[发明专利]化学纸浆的漂白方法

说明书

本发明涉及化学纸浆的漂白。更具体地说，本发明涉及硫酸盐纸浆的初始漂(initial bleaching)、漂白顺序及与其相关的滤液循环。根据本发明的初始漂顺序包括：处理纸浆以降低纸浆中存在的过渡金属的量，漂白的初次二氧化氯处理(D0)，添加二氧化氯后在D0阶段中添加碱以将pH值调节至中性或碱性，随后洗涤，以及作为在洗涤后进行的一个阶段的碱性氧和过氧化物阶段(EOP)。 

硫酸盐纸浆的漂白分为初始漂和终漂。在初始漂期间，除去纸浆中存在的大部分木质素。在终漂中，除去仍然存在于纸浆中的残余木质素，并且将使纸浆变暗的有色基团、生色团转化成非吸光形式。 

硫酸盐纸浆的使用二氧化氯的初始漂通常由酸去木质素阶段(通常为二氧化氯阶段D0)和碱抽提阶段E组成，该碱抽提阶段E通常用氧和过氧化物增强(EOP)或用这些之一(EO或EP)增强。除了去木质素之外，酸性阶段释放纸浆中存在的金属。此外，可通过纸浆的热酸处理除去消耗漂白化学品的己烯糖醛酸(hexenuronic acid)基团。 

中间洗涤将初始漂的D0阶段和E阶段彼此分开。在洗涤中，将溶解的有机物、耗尽的化学品和在酸性条件下以离子形式游离的金属从纸浆除去。 

在D0阶段中活性氯的用量通常相对地高，通常大于整个漂白阶段活性氯用量的一半。在D0阶段中二氧化氯的反应迅速，从而在几秒钟内消耗所添加的化学品的主要部分。然而，在D0阶段中保留时间通常约30分钟，以保证全部化学品的反应和在D0EOP阶段后获得尽可能低的卡伯值(kappa number)。 

二氧化氯的反应使木质素的结构降解。得自D0阶段的滤液包含已反应的木质素的一部分和耗尽的氯化物的主要部分。在D0阶段期间反应的木质素的大部分将仅在随后的碱性阶段转化为溶解的形式，使得得自EOP阶段的滤液中包含显著量的溶解有机物以及在D0阶段期间与木质素结合的氯。 

过渡金属如Fe、Cu和Mn使过氧化物降解，并且因此应基本上从纸浆中除去，或应在使用过氧化物的阶段前，即在EOP阶段前降低它们的含量。 当pH足够低，约为pH 3时，大部分金属可在洗涤阶段中除去。因此，在漂白的初次酸性阶段后的洗涤中，将在碱性条件下沉淀的金属从纸浆中除去。在更高pH下，所述金属的有效去除需要使用螯合剂。漂白的所述初次酸性阶段还可为在初次酸性氧化阶段(D0)前的单独的纸浆酸处理(A)。如果所述酸性阶段在高于常规的约90℃的温度下实施，则己烯糖醛酸也可同时被降解并因此被除去。己烯糖醛酸的降解也释放可通过洗涤除去的其它金属。 

由漂白得到的污水形成了来自整个纸浆厂的污水的大部分。如果可能，将洗涤滤液在漂白装置内由一个阶段向另一个阶段循环。已致力于通过将所得滤液用于造纸的其它工艺(尤其是用于粗浆的洗涤)来降低污水量。从而将滤液和存在于滤液中的溶解的木材材料和化学品供给至化学品的回收工艺中。由D0阶段得到的滤液包含对回收工艺有害的大量氯化物。 

因此，已致力于回收得自在D0阶段后实施的碱性阶段的滤液。然而，由于在D0阶段期间反应的木质素的大部分仅在碱处理期间溶解，因此这些滤液还含有氯化合物。因此，在降低碱消耗的努力中，已经使用得自E阶段的滤液作为D0阶段洗涤器中的洗涤和稀释液。然而，在得自EOP阶段的滤液中存在的大量溶解物消耗漂白化学品。因此，由初始漂的碱性和酸性阶段得到的滤液通常被转移至污水处理。 

在现有设备中，初始漂的EOP阶段作为单独的步骤实施，从而在D0和EOP阶段之间存在中间洗涤步骤。在下一阶段为终漂的初次酸性D阶段情况下，已经探索了氯阶段后的碱化，但与由中间洗涤分开的碱性阶段相比，化学品消耗明显地高/1/。Cook/2/提出了没有中间洗涤步骤的初始漂的D阶段与氧化碱性阶段的组合。Ljungren/3/已发现，与二氧化氯阶段组合的碱化降低了AOX排放。在这三项研究中，采用二氧化氯与碱性阶段的组合代替包含单独的氯或二氧化氯以及碱性阶段的初始漂，从而下一阶段为终漂的初次酸性D阶段，在置换漂白中同样如此。 

通常，将二氧化氯和过氧化物用于终漂。在基于二氧化氯的终漂中，使用用顺序D、DD和DnD，并且在各阶段之间有或没有中间洗涤步骤。在DnD顺序中，中间洗涤在Dn处理后实施，但在D阶段之后的中和也可同样不经洗涤下完成/4/。Suess等人/5/研究了终漂的D和P阶段在各间断之间没有中间洗涤下的性能。在US 3884752的工艺中，用在D1阶段后实施的 中和代替以前通常采用的单独的碱性E2阶段。根据美国专利4238281，全部终漂在没有中间洗涤步骤DED下实施。