[发明专利]氧脱木素过程洗涤压榨的改进

说明书

本发明是关于一种处理木浆的方法，而且特别是关于一种在氧脱木素之前将碱性物质分配到漂前浆上的方法，以致在氧脱木素后能得到脱木素程度高的纸浆而对纸浆强度并无不良影响。

木材主要是由纤维素和半纤维素纤维以及无定形的、非纤维状的木素组成的，该木素起着将纤维部分保持在一起的作用。半纤维素和纤维素有时合称为综纤维素。在处理木材生产纸浆过程中，木材通过从其中除去大部分的木素而转变成纤维质。因而生产纸和纸制品的过程中，通常包括其中将常用的木片形式的木材转化为纤维质的制浆步骤。现有技术中已知有若干种不同的制浆方法，它们一般被分为机械、化学或半化学制浆三类。

化学制浆法是一种范围很广的方法，包括各种不同的工艺，诸如亚硫酸盐法、亚硫酸氢盐法、碱法和硫酸盐法。硫酸盐法是化学制浆的主要形式。

化学制浆作业通常包括浆木片装入到蒸煮器，浆它们在化学液中蒸煮。在硫酸盐法中，蒸煮液包括氢氧化钠的混合物。在达到要求的蒸煮期后，将软化了的和脱了木素的木片从蒸煮液中分离而产生纤维质的纸浆。这种由化学制浆法产生的纸浆被称为“漂前浆”。漂前浆经一般的洗涤除去蒸煮液，然后经加工生产出未漂白级的纸制品或者也可经漂白生产出高白度的纸制品。

由于木素上的发色基团是纸浆产生颜色的主要原因，因此大多数漂白漂前浆的方法要求进一步脱除漂前浆中的木素。例如，漂前浆可以在酸性介质中与元素氯反应或在碱性溶液中与次氯酸盐反应起进一步脱木素的作用。这些步骤之后一般接着与二氧化氯反应以生产充分漂白的制品。氧脱木素法在漂白纸浆方法中的利用率近年来已经提高，这是因为它使用廉价的漂白化学品，并且产生可在回收锅炉中燃烧的付产品而减少环境污染物。氧脱木素后常常接着是漂白，漂白步骤中使用氯和二氧化氯，因为在氧脱木素步骤中达到漂白，所以漂白化学品的需要量较少，因而产生环境污染物较少。

在某些漂白过程中，纸浆被漂白的同时，其稠度仍保持在低到中等的水平。纸浆稠度是纸浆中固体纤维材料百分率的计量度。具有低于约10%重量的稠度的纸浆被认为是处于低到中等稠度的纸浆。

在低到中等稠度下要求漂白的方法已介绍在以下的专利和出版物中：专利权人为Kirk等人的美国专利4198266号;Markham等人的美国专利4431480号;Prough的美国专利4220498号;和Kirk等人的题目为“管道反应器中的低稠度氧脱木素-探索研究”（“Low  Consistency  Oxygen  Delignification  in  a  Pipeline  Reactor-A  Pilot  Study”）TAPPI，May  1978。上述每篇文献所介绍的氧脱木素步骤均是在纸浆处于低到中等稠度范围时操作的。

Elton的美国专利4806203号公开的碱萃取法，特别适用于氯化浆的方法，其中定时除去碱溶液，主要是防止已溶解的木素返回到浆中。如果经过此步骤的时间太短或太长的话，该方法的好处不大。

木浆的氧脱木素作用可以在受压反应器中疏松的高稠度浆中进行。氧脱木素这一步骤中浆的稠度一般保持在约20%到30%重量之间。将压力为约80至约100磅/吋²的气相氧引入并与高稠度浆反应。参见G.A.Smook的“纸浆和造纸技术人员手册”（“Handbook For Pulp and Paper Technologists”），Chapter 11.4（1982）。在以前的氧脱木素操作中，蒸煮后的纸浆被洗涤和脱水而产生高稠度浆垫。然后用一层薄膜或碱性溶液（通过喷洒碱性溶液到垫表面）覆盖。喷洒到垫上的碱性溶液量约为烘干浆重量的约0.8～7%。

以前所用的高稠度氧脱木素工艺具有某些缺点。特别是现已发现，喷洒碱性溶液到高稠度的纸浆垫上不能在整个纤维材料中提供均匀的溶液分布，尽管这样的垫通常具有多孔性。这种不均匀分布的结果，使高稠度浆垫的某些区域（经常上其外部）暴露在过量的碱性溶液中。这种过度暴露会引起综纤维素物质的非选择性脱木素，产生低强度的纸浆（至少在局部处）。另一方面，在高稠度浆的其它部位（一般为内部）可能未充分接触碱性溶液而达不到所要求的脱木素程度，因而使全面质量降低。

本发明提供一种在高稠度氧脱木素过程中提高浆料的脱木素选择性的新方法，其中的氧脱木素浆与现有技术所得的氧脱木素浆相比具有更高的强度和较低的木素含量。此外，利用洗涤压榨将需要量的碱性物质加到浆中，同时也减少浆中被带入到氧脱木素反应器中的固体含量。