[发明专利]用烧碱蒽醌蒸煮所得木质纤维素纸浆的漂白方法和系统

说明书

技术领域

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，本发明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。

背景技术

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制浆法又做了改进。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 B1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。

发明内容