使用多硫化物蒸煮液的硫酸盐蒸煮方法技术

本发明专利技术涉及制浆产率增加的使用多硫化物蒸煮液由含木质素的纤维素材料制备硫酸盐纸浆的方法。为了增加碳水化合物稳定性并从而增加硫酸盐蒸煮法的产率，在高碱和多硫化物浓度下和低温下使用多硫化物蒸煮液实施第一浸渍阶段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及制浆产率增加的使用多硫化物蒸煮液由含木质素的纤维素材料制备硫酸盐纸浆的方法。为了增加碳水化合物稳定性并从而增加硫酸盐蒸煮法的产率，在高碱和多硫化物浓度下和低温下使用多硫化物蒸煮液实施第一浸渍阶段。【专利说明】专利
本专利技术涉及制浆产率增加的使用多硫化物(PS)蒸煮液由含木质素的纤维素材料制备硫酸盐(kraft)纸衆的方法。_2] 专利技术背景在1960-1970年代，在连续蒸煮器(digester)中实施的常规硫酸盐蒸煮中，将所需用的全部白液(WL)添加至蒸煮器的顶部。很快出现的是，在高蒸煮温度下形成的高碱浓度对纸浆粘度不利。因此，开发了蒸煮方法，以降低蒸煮开始时不利的高碱峰值浓度，并因此在以诸如MCC、EMCC、ITC和低固形物(Lo-Solids)蒸煮的蒸煮方法实施的蒸煮期间采用碱的分批进料。其它蒸煮方法在蒸煮阶段之前使用黑液(BL)浸溃来实施，其中黑液中残留的碱被用来中和木材的酸度并用硫化物浸溃木片。美卓(Metso)所出售的这样的一种蒸煮方法是紧凑蒸煮(Compact Cooking)，其中从蒸煮的早期阶段抽取具有相对高残留碱水平的黑液，并将其进料至在前的浸溃阶段。蒸煮过程(即，包括浸溃在内)中的碱消耗的一个方面是，很大一部分的碱消耗是由于木材酸度的初始中和，并且高达50-75%的总碱消耗是在中和过程中发生的。因此，需要像初始中和加入大量碱。这导致很麻烦的问题，因为已发现，当在常规蒸煮中进料至蒸煮器顶部时，高碱浓度对纸浆粘度不利。满足高碱消耗以及在蒸煮器顶部降低碱浓度的必要性的一种解决方案是进料大体积的碱处理液，优选具有残留碱含量但具有低碱浓度的黑液，这导致每公斤木材存在相对大量的总碱但仍为低碱浓度。在US7270725(=EP1458927)中，美卓公开了在黑液处理之前使用多硫化物蒸煮液的预处理阶段。在该方法中，在预处理阶段之后和开始黑液处理之前排出多硫化物处理液。还优选使多硫化物处理阶段保持较短时间，处理时间为2-10分钟。在最近授权的US专利US7828930中，示出了硫酸盐蒸煮法的一个实例，其中100%的多硫化物液(也称为橙液(orange liquor))形式的蒸煮液进料至蒸煮器的顶部以及浸溃阶段的开始。在此，在多硫化物处理阶段的开始，温度也从60°C升高至120°C。然而，如实施例1所示，通过添加适量的水，在蒸煮器的顶部形成约3.5的液体与木材的比例。该数量级的液体/木材的比例经常被视作连续蒸煮中达到稳定过程所必需的标准液体/木材的比例。根据该建议，在蒸煮阶段开始时将具有相对高碱浓度的残留多硫化物处理液的一部分抽取出来并用具有相对低碱浓度的蒸煮液替换，并且将抽取出的残留多硫化物处理液在蒸煮的后期阶段中添加。因此，一直存在对使用(除其它之外)添加使碳水化合物稳定的多硫化物蒸煮液的蒸煮方法的持续开发，其中不但降低了蒸煮开始时的碱浓度，而且寻求增加的蒸煮法产率。专利技术概述本专利技术基于以下令人惊讶的发现:应当在蒸煮之前，使用大大低于通常所用的液体与木材的比例，使多硫化物在低温预处理阶段中在相对较长的保留时间内保持高浓度。已显示如果使用约2.9的液体与木材的比例代替约3.5的常规液体与木材的比例，同时所有其它条件相同，则碳水化合物的稳定性作用(添加多硫化物的主要目的)得到显著改善。尽管有众多的用多硫化物蒸煮液来改善蒸煮产率的建议，但以前并未公开或认识到低液体与木材的比例的这种不成比例的作用。本专利技术的一个目的是提供制浆产率增加的改进的使用多硫化物蒸煮液由含木质素的纤维素材料制备硫酸盐纸浆的方法，其中将含木质素的纤维素材料加热到50-100°C的温度，然后向第一浸溃阶段添加多硫化物蒸煮液，随后再进行蒸煮阶段以得到卡伯值(kappa number)低于40的硫酸盐纸衆,且其中浸溃阶段是以2.0至3.2的液体与木材的比例使用多硫化物蒸煮液在高碱浓度、低温和高多硫化物浓度下进行，且保留时间期间的温度为80-120°C，导致浸溃阶段的h-因子在2-20范围内，优选在2-10范围内。这种低h_因子表明，在所述第一浸溃阶段未获得蒸煮或去木质作用，且因此未观察到纸浆粘度的下降，而如果在蒸煮阶段中在较高温度下使用高碱浓度则会观察到纸浆粘度的下降。根据所述方法的一个优选实施方案，在添加多硫化物蒸煮液时，浸溃阶段期间的有效碱浓度为高于60g/l。根据所述方法的另一个优选实施方案，在添加多硫化物蒸煮液时，浸溃阶段期间的多硫化物浓度为高于3g/l，或高于0.09mol/lo根据所述方法的另一个优选实施方案，向所述第一浸溃阶段进料超过90%的完成所述蒸煮阶段以获得期望的低于40的卡伯值所需的蒸煮液总量，且对于软木，每吨木片中加入至少175kg的碱(有效碱(EA),以NaOH计)，且对于硬木,每吨木片中加入至少160kg的碱。根据所述方法的又一个优选实施方案，当温度升高至蒸煮温度时，通过添加额外的蒸煮液体使碱浓度下降至少8g/l，所述蒸煮液体的碱浓度低于所述第一浸溃阶段末期时的碱浓度，所述蒸煮液体的至少一部分包括黑液。在所述方法的最优选实施方案中，不向所述第一浸溃阶段添加黑液。当使用本专利技术的方法时，还优选向所述第一浸溃阶段添加的白液具有高于100g/l的碱浓度和高于4g/l的多硫化物浓度。适合用于本方法的含木质素的纤维素材料是软木、硬木或一年生植物。附图的简要描述图1是能够实施本专利技术方法的示意性蒸煮系统；图2显示用本专利技术的方法建立的碱曲线图的实例；图3显示当多硫化物浓度增加至高于0.15mol/L时对产率增加的显著影响；图4显示浸溃阶段液体与木材的比例和碳水化合物的相对稳定性之间的关系。专利技术详述在图1中显示了可以实施本专利技术方法的2-容器硫酸盐蒸煮系统，其具有第一液压浸溃容器B和第二蒸汽/液相蒸煮器C。在这类系统中，首先将含木质素的纤维素材料Ch加料至料斗(bin) A，其中通过使用添加蒸汽St而将纤维素材料加热到50-100°C的温度。含木质素的纤维素材料可以优选为木片。然后在位于高压闸门给料器(sluice feedeiOSF上方的斜槽(chute)C中，将加热了的木片从料斗A的下部悬浮在处理液中。此处的处理液优选仅为多硫化物蒸煮液WL，且优选在此处进料蒸煮过程所需的蒸煮液的全部进料。将悬浮在处理液中的木片给料至闸门给料器且将替换过的液体从闸门给料器的底部出口送出并在低压循环中返回至斜槽。闸门给料器中的木片被来自容器B的返回流加压并被送出至容器B顶部的顶部分离器TS。因此，在容器B中实施第一浸溃阶段且优选仅用多硫化物蒸煮液和尽可能少量的另外的液体，例如木材湿气、蒸汽冷凝物，且尤其是不用黑液或另外的水或滤液。所得到的液体与木材的比例应当在2.0至3.2的范围内且温度应当在80-120°C的范围内。在容器B中保留足够的时间之后(其保留时间应当导致浸溃阶段的H-因子在2-20范围内)，将浸溃过的木片与残留的处理液一起给料至蒸汽/液相蒸煮器C。在此示出常规的转移系统，在容器B的底部用从容器C顶部中的顶部分离器TS抽取出来的处理液进行稀释。此时，将木片悬浮液根据纤维素材料的类型加热至140-170°C的最高蒸煮温度，且加入另外的液体以降低此时的碱浓度。在该实施方案中示出添加从筛分部分获得的黑液，抽取黑本文档来自技高网...

【技术保护点】
制浆产率增加的使用多硫化物蒸煮液由含木质素的纤维素材料制备硫酸盐纸浆的方法，其中将所述含木质素的纤维素材料加热到50?100℃的温度，然后向第一浸渍阶段添加多硫化物蒸煮液，随后再进行蒸煮阶段以得到卡伯值低于40的硫酸盐纸浆，其特征在于，所述浸渍阶段是以2.0至3.2的液体与木材的比例使用多硫化物蒸煮液在高碱浓度、低温和高多硫化物浓度下进行，且保留时间期间的温度为80?120℃，导致所述浸渍阶段的H?因子在2?20范围内，优选在2?10范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·林兹特伦，弗雷德里克·威尔戈特松，
申请(专利权)人：维美德公司，
类型：
国别省市：