用烧碱蒽醌蒸煮所得木质纤维素纸浆的漂白方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用烧碱蒽醌蒸煮木质纤维素材料后的纸浆漂白方法。当使用类似的漂白流程时，该方法可以得到与牛皮浆漂白法大致相当的白度。某些情况下，漂白流程可以是Ｏ－Ａ－Ｄｏ－Ｅｏｐ－Ｄ、Ｏ－Ａ－ＺＤｏ－Ｅｏｐ－Ｄ、Ａ－Ｄｏ或Ａ－ＺＤｏ。

【技术实现步骤摘要】
用烧碱蒽醌蒸煮所得木质纤维素纸浆的漂白方法和系统
下述内容一般涉及木质纤维素(如木材)纸浆的漂白。在特别优选的实施例中，本专利技术涉及木质纤维素材料经烧碱蒽醌蒸煮后所得 纸浆的漂白工艺。
技术介绍
在纸浆和纸张制造业中，将木材或非木材类木质纤维素材料 转变成造纸用浆的处理方法基本上有两种，它们之间截然不同。 一种处 理方法是化学法制浆，该方法使用氢氧化钠、硫化钠、亚硫酸钠或不同 溶剂等化学品将各纤维单体间的键断裂。另一种处理方法是机械法制 浆，该方法主要使用机械装置，例如用一对转盘(通常称为盘磨机)或 者旋转式磨石，将木质纤维素纤维彼此间分开。牛皮化学制浆法(又称硫酸盐法)是典型的化学浆法，这种方 法制出的纸浆强度高，得率约50%。该硫酸盐方法是在温度和压力下用氢 氧化钠(NaOH)和硫化钠(Na2S)的水溶液对木材进行化学处理。但有 时候，通常在用硫化物和氢氧化物处理前，加入添加剂或进行化学处理， 有可能提高硫酸盐方法的纸浆得率。这样，得率呈个位数增长，有可能对 纸浆厂的收益率产生重大影响。如果纸浆厂因其回收蒸煮器的容量增加有 限而导致产量受限的话，则制浆工艺中纸浆得率的增长能提高纸浆厂的产 量，从而消除了回收系统所带来的限制。另一种化学制浆法被称为烧碱蒸 煮法，该方法中，蒸煮液内基本上不含硫。美国专利4,012,280揭示，往蒸煮液中添加环酮类化合物，包 括蒽醌(AQ)，用该蒸煮液——AQ溶液在制浆温度下处理纤维素材料，能改善碱性化学制浆法的得率。但在这一方法中，尽管知道AQ是一种催化剂，却没有对AQ添加剂加以回收，而只是在该制浆工艺中被一次性消 耗。美国专利4,127,439对前面的AQ处理法做了改进，将纤维素材料与 AQ的接触仅仅限制在蒸煮之前的预处理阶段。这一方法是在蒸煮之前先 将预处理液从纤维素材料中分离出来，然后将含有残留AQ的预处理液再 在预处理中使用。美国专利4,127,439包括在连续法中选择对纤维素进行 预处理，该方法中处理液在单一处理区内以逆流方式替换预处理液。但预 处理液的分离和回收由于在一个处理区内处理而受到限制。美国专利4,310,383公开了另一种用蒽醌进行上述预处理的方 法，该方法利用蒽醌的溶解度在碱性溶液中发生变化这一特性，在处理区 内形成蒽醌的内部循环。这种内部循环是在纤维素的逆流处理过程中因蒽 醌的溶解度发生改变而引起的。在高碱性的逆流处理区一端通入含AQ的 溶液，此处AQ的溶解度较大。这种高碱性是在向纤维素中通入AQ时， 由另外引入的高碱性硫酸盐白液所产生。逆向流动液体的碱性随着纤维素 对碱的消耗而降低，使得AQ溶液的碱性被降低到使AQ变得不可溶而沉 淀在纤维素上的程度。然后向下流动的纤维素带着沉淀出的AQ回到处理 区的另一端，这一端的碱性更高，所以AQ又被溶解。之后再将溶解的 AQ逆流通到纤维素流中，该循环自身反复进行。虽然这种方法对蒽醌加 以回收和再利用，但并不适用于聚硫化物或硫等其它添加剂的处理，因为 它们的溶解度不随碱性变化而改变。最近，美国专利6,241,851和6,576,084已被授权公告，它们对 上述AQ制衆法又做了改进。而且，某些漂白流程和漂白阶段为本领域所 熟知，如美国专利6,153,300和6,010,594，以及EP 0786 029 Bl所述。虽然本领域对有关蒽醌蒸煮法做了若干改进，但仍然需要进行 改善，尤其是在用烧碱和蒽醌蒸煮之后的漂白方面。所以本文所述技术针 对的是这方面的改进。
技术实现思路
本专利技术的一个方面一般涉及木质纤维素纸浆的漂白方法，其包 括以下步骤用烧碱和蒽醌蒸煮木质纤维素材料以形成木质纤维素纸浆， 其中，所述烧碱包含氢氧化钠或碳酸钠，或者氢氧化钠和碳酸钠；将木质 纤维素纸浆输送至第一阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与含氧的第一碱 接触；取出第一阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第二阶段，这一阶段中 木质纤维素纸浆与酸接触；取出第二阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第 三阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与第一二氧化氯或者与第一二氧化氯 和臭氧接触；取出第三阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第四阶段，这一 阶段中木质纤维素纸浆与第二碱和过氧化氢接触；取出第四阶段中的木质 纤维素纸浆，输送至进一步漂白的第五阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆 与第二二氧化氯和/或一个或多个阶段中的其它漂白化学品接触以获得最 终高于89 (%ISO)的白度；以及，取出第五阶段中的木质纤维素纸浆。本专利技术的另一方面一般涉及木质纤维素纸浆的漂白方法，其包 括以下步骤用烧碱和蒽醌蒸煮木质纤维素材料以形成木质纤维素纸浆； 将木质纤维素纸浆输送至第一阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与含氧的 第一碱接触；取出第一阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第二阶段，这一 阶段中木质纤维素纸浆在高于105'C的温度下与酸接触；取出第二阶段中 的木质纤维素纸浆，输送至第三阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与二氧 化氯或者与二氧化氯和臭氧接触；以及，取出第三阶段中的木质纤维素纸 浆。在本专利技术的至少一些实施例中，在用烧碱和蒽醌(AQ)进行 蒸煮之后进行的漂白工艺，可以获得与硫酸盐蒸煮法相同或者如果不相同 则基本近似的白度和用量(漂白化学品用量)以及其它纸浆强度等性能。 在至少某些实施例中，木片(或其它纤维素材料)在用蒽醌烧碱蒸煮前先 用或者不用碳酸盐(C)处理，然后经历漂白流程，其中高温下(如高于 105。C或11(TC)进行的酸阶段后面可以是可选的洗涤和臭氧(Z)或臭氧 /二氧化氯组合(Z/D)阶段。其白度、化学品用量和其它纸浆强度等性能与传统的使用类似漂白流程的硫酸盐蒸煮法得到的这些性能大体相当。 附图说明图1是本专利技术典型实施例中的漂白流程的示意图。具体实施方式在蒸煮和传统漂白流程如0-A/D-Eop-D、 0陽Z/D-Eop-D和 O-Do-E叩-D之前采用蒽醌烧碱蒸煮法(含或不含C阶段)得不到与牛皮 浆相同白度的漂白纸浆(漂白流程中Eop表示用氧气和过氧化氢进行的 抽提阶段)。根据本专利技术的至少一些实施例，在用蒽醌烧碱蒸煮(可以用 也可以不用碳酸钠预处理)结束后进行高温酸阶段(A)、洗涤、臭氧阶 段(Z)或臭氧和二氧化氯阶段(Z/D)，可以获得有益的结果。这种情况 下，当要求与牛皮浆所用的化学品用量近似而且抗张强度等其它漂白纸浆 性能保持不变时，蒽醌烧碱法纸浆被漂白到至少与牛皮浆一样的白度。优选的是，烧碱蒸煮法中所含的硫很少或者不含硫(如硫化 钠)，所以不是硫酸盐法。在漂白前用烧碱进行的蒸煮可以采用大家熟知 的方法，例如包括Lo-Solids⑧蒽醌烧碱法，其中去木素作用过程和直到蒸 煮结束的整个体相中的溶解固含量低；带有碳酸盐预处理工序的蒽醌烧碱 法；带有酸预处理工序的蒽醌烧碱法等。蒸煮器中纸浆的浓度优选为至少 含5 wt。/。固体。虽然并不希望受任何理论限制，但仍然认为，当操作蒽醌烧碱 蒸煮法时(含有或没有碳酸盐处理阶段)，蒽醌和碳水化合物或者木素复 合物之间可能形成化学键，而导致漂白性能比硫酸盐蒸煮法差。我们知道，对于用硫酸盐蒸煮法制出的纸浆来说，酸阶段对 Hex-A (己烯糖醛酸)的去除效果很好(例如见美国专利6，776,876、 6，736，934和6,306,253)。对牛皮浆而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质纤维素纸浆的漂白方法，其包括以下步骤：　用烧碱和蒽醌蒸煮木质纤维素材料以形成木质纤维素纸浆，其中，所述烧碱包含氢氧化钠或碳酸钠，或者氢氧化钠和碳酸钠；　将木质纤维素纸浆输送至第一阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与含氧的第一碱接触；　取出第一阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第二阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与酸接触；　取出第二阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第三阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与第一二氧化氯或者与第一二氧化氯和臭氧接触；　取出第三阶段中的木质纤维素纸浆，输送至第四阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与第二碱和过氧化氢接触；　取出第四阶段中的木质纤维素纸浆，输送至进一步漂白的第五阶段，这一阶段中木质纤维素纸浆与第二二氧化氯和／或一个或多个阶段中的其它漂白化学品接触以获得最终高于８９％ＩＳＯ的白度；以及，　取出第五阶段中的木质纤维素纸浆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：纳姆希欣，伯蒂尔斯特龙伯格，帕姆O利里，
申请(专利权)人：安德里兹有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]