專利名稱：改進(jìn)的硫酸鹽漿的間歇制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用將木素溶于其中的回用制漿處理液，未苛化的蒸煮液和苛化的白液對纖維素材料進(jìn)行處理的硫酸鹽漿的制備方法。更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及在現(xiàn)代的置換法硫酸鹽間歇蒸煮的早期若干段中使用綠液或由綠液碳酸鹽結(jié)晶的母液；以及就改進(jìn)的硫酸鹽漿質(zhì)量而言本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
在各種硫酸鹽制漿方法中，纖維素材料如木片通常用包含氫氧化鈉和氫硫化鈉的堿性蒸煮液(稱之為白液)在高溫下進(jìn)行處理。在這些方法中，當(dāng)在將碳酸鹽苛化成氫氧化物之前，將得自回收爐的無機(jī)熔融物溶于水時(shí)得到的蒸煮液通常稱之為綠液?？粱木G液通常稱之為白液，蒸煮廢液通常稱之為黑液。綠液和白液的典型組成列于表1中。表1.所謂綠液和白液的典型組成/1/。
綠液白液組分 濃度濃度g/l g/l以Na2O計(jì) 以Na2O計(jì)NaOH 15 95Na2S 37 38Na2CO3107 261.Clayton，D.等人在紙漿和紙張制造，第三版，第五卷中的堿性制漿化學(xué)，堿性制漿(Grace，T.M.，Malcom，E.W.，ed.，TAPPI，CPPA，1989. p.17，15)。
值得注意的是，綠液中碳酸鹽的濃度高而氫氧化物的濃度低。特別重要的是，所有的還原硫已處于最終可利用的氫硫化物，HS-離子的形式(Na2S溶于水)。綠液中碳酸鹽/氫氧化物的混合物不會(huì)提供常規(guī)硫酸鹽法所需的高pH值，并且必須通過苛化方法轉(zhuǎn)化成所謂的“白液”，但該綠液是一種富含堿性緩沖碳酸鹽的優(yōu)異的氫硫化物源。
以前，用綠液進(jìn)行的蒸煮只是用于高收率半化學(xué)制漿中，在這種制漿方法中，脫木素作用很差，紙漿仍含有絕大多數(shù)的木素，而且在用綠液蒸煮完后，纖維必須通過機(jī)械磨漿才能釋放出來(Vardheim，S.，在用于瓦楞成形的半化學(xué)闊葉木漿的生產(chǎn)中將綠液用作蒸煮液，Paperi ja Puu(1967))。這些紙漿根本不適用于所謂的化學(xué)紙漿，它們不能進(jìn)行漂白且用于紙板制造中。
從蒸煮化學(xué)劑的角度看，工業(yè)硫酸鹽制漿法直至今日一直沒有改變和發(fā)展。盡管業(yè)已提出了許多種不同的化學(xué)劑以改善如紙漿收率，質(zhì)量和脫木素選擇性等各種因素，但還沒有一種建議能對這些目的有切實(shí)可行的解決，這是因?yàn)槊恳环N建議均涉及復(fù)雜的外加設(shè)備，輔助的處理步驟，更大的蒸煮器容量或?qū)垵{廠來說為外來的不能回收和再生的昂貴化學(xué)劑的使用。七十年代初期，為了大大地減少對環(huán)境造成污染的廢水量，出現(xiàn)了對硫酸鹽紙漿廠施加增加的環(huán)境壓力這樣一種新的趨勢。為了減少由紙漿漂白產(chǎn)生的有機(jī)廢水，需要延伸硫酸鹽蒸煮以便在紙漿中得到比以前低得多的殘留木素濃度。由于使用常規(guī)蒸煮方法以獲得低殘留木素濃度時(shí)所得紙漿的質(zhì)量差，因此，必須開發(fā)改性的硫酸鹽蒸煮方法。其中，這項(xiàng)開發(fā)工作揭示了氫硫化物離子的作用即在蒸煮的早期階段氫硫化物離子的濃度必須很高，隨著蒸煮趨向于結(jié)束，氫硫化物不再有效。然而，已發(fā)現(xiàn)羥基離子所希望的作用正好相反(Sjblom，K.，等人，“通過改善的選擇性而在硫酸鹽蒸煮中延伸的脫木素作用”，Paperi ja puu 654，227(1983)；Nordén，S.和Teder，A.，“用于針葉木漂白級紙漿的改性的硫酸鹽法”，TAPPI雜志627，49(1979))。為了獲得最佳的氫硫化物離子和羥基離子的濃度分布，業(yè)已提出了制備不同硫化度的白液(Jiang等人，“通過控制硫化物添加量改進(jìn)硫酸鹽制漿法”，有關(guān)木材和制漿化學(xué)的第七屆國際研討會(huì)的會(huì)刊，中國北京，1993年5月25至28日；Teder，A.和Olm，L.，“通過結(jié)合改性的硫酸鹽制漿和氧漂白的延伸的脫木素作用”，Paperi ja Puu 634a，315(1981))。在另一項(xiàng)研究中(Andrews，E.K.，“在常規(guī)的硫酸鹽和氧工藝的范圍內(nèi)使用新的理論方法對南方松進(jìn)行延伸的脫木素作用”，北卡羅來納州立大學(xué)木材和紙張科學(xué)系的博士論文，1982)，在用白液進(jìn)行常規(guī)硫酸鹽蒸煮之前，已試著將含硫化物的液體用作預(yù)處理段。發(fā)現(xiàn)可獲得正如理論所預(yù)期的更好的紙漿粘度。由于這些種類的預(yù)處理需要在較高溫度下的單獨(dú)蒸煮段(對于木材有效的用堿量至多7％，溫度為135℃)，因此，它們將占去每個(gè)蒸煮器大量的生產(chǎn)時(shí)間并需要對方法進(jìn)行改進(jìn)?？深A(yù)期的生產(chǎn)損耗和適度的優(yōu)點(diǎn)已使這種技術(shù)不可行。
根據(jù)另一項(xiàng)發(fā)明(Tikka，US5,183,535)，在廢黑液中發(fā)現(xiàn)的硫物種可在用白液結(jié)束蒸煮之前浸入木片并與之發(fā)生反應(yīng)。
在硫酸鹽紙漿法的開發(fā)中，另一種趨勢是為能量效率而努力。因此，從六十年代初期，連續(xù)蒸煮設(shè)備開始占領(lǐng)該領(lǐng)域。然而，從八十年代初期，使用各種置換技術(shù)的新出現(xiàn)的和有競爭力的能量有效的硫酸鹽間歇法開始占優(yōu)。置換法硫酸鹽間歇法的特征是在蒸煮結(jié)束時(shí)回收熱黑液，并在隨后的批料中重新使用其能量。這種開發(fā)的良好的例子是描述于例如US4,578,149(Fagerlund)和US4,764,251(tman)中的方法。雖然這些發(fā)明確實(shí)有效地回收了蒸煮的熱量，但對于蒸煮化學(xué)劑的使用卻遠(yuǎn)沒有達(dá)到最佳狀態(tài)。
另一種置換法硫酸鹽間歇蒸煮的開發(fā)涉及將能量效率和有效使用殘余的和新鮮的蒸煮化學(xué)劑相結(jié)合，以獲得有利的脫木素作用和高的紙漿強(qiáng)度。這可通過在蒸煮結(jié)束時(shí)安排置換以便首先在一個(gè)回收槽中回收熱的和富含殘余硫的“原黑液”，然后在另一個(gè)回收槽中回收夾雜有洗滌濾液且固體和溫度更低的那部分黑液而完成。然后，以相反順序回用收集到的黑液，以便在用熱白液對下一批木片進(jìn)行最終的蒸煮之前分別用此黑液浸漬木片和與之進(jìn)行反應(yīng)(Hiljanen，Tikka，EP-B520452)。借助該方法，能夠用高氫硫化物離子量和低濃度羥基離子進(jìn)行硫酸鹽蒸煮，并因此在熱黑液預(yù)處理段中進(jìn)行硫和木素的反應(yīng)。含有高羥基離子含量的所需的苛化蒸煮液即白液一直到最終的蒸煮段才加入，其中羥基離子消耗掉，在廢黑液殘留物中剩下白液的氫硫化物被回用于下批料中。至今，通過使用置換法間歇蒸煮技術(shù)，可十分有效地將間歇蒸煮的熱量和化學(xué)劑進(jìn)行回用。
就現(xiàn)代硫酸鹽紙漿廠的總化學(xué)平衡而言，正出現(xiàn)一個(gè)新的想法不從外部購買苛性堿，而是在紙漿廠的化學(xué)體系內(nèi)產(chǎn)生。由于正在開發(fā)的漂白方法與以前相比使用更少的氯和多得多的苛性堿，因此，上述想法將變得越來越重要。當(dāng)減少氯/堿工業(yè)時(shí)，苛性堿的成本升高和紙漿廠為維持化學(xué)平衡而出現(xiàn)的一系列問題要求大量外來鈉的輸入，這對于某些紙漿廠來說必須有一整套的堿的生產(chǎn)。
上述問題的解決辦法是，通過將部分綠液送至碳酸鹽結(jié)晶的方法中，并通過對分離出的碳酸鹽結(jié)晶進(jìn)行苛化而制備純的苛性堿，由此現(xiàn)場生產(chǎn)出紙漿廠所需的純的苛性堿(NaOH)。剩余的母液含有殘留的碳酸鹽，以及還有一開始存在于綠液中的所有硫化物?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了該母液的新的直接用途，即通過將其引入蒸煮的前端而改善置換法硫酸鹽間歇蒸煮。以前一直建議單獨(dú)地苛化該母液，以制備高硫化度的白液，但這又將使紙漿廠的過程變得復(fù)雜。在生產(chǎn)漂白硫酸鹽漿的現(xiàn)代工廠中，典型的情形是，在回收鍋爐后，需要將總綠液量的20％用于結(jié)晶(剩余的80％通常被苛化成用于蒸煮的白液)。這將產(chǎn)生用于漂白的純的苛性堿，相當(dāng)于每噸絕干木材25kgNaOH，即每公噸風(fēng)干紙漿約60kgNaOH，通常這將滿足氧漂白和堿抽提段中所需的苛性堿的消耗。用于蒸煮的所得結(jié)晶母液的體積為0.11液體/木漿單位，該液體含有16kgEA(NaOH)/kg木材和0.23摩爾HS/kg木材。當(dāng)然，綠液的分離和純苛性堿的生產(chǎn)量隨各種情況而有所改變。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，通過將少量未苛化的蒸煮液(綠液，或其衍生物，如從綠液碳酸鹽結(jié)晶得到的母液)加入黑液再循環(huán)置換硫酸鹽間歇法的前端(即浸漬和/或熱黑液預(yù)處理段)，從使用比其它方法所需更少的白液量的有利的蒸煮段，改善的紙漿強(qiáng)度和漂白性能來看可改善制漿性能。由于綠液總是能從紙漿廠得到，因此使用綠液是很實(shí)際的。在其中氧脫木素和堿漂白段用的純苛性堿由源自綠液的碳酸鹽制得的場合，使用由綠液碳酸鹽結(jié)晶得到的母液是很實(shí)際的。


圖1示出了硫酸鹽置換間歇蒸煮體系的方框圖。該圖確定了所需的槽，料流和蒸煮段的順序。為了說明現(xiàn)有技術(shù)的置換法間歇蒸煮技術(shù)，現(xiàn)提供下面的說明通過用木片裝填蒸煮器并用取自浸漬黑液槽5的黑液AA填充蒸煮器，對木片進(jìn)行浸漬而開始硫酸鹽間歇蒸煮。優(yōu)選將溢流A2送至黑液槽4的位置AB處，以便除去空氣和最前面的稀釋液體。在關(guān)閉流體A2后，對蒸煮器進(jìn)行加壓并進(jìn)行充分浸漬。然后，通過從熱黑液槽1泵送熱黑液B而繼續(xù)進(jìn)行該蒸煮過程。將被熱黑液置換出的軟冷黑液A3送至黑液槽4的位置AB，再送至蒸發(fā)車間進(jìn)行蒸煮化學(xué)劑的回收。通過將來自槽3的熱白液C泵入蒸煮器中而繼續(xù)該蒸煮程序。將由約常壓沸點(diǎn)以上的熱液置換出的液體D2送至熱黑液槽2中。在上述的填充步驟后，蒸煮器的溫度接近最終的蒸煮溫度。通過使用直接或間接蒸汽加熱和蒸煮器的再循環(huán)而進(jìn)行最終的加熱。在所希望的蒸煮時(shí)間后，當(dāng)脫木素已進(jìn)行到所希望的反應(yīng)程度時(shí)，準(zhǔn)備用洗滌濾液E置換廢液。在最終的置換中，被置換出的熱黑液的第一部分B1相當(dāng)于填充段中所要求的總體積B。將被置換出的黑液的第二部分D1送至熱黑液槽2的位置D；所述的D1用洗滌濾液稀釋但仍在其常壓沸點(diǎn)以上。在完成最終的置換后，將蒸煮器內(nèi)含物排出，以進(jìn)行另外的紙漿處理。然后可以重復(fù)上述的蒸煮程序。
熱黑液槽2給槽5提供冷卻的浸漬黑液，并借助熱交換將其熱量轉(zhuǎn)移至白液和水中。
設(shè)置槽6為的是儲存由蒸煮化學(xué)劑回收車間供應(yīng)的綠液或其衍生物。根據(jù)本發(fā)明，將綠液或其衍生物X1-X3的至少一部分引入浸漬和/或預(yù)處理段。
根據(jù)本發(fā)明，借助硫酸鹽間歇法，現(xiàn)已提供了對該硫酸鹽制漿法的改善，包括在置換法硫酸鹽間歇蒸煮方法的浸漬和預(yù)處理的“前端”部分添加未苛化的蒸煮液(綠液)或其衍生物，以及一個(gè)添加白液的最終脫木素段，就導(dǎo)致改善的紙漿質(zhì)量的更溫和的蒸煮條件而言，該方法是有利的。
下面將參考前面所述的附圖。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案，在約90和110℃之間的溫度以及約30-60分鐘的時(shí)間進(jìn)行浸漬之前，將0.2-1.0L綠液/kg絕干木材的X1體積的綠液(相當(dāng)于0.15-0.7摩爾HS-/kg絕干木材)從槽6加至來自槽5的浸漬溫黑液AA中。
根據(jù)本發(fā)明方法的第二個(gè)實(shí)施方案，首先將0.2-1.0L綠液/kg絕干木材的X2體積的綠液(相當(dāng)于0.15-0.7摩爾HS-/kg絕干木材)從槽6直接加至蒸煮器中，然后加入用于浸漬的溫黑液AA，并在約80和100℃之間的溫度以及約30-60分鐘的時(shí)間進(jìn)行浸漬。
根據(jù)本發(fā)明方法的第三個(gè)實(shí)施方案，如現(xiàn)有技術(shù)所述進(jìn)行溫黑液浸漬，然后，將0.2-1.0L綠液/kg絕干木材的X3體積的綠液(相當(dāng)于0.15-0.7摩爾HS-/kg絕干木材)從槽6加至熱黑液B中，而且在145和165℃之間的溫度以及約15-30分鐘的時(shí)間進(jìn)行熱黑液處理。
根據(jù)本發(fā)明方法的第四個(gè)實(shí)施方案，將由綠液結(jié)晶得到的母液X1體積(0.06-0.4L/kg絕干木材，相當(dāng)于0.15-0.7摩爾HS-/kg絕干木材)從槽6加至浸漬溫黑液AA中，并在約90和110℃之間的溫度以及約30-60分鐘的時(shí)間進(jìn)行浸漬。
根據(jù)本發(fā)明方法的第五個(gè)實(shí)施方案，首先將由綠液結(jié)晶得到的母液X2體積(0.06-0.4L/kg絕干木材，相當(dāng)于0.15-0.7摩爾HS-/kg絕干木材)從槽6直接加至蒸煮器中，然后加入用于浸漬的溫黑液AA，并在約80和100℃之間的溫度以及約30-60分鐘的時(shí)間進(jìn)行浸漬。
根據(jù)本發(fā)明方法的第六個(gè)實(shí)施方案，如現(xiàn)有技術(shù)所述進(jìn)行溫黑液浸漬，然后，將由綠液結(jié)晶得到的母液X3體積(0.06-0.4L/kg絕干木材，相當(dāng)于0.15-0.7摩爾HS-/kg絕干木材)從槽6加至熱黑液中，并且在145和165℃之間的溫度以及約15-30分鐘的時(shí)間進(jìn)行熱黑液處理。
如果在該方法的浸漬段添加未苛化的蒸煮液的話，必須使用比現(xiàn)有技術(shù)更高的溫度，以便有效地使用化學(xué)劑并避免送至蒸發(fā)車間的料中殘余堿濃度太高。通過使用蒸煮器的再循環(huán)和直接或間接的蒸汽加熱，或通過同時(shí)將少量熱黑液B從槽1加至浸漬黑液AA中，可實(shí)現(xiàn)所需的更高的浸漬溫度。
如果將未苛化的蒸煮液加至熱黑液中的話，該液的溫度高至足以提供所希望的反應(yīng)溫度。
本發(fā)明方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于，使硫酸鹽置換間歇蒸煮的“前端”更為有效。這將改善紙漿的質(zhì)量，因?yàn)樵诹蛩猁}置換間歇蒸煮的“后端”用白液進(jìn)行蒸煮被大大促進(jìn)，要求更溫和的后端蒸煮條件，并能導(dǎo)致就紙漿強(qiáng)度和紙漿更容易漂白而言改善的紙漿質(zhì)量。
此外，至少是由于下面的理由，實(shí)施本發(fā)明的方法將是有利的與現(xiàn)有技術(shù)不同，在蒸煮程序中不需要額外的蒸煮步驟。由于只需對現(xiàn)存的蒸煮步驟進(jìn)行改進(jìn)而且無需對設(shè)備進(jìn)行大的改造，因此，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)無需停產(chǎn)。由于改進(jìn)的蒸煮段，所需白液量減少且蒸煮時(shí)間的縮短使生產(chǎn)量增加。
所需未苛化的液體如綠液量小至足以通過常規(guī)尺寸的蒸發(fā)體系進(jìn)行處理。因苛化蒸煮液的使用減少，回收體系的總負(fù)荷不會(huì)隨綠液的使用增加而增加。
就現(xiàn)代硫酸鹽紙漿廠的化學(xué)平衡而言，使用由綠液碳酸鹽結(jié)晶得到的母液將是十分有利的。就地苛化分離出的碳酸鹽將產(chǎn)生現(xiàn)代硫酸鹽漿漂白中所需的純的苛性堿。這將大大地減少從外部購買的苛性堿量，并保持化學(xué)平衡。
下面實(shí)施例將對本發(fā)明進(jìn)行說明，并使在具有黑液前端的現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽間歇置換蒸煮法之上的優(yōu)點(diǎn)更為清楚。
在實(shí)施例中使用如下縮略語EA 有效堿＝以NaOH當(dāng)量表達(dá)的NaOH+1/2Na2SAA 活性堿＝以Na2O當(dāng)量表達(dá)的NaOH+Na2SWBL 溫?zé)岬慕n黑液OWBL溢出的WBLDWBL置換出的WBLHBL 熱黑液RHBL置換出的HBLWL 白液，即苛化的蒸煮液DL 最終的置換液GL 未苛化的蒸煮液，即“綠液”XGL 從GL的碳酸鹽結(jié)晶得到的母液O 氧脫木素步驟D 二氧化氯漂白步驟E 堿抽提步驟本發(fā)明的結(jié)果和優(yōu)點(diǎn)概述于下表中。表2.實(shí)施例結(jié)果的總結(jié)。所有試驗(yàn)均蒸煮至恒定的卡伯值20并且蒸煮終點(diǎn)的殘余EA為20gEA/L。參數(shù)參考例1方法例2方法例3方法例4方法例5輔助的液體 沒有 GL GL GL xGL裝料量 沒有 0.50.50.50.11(液體/木材單位)白液裝料量 20.7 16.3 17.1 16.5 17.3(以O(shè)D木材為準(zhǔn)的EA％)所需H-因子 1006 9801008 1017 978篩選收率(％)43.6 43.4 43.4 43.9 43.2粘度(ml/g) 1052 1041 1081 1088 103590mN/g抗張強(qiáng)度時(shí)未漂白漿的強(qiáng)度，即撕裂指數(shù)(mNm2/g) 14.7 16.2 16.2 15.8 16.489％(ISO)時(shí)活性氯消耗倍數(shù)(kg活性氯/ODtxkappa)4.24.23.73.83.7亮度上限(％ISO) 90.1 90.1 90.5 90.3 90.990mN/g抗張強(qiáng)度時(shí)漂白漿的強(qiáng)度，即撕裂指數(shù)(mNm2/g) 14.0 15.0 16.4 15.3 16.4
基于表X中的結(jié)果，本發(fā)明提供了優(yōu)于類似的現(xiàn)有技術(shù)蒸煮方法的如下令人驚奇的益處根據(jù)實(shí)施例2-5中所述的方法，通過在置換法硫酸鹽間歇蒸煮的前端使用少量未苛化的蒸煮液，可減少20％苛化的強(qiáng)堿蒸煮液即白液量，與此同時(shí)還能保持不改變的紙漿收率，粘度和所需的H-因子，即蒸煮時(shí)間，未漂白漿的強(qiáng)度增加10％，漂白化學(xué)劑的消耗減少10％，亮度上限即可達(dá)到的最高亮度增加，以及紙漿經(jīng)漂白后其強(qiáng)度優(yōu)點(diǎn)保持不變。實(shí)施例1通過使用置換法硫酸鹽間歇技術(shù)生產(chǎn)正常的“參考”松木硫酸鹽漿將3.5kg松木(歐洲赤松)片(絕干基準(zhǔn))計(jì)量加入設(shè)置在20升帶夾套的置換法間歇蒸煮器的木片籃中，所述蒸煮器被強(qiáng)制循環(huán)。蓋上蒸煮器蓋并在常壓下于100℃對木片通蒸汽10分鐘。用20分鐘泵入浸漬黑液(WBL，80-90℃，8gEA/l)，具有一些溢流(OWBL)，然后在80℃和5巴壓力下浸漬20分鐘。浸漬后，在將熱黑液(HBL，165℃，20gEA/l)加入蒸煮器的底部，并從蒸煮器的頂部置換出浸漬廢黑液(DWBL)之前是熱黑液預(yù)處理段。在20分鐘熱黑液段之后，將熱白液(105gEA(NaOH)/l；硫化度40％)料引入蒸煮器的底部，并從蒸煮器的頂部置換出相應(yīng)體積的熱的廢黑液(RHBL)。25分鐘循環(huán)加熱后將溫度從155℃升高至蒸煮溫度170℃。在達(dá)到目標(biāo)H-因子所需的蒸煮時(shí)間后，通過將洗滌緩沖溶液DL(0.02摩爾Na2CO3/l+0.05摩爾Na2S/l)引入蒸煮器的底部，從蒸煮器的頂部置換出熱的廢黑液而開始進(jìn)行最終的置換。第一次置換的熱黑液部分(HBL1)給下一次蒸煮所需的浸漬液補(bǔ)償了171。第二次置換的液體部分(BL2)給降溫和下一次浸漬所需的熱黑液補(bǔ)償了131。最終置換后，使紙漿離解，用去離子水進(jìn)行洗滌，篩選和分析。通過將置換液回收到下一次蒸煮而重復(fù)該蒸煮步驟三次。借助這些手段，實(shí)現(xiàn)了蒸煮過程的平衡，并且蒸煮本身開始與工業(yè)間歇蒸煮體系相一致的重復(fù)。在所有的蒸煮試驗(yàn)中，均對蒸煮條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使最終的卡伯值為20，在蒸煮段結(jié)束時(shí)的殘余EA為20gEA/l。在下表E1.1中列出了液體的加入量和輸出量(體積，升)以及相應(yīng)蒸煮段的條件。通過打漿和試驗(yàn)，就總收率，篩選收率，卡伯值，粘度，亮度和紙漿強(qiáng)度對未漂白漿進(jìn)行分析。此外，用O-D-Eop-D-E-D漂白程序?qū)ξ雌诐{進(jìn)行漂白。確定給定紙漿亮度所需的漂白化學(xué)劑并通過打漿和試驗(yàn)測定紙漿強(qiáng)度。漂白工藝條件列于表E1.2中。蒸煮特性和結(jié)果列于表E1.3中。表E1.1.實(shí)施例1中液體的加入量和輸出量以及相應(yīng)的蒸煮段條件(體積，升)加入的液體輸出的液體工藝段WBL 30.7OWBL 12 溫黑液浸漬80℃，40分鐘HBL 13.3DWBL 13.5熱黑液預(yù)處理155℃，20分鐘HWL， 根據(jù) 熱白液填充裝料量約7+3.5HBL RHBL約10DL30 HBL 17 最終置換BL2 13表E1.2.在所有實(shí)施例中的漂白工藝條件段 0 D0 EopD1 E D2時(shí)間(分鐘) 9030 120180 90 240溫度(℃)105 60 70 75 60 75濃度(％)1010 12 12 12 12壓力(巴)6(O2)大氣壓 2(O2)大氣壓 大氣壓 大氣壓NaOH(％)1.1-1.2---0.6×D0--- 0.5 ---活性氯MgSO4(％) 0.5--------- ------ClO2，活性氯(％) ---0.2---變化的 ---變化的H2O2(％) ------0.3--- ------最終pH 11 2 ---3.5-4---3.5-4卡伯值降低(％) 40-45表E1.3.實(shí)施例1的結(jié)果蒸煮未苛化蒸煮液裝料量以液體/木材單位計(jì)0以TA，即總堿(NaOH)計(jì) 0白液裝料量(EA，％(NaOH)) 20.7H-因子 1006卡伯值 20蒸煮殘余物(gEA(NaOH)/l) 20篩選收率(％) 43.6SCAN粘度(ml/g) 1052ISO亮度(％) 34.0抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)18.3漂白89％(ISO)亮度時(shí)活性氯消耗倍數(shù)(kg活性氯/(ODtonxkappa))4.2亮度上限(％ISO) 90.1ISO89％亮度時(shí)的SCAN粘度(ml/g)765抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)14實(shí)施例2本試驗(yàn)如實(shí)施例1所述進(jìn)行，所不同的是，如下所述使用0.5液體/木材單位的未苛化蒸煮液在對木片通蒸汽之后，引入用于浸漬的新的液體程序首先，添加18.71WBL(90℃)，然后添加0.5液體/木材單位(1.751)未苛化的蒸煮液GL(90℃)以及3.51HBL(168℃)。為了使浸漬溫度增加至100℃，在此使用熱黑液。表E2.1列出了液體的體積和條件。首先花費(fèi)20分鐘填充液體，然后在蒸煮器循環(huán)下在100℃和5巴進(jìn)行40分鐘浸漬。由于減少了WBL量(18.71)，因此，WBL僅包含RHBL和BL2，第二部分最終置換的液體。就參考例1而言，改善的結(jié)果列于表E2.2中。表E2.1.實(shí)施例2中液體的加入量和輸出量以及相應(yīng)的蒸煮段條件(體積，升)加入的液體輸出的液體工藝段WBL 18.7 溫黑液浸漬GL1.75 90/100℃，60分鐘HBL 3.5 OWBL 5.25HBL 13.3DWBL 13.5熱黑液預(yù)處理155℃，20分鐘HWL， 根據(jù) 熱白液填充裝料量約7+3.5HBL RHBL約10DL30 HBL1 17 最終置換BL2 13表E2.2.實(shí)施例2的結(jié)果蒸煮未苛化蒸煮液裝料量以液體/木材單位計(jì)0.5以％TA，即總堿(NaOH)計(jì) 9白液裝料量(EA，％(NaOH)) 16.3H-因子 980卡伯值 20蒸煮殘余物(gEA(NaOH)/l) 20篩選收率(％) 43.4SCAN粘度(ml/g) 1041ISO亮度(％) 33.9抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)16.2漂白89％(IS0)亮度時(shí)活性氯消耗倍數(shù)(kg活性氯/(ODtonxkappa))4.2亮度上限(％ISO) 90.1ISO89％亮度時(shí)的SCAN粘度(ml/g)763抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)15實(shí)施例3本試驗(yàn)如實(shí)施例1所述進(jìn)行，所不同的是，如下所述使用0.5液體/木材單位比的未苛化蒸煮液在對木片通蒸汽之后，引入用于浸漬的新的液體程序在引入WBL之前，首先用10分鐘將0.5液體/木材單位(1.751)未苛化的蒸煮液GL(90℃)引入蒸煮器的底部，然后，用20分鐘添加231WBL，然后在90℃和5巴浸漬30分鐘，同時(shí)使蒸煮器進(jìn)行循環(huán)。表E3.1列出了液體的體積和條件。在此不使用WBL+GL混合物，而是首先將GL與蒸汽處理過的木片進(jìn)行接觸，并在較少稀釋的環(huán)境下進(jìn)行浸漬。就參考例1而言，改善的結(jié)果列于表E3.2中。表E3.1.實(shí)施例3中液體的加入量和輸出量以及相應(yīng)的蒸煮段條件(體積，升)加入的液體 輸出的液體工藝段GL1.75WBL 23OWBL 6 溫黑液浸漬90℃，60分鐘HBL 13.5 DWBL 13.5熱黑液預(yù)處理155℃，20分鐘HWL根據(jù) 熱白液填充裝料量 約7+3.5HBL RHBL約10DL30HBL1 17 最終置換BL2 13表E3.2.實(shí)施例3的結(jié)果蒸煮未苛化蒸煮液裝料量以液體/木材單位計(jì)0.5以％TA，即總堿(NaOH)計(jì) 9白液裝料量(EA，％(NaOH))17.1H-因子 1008卡伯值 20蒸煮殘余物(gEA(NaOH)/l) 20篩選收率(％)43.4SCAN粘度(ml/g) 1081ISO亮度(％) 34.0抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g) 16.2漂白89％(ISO)亮度時(shí)活性氯消耗倍數(shù)(kg活性氯/(ODtonxkappa)) 3.7亮度上限(％ISO) 90.5ISO89％亮度時(shí)的SCAN粘度(ml/g) 813抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g) 16.4實(shí)施例4本試驗(yàn)如實(shí)施例1所述進(jìn)行，所不同的是，如下所述使用0.5液體/木材單位的未苛化蒸煮液如實(shí)施例1所述進(jìn)行方法的浸漬部分，所不同的是，WBL的體積為241。與熱黑液一起，將0.5液體/木材單位(1.751)的GL即未苛化的蒸煮液引入該熱黑液預(yù)處理中。在所有其它方面，本方法按實(shí)施例1進(jìn)行。表E4.1.列出了液體的體積和條件。就參考例1而言，改善的結(jié)果列于表E4.2中。表E4.1.實(shí)施例4中液體的加入量和輸出量以及相應(yīng)的蒸煮段條件(體積，升)加入的液體輸出的液體工藝段WBL 24 OWBL 5 溫黑液浸漬80℃，40分鐘HBL 13.3DWBL 15.5熱黑液預(yù)處理155℃，20分鐘GL1.75HWL， 根據(jù) 熱白液填充裝料量約7+3.5HBL RHBL約10DL30 HBL1 17 最終置換BL2 13表E4.2.實(shí)施例4的結(jié)果蒸煮未苛化蒸煮液裝料量以液體/木材單位計(jì)0.5以％TA，即總堿(NaOH)計(jì) 9白液裝料量(EA，％(NaOH)) 16.5H-因子 1017卡伯值 20蒸煮殘余物(gEA(NaOH)/l) 20篩選收率(％) 43.9SCAN粘度(ml/g) 1088ISO亮度(％) 33.5抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)15.8漂白89％(ISO)亮度時(shí)活性氯消耗倍數(shù)(kg活性氯/(ODtonxkappa))3.8亮度上限(％ISO) 90.3ISO89％亮度時(shí)的SCAN粘度(ml/g)786抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)15.3實(shí)施例5本試驗(yàn)如實(shí)施例1所述進(jìn)行，所不同的是，如下所述使用由GL的碳酸鹽結(jié)晶所得到的未苛化母液在對木片通蒸汽之后，引入用于浸漬的新的液體程序在引入WBL之前，首先用10分鐘將0.11液體/木材單位的未苛化的母液xGL(0.391，90℃)引入蒸煮器的底部，然后，用20分鐘添加231WBL，然后在90℃和5巴浸漬30分鐘，同時(shí)使蒸煮器進(jìn)行循環(huán)。表E5.1列出了液體的體積和條件。就參考例1而言，改善的結(jié)果列于表E5.2中。表E5.1.實(shí)施例5中液體的加入量和輸出量以及相應(yīng)的蒸煮段條件(體積，升)加入的液體輸出的液體工藝段xGL 0.39WBL 23 OWBL 5 溫黑液浸漬90℃，60分鐘HBL 13.5DWBL 13.5熱黑液預(yù)處理155℃，20分鐘HWL， 根據(jù) 熱白液填充裝料量約7+3.5HBL RHBL約10DL30 HBL1 17 最終置換BL2 13表E5.2.實(shí)施例5的結(jié)果蒸煮未苛化GL結(jié)晶母液裝料量以液體/木材單位計(jì)0.11以％TA，即總堿(NaOH)計(jì) 2.9白液裝料量(EA，％(NaOH)) 17.3H-因子 978卡伯值 20蒸煮殘余物(gEA(NaOH)/l) 20篩選收率(％) 43.2SCAN粘度(ml/g) 1035ISO亮度(％) 31.4抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)16.6漂白89％(ISO)亮度時(shí)活性氯消耗倍數(shù)(kg活性氯/(ODtonxkappa))3.7亮度上限(％ISO) 90.9ISO89％亮度時(shí)的SCAN粘度(ml/g)773抗張指數(shù)為90Nm/g時(shí)的撕裂指數(shù)(mNm2/g)16.權(quán)利要求
1.一種由含木素的纖維素材料制備硫酸鹽漿的間歇方法，該方法包括如下步驟將一定體積的未苛化蒸煮液加至含纖維素材料的容器中；用廢蒸煮液填充所述的容器；用所得的未苛化的蒸煮液和廢蒸煮液混合物浸漬該纖維素材料；用另一體積的熱蒸煮廢液置換用于浸漬的液體，并用所述另一體積的熱蒸煮廢液對該纖維素材料進(jìn)行預(yù)處理；用苛化的熱蒸煮液置換用于預(yù)處理的液體，并用所述苛化的熱蒸煮液將該纖維素材料蒸煮至希望的脫木素程度；用洗滌濾液置換用于蒸煮的液體，收集第一體積的熱蒸煮廢液，該廢液量相當(dāng)于預(yù)處理纖維素材料和在下一批料的其它填充段中任意性可有可無的添加所需的總體積，以及收集在下一批料中被冷卻和用于浸漬纖維素材料的第二體積的置換液。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，所添加的未苛化的蒸煮液量為0.2-1.01/kg絕干木材。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中，所使用的未苛化的蒸煮液為由未苛化蒸煮液的碳酸鹽結(jié)晶所得到的母液，而且，其添加量為0.06-0.41/kg絕干木材。
4.一種由含木素的纖維素材料制備硫酸鹽漿的間歇方法，該方法包括如下步驟用已加有一定量未苛化蒸煮液的廢蒸煮液填充含纖維素材料的容器；用所得的液體浸漬該纖維素材料；用另一體積的熱蒸煮廢液置換用于浸漬的液體，并用所述液體對該纖維素材料進(jìn)行預(yù)處理；用苛化的熱蒸煮液置換用于預(yù)處理的液體，并用所述苛化的熱蒸煮液將該纖維素材料蒸煮至希望的脫木素程度；用洗滌濾液置換用于蒸煮的液體，收集第一體積的熱蒸煮廢液，該廢液量相當(dāng)于預(yù)處理纖維素材料和在下一批料的其它填充段中任意性可有可無的添加所需的總體積，以及收集在下一批料中被冷卻和用于浸漬纖維素材料的第二體積的置換液。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中，所添加的未苛化的蒸煮液量為0.2-1.01/kg絕干木材。
6.如權(quán)利要求4的方法，其中，所使用的未苛化的蒸煮液為由未苛化蒸煮液的碳酸鹽結(jié)晶所得到的母液，而且，其添加量為0.06-0.41/kg絕干木材。
7.一種由含木素的纖維素材料制備硫酸鹽漿的間歇方法，該方法包括如下步驟用廢蒸煮液填充含纖維素材料的容器；用所述的廢蒸煮液浸漬該纖維素材料；用已加有一定體積的未苛化蒸煮液的另一體積的熱蒸煮廢液置換用于浸漬的所述廢蒸煮液，并用未苛化蒸煮液和蒸煮廢液的混合物對該纖維素材料進(jìn)行預(yù)處理；用苛化的熱蒸煮液置換用于預(yù)處理的液體，并用所述苛化的熱蒸煮液將該纖維素材料蒸煮至希望的脫木素程度；用洗滌濾液置換用于蒸煮的液體，收集第一體積的熱蒸煮廢液，該廢液量相當(dāng)于預(yù)處理纖維素材料和在下一批料的其它填充段中任意性可有可無的添加所需的總體積，以及收集在下一批料中被冷卻和用于浸漬纖維素材料的第二體積的置換液。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中，所添加的未苛化的蒸煮液量為0.2-1.01/kg絕干木材。
9.如權(quán)利要求7的方法，其中，所使用的未苛化的蒸煮液為由未苛化蒸煮液的碳酸鹽結(jié)晶所得到的母液，而且，其添加量為0.06-0.41/kg絕干木材。
10.如權(quán)利要求7的方法，其中，還引入根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求4的一部分綠液或其衍生物。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種改進(jìn)的硫酸鹽漿的間歇制備方法,其中,在浸漬和/或預(yù)處理段中引入一部分綠液或其衍生物。該衍生物可以是綠液中碳酸鹽結(jié)晶得到的母液。本方法有助于在最終的蒸煮段中使用溫和的條件并縮短蒸煮周期,而且還能得到更高的紙漿質(zhì)量,高的生產(chǎn)量,并且還能很好地維持紙漿廠中化學(xué)劑的平衡。
文檔編號D21C11/00GK1170795SQ97113050
公開日1998年1月21日 申請日期1997年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月30日
發(fā)明者P·蒂卡, M·斯韋德曼 申請人:波里桑德斯纖維分離機(jī)公司