專利名稱：用于采用化學(xué)藥品增強(qiáng)的洗滌方法水解和煮解木屑的單容器反應(yīng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于纖維素纖維材料水解處理的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，木屑(或其他纖維素或纖維材料)可在蒸煮器 (digester)中處理或蒸煮(cooking)之前在單容器中進(jìn)行水解，如在美 國專利3， 380， 883和3， 413， 189中所描述的。在這樣的系統(tǒng)中，水 解在經(jīng)過容器頂部的例如纖維素材料等木屑漿中的酸性條件下進(jìn)行，然 后在容器的下部進(jìn)行蒸煮處理，隨后在容器底部進(jìn)行洗滌。在容器的上 部區(qū)域中，水解產(chǎn)物，例如戊糖和己醣等糖，從木屑提取出，并且將所 述水解產(chǎn)物回收。
通過在上部區(qū)域中以并流流動引入蒸汽、酸和/或水，在容器的整個(gè) 上部區(qū)域發(fā)生水解。在容器的下部區(qū)域中，纖維素材料進(jìn)行蒸煮和洗滌， 并且隨后以紙漿從容器排出。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)開發(fā)出一種新穎的用于制漿系統(tǒng)的水解系統(tǒng)。例如木屑等纖維 素材料的水解和煮解在單個(gè)加壓的反應(yīng)器容器中進(jìn)行。纖維素材料在容
器的上部區(qū)域中進(jìn)行水解。在容器處于pH值為1到6，優(yōu)選3到4的情 況下，在150° C到約170° C的溫度范圍中，并且優(yōu)選在160° C到 170° C的溫度范圍中，在容器中發(fā)生水解。水解產(chǎn)物和液體通過容器中 的上部提取篩(extraction screen)從反應(yīng)器去除。容器的洗滌區(qū)在容器的 上部提取篩下面和蒸煮區(qū)上方。洗滌液向上流動經(jīng)過洗滌區(qū)，并且到達(dá) 提取篩。洗滌液還通過在洗滌區(qū)底部處的洗滌液提取篩從容器提取。
涼洗滌液降低流經(jīng)洗滌區(qū)的纖維素材料的溫度，以抑制纖維素材料 的水解反應(yīng)?；旧纤兴夥磻?yīng)在洗滌區(qū)中受到抑制，并且很多水解 產(chǎn)物通過流經(jīng)洗滌區(qū)頂部處的上部提取篩的洗滌液和溶液去除，并且從 洗滌區(qū)底部處的提取篩去除。在上部提取篩下面和蒸煮區(qū)上方的多個(gè)洗 滌區(qū)可用于沖洗來自纖維素材料的水解產(chǎn)物，并且確保在蒸煮區(qū)之前已 經(jīng)停止水解。
化學(xué)藥品可包括在添加到洗滌區(qū)的洗滌液中，所述化學(xué)藥品的量例 如在容器中的漿料中木材的0.01%到5%，優(yōu)選0.1%到1%。洗滌水或洗 漆液(如果已經(jīng)添加化學(xué)藥品)抑制在提取篩下面的纖維素材料中的水 解反應(yīng)。該洗滌液具有比水解溫度低10° C到70。 C范圍的溫度，優(yōu)選 低20° C到50。 C，最優(yōu)選低25。 C到35。 C。而且，洗滌液優(yōu)選具有 在3到7范圍中的pH值，最優(yōu)選在4到5范圍的pH值。例如氫氧化鈉 (NaOH)等化學(xué)藥品、基本上無硫的白液或這些化學(xué)藥品的混合物可添 加到洗滌液。化學(xué)藥品添加到洗滌水來抑制水解，去除水解產(chǎn)物，并且 可選地用于調(diào)節(jié)洗滌液的pH值。如果洗滌液為純水，則會出現(xiàn)這樣的現(xiàn) 象化學(xué)藥品到洗滌中的添加導(dǎo)致大量的水解產(chǎn)物從流經(jīng)洗滌區(qū)的纖維 材料提取出。
纖維素材料的化學(xué)藥品煮解在水解和洗滌區(qū)下面進(jìn)行。蒸煮化學(xué)藥 品引入容器中到達(dá)容器中的在洗滌區(qū)下面的蒸煮區(qū)。通過蒸煮纖維素材 料產(chǎn)生的紙漿從容器的底部排出。
本文公開的工藝通過將堿性物質(zhì)的弓I入延緩到水解完成，降低了木 質(zhì)素和其他溶解的木材成分沉淀的風(fēng)險(xiǎn)。所述工藝還可在纖維素材料化 學(xué)煮解過程中降低堿的消耗。
已經(jīng)開發(fā)出一種反應(yīng)容器，包括接收纖維素材料的材料輸入端， 和用于纖維素材料的材料排出端，其中，所述纖維素材料從所述材料輸 入端流經(jīng)反應(yīng)容器到達(dá)所述材料排出端；水解產(chǎn)物和液體提取篩；水解 區(qū)，在所述材料輸入端和所述水解產(chǎn)物和液體提取篩之間，其中，所述 水解區(qū)保持在水解溫度或高于水解溫度，在所述水解溫度下水解反應(yīng)在 纖維素材料中進(jìn)行；洗滌區(qū)，在所述水解產(chǎn)物和液體提取篩和洗滌液提 取篩之間，并且在所述洗滌區(qū)中水解基本被抑制；洗滌液入口端口，用 于將洗滌液引入所述洗滌區(qū)中，其中，進(jìn)入洗滌液入口端口的至少一部 分洗滌液流經(jīng)洗滌區(qū)，到達(dá)水解產(chǎn)物和液體提取篩，并且其中，洗滌液 在低于水解溫度的溫度下引導(dǎo)到洗滌區(qū)，并且洗漆液在第二容器區(qū)中抑 制水解；蒸煮區(qū)，在洗滌區(qū)下面，其中，所述蒸煮區(qū)包括蒸煮溶液注入 端口；蒸煮溶液提取篩，在蒸煮區(qū)下面，和紙漿排出端，在蒸煮溶液提
取篩下面，用于排出煮解的纖維素材料。
已經(jīng)開發(fā)出一種反應(yīng)容器，包括接收纖維素材料的材料輸入端， 和用于纖維素材料的材料排出端，其中纖維素材料從所述材料輸入端流 經(jīng)反應(yīng)容器到達(dá)所述材料排出端；蒸汽入口，接收蒸汽來將容器中的纖
維素材料加熱和加壓；水解產(chǎn)物和液體提取篩；水解區(qū)，在所述材料輸
入下面，并且在所述水解產(chǎn)物和液體提取篩上方，其中，所述水解區(qū)保 持在水解溫度或高于水解溫度，在所述水解溫度，水解反應(yīng)在纖維素材
料中進(jìn)行；冷卻區(qū)，在水解產(chǎn)物和液體提取篩下面和冷卻液提取篩上方， 其中，所述冷卻區(qū)保持在低于水解溫度的溫度；水入口端口，用于將水 引入冷卻區(qū)，其中，進(jìn)入冷卻入口端口的至少一部分水流經(jīng)冷卻區(qū)，向 上到達(dá)水解產(chǎn)物和液體提取篩，并且由水解產(chǎn)物和液體提取篩提取，并 且其中，水在低于水解溫度的溫度下引導(dǎo)到冷卻區(qū)；第一液體提取篩， 在冷卻區(qū)下面，并且在蒸煮區(qū)上方；蒸煮區(qū)包括蒸煮溶液注入端；和蒸 煮溶液提取篩，在蒸煮區(qū)或在蒸煮區(qū)下面，并且在材料排出端上方。
已經(jīng)開發(fā)出一種從纖維素材料制備紙漿的方法，包括將纖維素材 料引導(dǎo)到加壓反應(yīng)容器的上部入口；向所述容器增加壓力和熱能；在反 應(yīng)容器的水解區(qū)中水解纖維素材料；通過在容器水解區(qū)下面和在冷卻區(qū) 上方的水解產(chǎn)物和液體提取篩，從纖維素材料提取水解產(chǎn)物和液體；將 冷卻液引導(dǎo)到冷卻區(qū)，其中所述冷卻液在冷卻區(qū)中抑制纖維素材料的水 解，并且其中，至少一部分冷卻液向上流經(jīng)纖維素材料到達(dá)提取篩，并 且由提取篩提??；通過在冷卻區(qū)中注入冷卻溶液，在冷卻區(qū)下面煮解冷 卻區(qū)中的纖維素材料，并且從容器的排出端排出煮解的纖維素物質(zhì)，其
中所述排出端在冷卻區(qū)下面。


圖1是進(jìn)行纖維素材料水解和煮解的連續(xù)制漿容器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了用于蒸汽相水解和煮解系統(tǒng)的單個(gè)容器10。所述容器可 以是垂直布置的圓柱狀反應(yīng)器容器，并且可以超過100英尺高。所述容 器可加壓到大氣壓之上的壓力。所述容器可以是紙漿處理設(shè)備的一部分。
容器10包括內(nèi)頂部分離器12。纖維素材料漿通過管道14從傳統(tǒng)的 木屑供給系統(tǒng)16傳送到頂部分離器。在分離器12中的螺旋運(yùn)送器將纖 維素漿排出到容器的上部區(qū)域中。頂部分離器還從漿料榨取液體。榨取 的液體通過管道13從所述容器排出，并且可再循環(huán)到木屑供給系統(tǒng)。
保留在漿料中的纖維素材料和液體從頂部分離器12排出，并且下落 經(jīng)過容器上部高度中的氣相20。如果容器為汽相容器，則排出的纖維素 材料下落經(jīng)過所述氣相，并且到達(dá)容器中木屑水平面22的頂部。如果容 器為液壓容器，則從頂部分離器排出的材料直接進(jìn)入填充容器的漿料中。
當(dāng)新的纖維素材料從分離器下落時(shí)，已經(jīng)在木屑水平面22處或低于 木屑水平面22的材料被迫進(jìn)一步下降到容器中。容器中溶液水平面24 可以在木屑水平面處或靠近木屑水平面。優(yōu)選地，液體水平面設(shè)置為使 纖維素材料中的木屑固體的頂部，通常由木屑水平面22的頂部表示，全 部浸沒在液體水平面24的下面。
高于大氣壓的蒸汽或其他加壓流體17通過管道18引導(dǎo)到容器頂部 的氣相區(qū)20，以向容器提供熱和壓力。蒸汽是供給容器熱能的優(yōu)選的主 要外部源。容器也可根據(jù)引導(dǎo)到容器頂部的蒸汽(或惰性氣體)提供的 壓力來控制。水汽或蒸汽相容器10的使用將減少與由水解形成的氣體相 關(guān)的問題，所述水解可發(fā)生在容器的頂部。但是，液壓容器仍可受益于 如本文公開的在上部洗滌區(qū)中弓I入洗滌液。
水解發(fā)生在液面高度24下面，并且在容器的上部區(qū)(A)中。上部 區(qū)(A)通常從液面高度24延伸到第一 (上部)提取篩26。上部區(qū)(A) 保持在促進(jìn)水解的條件下，例如保持在至少150攝氏度或優(yōu)選在至少170 攝氏度的溫度。但是，如果將化學(xué)藥品，例如通過將酸性溶液添加到上 部區(qū)(A)的溶液中，則促進(jìn)水解的溫度可以低于150至U170攝氏度。水 解產(chǎn)物在上部區(qū)A中產(chǎn)生，并且由第一提取篩(或篩裝置)26去除。
在上部區(qū)(A)中溶解的木質(zhì)素是不期望的，因?yàn)槿芙獾哪举|(zhì)素可與 洗滌水一起流經(jīng)貫通的篩26。已經(jīng)在堿性條件下，例如，pH值大于11 的條件下溶解的木質(zhì)素將在低于pH值ll的pH值水平下沉淀。優(yōu)選地， 上部區(qū)(A)的pH值低于ll，并且上部區(qū)保持在不會使大量木質(zhì)素溶解 到該區(qū)中的條件下。
從篩26提取的液體流經(jīng)管道28，并且到達(dá)閃急槽(flashtank) 30。 在閃急槽30中產(chǎn)生的蒸汽31可用作紙漿設(shè)備中的熱能，例如加熱容器 的上部區(qū)。來自閃急槽的液體可通過管道130再循環(huán)到木屑供給系統(tǒng)， 用于將纖維素材料漿傳送到容器10和/或回收，從而從水解產(chǎn)物中提取 糖。
容器中的洗滌區(qū)(B)在第一提取篩26和洗滌液提取篩33之間。 洗滌液36供到洗滌區(qū)B來部分抑制區(qū)B中的水解。在洗滌區(qū)B中，對 向下移動經(jīng)過容器的木屑材料進(jìn)行逆流洗滌。經(jīng)過容器的材料流動通常 向下，并且液體逆流流動通常向上。通常區(qū)B中的例如單獨(dú)的洗滌水或 含有化學(xué)藥品的洗滌液的逆流方向向上(參見區(qū)B中向上的箭頭)，并 且通常纖維素材料的流動方向向下(參見區(qū)B中向下的箭頭)經(jīng)過容器。
洗滌液，例如只是水或水和化學(xué)藥品的混合物，優(yōu)選具有比水解溫 度低10°C到70°C的溫度，更優(yōu)選低20°C到50°C，并且最優(yōu)選低25°C 到35°C。洗滌液的pH值優(yōu)選為3到7，并且更優(yōu)選為4到5。洗滌液 從洗滌液源36并且通過從洗滌提取篩33提取的再循環(huán)溶液供到容器的 上部高度，例如區(qū)B。洗滌液和再循環(huán)溶液足夠形成經(jīng)過區(qū)B到達(dá)上部 提取篩26的向上的液流。優(yōu)選地，纖維素材料的大部分洗滌在區(qū)B中 進(jìn)行。
源36中的洗滌液可以只是洗滌水或洗滌水和化學(xué)藥品的組合，所 述化學(xué)藥品例如為氫氧化鈉(NaOH)和基本上無硫的白液中的一種或 多種。優(yōu)選地，基本上無硫的白液具有不超過百萬分之O.IO (ppm)的 硫化合物。例如，添加到洗滌水中的化學(xué)藥品量可以是流經(jīng)容器的漿中 例如木材等的纖維素材料量的0.01%到5%，優(yōu)選為0.1%至1」1%?；瘜W(xué) 藥品從化學(xué)源53供給，并且流經(jīng)管道57來與洗滌液源36中的洗滌水 34混合。洗滌液和化學(xué)藥品(如果有)的混合物36流經(jīng)洗滌液管道59， 并且與流經(jīng)洗滌液提取管道37并且通過洗漆液入口端口 61返回到洗滌 區(qū)B中的提取溶液再循環(huán)流混合。
當(dāng)洗滌液向上流經(jīng)區(qū)B到達(dá)上部提取篩26時(shí)，洗滌液與向下流動
經(jīng)過區(qū)B到達(dá)上部提取篩26的纖維素材料混合。洗滌液用于冷卻所述
材料，并且從所述材料沖刷掉酸和其他化合物。酸和其他化合物從提取
篩26流出。纖維素材料的冷卻和沖刷用于抑制并且優(yōu)選阻止纖維素材 料中出現(xiàn)水解反應(yīng)。
當(dāng)纖維素材料向下(參見區(qū)C中的箭頭)流到第三提取篩38時(shí)， 并流洗滌可在第二篩33下面進(jìn)行。在區(qū)C中，液體通常向下與纖維素 材料并流流動，例如以相同流動方向流動。區(qū)C為洗滌和緩沖區(qū)，其從 纖維素材料去除任何殘余水解產(chǎn)物。殘余水解產(chǎn)物在流經(jīng)提取篩38的 液體中提取出，并且流經(jīng)管道40到達(dá)閃急槽42。與閃急槽30相同，來 自閃急槽42的蒸汽可作為熱能再利用，例如引入到容器10的頂部，并 且來自槽42的液體可再循環(huán)到木屑供給系統(tǒng)，并且出于其他目的再利 用，例如從水解產(chǎn)物回收糖。如果需要，來自篩38和26的水解產(chǎn)物可 通過管道19A和19B循環(huán)到處理容器的頂部。
水解冷卻和洗滌區(qū)(B和C)將水解產(chǎn)物從向下移動經(jīng)過容器的纖 維素材料去除。區(qū)B和C使在區(qū)A中經(jīng)受水解的纖維素材料延緩在區(qū) D和E中進(jìn)行所述纖維素材料的例如蒸煮等煮解。洗滌區(qū)在容器中緊接 著水解區(qū)(A)的下面。洗滌液可通過調(diào)節(jié)供到B區(qū)的洗滌液的量，并 且通過調(diào)節(jié)供給洗滌液36的冷水34的量，有目的地保持在低于纖維素 材料水解溫度的溫度，所述洗滌液比區(qū)B中的材料溫度低。在區(qū)B中， 洗滌液冷卻纖維素和溶液漿，以抑制水解，并且通過從纖維素材料洗去 水解產(chǎn)物輔助從纖維素材料去除水解產(chǎn)物，并且當(dāng)洗滌液通過篩26提
取出時(shí)去除水解產(chǎn)物。
優(yōu)選地，當(dāng)纖維素材料從緩沖區(qū)(區(qū)C)向下移動時(shí)，纖維素材料 的溫度低于正常的水解溫度。纖維素材料的溫度通過流入?yún)^(qū)B并且可選 地流入?yún)^(qū)C的涼洗滌液冷卻，其中，洗滌液低于正常的水解溫度。
洗滌液也可在蒸煮區(qū)(D和E)之前將材料的pH水平調(diào)節(jié)到接近 或高于中性。去除水解產(chǎn)物和將纖維素材料的pH水平調(diào)節(jié)為高于蒸煮
區(qū)通常將有助于最小化或防止蒸煮區(qū)中的蒸煮化學(xué)藥品中存在的溶解 木質(zhì)素的沉積。
洗漆液和溶液提取及再循環(huán)管道37可包括pH值監(jiān)控器44。通過 篩33提取并且將通過過管道37返回到容器的再循環(huán)洗滌液和溶液的pH 值由監(jiān)控器33監(jiān)控。可部分確定添加到管道37中的再循環(huán)洗滌液和溶 液的洗滌液36的量，來將從管道37流到容器的洗滌液和溶液保持在例 如pH值4到pH值10之間的預(yù)定范圍內(nèi)，或pH值6到pH值10或pH 值6到pH值8之間的更窄的范圍內(nèi)。如果管道37中提取的洗滌液和溶 液處于比預(yù)定pH值范圍更高的pH值，則添加到管道37的洗滌液36 可增加。洗滌液的pH值通常為pH值7，并且添加到管道37的洗滌液 量的增加將朝向pH值7降低管道中液體的pH值。而且，酸性化學(xué)藥 品，參見化學(xué)藥品源53，可添加到再循環(huán)管道37來輔助流經(jīng)管道到達(dá) 容器的洗滌液和溶液的pH值控制。如果管道37中提取的洗滌液和溶液 的pH值在預(yù)定pH值范圍的下端或低于預(yù)定pH值范圍，則來自源53 的具有高pH值的化學(xué)藥品可添加到將引導(dǎo)到管道37中的液流的洗滌液 36。
水解和洗滌部分(區(qū)A到C)中的容器IO的直徑可相對一致。類
似地，蒸煮區(qū)(區(qū)D到F)中的容器直徑可相對一致，并且可關(guān)于區(qū)A 到C一致?？蛇x地， 一個(gè)或多個(gè)區(qū)，例如D到F可比在較高高度的區(qū) 具有更大的直徑。
纖維素材料的蒸煮在區(qū)D和E中進(jìn)行，區(qū)D和E在容器的洗滌和 緩沖區(qū)(A到C)下面。蒸煮為纖維素材料的化學(xué)處理，以從纖維素材 料溶解木質(zhì)素。蒸煮化學(xué)藥品優(yōu)選不引導(dǎo)到容器10的頂部，并且優(yōu)選 不引導(dǎo)到第三提取篩38的上方。
蒸煮區(qū)(D到E，并且可選地到F)在洗滌和緩沖區(qū)(B和C)下 面。在蒸煮區(qū)中，注入蒸煮化學(xué)藥品來使蒸煮化學(xué)藥品快速和全面滲入 纖維素材料中。蒸煮區(qū)可布置成使上部蒸煮區(qū)(D)在與下部蒸煮區(qū)(E 和F)相比降低的溫度下操作。蒸煮區(qū)可包括并流和逆流溶液流動。蒸 煮區(qū)D和F顯示出具有逆流溶液流動，并且區(qū)E顯示出具有并流溶液 流動。
蒸煮化學(xué)藥品(溶液)50優(yōu)選在區(qū)D中引導(dǎo)到容器。蒸煮溶液再 循環(huán)管道52從緊接著區(qū)D下面的提取篩54回收黑液。其他的蒸煮溶液 50，例如白液與從管道52再循環(huán)并且引導(dǎo)到區(qū)D中的蒸煮溶液混合。 蒸煮溶液可加熱來使纖維素材料開始煮解。當(dāng)蒸煮溶液引導(dǎo)到蒸煮區(qū)， 例如區(qū)D時(shí)，煮解過程可開始。其他的蒸煮溶液可在區(qū)E到F的各高 度處的一個(gè)或多個(gè)提取篩58處去除。當(dāng)材料移動經(jīng)過區(qū)E和F到達(dá)容 器底部32處的紙漿排出端56時(shí)，纖維素材料的溫度可保持相對恒定。
容器中的蒸煮可具有多個(gè)階段，其中，經(jīng)過第一階段(上部高度區(qū)
D)的纖維素材料比在其他階段(下部高度區(qū)E和F)的纖維素材料處 于更低的溫度?？蛇x的蒸煮操作包括當(dāng)材料引導(dǎo)到蒸煮溶液時(shí)蒸煮纖維 素材料。但是另一個(gè)蒸煮操作可包括蒸煮過程進(jìn)行時(shí)，當(dāng)纖維素材料引
導(dǎo)到不同溫度下的蒸煮溶液時(shí)，例如區(qū)D的溫度高于區(qū)E和F的，蒸 煮纖維素材料。
區(qū)F可以是最終蒸煮區(qū)或洗滌區(qū)。來自洗漆水源34的洗滌水引導(dǎo) 到容器的底部32，并且從洗滌水源34向上流經(jīng)最下部區(qū)F。在最終洗 滌區(qū)，例如區(qū)F中，在纖維素材料從處理或蒸煮器(digester)容器排出 之前，洗滌水從纖維素材料去除蒸煮化學(xué)藥品。
熱回收方法可持續(xù)使用來回收由閃急槽和提取篩26， 33釋放的熱 能。例如，如果熱可從例如來自洗滌液和溶液提取及再循環(huán)管道37的 循環(huán)蒸汽回收，則這樣的回收可涉及熱交換器等的使用。也可能需要預(yù) 加熱注入容器頂部的液體18。該預(yù)加熱可通過使用從與循環(huán)管道熱交換 接觸的容器提取的熱蒸汽來實(shí)現(xiàn)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于目前被認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了 描述，但是應(yīng)理解，本發(fā)明沒有限制到所公開的實(shí)施例，而是相反，旨 在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和等同布置。
權(quán)利要求
1. 一種反應(yīng)容器，包括接收纖維素材料的材料輸入端，和用于纖維素材料的材料排出端，其中，所述纖維素材料從所述材料輸入端流經(jīng)所述反應(yīng)容器達(dá)到所述材料排出端；水解產(chǎn)物和液體提取篩；水解區(qū)，在所述材料輸入端和所述水解產(chǎn)物和液體提取篩之間，其中，所述水解區(qū)保持在或高于水解溫度，在所述水解溫度下水解反應(yīng)在纖維素材料中進(jìn)行；洗滌區(qū)，在所述水解產(chǎn)物和液體提取篩和洗滌液提取篩之間，并且其中，所述水解基本上被抑制；洗滌液入口端口，用于將洗滌液引入洗滌區(qū)，其中，進(jìn)入所述洗滌液入口端口的至少一部分洗滌液流經(jīng)所述洗滌區(qū)，并且通過所述水解產(chǎn)物和液體提取篩提取，并且其中，所述洗滌液在低于水解溫度的溫度下引導(dǎo)到洗滌區(qū)；蒸煮區(qū)，在所述洗滌區(qū)和所述材料排出端之間，其中，所述蒸煮區(qū)包括蒸煮溶液注入端口；蒸煮溶液提取篩，在所述蒸煮區(qū)或下面，并且在所述材料排出端上方，并且其中，所述洗滌液為氫氧化鈉和基本上無硫的白液中的至少一種和水的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，在所述洗滌液中，所述 氫氧化鈉和基本上無硫白液中的至少一種的量在容器中纖維素材料的 0.01%到5%的范圍中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)容器，其中，氫氧化鈉和基本上無硫 白液的至少一種的量在容器中纖維材料的0.1%到1%的范圍中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，水解在150。 C到170。 C 范圍的溫度下在容器中進(jìn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)容器，其中，所述范圍為160° C到 170° C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，在所述水解區(qū)中，所述 容器中所述材料的pH值范圍為1到6。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)容器，其中，所述pH值范圍為3到4。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，還包括熱能入口端口，用于將 加熱的流體在所述水解區(qū)或所述水解區(qū)上方引導(dǎo)到所述容器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，所述洗滌區(qū)為第一洗滌 區(qū)，所述洗滌液提取篩為第一洗滌液提取篩，并且所述容器還包括在所 述第一洗滌區(qū)下面的第二洗滌區(qū)，和在所述第二洗滌區(qū)下面并且在所述 蒸煮區(qū)上方的第二洗滌液提取篩，其中，所述洗滌液入口端口在所述第 一洗滌液提取篩上方，并且進(jìn)入洗滌液入口端口的至少一部分洗滌液由 所述第一和第二液體提取篩提取。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，當(dāng)引導(dǎo)到所述洗滌區(qū) 時(shí)，所述洗滌液在比水解溫度低10° C到70。 C的范圍中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的反應(yīng)容器，其中，所述洗滌液在比水解溫度低20° C到50。 C的范圍中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的反應(yīng)容器，其中，所述洗滌液在比水解 溫度低25° C到35。 C的范圍中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，當(dāng)引導(dǎo)到所述洗滌區(qū) 時(shí)，所述洗滌液具有在3到7范圍中的pH值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，還包括結(jié)合到所述洗滌液提 取篩排出端的洗滌液提取管道，其中，通過所述洗滌液提取篩提取的液 體流經(jīng)所述提取管道，與來自容器外部的洗滌液源結(jié)合，并且結(jié)合的提 取液和洗滌液通過所述洗滌液入口引導(dǎo)到所述洗滌區(qū)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的反應(yīng)容器，還包括pH值傳感器，監(jiān)控 通過所述洗滌液提取篩提取的液體的pH水平，并且其中，與從所述洗滌 液提取篩提取的液體結(jié)合的所述洗滌液的量根據(jù)監(jiān)控的pH值水平確定。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，還包括閃急槽，接收從所述 水解產(chǎn)物和液體提取篩提取的液體，在所述水解區(qū)或所述水解區(qū)上方將 蒸汽供到所述容器，并且將水解產(chǎn)物排出到水解回收系統(tǒng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)容器，其中，在所述水解區(qū)中的所 述材料保持在低于11的pH值下。
18. —種反應(yīng)容器，包括接收纖維素材料的材料輸入端，和用于纖維素材料的材料排出端， 其中，所述纖維素材料從所述材料輸入端流動經(jīng)過反應(yīng)容器到達(dá)所述材料排出端；蒸汽入口，接收蒸汽來將所述容器中的纖維素材料加熱和加壓；水解產(chǎn)物和液體提取篩；水解區(qū)，在所述材料輸入端下面和所述水解產(chǎn)物和液體提取篩上方， 其中，所述水解區(qū)保持在或高于水解溫度，水解反應(yīng)在所述纖維素材料中在所述水解溫度下進(jìn)行；冷卻區(qū)，在所述水解產(chǎn)物和液體提取篩下面，并且在冷卻液提取篩 上方，其中，所述冷卻區(qū)保持在低于所述水解溫度的溫度；洗滌液入口端口，用于將洗滌液引入所述冷卻區(qū)，其中，進(jìn)入所述 冷卻入口端口的至少一部分洗滌液流動經(jīng)過所述冷卻區(qū)，向上到達(dá)所述水解產(chǎn)物和液體提取篩，并且由所述水解產(chǎn)物和液體提取篩提取，并且 其中，所述洗滌液在低于所述水解溫度的溫度下引導(dǎo)到所述冷卻區(qū)；第一液體提取篩，在所述冷卻區(qū)下面，并且在蒸煮區(qū)上方；所述蒸煮區(qū)包括蒸煮溶液注入端口 ，蒸煮溶液提取篩在所述蒸煮區(qū)或在所述蒸煮區(qū)下面，并且在所述材 料排出端上方，并且其中，所述洗滌液為氫氧化鈉和基本上無硫白液中的至少一種和水 的混合物。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，其中，在所述洗滌液中，所 述氫氧化鈉和基本上無硫白液中的至少一種的量在容器中纖維素材料的 0.01%到5%的范圍中。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，其中，所述水解溫度在150°C到170。 C的范圍中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，其中，在所述水解區(qū)中的pH 值在pH值為1到pH值為6的范圍中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，還包括熱能入口端口，用于 將加熱的液體在所述水解區(qū)或所述水解區(qū)上方引入。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的反應(yīng)容器，其中，所述加熱的流體為從 所述水解產(chǎn)物和液體提取篩提取的液體回收的蒸汽。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，還包括在所述冷卻區(qū)下面的 洗滌區(qū)，和在所述洗滌區(qū)下面并且在所述蒸煮區(qū)上方的第二液體提取篩， 其中，所述第一和第二液體提取篩提取進(jìn)入所述水入口端口的至少一部 分水。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，還包括結(jié)合到所述冷卻液提 取篩排出端的液體提取管道，其中，通過所述冷卻液提取篩提取的液體 流經(jīng)所述提取管道，與所述洗滌液結(jié)合，并且通過所述冷卻液入口引導(dǎo) 到所述冷卻區(qū)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，其中，在所述洗滌液輸入端 口的所述洗滌液比所述水解溫度低10° C到70。 C。
27. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，其中，在所述洗滌液輸入端 口的所述洗漆液具有范圍在3到7的pH值。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的反應(yīng)容器，還包括pH值傳感器，監(jiān)控 通過所述冷卻液提取篩提取的液體的pH水平，并且其中，與從所述冷卻 液提取篩提取的所述液體結(jié)合的所述洗滌液的量根據(jù)所監(jiān)控的pH水平確定。
29. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，其中，所述反應(yīng)容器基本上 垂直，具有至少100英尺的高度，所述入口在所述容器的上部中，并且 所述排出端靠近所述容器的底部。
30. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，還包括閃急槽，接收從所述水解產(chǎn)物和液體提取篩提取的液體，在所述水解區(qū)或所述水解區(qū)上方將 蒸汽供到所述容器，并且將水解產(chǎn)物排出到水解產(chǎn)物回收系統(tǒng)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)容器，還包括在所述水解區(qū)下面并 且在所述蒸煮區(qū)上方的第二冷卻液提取篩，其中，至少一部分所述蒸煮 溶液通過所述兩個(gè)冷卻液提取篩提取。
32. —種用于從纖維素材料制備紙漿的方法，包括 將纖維素材料引導(dǎo)到加壓反應(yīng)容器的上部入口； 向所述容器增加熱能和壓力；在所述反應(yīng)容器的水解區(qū)中水解所述纖維素材料；通過在所述容器的所述水解區(qū)下面和冷卻區(qū)上方的水解產(chǎn)物和液體 提取篩，從所述纖維素材料提取水解產(chǎn)物和液體；將冷卻液引導(dǎo)到所述冷卻區(qū)，其中，在所述冷卻區(qū)中，所述冷卻液 抑制所述纖維素材料的水解，并且其中，至少一部分所述冷卻液向上流 動經(jīng)過所述纖維素材料，到達(dá)所述提取篩，并且由所述提取篩提??；通過在所述蒸煮區(qū)中注入冷卻溶液，在冷卻區(qū)下方煮解冷卻區(qū)中的 所述纖維素材料，將所述煮解的纖維素物質(zhì)從所述容器的排出端排出，其中所述端口在所述蒸煮區(qū)下面，并且其中，所述冷卻液為氫氧化鈉和基本上無硫白液中的至少一種和水 的混合物。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，在所述洗滌液中，氫氧化 鈉和基本上無硫白液的至少一種的量在所述容器纖維素材料的0.01%到5 %的范圍中。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述水解區(qū)中的pH值在 1到6的范圍中。
35. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，在所述水解區(qū)中的所述纖 維素材料保持在高于水解溫度的溫度，并且在所述冷卻區(qū)中的纖維素材 料保持在低于水解溫度至少10攝氏度的溫度。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述水解溫度在150° C 到170。 C的范圍中。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，當(dāng)引導(dǎo)到所述冷卻區(qū)時(shí)， 所述冷卻液低于所述水解溫度10° C到70° C。
38. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括從在所述冷卻區(qū)或所述冷 卻區(qū)下面的液體提取篩提取液體，將洗滌液添加到所述提取的液體，并 且將所述提取的液體和添加的洗滌液注入所述冷卻區(qū)，其中，所述添加 的洗滌液在低于所述水解溫度的溫度。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，還包括監(jiān)控所述提取液體的pH 值，并且如果所述監(jiān)控的pH值超過預(yù)定pH值水平，增加添加到所述提 取液的洗滌液流。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括閃蒸(flashing)通過所述 水解產(chǎn)物和液體提取篩提取的水解產(chǎn)物和液體，和將來自所述閃蒸(flashed)的水解產(chǎn)物和液體的回收蒸汽注入所述 容器，并且將水解產(chǎn)物從所述閃蒸(flashed)的水解產(chǎn)物和液體分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于采用化學(xué)藥品增強(qiáng)的洗滌方法水解和煮解木屑的單容器反應(yīng)器系統(tǒng)，它包括接收纖維素材料的材料輸入端和用于所述纖維素材料的材料排出端，纖維素材料從材料輸入端流經(jīng)反應(yīng)容器到達(dá)所述材料排出端；水解產(chǎn)物和液體提取篩；在所述材料輸入端和所述水解產(chǎn)物和液體提取篩之間的水解區(qū)；在所述水解產(chǎn)物和液體提取篩和洗滌液提取篩之間的洗滌區(qū)；洗滌液入口端口，用于將洗滌液引入所述洗滌區(qū)，其中，進(jìn)入所述洗滌液入口端口的至少一部分所述洗滌液流經(jīng)所述洗滌區(qū)，并且由所述水解產(chǎn)物和液體提取篩提取；在所述洗滌區(qū)和所述材料排出端之間的蒸煮區(qū)；和在所述蒸煮區(qū)或在所述蒸煮區(qū)下面，并且在所述材料排出端上方的蒸煮溶液提取篩。
文檔編號D21C9/00GK101387085SQ200810097748
公開日2009年3月18日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者伯蒂爾·施特龍貝格, 威廉·J·卡恩, 文采斯樂·基洛夫, 納?！は６?申請人:安德里茲有限公司