[发明专利]纸浆加碱工艺中洗涤压榨部的应用

说明书

本发明涉及一种对木浆进行处理的方法，具体说，涉及一种对粗浆进行氧气脱木素的方法，在不损害浆料强度的前提下，生产出脱木素程度高的纸浆。

木材的主要成份包括纤维素及半纤维素纤维，还有无定形的、非纤维质的木质素，木质素的功能是使各纤维组份结合在一起。半纤维素及纤维素有时统称为全纤维素。在对木材进行处理以生产纸浆的过程中，通过将木材中的大部分木质去除而使之转化为纤维物质。在纸及纸品的生产过程中，一般包括一个制浆阶段，在这阶段，木材，一般以木片的形式，被加工成纤维物质。在现有技术中有几种不同的制浆方法，它们总的被分成机械制浆、化学或半化学制浆。

化学制浆包括各种不同的处理方法，例如亚硫酸盐法、酸式亚硫酸盐法，碱法以及硫酸盐法等。其中硫酸盐法是化学制浆的主要方法。

化学制浆的过程一般包括浆木片送入一蒸煮容器的过程，在该容器中用化学液体对木片进行蒸煮。在硫酸盐法中，蒸煮液包括一种氢氧化钠与硫化钠的混合物，经过一个必需的蒸煮周期之后，柔软的脱木素化的木片便从蒸煮液中分离出来，用作生产纸浆的纤维物质。用化学制浆法制得的纸浆被称作“粗浆”。粗浆经过典型的洗涤去除蒸煮液之后可以用于生产末漂白级的纸产品，也可对之进行漂白处理，以生产高白度的纸品。

由于木素中的发色基团是造成纸浆带色的主要原因，因此需要采用许多方法对粗浆进行漂白，从而使粗浆进一步脱木素。例如，可以使粗浆在酸性介质中与氯元素进行反应，也可在碱性溶液中与次氯酸盐进行反应，以便进一步除木素。在这些处理步骤之后，一般用二氧化氯作进一步处理，以便生产出一种充分漂白的产品。用氧气进行脱木素处理是近几年来越来越多被采用的一种纸浆漂白方法，这是因为该方法使用的漂白药剂是廉价的，而且产生的附产品可以在回收锅炉中进行燃烧，从而减少环境污染。用氧进行脱木素处理之后往往跟随一个用氯气或二氧化氯的漂白过程，由于在氧处理阶段已经实现了一些漂白作用，因此所需的漂白剂的量很少，产生的环境污染也很小。

在某些漂白过程中，纸浆保持在一种低浓度到中等浓度的水平，纸浆浓度是纸浆中固体纤维材料百分含量的一个量度，所说的低浓度到中等浓度是指纸浆的浓度在大约10%（重量）以下。在低到中等浓度进行漂白的过程，在下列专利及出版物中都有所描述：KirK等人的美国专利4，198，266，Markham等人的美国专利4，431，480，Prough的美国专利4，220，498，以及于1978年5月发表在TAPPI上的由KirK等人撰写的题为“在管线反应器中进行低浓度氧气脱木素-中间试验研究”。上述每一篇文献都揭示了一种在低到中等浓度范围内对纸浆进行氧气脱木素处理的过程。

授权Elton的美国专利4，806，203描述了一种碱性提取的过程，最适合于用氯处理过的浆料，其中必须将碱性溶液同步去除，以防止溶解了的木素重新沉积到纸浆上。如果在这一过程中时间周期过短或过长，则该处理过程的收益都很小。

用氧对木浆进行的脱木素处理可以在疏松的高浓度纸浆中，在一个加压反应器中进行，在氧气脱木素阶段该纸浆的典型浓度保持在20%～30%（重量）之间，将压力为80～100磅/（英寸）²的氧气输入使之与高浓度的纸浆产生反应。详见G.A.Smook的《纸浆及造纸技术人员手册》第11.4章节（1982年版）。在先前的氧气脱木素处理过程中，蒸煮后的纸浆被进行洗涤及脱水，所生产出高浓度的浆垫，通过对浆垫的表面喷洒碱性溶液，使该浆垫被一种碱溶液的薄膜或薄层所复盖，喷到浆垫上的碱溶液的量约为烘干后纸浆重量的0.8～7%。

先前采用的高浓度状态下的氧气脱木素处理具有几个方面的缺点，尤其已经发现，将碱性溶液喷洒在高浓度的浆垫上时，不能使溶液穿透纤维物质均匀分布，不能耐受这种浆垫的疏松状态。这种分布不均匀造成高浓度浆垫的某些部位，通常是其外部，与过量的碱溶液相接触，这种在碱性溶液中过份的暴露必然导致全纤维素材料的降解，使纸浆变得相当软弱，至少是局部。另一方面，高浓度浆垫的其他部位，尤其是其内部，可能尚未能充分暴露在碱性溶液之中，以达到所期望的脱木素程度，这就使纸浆的整体质量下降。

本发明为高浓度状态下用氧气脱木素处理提供了一种可以使纸浆的脱木素选择性得到提高的新的加工方法，使用该方法，氧脱木素处理后的纸浆比现有技术中生产出的纸浆强度更高而木素含量更低，此外，采用了一种洗涤压榨方式，以便减少碱性物质的含量，这种碱性物质是以适当的量施加于纸浆中的，同时也减少了进入氧气脱木素反应器中的纸浆内固体颗粒的数量。