[发明专利]通过回用半纤维素制备硫酸盐浆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从分解的木质材料制备硫酸盐浆的方法。

背景技术

专利文献EP1115943(＝US6468390)公开了一种用于蒸煮的方法，其中在蒸煮工艺中，最适当地是就在浸渍步骤结束后，取出含有大量主要为木聚糖形式的溶解半纤维素的早期蒸煮液，该蒸煮液随后被再导入蒸煮工艺的最后部分，在此时半纤维素可以通过赋予较长的保留时间而沉淀在软化的木材片上。通过这种方法可以将产量提高至少1％并且还可以改善浆的打浆性能。专利文献EP1115943详细公开了用于选择性沉淀半纤维素/木聚糖的工艺和在提交日的现有技术。

专利文献US3354029公开了一种工艺，其中在蒸煮工艺的最后15分钟添加蒸煮液并且通过添加酸来将pH减小至11.5-13以减小碱性，由此发生木质素沉淀(所谓的木质素缩合)并在某种程度上得到半纤维素。专利文献EP1115943中的工艺与这种工艺的不同之处在于，其目的是沉淀木聚糖，而根本不会得到木质素缩合，因为工艺中必须保持较高的碱性。

专利文献US3937647公开了另一种工艺，其中仅需要沉淀有机物质，亦即木质素，在此，通过将pH值减小至11以下，特别是使pH在5.5-10的范围内来激活这种沉淀工艺。

专利文献US3802956公开了另外一种工艺，其中在蒸煮工艺的最后部分使溶解的有机物质以及软化的木材片在较短的保留时间得以沉淀。

发明内容

随着专利文献EP1115943的方法的应用可以发现，在蒸煮工艺期间溶解的半纤维素的量随时间变化，并且刚刚溶解的半纤维素的性质也随时间变化。早期在蒸煮工艺中已经溶解的半纤维素开始降解，即木聚糖链形式的半纤维素被分解，由此完全或部分地失去了从早期溶解的木聚糖来沉淀木聚糖从而增加产量的效果。在蒸煮工艺期间，木聚糖更容易从部分软化的木材片的表面溶解，这就是早期溶解的半纤维素平均包含的链长长于其后从软化的木材片的内部溶解的半纤维素的链长的原因。在其它文献中，Herbert Sixta的″Handbook of Pulp″，Vol.1公开了不同种类的半纤维素的分解率。木聚糖溶解得相对较快，在碱蒸煮工艺中100分钟之后通过保持170℃的温度，25％的木聚糖在100分钟之后已经溶解，而25％的葡甘聚糖需在200分钟之后溶解。己烯糖醛酸甚至溶解得更快。在不超过100分钟之后，超过75％的己烯糖醛酸已经从木材中溶解。通常需要从浆中除去己烯糖醛酸，因为己烯糖醛酸含量较大的浆难以进行漂白。通常，必需借助高温或高效的漂白化学制品使用活力很强的漂白步骤。后期溶解的半纤维素也在较长的时段内受到较高的蒸煮温度，这也是影响这种后期溶解的半纤维素的一个因素。

为了能够完全优化专利文献EP 1115943的木聚糖蒸煮工艺，已经发现将具有不同组成的早期溶解的半纤维素和晚期溶解的半纤维素的蒸煮液在被再导入蒸煮工艺的最后部分之前取出是适宜的，此时，会在软化的木材片上出现半纤维素的选择性沉淀，即没有任何明显的木质素沉淀。

最适当地，蒸煮液的取出与置换液的添加组合地执行，由此蒸煮液中的半纤维素的量可以被稀释并且促进木材片内的半纤维素溶解。

根据本发明，在蒸煮工艺期间，在浸渍步骤的后半部分与蒸煮区域的第一个四分之一部分之间的位置(以时间计算)开始第一取出，之后在蒸煮区域执行第二取出，这些含有溶解的半纤维素的取出液体被再导入至蒸煮区域的最终阶段从而能够在蒸煮工艺中软化的木材片上沉淀。这种方式可以快速取出具有较长链长的早期溶解的半纤维素，并且在后续阶段中继续溶解更多的半纤维素，这些具有“新”溶解的半纤维素的液体被再导入至蒸煮罐最终阶段时，当木聚糖羧基的断裂开始减小木聚糖的溶解性时，溶解的半纤维素在木材片上发生沉淀。通过取出早期初步溶解的半纤维素可以防止木聚糖的降解到达失去增加产量效果的程度。

本发明可以用于蒸汽相蒸煮罐和水相蒸煮罐(hydraulic digester)，在单容器蒸煮系统和双容器蒸煮系统中都可使用。

附图说明

图1通过具有五个不同的处理区域以最简单的实施方式示出了本发明。

具体实施方式

图1示出了用于从木材片形式的分解木质材料(disintegrated woodmaterial)制备硫酸盐浆的连续的蒸煮罐10的示例。木材片C_IN被连续供入蒸煮罐的顶部，而软化的纤维素浆形式的蒸煮过的木材片C_OUT被连续地从蒸煮罐的底部输出。蒸煮罐可以是蒸汽相蒸煮罐或水填充的蒸煮罐。本发明可以以相同的方式用于这两种类型的蒸煮罐。