纸浆生产过程中对固体溶解物的控制制造技术

硫酸盐蒸煮过程中保持低浓度溶解有机物质（ＤＯＭ），包括从连续蒸煮器提高ＤＯＭ液并用低ＤＯＭ液置换可生产高强度及漂白性硫酸盐纸浆。现行纸浆厂中的双和单容器液压或其他系统可改造后提取及补加低ＤＯＭ稀释液（包括基本不含ＤＯＭ的白液），而且可用低ＤＯＭ药液操作间歇蒸煮器（每天８吨纸浆以上），生产高强度纸浆。用低ＤＯＭ液稀释可降低Ｈ因子和有效减耗量并提高漂白性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
根据人们对纤维素硫酸盐制浆工艺中现有技术的认识，溶解有机物质(DOM)的含量对于蒸煮工艺的后期有着十分不利的影响，它将阻碍脱木素过程的顺利进行，这是因为在药液与木材中的残留物或天然木质素产生反应之前，药液中有效的蒸煮化学物质就将受到消耗。上述的溶解有机物主要包括溶解了的半纤维素，木质素，还包括溶解了的纤维素，提取物以及在蒸煮过程中从木材中提取出来的其他物质。依据传统的知识，在除了蒸煮工艺的后期之外的其他部位，DOM浓度的影响则是不显著的。BOM在蒸煮工艺的后期的阻碍作用对现有技术中的某些连续蒸煮工艺来说。其影响则被减弱了，尤其是采用纽约Kamyr，Inc．of Glens Falls出售的EMCC_蒸煮器时更是如此，这是因为药液(包括白液)在蒸煮器端部的逆流现象使“膨松脱木素”相的端部以及整个所谓的“残留脱木素”相呈DOM的浓度都有所降低。根据本专利技术，业已发现DOM不仅在蒸煮相的端部对蒸煮过程有不利影响，而且由于DOM的存在，对蒸煮工艺的任何部位，即膨松脱木素过程的起始部位、中间部位或末端部位所产生的纸浆的强度都会有不利的影响。虽然DOM对纸浆纤维以及对纸浆强度所产生的不利影响的机理尚未十分清楚，但是可以设想，其原因是因为DOM环绕在纤维物质的周围，致使透过纤维壁的碱性物质可提取有机物的转移速率的降低，以及纤维的结晶区与无定形区(即结点区)之间存在着不同的提取性能。从本专利技术中已得到证明，无论在任何情况下，只要能使蒸煮全过程的DOM含量(浓度)得到降低，纸浆的强度就能能明显提高。我们已经发现，根据本专利技术，如果在整个硫酸盐蒸煮(kraft cook)过程中DOM的含量接近于零，则纸浆的撕裂强度可以大大提高，与常规法生产的硫酸盐纸浆相比，其11km抗张强度可提高25％左右(例如27％)。即使DOM的含量能下降到正常水平的一半或者四分之一，纸浆的强度也将有明显的提高。在现行的硫酸盐蒸煮工艺中，其某些部位上的DOM浓度为130g／l或更高一些是很普通的，对某些硫酸盐蒸煮工艺来说，在其许多部位(例如Kamyr，Inc，Mec_连续蒸煮器的底部循环，边路循环，上部主提取部以及其MC循环中)该浓度为l00g／l或更高，甚至在洗涤循环中(根据传统的知识，它位于蒸煮阶段的后期)，DOM的含量也维持在约30-90g／l左右。在这些传统的情况下，DOM中木质素成份的含量经常超过60g／l，甚至有时超过100g／l，DOM中半纤维素含量也常常超过20g／l。虽然怀疑溶解了的半纤维素对纸浆有明显的影响，但是尚不知它是否比木质素对纸浆强度的不利影响更大一些(例如由于阻碍了有机物质从纤维素中的移出)，或者恰恰相反，或者这种影响是协同性的。根据本专利技术，人们首次认识到为了使纸浆的可漂性能更好，降低化学药品的消耗量，以及更明显的提高纸浆的强度，就应当将整个硫酸盐蒸煮过程中DOM的浓度降至最低。通过降低DOM的水平，在保持生产率不变的情况下可以将连续蒸煮器设计得更小，而且可以使连续蒸煮器的某些效益能与间歇式蒸煮系统相媲美。如果在整个硫酸盐蒸煮过程中(即膨松脱木素的初期，中期及后期)能将DOM的浓度保持在100g／l或更低一些，则可期望获得许多有利的结果，最好能使之保持在50g／l或更低一些(越接近零，效果越好)。尤其是希望使木质素成分的含量能保持在50g／l或更低(最好约25g／l或更低)，而半纤维素的含量为15g／l或更低(最好约10g／l或更低)。根据本专利技术，业已发现有可能钝化DOM浓度对纸浆强度的不利影响，至少在很大程度上钝化之。就本专利技术的这一方面而言，业已发现如果按照美国专利4，929，307(该专利所公开的内容在此被用作参考)的方法将墨液移出并进行热压处理，例如在170-350℃(最好是240℃)的温度下处理5-90分钟(最好约30-60分钟)，然后再重新送入，其撕裂强度可以提高大约15％。通过加热处理来钝化DOM的机理也不是十分明了，但是它与上述的假设是相一致的，而且对纸浆强度的影响也是实实在在的，并且是有些奇异的。考虑到DOM所带来的不利影响，为了提高硫酸盐纸浆的强度，本专利技术为连续蒸煮和批量蒸煮系统提供了种种方法。本专利技术在提供一种高强度硫酸盐纸浆的同时，为了达到本专利技术的效果，也提供了一种设备。而且根据本专利技术，H因子明显降低，例如，H因子至少降低50％，同时达到一个给定的卡伯值。此外，有效碱的消耗量也可以明显下降，例如，在达到某一特定卡伯值，至少降低木材重量的0．5％(例如约4％)。进而言之，纸浆的可漂性得到提高，例如，在某一个特定的全系列卡伯因子时，ISO亮度至少提高一个单位。就本专利技术的另一个方面而言，它提供了一种通过蒸煮粉碎的纤维素材料来生产硫酸盐纸浆的方法。该方法包括若干连续的步骤，在硫酸盐蒸煮工艺中对材料进行多个不同阶段的处理，从而来制取纸浆(a)对含有一定量DOM，这些量的DOM足以对纸浆强度构成不利影响有药液进行提取，以及(b)用有效DOM含量大大低于上述提取的药液的药液来部分或全部取代所提取的药液，从而对纸浆的强度造成有利的影响。在步骤(b)中用来取代放出药液的药液选自于这样一组液体，它们包括水，基本上不含DOM的白液，热压处理过的墨液，洗涤器滤液，冷喷滤液，冷喷滤液以及这些液体的组合物。例如，至少在蒸煮过程的一个阶段，可以将墨液放出，在一定的温度和压力下，(例如，在高于大气压力的情况下，在约170-350℃的温度下处理约5-90分钟，并且要至少超过蒸煮温度20℃)对DOM的负作用进行明显钝化。在说明书及权利要求书中所使用的“有效DOM”是指对纸浆强度，H因子，有效碱的消耗量和／或漂白性能造成影响的那部分DOM。可以通过钝化处理(应不影响漂白性能)或采用一种初始DOM浓度较低的液体来达到降低有效DOM的目标。本专利技术的方法可以在一种连续的垂直蒸煮器中完成，此时，步骤(a)和(b)可以在至少二个不同的蒸煮平面上进行。在这种情况下，通常还包括步骤(c)，即在置换液与被蒸煮的材料相接触之前，将步骤(b)中的置换液进行加热，使其温度与放出的药液的温度相同，步骤(a)和(b)可以在浸泡过程、邻近蒸煮的起始阶段，蒸煮的中间阶段以及邻近蒸煮的结束时进行，即基本上在整个膨松脱水素阶段都可以进行。根据本专利技术的另一方面，它提供了一种硫酸盐蒸煮工艺，它包括在蒸煮即将开始的若干步骤(a)对DOM的含量足以影响纸浆强度的药液药液来置换部分或全部被提取的药液，从而对纸浆强度提供有利的影响。根据本专利技术的另一方面。它提供一种硫酸盐蒸煮工艺，它包括在浸泡纤维素纤维材料过程中的若干步骤(a)对DOM的含量足以影响纸浆强度的药液进行提取，以及(b)用有效DOM的含量大大低于上述提取药液的药液来置换部分或全部被提取的药液，从而对纸浆强度提供有利的影响。根据本专利技术的另一个方面，它提供了一种硫酸盐蒸煮纸浆的方法，它包括以下步骤在一个给定的蒸煮阶段中提取与纸浆相接触的墨液，(b)对墨液进行热压处理，其温度足以使DOM对纸浆强度的不利影响明显受到钝化，以及(c)将钝化过的DOM墨液在给定的阶段重新送回，使之与纸浆相接触。本专利技术还包括由上述方法制得的硫酸盐纸浆。这种硫酸盐纸浆与以前生产的硫酸盐纸浆不同，对于充分精制的纸浆来说，在特定抗张强度下，与不采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在蒸煮器中使用至少一个网罩组件连续地生产化学纤维素纸浆的方法，包括下列步骤： （ａ）在第一方向将粉碎的纤维素纤维物质的液体浆料通向所述网罩组件并使其经过所述网罩组件，该浆料在其中具有溶解的有机物质的第一含量； （ｂ）从所述网罩组件处的浆料中取出一部分具有溶解的有机物质第一含量的液体； （ｃ）在一再循环管路中使从（ｂ）步骤中取出的液体的至少一部分再循环回到蒸煮器接近所述网罩组件的位置； （ｄ）将蒸煮液体引入所述再循环管路中； （ｅ）将稀释液引入所述再循环管路中，所述稀释液具有溶解的有机物质的明显低于第一含量的第二含量，该含量足以有利地影响纸浆强度、有效碱消耗量，Ｈ因子或可漂性；和 （ｆ）将所述再循环管路中的液体引回到蒸煮器，使得从再循环管路中引回的该液体在其中具有溶解的有机物质的第三含量，该含量明显低于第一含量并足以有利地影响纸浆强度、有效碱消耗量、Ｈ因子或可漂性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BS马科齐亚，JR菲利普斯，JR普劳，RC赖汉姆，RO拉克索，JT理查德森，RF查西，
申请(专利权)人：安德里兹有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]