專利名稱：用過氧化氫漂白木漿的方法
技術領域：
本發(fā)明普遍涉及木漿漂白方法，并更具體涉及在兩步漂白階段中使用過氧化氫溶液漂白中等稠度的紙漿。
過氧化氫廣泛用于機械漿、半機械漿、半化學漿和循環(huán)漿的增白。最近過氧化氫已用于化學漿的漂白來有助于其脫木素作用。當前除氧之外還采用過氧化氫的氧化萃取階段來降低紙漿漂白第一階段所需要的氯氣量。過氧化氫也用于紙漿漂白最后階段以得到高白度、穩(wěn)定的漂白紙漿。
對于機械漿、半機械漿和半化學漿，過氧化氫主要用于高稠度體系，其中紙漿脫水濃縮至約30％稠度并通過在其中加入了過氧化氫溶液的疏解機或高稠度混合器。然后該紙漿由于重力落到一個反應塔中，該塔通常設計為有幾個小時的保留時間。在如上述的一個階段或連續(xù)地兩個階段中進行漂白。在后一種情況，其中一段可以中等稠度進行。
在化學漿中，過氧化氫主要用于中等稠度體系，其中從初始段出來的紙漿在濃縮機或洗漿機中脫水至約10-14％稠度。在碎漿機中(repulper)(從濃縮機或洗漿機排出)或在中等稠度塔之前在中等稠度泵或混合器中，將過氧化氫和堿一起加入，通常與其他氧化物(如氧)一起使用。
有幾種方法來漂白化學漿。其中，熱過氧化物體系是有價值的，因為它與常規(guī)高稠度體系一樣改善了白度，但是在中等稠度(10-14％)進行的。其是通過把紙漿溫度升至85℃并降低pH至約9.5-10.5實現(xiàn)的，這不同于常規(guī)的高稠度過氧化物體系。由于快速反應，保留時間從數(shù)小時降為若干分鐘(15-30分)并不需要硅酸鹽來穩(wěn)定該過氧化物溶液。過氧化物料仍然與常規(guī)體系的差不多一樣。
已提出把殘余過氧化物的再活化用于機械漿的漂白。這一改進通過提高該紙漿懸浮液的堿度使未消耗的過氧化物(第一反應階段塔后)再活化。其目的是省去昂貴的脫水設備，該設備用于漂白塔后將從脫水設備出來的濾液循環(huán)回到加入新鮮過氧化物處(通常在漂白塔前的混合器中)來回收殘余的過氧化物。與在兩段間需要昂貴脫水設備的常規(guī)兩段過氧化物漂白體系相比，該建議具有重要商業(yè)意義。
高稠度體系被稱為是開發(fā)在最低過氧化物消耗下具有最高白度的最佳途徑。其缺點在于由于昂貴的脫水設備(至30％稠度)、昂貴的混合器-疏解機、長保留時間塔的費用和昂貴的高稠度塔出料設備，需要大量的投資成本。另外，任何循環(huán)殘余過氧化物以減少化學品消耗的嘗試都需要在該塔后進行第二次脫水設備，這類似于它前面使用的設備。
中等稠度體糸不能增加足夠的白度，并認為其消耗了更多的過氧化物而且為了消耗該過氧化物需要極長的保留時間。為了得到更顯著的脫木素作用和白度效果，過氧化物必須用于幾個塔中，即在第一萃取段和氧一起的化學漂白中使用、單獨或與其他化學品一起在第二萃取段中使用、在漂白過的高密度塔之前單獨使用。殘余的過氧化物在這些體系中不回收。
上述介紹了已知在當前紙漿漂白法中存在的一些局限。提供克服一種或幾種這些局限的替代方法將是有利的。因此，本文提供了一個適當?shù)奶娲椒ǎ摲椒ň哂邢挛母映浞止_的性能。
在本發(fā)明的一方面，用過氧化氫溶液作為漂白劑漂白木漿的方法，包括以下步驟以10％-18％(全干基，oven dried basis)把紙漿加入混合器中；加熱該紙漿至80-100℃；加入足夠的氫氧化鈉使該紙漿的pH為9.5-11.5；加入足夠的過氧化氫以確保第一反應塔后將有大量剩余的過氧化物；以在反應柱中的反應時間為5-60分鐘的速率，讓該紙漿通過反應柱；把該紙漿加入混合器并通過加入足夠的氫氧化鈉，以使該紙漿的pH至少為9再活化剩余的過氧化氫；在反應塔中沉積該紙漿并讓該反應進行1-4小時直到幾乎所有的殘余過氧化氫都消耗掉。
從下面詳細的介紹并同時參照附圖中，將更清楚地了解本發(fā)明的上述觀點和其他觀點。


圖1是介紹本發(fā)明方法優(yōu)選實施方案的方法流程示意圖。
參照該圖，從常規(guī)洗漿機或濃縮機將紙漿卸出，通過管10進入混合器100，在此分別通過管16和15加入用于加熱該紙漿的蒸汽和調(diào)整該紙漿pH的堿。該堿可是氫氧化鈉、白液或其他堿源。把該紙漿加熱到高于常規(guī)的60℃，優(yōu)選為85-95℃并調(diào)節(jié)pH大于8.5，優(yōu)選9.5-10.5。該已加熱的并pH調(diào)節(jié)過的紙漿通過管20從混合器100出料加到常規(guī)中等稠度泵200，該泵通過管30將該紙漿泵送入混合器300。通過管35向混合器300加入足夠量的過氧化氫來確保在該反應第一步的末尾有充分的剩余過氧化物。如同在常規(guī)的過氧化物漂白體系中，用以保護纖維素粘度的鎂化合物、以及多價螯合劑[如SiO2和/或螯合劑(如EDTA或DTPA)]也可通過管15與堿液、通過管35與過氧化物溶液一起加入或單獨通過管16和36加入。
把已加熱到設定反應溫度并已調(diào)節(jié)到設定pH的紙漿通過管40泵入上流反應柱400，該柱尺寸設計為具有該反應第一步所需要的保留時間。根據(jù)本發(fā)明，上流管的尺寸設計來確保紙漿的保留時間為5-55分鐘，優(yōu)選10-20分鐘，在該保留時間后，該紙漿保留了大量剩余過氧化物。該紙漿通過管50卸料至一適當?shù)幕旌掀?00中，其中通過管55加入另外的堿來提高該紙漿的pH至9.5-11.5，優(yōu)選10.5-11.0。該堿(氫氧化鈉)的加入再度活化了殘余的過氧化氫，使得當通過管60卸料至反應器600時，該紙漿由于在反應器600的保留期間的過氧化物反應而繼續(xù)漂白。典型的反應器設計為紙漿的停留時間為1-4小時。
權利要求
1.使用過氧化氫作為漂白劑漂白木漿的方法，包括以下步驟以10％-18％(絕干基)稠度把紙漿加入混合器；加熱所說的紙漿至80-100℃的溫度；加入足夠的堿使所說紙漿的pH大于8.5；加入足夠的過氧化氫以確保在第一反應柱后有充分剩余的過氧化物；以在反應柱的反應時間小于60分鐘的速率把所說的紙漿通過所說的柱；把所說的紙漿加入一混合設備中并通過加入足夠的堿使該紙漿的pH至少為9來再活化剩余的過氧化氫；和在一個反應塔中沉積所說的紙漿并讓該反應進行1-4小時直到已消耗絕大部分剩余的過氧化氫。
2.權利要求1的方法，其中加入足夠的堿使所說紙漿的PH為9.5-10.5。
3.權利要求1的方法，其中以在反應柱中提供的反應時間為10-15分鐘的速率把所說的紙漿通過所說的反應柱。
全文摘要
使用過氧化氫作為漂白劑漂白木漿的方法，使用兩段反應，即短時間高溫段接著長時間第二段來實質(zhì)上消耗短時間段后剩下的所有過氧化氫。該方法包括以下步驟以10-18％的稠度把紙漿(10)加入混合器(100)，其中把該紙漿加熱到80-100℃的溫度；加入足夠量的氫氧化鈉(15)使該紙漿的pH為9.5-11.5；加入足夠量的過氧化氫(35)來提供第一反應柱后剩余的過氧化物；以在反應柱中的反應時間為5-60分鐘的速率把該紙漿通過反應柱(400)；把該紙漿加入混合器(500)中并通過使該紙漿的pH至少為9來再活化剩余的過氧化氫；并在反應塔(600)中沉積該紙漿以及讓該反應進行1-4小時直到已消耗絕大部分剩余的過氧化氫。
文檔編號D21C9/10GK1154729SQ95194049
公開日1997年7月16日 申請日期1995年6月28日 優(yōu)先權日1995年6月28日
發(fā)明者古斯塔沃·L·波坦 申請人:貝洛特工藝技術公司