩy trắng ECF hay TCF để tẩy trắng bột tre vẫn chưa có kết luận. Các nhà ra quyết định của mỗi doanh nghiệp sử dụng các quy trình khác nhau. Nhưng xét theo xu hướng phát triển trong tương lai, bột tre tẩy trắng ECF và TCF sẽ cùng tồn tại lâu dài.
Những người ủng hộ công nghệ tẩy trắng ECF tin rằng bột giấy tẩy trắng ECF có chất lượng tốt hơn, sử dụng ít hóa chất hơn, hiệu quả tẩy trắng cao, trong khi hệ thống thiết bị đã hoàn thiện và hoạt động ổn định. Tuy nhiên, những người ủng hộ công nghệ tẩy trắng TCF lập luận rằng công nghệ tẩy trắng TCF có ưu điểm là lượng nước thải ra từ nhà máy tẩy trắng ít hơn, yêu cầu chống ăn mòn đối với thiết bị thấp hơn và chi phí đầu tư thấp. Dây chuyền sản xuất bột giấy tre sunfat tẩy trắng không clo TCF sử dụng hệ thống tẩy trắng bán kín, lượng nước thải ra từ nhà máy tẩy trắng có thể được kiểm soát ở mức 5 đến 10 m3/t bột giấy. Nước thải từ phần (PO) được đưa đến phần khử lignin bằng oxy để sử dụng, nước thải từ phần O được cung cấp cho phần rửa sàng để sử dụng, và cuối cùng đi vào hệ thống thu hồi kiềm. Nước thải có tính axit từ phần Q đi vào hệ thống xử lý nước thải bên ngoài. Do quá trình tẩy trắng không sử dụng clo, các hóa chất không ăn mòn, thiết bị tẩy trắng không cần sử dụng titan và thép không gỉ đặc biệt, có thể sử dụng thép không gỉ thông thường, do đó chi phí đầu tư thấp. So với dây chuyền sản xuất bột giấy TCF, chi phí đầu tư của dây chuyền sản xuất bột giấy ECF cao hơn từ 20% đến 25%, chi phí đầu tư cho dây chuyền sản xuất bột giấy cũng cao hơn từ 10% đến 15%, chi phí đầu tư cho hệ thống thu hồi hóa chất cũng lớn hơn, và quá trình vận hành phức tạp hơn.
Tóm lại, việc sản xuất bột giấy tre có độ trắng cao từ 88% đến 90% bằng phương pháp tẩy trắng TCF và ECF là khả thi. Quá trình sản xuất bột giấy nên sử dụng công nghệ khử lignin sâu, khử lignin bằng oxy trước khi tẩy trắng, kiểm soát giá trị Kappa của bột giấy trước khi đưa vào hệ thống tẩy trắng, và sử dụng quy trình tẩy trắng với ba hoặc bốn chu trình tẩy trắng. Chu trình tẩy trắng ECF được đề xuất cho bột giấy tre là OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP; chu trình tẩy trắng L-ECF là OD(EOP)Q(PO); chu trình tẩy trắng TCF là Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). Do thành phần hóa học (đặc biệt là hàm lượng lignin) và hình thái sợi khác nhau rất nhiều giữa các giống tre khác nhau, cần tiến hành nghiên cứu có hệ thống về hiệu suất sản xuất bột giấy và giấy của các giống tre khác nhau trước khi xây dựng nhà máy để cung cấp hướng dẫn cho việc phát triển các quy trình và điều kiện hợp lý.
Thời gian đăng bài: 14/09/2024
