控制紙漿的氧去木質作用的方法
2023-05-29 13:28:31 2
專利名稱：控制紙漿的氧去木質作用的方法
技術領域：
本發明涉及在中等濃度(即8-16％)情況下對木質纖維素材料進行兩步式氧去木質作用的方法控制。
自從採用在中等濃度情況下的氧去木質作用以來，在該工藝方面投入的開發研製工作並不多。當無氯漂白工藝產生、漂白車間關閉時，人們對延長的去木質作用，也就是用氧來進一步降低卡伯值提高了興趣。然而，一級或多級式用氧延長的去木質作用會造成紙漿質量下降。但是，合適條件下的應用可產生若干優點。
利用延長的氧去木質作用，還可使紙漿得率高於在延長的蒸煮、也就是蒸煮到更低卡伯值情況下的紙漿得率。
在一種多級方法中，可在諸階段之間分配化學品，以在各階段中產生最佳條件。對各階段還可以使其它條件達到最佳。
本發明的目的在於一種控制氧去木質作用的方法，它可以在不降低紙漿特性的情況下獲得更低的卡伯值。使用本發明的延長的去木質作用，總的去木質作用可佔未漂白紙漿木質素含量的(卡伯值)的50-85％。該方法在中等濃度情況下分連續的兩個步驟進行。本發明的區別特徵由所附權利要求書限定。
下面參照附圖
來詳細描述本發明，該附圖示意性地示出了一種實施本發明方法的設備。
在所示的設備中，第一泵1以中等濃度(即8-16％)將經蒸煮的紙漿從漂前洗漿作業處泵壓到氧去木質作用工藝處。在第一泵1之前向紙漿中加入鹼。在該泵1之後，第一混合器2將氧混合入紙漿。而後，紙漿被送入第一反應器3，在裡面進行第一級去木質作用。可用第二泵4，通過用於混合入蒸汽和可能更多氧和鹼的第二混合器5，將紙漿從那裡送至第2反應器6，以便進行第二級去木質作用。在第二反應器6之後，紙漿被送至一噴放鍋7，進而被送至後續工藝階段。
這樣，該方法就意味著去木質作用分前後兩個階段進行。大量鹼和大量氧被加入到第一反應器3中。這意味每噸紙漿加入10-50千克鹼(NaOH)，最好是10-35千克/噸。氧的加入量應為10-50千克/噸紙漿，最好為10-30千克/噸。
紙漿在其輸送到反應器3處的溫度應低於90℃，最好為75-90℃。它在反應器3中的滯留時間應相對較短，為5-30分鐘，最好為15-25分鐘。
第一反應器3中的壓力應為4-15巴。高壓以及高鹼度紙漿和高含氧可導致較高的去木質速度。同時，由於相對較低的溫度和較短的滯留時間，纖維素降解保持在一個較低水平。
在第一反應器3中的第一級去木質作用之後，紙漿被送至第二反應器6中的第二級去木質作用。第二反應器6中的溫度應高於第一反應器3。但溫度差應小於20℃，最好是10-15℃。為了產生必要的溫升，對第二混合器5提供蒸汽。
第二反應器中的壓力應為2-5巴，並小於第一反應器3中的壓力。滯留時間應相對較長，為45-180分鐘，最好為60-120分鐘。
第二級去木質作用主要是一較長的提取階段，與第一階段相比，其溫度的升高和滯留時間的延長可提供延長的去木質作用。因此，在90℃以上的溫度，可獲得較佳的提取/浸析速度。
在第一階段加入全部或主要部分的化學品。在第二階段最好應不加入或僅加入非常少的鹼或氧，甚至連補充第一階段中的消耗也不需要。因此，可保持第二階段中紙漿的鹼度相對較低。這樣，儘管溫度較高和滯留時間較長，仍可顯著避免纖維素降解。
在第二階段加入鹼和氧的量最高均可到5千克/噸紙漿。
本發明的氧去木質作用的控制是以預先控制為基礎的，這意味著最小可能的反饋耦合。這種控制按如下方式進行。
測量初始進入的紙漿的卡伯值並將其與氧去木質作用後所需的卡伯值(設定值)比較。這樣所判定的卡伯值的降低量被用來調節第一階段加入的化學品(氧、鹼)的量。按降低的卡伯值單位計算，卡伯值降低程度越大意味著加入量越高。初始進入紙漿的卡伯值水平還被用來調節化學品的加入量，按降低的卡伯值單位計算，進入卡伯值越高意味加入量越少。例如，卡伯值降低約60％，諸如從卡伯值25降低到卡伯值10，意味著按千克NaOH/噸紙漿測算的鹼加入量約為2.2倍(進入卡伯值減輸出卡伯值)。從25降低到12.5的卡伯值降低50％的去木質作用意味著鹼加入量為2.0倍(進入卡伯值減輸出卡伯值)。從20降低到10的卡伯值降低50％的去木質作用意味著鹼加入量為2.0倍(進入卡伯值減輸出卡伯值)。準確的係數可在各種情況下通過相對於最終pH值所獲得的卡伯值而被矯正。如果最終的pH值略高而卡伯值略低，則鹼加入量可略微下調。如果最終的pH值略低而卡伯值略高，則鹼加入量可略微上調。
氧的加入量與鹼的加入量為1∶1，但氧的最大加入量為25-30千克/噸紙漿。當去木質作用的程度較高時，即當鹼加入量超過25-30千克NaOH/噸紙漿時，氧與鹼的加入量之比減小。因而可以避免因巨大的氣體量而引起的氣溝。
第二階段中的溫度水平一部分是由生產水平通過傳統的方式控制，所謂卡伯係數控制，一部分是通過在第一階段加入化學品來控制，因而較高的化學品加入量會使第二階段中的溫度較高。控制溫度，以使最終pH值為10.5-11.5，最好為10.7-11.0。通過上述的最終pH值，可人工調節化學品加入量變化和溫度水平之間的係數。但是，第一和第二階段之間的溫升應始終小於20℃，最好為10-15℃，以避免因高溫引起過大的纖維素降解。
然而，通常第一階段中的溫度不會補償化學品的加入和生產水平。進入第一階段的紙漿未被加熱，但它可能需要一定程度冷卻，以獲得90℃以下適合於工藝的低溫。
本發明的氧去木質作用的控制意味著可實現具有較佳選擇性的高程度去木質作用。第二級去木質作用後可獲得低而均勻的卡伯值以及均勻的pH值。
權利要求
1．一種控制紙漿的氧去木質作用、也就是紙漿卡伯值降低的方法，該去木質作用分兩階段進行，去木質作用所需的主要部分的化學品在第一步加入，其特徵在於，去木質作用之前紙漿的初始進入卡伯值以及在兩個階段的總的去木質作用過程中紙漿卡伯值的降低被用來調節第一階段加入的化學品的量，按降低的卡伯值單位計算，使較高的初始進入卡伯值導致較低的加入量，較大的卡伯值降低量導致較高的加入量，第一階段加入的所述化學品的量進而也被用來控制第二階段中的溫度。
2．如權利要求1所限定的方法，其特徵在於，控制第二階段中的溫度以使最終pH值為10.5-11.5。
3．如權利要求1或2所限定的方法，其特徵在於。去木質作用所需的化學品量全部在第一階段中加入。
全文摘要
一種控制紙漿的氧去木質作用、也就是紙漿卡伯值降低的方法，該去木質作用分兩階段進行，去木質作用所需的主要部分的化學品在第一步加入。去木質作用之前紙漿的初始進入卡伯值以及在兩個階段的總的去木質作用過程中紙漿卡伯值的降低被用來調節加人第一階段的化學品的量。該控制這樣進行，以使按降低的卡伯值單位計算，較高的初始進入卡伯值導致較低的加入量，較大的卡伯值降低量導致較高的加入量。加入第一階段的所述化學品的量進而也被用來控制第二階段中的溫度。
文檔編號D21C9/10GK1238817SQ9718001
公開日1999年12月15日 申請日期1997年11月6日 優先權日1996年11月26日
發明者莫妮卡·伯克斯特羅姆, 揚－埃裡克·海格奎斯特 申請人:瑞典商順智公司