二氧化氯(ClO?)在漂白過程中雖然含有氯元素,但因其獨(dú)特的反應(yīng)機(jī)制和產(chǎn)物特性,與傳統(tǒng)“元素氯漂白”(如氯氣、次氯酸鹽)有本質(zhì)區(qū)別,故被稱為 “無元素氯漂白”。以下是具體原因分析:
特性 | 元素氯漂白劑(如Cl?、NaClO) | 二氧化氯(ClO?) |
化學(xué)形態(tài) | 含游離氯(Cl?或Cl?) | 氯以+4價(jià)態(tài)存在(Cl??),無游離氯 |
反應(yīng)產(chǎn)物 | 生成大量有機(jī)氯化物(AOX) | 幾乎不產(chǎn)生持久性有機(jī)氯化物 |
環(huán)境危害 | 高毒性、致癌性(如二噁英) | 低毒,降解產(chǎn)物為無害無機(jī)鹽(Cl?、ClO??) |
選擇性氧化:
ClO?的氧化電位適中(+0.95V),僅攻擊木質(zhì)素中的酚羥基和烯烴鍵,幾乎不破壞纖維素,因此漂白效率高且纖維損傷小。
反應(yīng)產(chǎn)物:
木質(zhì)素被氧化為羧酸類化合物(如草酸、馬來酸)。
氯元素最終轉(zhuǎn)化為氯離子(Cl?) 和 亞氯酸鹽(ClO??),無氯代有機(jī)物生成。
漂白劑 | 二噁英生成風(fēng)險(xiǎn) | AOX(可吸附有機(jī)鹵素) | 纖維損傷 |
氯氣(Cl?) | 極高 | >2000 mg/kg | 嚴(yán)重 |
二氧化氯(ClO?) | 幾乎為零 | <100 mg/kg | 輕微 |
注:AOX是衡量有機(jī)氯化物污染的關(guān)鍵指標(biāo),國際標(biāo)準(zhǔn)(如歐盟ECF標(biāo)準(zhǔn))要求AOX<0.5 kg/噸漿。
無致癌物:ClO?不生成二噁英、呋喃等持久性污染物。
可降解性:殘留ClO?迅速分解為Cl?,無生物蓄積性。
法規(guī)認(rèn)可:被歐盟、美國EPA列為 最佳可行技術(shù)(BAT) 用于紙漿漂白。
紙漿漂白:ECF(無元素氯漂白)工藝的核心試劑,替代氯氣。
水處理:消毒時(shí)不產(chǎn)生氯仿等副產(chǎn)物。
食品加工:果蔬消毒(FDA批準(zhǔn)),無氯味殘留。
二氧化氯雖含氯元素,但其反應(yīng)選擇性高、不釋放游離氯、不生成有機(jī)氯化物,完全符合“無元素氯漂白”的環(huán)保定義。目前全球90%以上的漂白硫酸鹽漿廠采用ClO?-based ECF工藝,兼顧高效與可持續(xù)性。