制漿系統(tǒng)的“腎結石”
——草酸鈣沉積

經歷過腎結石發(fā)作的人都知道，這是一種痛苦的經歷，必須積極治療、恢復健康、防止復發(fā)。制漿過程中的沉積物通常由草酸鈣組成，并且當這些沉積物脫落下來時會導致很多問題。當草酸鈣沉積問題發(fā)生時，制漿過程中的某些部分可能會很“痛苦”，就像患有腎結石的病人。

隨著生產系統(tǒng)封閉程度的提高以及降低生產水耗壓力的增大，發(fā)生草酸鈣沉積的風險也在不斷增加。許多工廠在制漿過程中不得不面對草酸鈣沉積問題。同時，目前的行業(yè)趨勢是更加嚴格的環(huán)保要求，這將加劇制漿系統(tǒng)的草酸鈣的沉積問題。

1 開展專題研究

Karlstad大學、Domsj觟Fabriker、依卡化學品公司、Holmen紙業(yè)、M-real以及諾維信公司共同參與了一項關于制漿過程中草酸控制的項目；該項目得到斯道拉恩索、SCA和S觟dra公司的積極支持，同時也是Karlstad大學林產品工業(yè)相關研究的一部分，并且得到來自瑞典知識基金以及相關參與企業(yè)的經費支持。

該項目的目的是采用基于草酸降解酶的一種生物技術來避免制漿造紙工業(yè)中出現的草酸鈣沉積問題。該項目的其他目標是：將研究漂白過程中草酸形成機理；考察在紙漿廠和生物精煉工廠中草酸鹽沉積物問題的嚴重程度。

2 進行廣泛調研

為了掌握沉積問題的嚴重程度，該項目搜集了世界各地共78家制漿廠的相關信息。歐洲、美洲、亞洲以及非洲的制漿工廠參與了這項研究。

基于源自歐洲的11家制漿廠的研究結果表明：許多工廠都計劃在未來5年內減少水的消耗，這將會增加草酸鈣沉積問題發(fā)生的風險。

70%的工廠會經常發(fā)生草酸鈣沉積問題。減少這種沉積問題的發(fā)生對工廠來說有很多好處，例如更有可能實現過程蒸氣的封閉循環(huán)，增加產能，生產出白度更高的紙漿，并提高熱交換效率。

在不同工廠中由沉積問題所導致的成本增加很難估算，有些研究提到過應該在5萬～300萬歐元之間。

該研究項目涵蓋了78家工廠。調研表明，其中29家工廠存在由草酸鈣導致的沉積問題，另有11家工廠存在其他化學成分造成的沉積問題。一個普遍的現象是亞洲、巴西以及北美的工廠似乎很少發(fā)生或不存在沉積問題，然而歐洲的工廠在很多情況下都存在沉積問題。造成這種現象的一種原因可能是研究所涉及到的歐洲企業(yè)具有相對更加封閉的生產系統(tǒng)；另一個不同是歐洲過氧化氫漂白機械漿生產企業(yè)所占比例比較高。

調研結果表明，很多工廠缺乏關于沉積問題以及可能會導致沉積問題等方面的知識。另一方面，其他一些工廠做了非常仔細的沉積物分布研究。這些工廠把分析、考察鈣和草酸在不同工段過程蒸氣中的出現情況作為日常工作的一部分，以此減少由草酸鈣所引發(fā)的沉積問題。

其中有1家工廠對沉積物分布做了比較詳細研究，從中可發(fā)現2個比較重要的事實：在制漿黑液中，每天經由木片帶入到體系中的鈣約為1 000 kg。當綠液經過濾后這些鈣可被去除，過濾這道工序就發(fā)揮著系統(tǒng)“腎臟”的功能。這方面的經驗表明，為了控制沉積問題，綠液的過濾操作非常重要。

草酸可經由木片進入到系統(tǒng)中，但也可在漂白過程中形成。加強關于草酸鈣沉積問題方面的知識能夠增加找到有效解決路徑的幾率，并且能夠認清實施應對措施的關鍵工藝點。這些措施可能是采用不利于生成草酸的工藝條件或者向系統(tǒng)中引入草酸降解酶。

3 草酸鈣沉積問題的解決方法

（1）解決草酸鈣沉積問題的一種方法是采用草酸降解酶，如草酸氧化酶和草酸脫羧酶等來降解系統(tǒng)中的草酸。據悉，該研究項目所開發(fā)的草酸降解酶性能均優(yōu)于原先獲取的酶。研究還表明，在實際生產工藝條件下草酸的酶解在技術上是可行的。

（2）作為化學品供應商，要把有關草酸鈣形成方面的知識傳授給相關工廠，使生產企業(yè)掌握在這方面的知識，以便采用一種方法控制回水和過程工藝條件，以應對草酸鈣的沉積問題。

4 下一步的工作計劃

（1）作為酶制劑開發(fā)商，下一步的目標是酶制劑能夠商業(yè)化生產。這樣，在很大程度上就找到了解決問題的方法。

（2）如何保證酶制劑在制漿系統(tǒng)中作用的持久性是值得研究的。

（3）截至目前，對于酶處理方法能否用于解決草酸鈣沉積問題，實驗室的結果非常樂觀，但是在給出權威的答案之前還需要一個大規(guī)模的工業(yè)試驗。因此，在某個客戶工廠開展一項長期的大規(guī)模工業(yè)試驗對于強化這項研究結果是有必要的。

（王成海編譯）