專利名稱：高α溶解漿生產(chǎn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
高a溶解漿生產(chǎn)的方法和系統(tǒng)發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域發(fā)明領(lǐng)域總體上涉及漿加工，更具體地涉及結(jié)合牛皮紙化學(xué)制漿方法處理來自冷堿提取(caustic extraction)的流出物的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。背景來自木材和植物材料的漿具有大量的商業(yè)用途。雖然最常見的用途之一是在造紙中，但是漿還可用于生產(chǎn)許多其它產(chǎn)品，包括人造絲和其它合成材料以及醋酸纖維素和纖維素酯，其用于，例如，制造過濾絲束(filter tow)、布、包裝薄膜和炸藥。存在許多加工木材和植物材料以制造漿和紙的化學(xué)和機(jī)械方法?；镜募庸げ襟E包括準(zhǔn)備原料(例如，剝皮和切碎)、用機(jī)械或化學(xué)手段(例如，磨碎、精煉或蒸煮)分離木纖維以從木纖維的纖維素分離木質(zhì)素和提取物、通過漂白去除著色劑、和將產(chǎn)生的加工的漿形成紙或其它產(chǎn)品。除了和結(jié)合漿和紙制造，造紙廠還通常具有生產(chǎn)和回收化學(xué)劑，收集和加工副廣品以廣生能量，和去除和處理廢物以使對(duì)環(huán)境影響減到最小的設(shè)施?！爸茲{(pulping) ”通常指實(shí)現(xiàn)纖維分離的過程。木材和其它植物材料包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和其它次要成分。木質(zhì)素是散布在個(gè)體纖維之間的聚合物網(wǎng)絡(luò)，并充當(dāng)細(xì)胞間粘合劑以將個(gè)體木纖維粘結(jié)在一起。在制漿工藝期間，破碎木質(zhì)素大分子，由此解放個(gè)體纖維質(zhì)纖維和溶解可引起紙或其它終產(chǎn)品變色和將來分解的雜質(zhì)。牛皮紙漿制法是通常使用的制漿工藝。例如，可使用從牛皮紙制漿工藝生產(chǎn)的紙，來制備包裝工業(yè)中使用的漂白的盒紙板和襯板。傳統(tǒng)的牛皮紙漿制法用被稱作“燒堿液”的氫氧化鈉和硫化鈉的水性混合物處理木材。該處理破壞木質(zhì)素和纖維素之間的連接和將大部分木質(zhì)素和部分半纖維素大分子降解成在強(qiáng)堿溶液中可溶的碎片。將木質(zhì)素從周圍的纖維素釋放的該過程稱作去木質(zhì)作用。此后將可溶的部分從纖維素漿分離。

圖1顯示傳統(tǒng)的牛皮紙漿制法100的流程圖。方法100包括將木屑(chip)(或其它含有有機(jī)漿的原料)118和堿性溶液投入到稱作消化器的高壓反應(yīng)容器中以實(shí)現(xiàn)去木質(zhì)作用，這被稱作“蒸煮”階段121。將木屑與燒堿液111混合，燒堿液111可從下游過程產(chǎn)生或由單獨(dú)的來源提供。去木質(zhì)作用可需要幾個(gè)小時(shí)，將去木質(zhì)作用的程度表示為無單位“H因子”，這被通常定義，以便在100°C煮一小時(shí)等于I的H因子。因?yàn)楦邷?，由于蒸汽的引入，反?yīng)容器常常被加壓。蒸煮步驟將近結(jié)束時(shí)，將反應(yīng)容器降低到大氣壓，由此釋放蒸汽和揮發(fā)物。蒸煮中使用的燒堿液可以是，例如，含有氫氧化鈉(NaOH)和硫化鈉(Na2S)的苛性堿溶液。燒堿液的性質(zhì)常常以有效堿(EA)和硫化度(sulfidity)來表示。有效堿濃度可被計(jì)算為氫氧化鈉的重量加硫化鈉的二分之一重量，并代表每升液體的氫氧化鈉當(dāng)量，表示為克每升。有效堿載量如氫氧化鈉表示每木材烘干重量的氫氧化鈉當(dāng)量，以百分?jǐn)?shù)表示。硫化度是硫化鈉的二分之一重量與氫氧化鈉的重量和硫化鈉的二分之一重量之和的比，以百分?jǐn)?shù)表示。
蒸煮之后，褐色的固態(tài)纖維質(zhì)衆(zhòng)——也稱作“粗漿”——從蒸煮階段121中使用的消化器中釋放，并然后在清洗和篩選工藝122中被篩選和清洗。篩選使?jié){與碎片(shive)(木纖維束)、結(jié)(未煮的木屑(chip))、污物和其它碎屑(debris)分離。與漿分離的材料有時(shí)被稱作“廢料(reject)”，漿被稱作“良漿(accept)”。多階段級(jí)聯(lián)操作常常用于減少廢料物流中纖維質(zhì)纖維的量而保持良漿物流中的高純度。進(jìn)一步的纖維回收可通過下游精制機(jī)或消化器中篩和結(jié)的再加工來實(shí)現(xiàn)。然后可將粗漿進(jìn)行幾個(gè)連續(xù)的清洗階段以將用過的煮液和溶解的物質(zhì)與纖維素纖維分離。來自蒸煮階段121中使用的消化器的廢煮液112和從清洗和篩選工藝122收集的液體113，由于它們的著色，通常都被稱作“黑液”。黑液通常含有木質(zhì)素碎片
(fragment)、來自破碎的半纖維素的碳水化合物和無機(jī)物。黑液可用于-除了蒸煮步驟
的燒堿液——如例如圖1中箭頭所顯示的，表示清洗和篩選工藝122中產(chǎn)生的并被轉(zhuǎn)移到 蒸煮階段121的黑液113。如果需要獲得合適的堿濃度或?yàn)榱似渌嗨频哪康?，也可將來自積累罐(圖1中未顯示)的黑液135投到作為蒸煮階段121部分的消化器。然后可將來自清洗和篩選工藝122的凈化的粗漿131與燒堿液114混合并投入到反應(yīng)容器以進(jìn)一步從較長的纖維素纖維中分離溶解的物質(zhì)如半纖維素和低分子量纖維素。示例性的分離方法是所謂的冷堿提取(“CCE”)法，并在圖1中由CCE反應(yīng)階段123表示。提取受影響的溫度可變化，但通常的范圍小于60°C。然后將來自CCE反應(yīng)階段123中使用的反應(yīng)器的純化的漿132與用過的冷的苛性堿溶液和溶解的半纖維素分離，并在CCE清洗階段124中的第二清洗和分離裝置中洗幾次。產(chǎn)生的純化的具有相對(duì)高的a纖維素含量的褐色漿(brown pulp) 133仍然含有一些木質(zhì)素，繼續(xù)到進(jìn)一步去木質(zhì)作用的下游漂白裝置。在一些漿生產(chǎn)工藝中，漂白在CCE反應(yīng)階段123和CCE清洗階段124之前進(jìn)行。在許多應(yīng)用，如合成材料或藥劑的制造中，期望具有非常高純度或質(zhì)量的漿。漿質(zhì)量可通過幾個(gè)參數(shù)來評(píng)價(jià)。例如，a纖維素含量的百分比表示加工的漿的相對(duì)純度。a纖維素含量可基于漿溶解度(例如，下面描述的SlO和S18因素)來估計(jì)和計(jì)算。去木質(zhì)作用和纖維素降解的程度分別通過卡伯值(“KN”)和漿粘度來測(cè)量。較高的漿粘度指示較長的纖維素鏈長度和較少的降解。衆(zhòng)和紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)(Technical Associationof Pulpand Paper Industry) (TAPPI)的標(biāo)準(zhǔn)236om_99指定了測(cè)定衆(zhòng)卡伯值的標(biāo)準(zhǔn)方法。卡伯值是漿的木質(zhì)素含量或漂白率的指示。18*〖％氫氧化鈉水溶液中的漿溶解度(“S18”)提供殘留半纖維素量的估計(jì)。1(^丨％氫氧化鈉水溶液中的漿溶解度(“S10”)提供堿性溶液中溶解物質(zhì)的總量的指示，其包括半纖維素和降解的纖維素之和。最后，SlO和S18之間的差異指示堿溶解的碎片的纖維素的量。傳統(tǒng)的技術(shù)可獲得具有92%和96%之間的a纖維素含量的純化的漿，雖然歷史上非常難達(dá)到該范圍上端的純度，特別是同時(shí)保持漿的其它需要的性質(zhì)如高粘度(即，由漿工藝引起的有限的纖維素降解)。在傳統(tǒng)工藝中，來自CCE清洗和分離階段124的濾液116——也稱作CCE堿性濾液——包括用過的冷的苛性堿溶液和來自清洗和分離階段124的用過的洗液。該濾液116常常含有大量的高分子半纖維素。當(dāng)循環(huán)具有高半纖維素含量的濾液用作蒸煮階段121的消化器中的煮液部分時(shí)，半纖維素可從溶液中沉淀出來并沉積在纖維質(zhì)纖維上。這可阻止獲得高質(zhì)量漿。另一方面，某些應(yīng)用一如高質(zhì)量紗或合成織物、用于液晶顯示器的材料、由醋酸酯衍生物制成的產(chǎn)品、粘膠產(chǎn)品(如輪胎簾布和專用纖維)、香煙中使用的過濾絲束部分和某些食品和藥物應(yīng)用——需要含有最小量的再沉積的半纖維素和高a纖維素含量的漿。如圖1所顯示的，部分CCE堿性濾液116不得不被放出到回收區(qū)134以控制蒸煮階段121中半纖維素再沉積。送到回收區(qū)134的轉(zhuǎn)移的CCE堿性濾液116可與過量的黑液混合、濃縮并在回收鍋爐中燃燒以消耗有機(jī)物和回收無機(jī)鹽。然后可能需要新堿源來替換送到回收區(qū)134的CCE濾液和黑液，以保持蒸煮階段121中適當(dāng)?shù)膲A平衡。傳統(tǒng)的工藝沒有提供獲得合適的a含量的纖維素的有效的或有成本效益的手段，該合適的a含量的纖維素可以是多種工業(yè)、制藥和材料用途——包括上面鑒定的那些——需要的。存在導(dǎo)致具有非常高的a纖維素含量的溶解漿的漿加工方法和系統(tǒng)的需要。進(jìn)一步存在提供通過防止半纖維素再沉積而制備高a溶解漿的有效的和有成本效益的方式的漿加工方法和系統(tǒng)的需要。發(fā)明概述一方面，改進(jìn)的制漿方法和系統(tǒng)包括用燒堿液提濃(enrich)用于蒸煮階段的黑液和冷堿提取(CCE)堿性濾液中的一個(gè)或多個(gè)。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，結(jié)合牛皮紙漿制法使用的制漿方法和系統(tǒng)包括具有以下步驟的蒸煮階段將木屑或其它含有有機(jī)漿的材料投入消化器或相似的反應(yīng)容器，進(jìn)行一系列連續(xù)的工藝時(shí)期預(yù)水解、用燒堿液和CCE堿性濾液——任選地用燒堿液提濃——中和碎片、用熱黑液和/或CCE堿性濾液(任一或二者用燒堿液提濃)填充消化器和以有效造成去本質(zhì)作用的時(shí)間進(jìn)行蒸煮。這些步驟之后可以是冷置換和漿排出。蒸煮階段之后，另外的步驟可包括處理產(chǎn)生的粗漿以產(chǎn)生半純化的漿、用苛性堿溶液提取半純化的漿以產(chǎn)生純化的漿和含有半纖維素的溶液、從純化的漿中分離含有半纖維素的溶液、清洗純化的漿和收集由此產(chǎn)生的堿性濾液并在消化器中利用顯著部分的堿性濾液(任選地通過蒸發(fā)或其它方法濃縮)。全部工藝可有助于防止半纖維素沉積，提高高a溶解漿的純度和增加整個(gè)制漿系統(tǒng)的效率。另外的實(shí)施方式、備選方案和變化也在本文中被描述或在附圖中顯示。附圖簡述圖1是如本領(lǐng)域所周知與漿生產(chǎn)結(jié)合使用的傳統(tǒng)的預(yù)水解牛皮紙制漿工藝的總的工藝流程圖。圖2是結(jié)合冷堿提取工藝清洗和清潔紙漿的傳統(tǒng)的系統(tǒng)和相關(guān)工藝的圖。圖3是如可用于預(yù)水解牛皮紙制漿工藝的蒸煮的傳統(tǒng)的系統(tǒng)和相關(guān)工藝的圖。圖4是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式的漿生產(chǎn)工藝的系統(tǒng)和相關(guān)工藝的總的工藝流程圖。圖5是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)合漿生產(chǎn)工藝使用的蒸煮階段的系統(tǒng)和相關(guān)工藝的圖。圖6A和6B是顯示如中和階段的常規(guī)工藝中使用的典型液體和材料水平等的消化器的橫斷面圖。
圖7A、7B和7C是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式，顯示中和階段期間液體和材料混合物和水平等的消化器的橫斷面圖。圖8和9是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式，顯示熱的黑色填充和最后的液體置換期間液體和材料混合物和水平等的消化器的橫斷面圖。圖10是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如可用于冷堿提取制漿工藝的優(yōu)選蒸煮工藝的工藝流程圖。圖11是總體根據(jù)圖10的工藝流程，顯示在實(shí)驗(yàn)臺(tái)(實(shí)驗(yàn)室)規(guī)模消化器和工藝條件中用于計(jì)算和記錄液體體積“進(jìn)”和“出”的數(shù)據(jù)表的圖。圖12是結(jié)合圖11的工藝，繪制多種樣品中中和液(neutralisate)的pH和有效堿濃度的圖。圖13A和13B是總結(jié)根據(jù)工藝的多種實(shí)施例的多種工藝條件和結(jié)果的圖。圖14是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式的工藝的S18對(duì)卡伯值的圖。優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，結(jié)合牛皮紙漿制法使用的漿加工的方法和系統(tǒng)包括將第一苛性堿溶液，如燒堿液與一定量的木材或其它含有生漿的有機(jī)材料在適當(dāng)?shù)墓藁蚍磻?yīng)容器(即，消化器)中結(jié)合，在合適的溫度，例如，140和180°C之間煮以產(chǎn)生粗漿。粗漿的清洗和篩選導(dǎo)致半純化的漿以及被投回到消化器的衍生物(如黑液)。半純化的漿可用另一苛性堿溶液(其可再次是燒堿液)在合適的溫度，例如，50°C以下提取以產(chǎn)生純化的漿。通過另外的清洗，含有半纖維素的溶液可從純化的漿中分離，導(dǎo)致另一冷堿抽提(CCE)堿性濾液形式的苛性堿溶液，其可單獨(dú)收集和存儲(chǔ)。該CCE堿性濾液可通過，例如，蒸發(fā)或其它手段濃縮，并獨(dú)自使用或與消化器中的第一苛性堿溶液組合使用以處理有機(jī)材料和重新啟動(dòng)循環(huán)。在其它實(shí)施方式中，顯著部分的CCE堿性濾液返回到消化器，但不經(jīng)歷濃縮。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的方面，作為蒸煮階段的部分，將木屑或其它含漿有機(jī)物與苛性堿溶液在反應(yīng)容器中反應(yīng)。蒸煮階段優(yōu)選包括將木屑或其它有機(jī)含漿材料投入消化器或相似的反應(yīng)容器，進(jìn)行預(yù)水解，用燒堿液和CCE堿性濾液一任選地用燒堿液提濃——中和混合物，用熱黑液和CCE堿性濾液(任一或二者優(yōu)選用燒堿液提濃)填充消化器，和以有效造成去本質(zhì)作用的時(shí)間進(jìn)行蒸煮。這些步驟之后可以是冷置換和漿排出。排出的漿混合物通常含有釋放的纖維質(zhì)纖維?？蓪⑦@些纖維進(jìn)一步用另一種苛性堿溶液提取以溶解半纖維素。可將用過的苛性堿溶液和溶解的半纖維素與提取的漿分離，并將漿進(jìn)行進(jìn)一步清洗，去除殘留的苛性堿溶液和半纖維素。將含有半纖維素的洗液和用過的苛性堿溶液混合和任選地濃縮，形成濃縮的CCE濾液。然后濃縮的或未濃縮的CCE濾液——可以是這樣的情況——可單獨(dú)使用或與另一苛性堿溶液組合使用以在反應(yīng)容器中處理木材。以這種方式，清洗和清潔步驟中產(chǎn)生的潛在的全部量的堿性濾液可返回并用作預(yù)水解牛皮紙(PHK)蒸煮工藝中的堿源，由此有助于防止半纖維素沉積和提高高a溶解漿的純度。上面概括描述的全部步驟可用傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行。為了比較的目的，圖2和3顯示根據(jù)圖1中顯示的普通的制漿技術(shù)的先前存在的工藝的某些相關(guān)方面。圖2中顯示的是先前存在的用于清洗和清潔漿的系統(tǒng)和相關(guān)工藝，圖3顯示的是先前存在的用于蒸煮的系統(tǒng)和相關(guān)工藝，全部可用于預(yù)水解牛皮紙制漿工藝。首先參考圖2，用于清洗和清潔紙漿的系統(tǒng)200和相關(guān)工藝包括將來自粗漿清洗和篩選(即，圖1中的階段122)的純化的漿232，連同被冷卻的燒堿液215、CCE堿性濾液226或可能地其它液體或溶液的混合物——其可暫時(shí)儲(chǔ)存在一個(gè)或多個(gè)混合罐271、272中，通過合適的運(yùn)輸工具運(yùn)輸?shù)紺CE反應(yīng)器210 (即，圖1中的階段123)。可將漿混合物233從CCE反
應(yīng)器210提供給一組雙棍擠衆(zhòng)機(jī)(twin roll press)單元251-254-其可用作紙衆(zhòng)的清
洗和清潔的部分。使用雙輥擠漿機(jī)單元251-254處理之后，然后可將處理的紙漿260進(jìn)一步用硫酸(H2SO4) 261和/或其它液體處理或與之混合并向下游通過漂白工藝。結(jié)合清洗工藝，可將從雙輥擠漿機(jī)單元251-254提取的CCE堿性濾液216收集和用于多種目的，包括向上游返回和再循環(huán)，用于蒸煮階段。如先前所提到的，通常將部分CCE堿性濾液216——通常遠(yuǎn)小于一半——放出到回收區(qū)或另外移去。圖3顯示如常規(guī)已知的用于蒸煮的系統(tǒng)300和相關(guān)工藝，其中可任選地使用CCE堿性濾液。在圖3中，可將一個(gè)或多個(gè)消化器310a、310b進(jìn)料木屑或其它含有纖維素的有機(jī)材料，并且它們是蒸煮工藝中使用的基本反應(yīng)容器。系統(tǒng)300還包括燒堿液罐320、置換液體罐330和一個(gè)或多個(gè)熱黑液積累罐340a、340b?？蓪碜酝庠吹臒龎A液319泵入燒堿液罐320，它可從其中獲取和在消化器310a、310b中用作中和液體322。置換液體灌330裝著溶液，該溶液可包括稀釋的黑液或包括黑液的混合物一其例如作為來自粗漿清洗階段的副產(chǎn)品可被獲得，如向內(nèi)的箭頭325所指示的?？蓪龎A液319或CCE濾液316通過幾個(gè)換熱器泵送到與燒堿液罐320連接的泵的吸取側(cè)。另一個(gè)泵將用于中和階段的燒堿液或CCE濾液送到與置換液體灌330連接的泵的排出側(cè)。在熱黑液填充期間，將來自熱黑液積累罐340a的液體通過煮液管道324泵送通過換熱器353并最后到達(dá)消化器310a、310b。熱黑液填充之后，通過與熱黑液填充相同的泵和相同的路線進(jìn)行燒堿液(while liquor)填充(或CCE濾液)。當(dāng)蒸煮完成時(shí)，將置換液體327a、327b投入消化器310a、310b并用于蒸煮階段的末端。將置換的最熱的部分送到第一熱黑液積累罐340a以用于下一個(gè)蒸煮，并將較冷卻的部分送到第二熱黑液積累罐340b。將液體從第二熱黑液積累罐340b通過換熱器和液體濾器送到蒸發(fā)車間，并且從那里送到回收鍋爐，將有機(jī)物在回收鍋爐燃燒以產(chǎn)生蒸汽，同時(shí)回收無機(jī)物。一般而言，當(dāng)不在產(chǎn)生高純度漿時(shí)，可不需要冷堿提取階段并可將燒堿液直接投入消化器310a、310b。當(dāng)利用冷堿提取時(shí)，通常將CCE濾液泵回到消化器310a、310b。在典型的蒸煮工藝中，用木屑或相似的有機(jī)材料填充消化器310a、310b，然后進(jìn)行預(yù)水解工藝。預(yù)水解之后，將中和液體322提供給消化器310a、310b，該中和液體然后連續(xù)由適當(dāng)?shù)闹笠褐脫Q。然后將消化器310a、310b的溫度升高到蒸煮溫度，在蒸煮溫度將它們保持足夠的時(shí)期用于進(jìn)行去木質(zhì)作用。當(dāng)蒸煮完成時(shí)，將每個(gè)消化器310a、310b中的通風(fēng)閥打開，然后將來自消化器的去木質(zhì)的衆(zhòng)排出到泄料桶(blowtank)(未顯示)中。向著蒸煮循環(huán)的末端，將消化器保持加壓同時(shí)引入置換液體以置換熱黑液或用過的液體——其從消化器310a、310b釋放出同時(shí)仍然大致在用于蒸煮的溫度。在典型的工藝中，置換液體構(gòu)成從清洗粗漿獲得的濾液。將置換的熱黑液收集在一個(gè)或多個(gè)高溫積累罐340a、340b用于隨后的再使用。置換工藝之后，可將置換液體和剩余的用過的黑液——其比正常的蒸煮溫度冷——任選地還存儲(chǔ)在低溫積累罐中并送到回收區(qū)。最后排泄消化器310a、310b以去除去木質(zhì)的漿。圖4是根據(jù)如本文公開的一個(gè)實(shí)施方式的漿生產(chǎn)工藝的工藝400的總的工藝流程圖，其中蒸煮工藝相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)被改良。圖4中的工藝400由蒸煮階段421開始，在該階段中，通常與傳統(tǒng)的牛皮紙漿制法相似，將木屑或其它含漿有機(jī)材料418投入到能抵抗高壓的消化器中。消化器可具有任何合適的容積如，例如，大約360立方米。木材類型或其它植物或有機(jī)材料的具體選擇可取決于期望的最終產(chǎn)品。例如，軟木材如松樹、冷杉和云杉可用于一些衍生工藝以獲得具有高粘度的產(chǎn)品，如纖維素醚(其可用作，例如，食品、涂料、油回收液體或泥漿、紙、化妝品、藥物、粘合劑、印刷、農(nóng)業(yè)、陶瓷制品、紡織品、洗滌劑和建筑材料中的添加劑)。硬木材，如桉樹和金合歡對(duì)不需要具有非常高的粘度的漿的那些應(yīng)用可能是優(yōu)選的。在一個(gè)實(shí)施方式中，和如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，在蒸煮階段421的預(yù)水解部分期間用蒸汽或其它適當(dāng)方法將消化器加熱到第一預(yù)定溫度。該預(yù)定溫度可以是110至130°C，更具體地，例如，可以是大約120°C。在該具體實(shí)例中的加熱在15至60分鐘之間的時(shí)期(例如，30分鐘)里完成，盡管根據(jù)設(shè)備的個(gè)別情況和正被加熱的有機(jī)材料的性質(zhì)可使用其它的加熱時(shí)間。優(yōu)選然后用蒸汽或其它方法將消化器進(jìn)一步加熱到高于第一預(yù)定溫度的第二溫度，用于預(yù)水解階段。該第二預(yù)水解溫度優(yōu)選是165°C左右，雖然再一次地精確的溫度可取決于包括設(shè)備和有機(jī)材料在內(nèi)的許多變量。用于預(yù)水解的加熱可以在30至120分鐘(例如，60分鐘)的時(shí)期里完成，盡管再一次地加熱時(shí)間可如需要改變。一旦達(dá)到預(yù)水解溫度，就將消化器保持在該溫度持續(xù)合適的時(shí)期，例如，35至45分鐘，或足以完成預(yù)水解的任何其它時(shí)間。在優(yōu)選實(shí)施方式中，將中和溶液加入到作為蒸煮階段421部分的消化器。中和溶液可由燒堿液411、堿性濾液417或其混合物組成。燒堿液可采取這樣的形式，例如，氫氧化鈉和硫化鈉的混合物。在優(yōu)選實(shí)施方式中，燒堿液具有每升85至150克有效堿如氫氧化鈉(NaOH)，更優(yōu)選每升95至125克NaOH有效堿，最優(yōu)選每升100至110克NaOH有效堿。燒堿液的硫化度可以是10%和40%之間，優(yōu)選15和35%之間，最優(yōu)選20和30%之間。在用燒堿液提濃之前用于熱的液體填充的黑液435中有效的NaOH濃度可以是每升15至35克，并且優(yōu)選是每升20至30克，或在用燒堿液提濃之后堿性濾液417中有效的NaOH濃度可以是每升35至75克，并且優(yōu)選是每升40至50克，雖然它可根據(jù)具體工藝而改變?？蓪⒅泻腿芤阂淮涡约尤氲较髦谢蚩煞謳撞糠旨尤氲较髦小Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施方式中，將由燒堿液和堿性濾液組成的中和溶液分兩部分加入，借此首先將燒堿液作為燒堿液墊(pad)461提供給消化器，之后加入CCE堿性濾液417。在一個(gè)實(shí)施方式中，中和溶液在120至160°C之間，更優(yōu)選140至150°C之間的溫度加入。燒堿液可包括中和步驟中20%和40%之間的總的有效堿載量，更優(yōu)選可包括中和中25%和30%之間的總的有效堿載量。然后煮液可替換消化器中的中和液和用于在消化器中蒸煮木材。煮液可分幾部分加入消化器。在一個(gè)實(shí)施方式中，將包括熱黑液和燒堿液或CCE堿性濾液的煮液分兩部分加入。黑液、燒堿液和CCE濾液溶液中氫氧化鈉和硫化鈉的范圍和優(yōu)選范圍可與中和時(shí)期的相同。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，煮液包括以下成分中的一種或兩種(i)具有每升15至35克有效堿濃度如NaOH的黑液435，任選地用加入量的具有每升95至125克有效堿濃度如NaOH的燒堿液462增強(qiáng)以達(dá)到每升40至50克的有效堿濃度NaOH或另外用加入量的再循環(huán)的CCE濾液417(任選地濃縮以增加堿水平或用燒堿液提濃)增強(qiáng)；和(ii)來自下游的冷堿提取清洗階段424的CCE堿性濾液417，具有每升55至75克的有效堿濃度如NaOH，用加入的燒堿液463提濃或增強(qiáng)之后，任選地通過蒸發(fā)或其它相似的方法濃縮?？捎谜羝蚱渌椒▽⑾骷訜岬秸糁鬁囟?。蒸煮溫度可以是140和180°C之間，優(yōu)選145至160°C之間。加熱可以是在10至30分鐘的時(shí)期或其它合適的時(shí)期里。將消化器在蒸煮溫度保持合適的時(shí)期，用于蒸煮工藝，如15至120分鐘之間。針對(duì)目標(biāo)H因子選擇溫度范圍和蒸煮時(shí)間，其優(yōu)選在130和250之間。作為蒸煮階段421的結(jié)果，產(chǎn)生粗漿412。將粗漿412提供到清洗和篩選工藝422，與傳統(tǒng)的牛皮紙程序相似，于是通過利用不同類型的濾網(wǎng)或篩子和離心凈化來篩選粗漿412。然后在篩選和清洗工藝422中用洗滌機(jī)清洗粗漿412。洗滌機(jī)可以是任何商業(yè)類型，包括水平帶式洗滌機(jī)、滾筒式洗滌機(jī)、真空過濾機(jī)、洗滌式壓濾機(jī)(washpresses)、壓實(shí)擋板過濾器(compaction baffle filters)、大氣洗料器(atmosphericdiffusers)和壓力洗料器。清洗裝置可在各階段之間使用逆流流動(dòng)以便漿以相反的方向移動(dòng)到洗滌水。在一個(gè)實(shí)施方式中，加壓的水用于洗粗漿412。在另一個(gè)實(shí)施方式中，稀釋的苛性堿溶液用于洗粗漿412。稀釋的苛性堿溶液可，例如，具有小于每升5克NaOH，更優(yōu)選小于每升I克NaOH的有效堿濃度。收集用過的洗液并在工藝400中別處用作黑液413。在一個(gè)實(shí)施方式中，黑液413用作在蒸煮階段421結(jié)束時(shí)提供給消化器的部分置換液體。然后將來自清洗和篩選工藝422的半純化的漿作為漿體泵送到在冷堿提取(“CCE”)階段423中利用的反應(yīng)器，再次與傳統(tǒng)的方法相似，其中將半純化的漿與第二苛性堿溶液414(其可與第一苛性堿溶液411相同或不同)混合以實(shí)現(xiàn)半纖維素與期望的纖維質(zhì)纖維的進(jìn)一步分離。冷堿提取是本領(lǐng)域熟知的工藝。冷堿處理工藝和系統(tǒng)的實(shí)例被更詳細(xì)地描述，例如，在Ali等人的美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2004/0020854和Svenson等人的美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2005/0203291中，二者在此通過引用被并入，如同在本文完全闡述。CCE提取工藝423中的混合和提取程序中使用的苛性堿溶液414可包括新鮮制備的氫氧化鈉溶液、來自下游工藝的回收、或漿或造紙操作中的副產(chǎn)品，例如，濃縮的CCE濾液、燒堿液和類似物。還可利用其它的堿性溶液，如氫氧化銨和氫氧化鉀。冷的堿提取可用另外的加入的化學(xué)藥品如過氧化氫、次氯酸鈉、硼氫化鈉和表面活性劑進(jìn)行。期望的停留時(shí)間之后，將漿在下面的清洗工藝424中與用過的冷苛性堿溶液分離。用過的冷苛性堿溶液含有提取的半纖維素。漿在CCE清洗裝置中清洗。示例性的洗滌機(jī)包括水平帶式洗滌機(jī)、滾筒式洗滌機(jī)、真空過濾機(jī)、洗滌式壓濾機(jī)、壓實(shí)擋板過濾器、大氣洗料器和壓力洗料器。洗液可包括，例如，純水或具有有效堿濃度，例如，每升I克以下NaOH的稀釋的苛性堿溶液。以傳統(tǒng)的方式收集用過的洗液并與用過的冷苛性堿溶液混合以形成另一種苛性堿溶液416，該苛性堿溶液416，一方面，包括由清洗工藝424產(chǎn)生的堿性濾液。其間，將提取和清洗的漿433輸送到下一階段用于漂白?？蓪CE堿性濾液416全部或部分地提供到濃縮工藝，并可，例如，投到蒸發(fā)系統(tǒng)用于濃縮，雖然在其它實(shí)施方式中CCE堿性濾液416不經(jīng)歷濃縮工藝。通常的蒸發(fā)系統(tǒng)可含有幾個(gè)連續(xù)安裝的裝置或效應(yīng)器(effect)。液體通過每個(gè)效應(yīng)器移動(dòng)并在效應(yīng)器的出口變得更濃?？衫谜婵諄泶龠M(jìn)溶液的蒸發(fā)和濃縮。與濃縮工藝連接，可通過，例如，使用一個(gè)或多個(gè)連續(xù)排列的效應(yīng)器的蒸發(fā)，將淡(弱)的黑液濃縮成濃(強(qiáng))的黑液，在工藝期間逐漸增加淡的黑液的濃度?？蓪獾暮谝簝?chǔ)存在積累罐中并用于產(chǎn)生蒸汽和動(dòng)力的回收鍋爐，因此通過再使用或再循環(huán)輸出副產(chǎn)品而增加效率。濃縮CCE堿性濾液用于在蒸煮階段中再使用的一個(gè)技術(shù)在同此同時(shí)提交的名稱為“在堿性濾液再使用下使用冷堿提取的的漿加工方法和系統(tǒng)(Method and System forPulp Processing Using Cold Caustic Extractionwith Alkaline Filtrate Reuse)”的共同未決美國專利申請(qǐng)系列號(hào)12/789，265 (律師案卷號(hào)161551-0002)中被描述，該申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此通過引用被并入，如同在本文被完全示出。濃縮的堿性濾液溶液417可在蒸煮階段421中作為中和液的部分和/或作為煮液的部分，全部或部分再使用。如早先所提到的，CCE堿性濾液416可與燒堿液463組合，用作煮液的部分。在某些實(shí)施方式中，可使用濃縮的CCE堿性濾液溶液417而無需從燒堿液提濃。不在蒸煮階段421中再使用的濃縮的堿性濾液溶液417可用于其它目的。例如，它可任選地被轉(zhuǎn)換用于其它目的，如鄰近的生產(chǎn)線上使用(如燒堿液)。濃縮的堿性濾液溶液417還可允許在蒸煮階段421中使用較高的液體濃度，因此防止纖維上半纖維素的再沉積。圖5是根據(jù)如本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式用于與漿生產(chǎn)工藝結(jié)合使用的蒸煮階段的系統(tǒng)500和相關(guān)工藝的圖。在圖5中，與傳統(tǒng)的工藝相似，將木屑或其它含漿有機(jī)材料投入一個(gè)或多個(gè)消化器510 (在該實(shí)例中，八個(gè)消化器)，并且該一個(gè)或多個(gè)消化器510充當(dāng)在蒸煮工藝中使用的基本反應(yīng)容器。系統(tǒng)500還包括燒堿液/CCE濾液存儲(chǔ)罐520、置換液體灌530、一個(gè)或多個(gè)熱黑液積累罐540a、540b和一個(gè)或多個(gè)泄料桶560?？蓪⒑线m來源的燒堿液519通過液體加熱器551、552加熱和泵入燒堿液/CCE濾液存儲(chǔ)罐520，在那里可將它再循環(huán)和儲(chǔ)存用于后面的使用，并可從它吸取和用作消化器510中的中和液522。同樣可將CCE濾液516加熱和泵入燒堿液/CCE濾液存儲(chǔ)罐520用于后面的使用。置換液體灌530裝著溶液，該溶液可包括稀釋的黑液或包括黑液的混合物一其可以是，例如，來自清洗階段424的副產(chǎn)品，如向內(nèi)的箭頭525所指示的。在蒸煮工藝結(jié)束時(shí)，將來自置換液體灌530的冷液體(75_85°C )送到消化器510以結(jié)束蒸煮反應(yīng)。從消化器510置換的第一部分液體是相對(duì)熱的(140-160°C )并將其送到第一熱黑液積累罐540a用于接下來的蒸煮。接下來從消化器510置換的較冷的液體是較涼的(約120-140°C)并將其送到第二熱黑液積累罐540b。將熱黑液536從第二熱黑液積累罐540b通過換熱器泵到液體濾器570。將黑液冷卻同時(shí)它的熱量用于加熱通過換熱器551,552循環(huán)的燒堿液或CCE濾液。將過濾的黑液從那里送到蒸發(fā)車間用于進(jìn)一步加工。在圖5中顯示的優(yōu)選的蒸煮工藝中，用木屑或相似的有機(jī)材料填充消化器510。用蒸汽進(jìn)行預(yù)水解，此后將中和燒堿液517以燒堿液“墊”的形式提供給消化器510，之后引入CCE堿性濾液516作為部分中和液522。然后通過適當(dāng)?shù)闹笠褐脫Q中和液。煮液可包括
(i)特別是用于蒸煮所制備的來自燒堿液/CCE濾液存儲(chǔ)罐(holding tank) 520的CCE濾液524 ； (ii)來自黑液存儲(chǔ)罐540a的黑液535，任選地用加入量的燒堿液(或CCE濾液)562增強(qiáng)并且，在該實(shí)例中，通過液體加熱器553循環(huán)用于控制它的溫度；和/或(iii)來自下游冷堿提取清洗階段424(參見圖4)的CCE堿性濾液516，濃縮的或不通過蒸發(fā)或其它相似的方法，和任選地用加入的燒堿液519增強(qiáng)或提濃以產(chǎn)生富含燒堿液的濃縮的CCE堿性濾液。將CCE堿性濾液516通過換熱器551、552泵入燒堿液存儲(chǔ)罐520以在中和階段中用作中和液522或在蒸煮期中用作蒸煮CCE濾液524。各種煮液的優(yōu)選濃度在本文別處被描述。一旦將煮液加入消化器510，就將消化器510的溫度升高到蒸煮溫度，在該溫度將將消化器保持足夠的時(shí)期用于發(fā)生去木質(zhì)作用。當(dāng)蒸煮完成時(shí)，將每個(gè)消化器510中的通風(fēng)閥打開，然后將來自消化器510的去木質(zhì)的漿排出到泄料桶560之一中。向著蒸煮循環(huán)的末端，將消化器保持加壓同時(shí)引入來自置換液體灌530的置換液體以置換熱黑液或用過的液體——其從消化器510釋放出同時(shí)仍然大致在用于蒸煮的溫度。置換液體，如所指出的，通常包括黑液或從先前批次的漿生產(chǎn)期間清洗漿或去木質(zhì)的纖維獲得的相似的濾液。將置換的熱黑液收集在一個(gè)或多個(gè)高溫積累罐540中用于隨后的再使用。最后將消化器510排干以去除去木質(zhì)的漿。先前從消化器510排出的熱黑液可再使用(并與其它溶液或?yàn)V液如熱的燒堿液混合)。整個(gè)蒸煮工藝的各個(gè)方面可通過進(jìn)一步參考圖6-9來說明。圖6A和6B是描述如用于中和步驟的先前存在的工藝的典型液體和材料水平的消化器(如圖5中顯示的任何消化器510)橫斷面的圖。圖7A-7C、8和9也是根據(jù)本文公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式描述在蒸煮之前中和期間液體和材料混合物的消化器橫斷面的圖。首先如圖6A中所顯示的，已知的蒸煮工藝的中和步驟期間消化器610可在預(yù)水解之后用基本量一表示消化器610總體積的顯著百分比(例如，60%)——的CCE濾液(液體)616來填充。例如，對(duì)于具有360立方米容量和72噸木材(干重)和11噸溶解固體的載量的消化器，約214立方米的CCE濾液616可用作中和期的部分。該步驟期間，CCE濾液濃度可以是大約每升51. 3克NaOH，具有13. 2%的木材的有效堿(EA)載量如NaOH。預(yù)水解之后，消化器610可以是在大致165°C，具有7巴的相對(duì)壓力(即，相對(duì)于局部大氣壓的壓力)。在該點(diǎn)，木屑或其它含衆(zhòng)有機(jī)材料應(yīng)當(dāng)基本上沒有空氣，在木屑或相似的有機(jī)材料內(nèi)的空隙內(nèi)部存在蒸汽。幾乎所有的木屑水都是以液體形式。當(dāng)將中和液在130°C的典型溫度泵到消化器610時(shí)，木屑或其它有機(jī)材料內(nèi)部的蒸汽冷凝結(jié)，以及由于冷凝產(chǎn)生的較低的壓力液體被吸到木屑或其它有機(jī)材料內(nèi)部。該工藝期間，將某一量的液體由蒸汽加入并且也由脫氣喪失。例如，在上面描述的量下，大約11.9立方米水可由蒸汽加入，并且約1. 6立方米的水由脫氣625喪失?？傆?jì)，約224凈立方米液體，就游離液體(中和液和蒸汽水)而言，可在該部分蒸煮工藝期間加入。預(yù)水解和中和之后，消化器610可通常含有大約203立方米游離液體，大致109立方米液體仍然結(jié)合在預(yù)水解的木屑中，其對(duì)應(yīng)于1. 3ImVBDt (每絕干公噸木屑的立方米液體)或3. 15mVADt (每風(fēng)干公噸木屑的立方米液體)。因此，312立方米總?cè)萘恳后w可作為游離液體或者結(jié)合在木屑中存在。在該點(diǎn)，消化器610可容納72公噸木材、吸收在木材內(nèi)的36公噸水和11公噸各種溶解固體。在該實(shí)例中中和之后液體的密度將是約1. 13t/m3(即，每立方米噸)。現(xiàn)在如圖6B所示，加入的中和液將填充到木屑內(nèi)部的空隙中(打折扣的木屑水)和木屑周圍的空隙空間。因此，采取目前的實(shí)例，214立方米加入的中和液將被分布為填充木屑內(nèi)部空隙的大致56. 8立方米(消化器610的圓錐體607中8. 3立方米，消化器610的柱狀部分608中48. 5立方米)，和填充木屑周圍的空隙空間的157. 2立方米(消化器610的圓錐體607中22. 8立方米，消化器610的柱狀部分608中134. 4立方米)。這假設(shè)圓錐體607的容積40立方米，柱狀部分608的高度9. 6米。在這種情況下，消化器圓錐體607中的木屑量可約為9. 3BDt (絕干公噸)，具有12. 3立方米的結(jié)合的液體體積，4立方米的結(jié)合的水體積、22. 8立方米的木屑周圍游離液體，圓錐體607中容納31.1立方米的總體積(即，22. 8+12. 3-4. 0立方米)。大約0. 6-0. 7米高的小的帶狀冷凝物613在液體混合物表面聚集或形成，蒸汽和液體在那里相遇。蒸煮工藝中的燒堿液“墊”或提濃步驟可用于替換中和步驟開始中使用的部分CCE堿性濾液，以減少或避免半纖維素在木纖維上再沉積。因此，作為中和期第一部分的預(yù)水解之后，將一些燒堿液以優(yōu)選足以填充木屑或其它含漿有機(jī)材料內(nèi)部的空隙的量加入，之后注入CCE濾液。優(yōu)選，對(duì)于每公噸木屑，將大約0. 35至0. 55立方米，更優(yōu)選0. 40至0. 44立方米燒堿液在預(yù)水解之后加入，以填充木屑內(nèi)部的空隙和提高正被生產(chǎn)的漿的最終a含量。按照傳統(tǒng)的工藝，加入用于中和的液體的剩余部分呈現(xiàn)CCE堿性濾液的形式，或任選地可包括使用濃縮的CCE堿性濾液。雖然這些步驟提高消化器中的堿水平，但是發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)半纖維素再沉積被抑制，并且較高的a含量是可達(dá)到的同時(shí)將其它工藝屬性，如粘度、卡伯值和/或有效堿消耗保持在可接受的范圍內(nèi)。再參考先前的實(shí)例，例如，預(yù)水解之后可將30立方米體積的燒堿液加入到含有72噸木屑的消化器610，如圖7A所顯示的。如其中所示，燒堿液墊715和木屑或相似的有機(jī)材料的下部近乎填充消化器610的圓錐體607。然后，可將82. 9立方米體積的CCE濾液(或者提濃或濃縮的CCE堿性濾液)加入到消化器610以置換燒堿液墊，結(jié)果，有效地全部燒堿液將被消耗以填充木屑內(nèi)部的空隙。這之后將另外的130. 6立方米體積的CCE濾液(優(yōu)選濃縮的CCE堿性濾液)引入消化器610以完成中和工藝。圖7B顯示引入30立方米燒堿液墊和82. 9立方米CCE濾液716之后消化器610的內(nèi)容物。如所顯示的，燒堿液墊和最初CCE濾液的組合在消化器610中占約41%(大致33. 9絕干公噸)木材質(zhì)量，如圖7B中消化器610中木屑的下部718所反映的。木屑的剩余部分，如消化器610中木屑的上部719所反映的，將被另外的130. 6立方米CCE濾液717覆蓋，該CCE濾液717將填充木屑中和木屑周圍的空隙，如圖7C所示。如以前，大約0. 6-0. 7米高的小的帶狀冷凝物713在液體混合物表面形成。加入消化器610的燒堿液墊可具有每升95至125克NaOH的有效堿(EA)濃度，更優(yōu)選，每升105和115克NaOH之間的有效堿濃度，最優(yōu)選，每升大約110克NaOH。在這樣的情況下，木材上相當(dāng)?shù)膲A載量可以是大約4%。在加入30立方米燒堿液墊和82. 9立方米CCE濾液716之后但在剩余CCE濾液717之前，消化器610的圓錐體607中結(jié)合的液體是大約8. 3立方米，圓錐體中游離的液體是大約23立方米。消化器610的柱狀部分608中的結(jié)合的液體是約21. 7立方米。燒堿液墊優(yōu)選提供至少10%的中和期中使用的總有效堿載量，更優(yōu)選提供13%和25%之間的中和期中使用的總有效堿載量，最優(yōu)選提供20%和25%之間的中和期中使用的總有效堿載量。在上面的實(shí)例中，燒堿液墊提供的木材上有效堿載量是4%,而對(duì)于中和液的剩余部分，木材上的有效堿載量是來自CCE濾液的13. 2%，對(duì)于總的17. 2%有效堿載量。因此，在該實(shí)例中，燒堿液墊提供23%的木材上總有效堿載量?！矫?，在圖7B和7C中顯示的工藝中由于當(dāng)富含半纖維素的CCE濾液遇到木屑或其它相似的材料時(shí)，木屑或其它材料將已被燒堿液中和，所以如本文所描述的，燒堿液墊的使用可避免或減少中和階段期間PH震蕩。當(dāng)吸收進(jìn)木屑空隙時(shí)，燒堿液墊715通常增加木屑或其它相似的有機(jī)材料的pH。當(dāng)加入CCE濾液時(shí)，未被吸收的剩余的燒堿液被置換，并且當(dāng)它在消化器610中升高時(shí)，在CCE濾液可達(dá)到那些木屑或有機(jī)物質(zhì)之前它繼續(xù)中和另外的木屑和有機(jī)物質(zhì)。由于CCE濾液引入跟隨著燒堿液墊715，所以富有半纖維素的CCE濾液液體首先遇到已被中和的那些木屑或有機(jī)材料，這避免或最小化pH震蕩，可能的例外是向著消化器610最頂部的少量木屑或有機(jī)物質(zhì)。來自CCE濾液的半纖維素將留在溶液中而不是被再吸收或沉積在木屑或有機(jī)材料上。這反過來增加漿粗漿的純度并最后導(dǎo)致具有較高純度的最終產(chǎn)物。圖8和9顯示根據(jù)本文公開的一個(gè)實(shí)施方式，隨后的熱黑色填充和最后液體置換步驟期間液體和材料混合物和水平。如圖8—其顯示引入煮液和置換現(xiàn)存的液體一所示，中和期完成之后可將210立方米體積的熱黑液815加入消化器610。然后，可將144立方米體積的CCE濾液(提濃的CCE濾液或濃縮的CCE堿性濾液)817加入消化器610，之后加入另一個(gè)20立方米體積的熱黑液821，由此置換中和液，其在該點(diǎn)已變得有殘液和雜質(zhì)滲入并因此呈現(xiàn)黑液840的形式。在該實(shí)例中，將351立方米的黑液840從消化器610置換并送到黑液積累罐(“AC2”)，如圖5中的積累罐540b。圖8顯示的工藝中消化器610中加入CCE濾液的堿載量在7%和12%之間——表示為基于干木材的有效堿，更優(yōu)選8. 9%左右一以基于干木材的NaOH的形式表示。蒸煮期需要的總堿載量由和提濃的熱黑液一起加入的堿補(bǔ)充。黑液815、821和CCE濾液716的組合加入之后，消化器610內(nèi)部的總液體體積是大約312立方米，消化器610內(nèi)部的總液體質(zhì)量是約353噸，并且消化器610內(nèi)部的液體密度是大約1. 13。圖9顯示在蒸煮工藝結(jié)束時(shí)置換液體的引入，其導(dǎo)致置換用過的煮液。如圖9所示，可將475立方米體積的置換液體930在蒸煮期結(jié)束時(shí)加入消化器610。煮液——其在該點(diǎn)已變得有漿殘液和雜質(zhì)滲入一可被排出為220立方米第一體積的相對(duì)強(qiáng)的和熱的黑液942——其存儲(chǔ)在用于容納這種類型黑液的第一黑液積累罐(“AC1”，例如，圖5中的灌540a)——和255立方米第二體積相對(duì)較弱的黑液941——其存儲(chǔ)在用于容納較弱類型黑液的第二黑液積累罐(“AC2”，例如，圖5中的灌540b)。一些量煮液保持結(jié)合于蒸煮的木屑或其它帶有漿的有機(jī)材料。工藝產(chǎn)生大約31.1絕干噸蒸煮的漿，具有大致41.1噸已在蒸煮和相關(guān)工藝中溶解的固體。圖10是根據(jù)本文公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，如可用于冷堿提取制漿工藝的蒸煮工藝1000的工藝流程圖。圖10中的工藝1000由木屑給料步驟1005開始，其中將木屑或其它含漿有機(jī)材料連同蒸汽一起投入能抵抗高壓的消化器。如先前所指出的，木材類型或其它植物或有機(jī)材料的具體選擇可取決于期望的最終產(chǎn)物。引入蒸汽以提高消化器內(nèi)部木屑的填裝。然后可將消化器在一個(gè)或多個(gè)步驟中加熱；在該實(shí)例中，將消化器通過蒸汽加熱到預(yù)定溫度(例如，110至130°C，更具體地，可以是大約120°C )或另外在最初的加熱步驟1018中加熱，之后在隨后的步驟1020中加熱到預(yù)水解溫度(例如加熱到165°C左右)，雖然這兩個(gè)步驟可在一些實(shí)施方式中可能組合。加熱時(shí)間可在一些程度上取決于設(shè)備的細(xì)節(jié)、消化器的容積、木屑的體積和正被加熱的有機(jī)材料的性質(zhì)。一旦達(dá)到預(yù)水解溫度，就將消化器保持在該溫度合適的時(shí)期，例如，35至45分鐘或足以完成預(yù)水解階段1025的任何其它時(shí)間。接下來，進(jìn)行中和步驟1030。在優(yōu)選實(shí)施方式中，首先將包括燒堿液1015的中和溶液加入消化器，之后引入CCE濾液液體1016。燒堿液1015可采取，例如，氫氧化鈉和硫化鈉混合物的形式，具有根據(jù)本文別處描述的任意實(shí)施方式的有效堿含量。例如，燒堿液1015可具有每升80至150克有效堿如氫氧化鈉(NaOH)，優(yōu)選每升100至110克有效堿如氫氧化鈉。燒堿液1015的硫化度優(yōu)選在20%和30%之間，但在一些實(shí)施方式中可變化。CCE濾液1016可包括再循環(huán)的CCE堿性濾液一其獲自下游CCE清洗工藝和任選地通過蒸發(fā)或其它方法被濃縮。CCE濾液1016中的有效NaOH濃度可以是，例如，每升50至75克，雖然它可根據(jù)具體工藝而改變。優(yōu)選，根據(jù)圖7A-7C描述的工藝首先將燒堿液1015作為“墊”引入，之后引入CCE濾液液體1016。然后，在步驟1035中，將第二部分熱黑液1017引入消化器，如結(jié)合圖8所描述的。在接下來的步驟1040中，將第二燒堿液1019加入消化器用于蒸煮目的。作為備選，燒堿液1019可由再循環(huán)的CCE堿性濾液替換，該再循環(huán)的CCE堿性濾液獲自下游CCE清洗工藝和任選地通過蒸發(fā)或其它方法被濃縮。該時(shí)期期間，如步驟1045所指示的，通過蒸發(fā)或其它方法將消化器的內(nèi)含物加熱到適當(dāng)?shù)恼糁鬁囟龋粚⒃摐囟仍谡糁蟛襟E1050中保持適合在消化器中獲得木漿去木質(zhì)作用的時(shí)期。蒸煮溫度可以是140和180°C之間，并優(yōu)選是150至160°C之間，雖然可以是任何合適的溫度。加熱可以在10至30分鐘的時(shí)期或其它合適的時(shí)期里。將消化器保持在蒸煮溫度持續(xù)合適的時(shí)期用于蒸煮工藝，如15至120分鐘。溫度范圍和蒸煮時(shí)間通常針對(duì)目標(biāo)H因子來選擇，如先前所描述的。蒸煮之后，如步驟1055所指示的，將通常來自粗漿清洗步驟的稀釋的黑液1034引入消化器，并且排出漿內(nèi)含物用于下游加工。然后，排放消化器并可將其清洗和清潔，如步驟1060所指示的，并且下一批木屑可以以相同的方式被加工，如步驟1070所指示的。
實(shí)施例在以下實(shí)施例中說明本發(fā)明的實(shí)施方式的工藝。實(shí)施例中描述的分析結(jié)果使用圖11中顯示的總工藝一其列出了一系列通常在根據(jù)圖10的工藝流程1000中進(jìn)行的步驟——獲得，并參考大約20升容積的臺(tái)式規(guī)模消化器進(jìn)行描述以模擬工業(yè)工藝。下面更詳細(xì)地說明圖11中顯示的程序和具體實(shí)施例之間的差別。如圖11所指示的，工藝通常由消化器預(yù)汽蒸30分鐘開始以在消化器中獲得最初的溫度和濕度，連同將木屑(在該情況下是桉樹)加入消化器；雖然在實(shí)驗(yàn)室的情況下，可不需要蒸汽填裝。然后通過提供蒸汽給消化器而將消化器進(jìn)一步加熱，持續(xù)大約60分鐘的時(shí)期以將溫度達(dá)到165°C。然后在165°C的溫度進(jìn)行預(yù)水解步驟，持續(xù)，例如，大約40分鐘。然后，在一些實(shí)施例中，作為中和工藝的部分，加入CCE堿性濾液或第一燒堿液墊。該工藝需要大約15分鐘并在大致150°C的溫度進(jìn)行。接下來，加入第一熱黑液以填充消化器的剩余部分。第一熱黑液的引入需要大約15分鐘，并在140°C的溫度進(jìn)行。接下來，在置換步驟期間將第二熱黑液加入消化器，這在大約146°C的溫度進(jìn)行23分鐘。這兩個(gè)熱黑液步驟共同代表熱的液體填充——其將在工業(yè)操作中進(jìn)行。接下來，加入燒堿液或CCE堿性濾液以結(jié)束置換工藝，開始蒸煮期。如果需要，還可將一些熱黑液投入消化器。該燒堿液(或CCE堿性濾液)和熱黑液的混合物可在大約152°C的溫度和10. 0巴的壓力進(jìn)行，例如，12分鐘。對(duì)于蒸煮步驟，將液體在9.1巴的輕微減壓在3分鐘期間以每分鐘大約3升的速度通過消化器進(jìn)行循環(huán)。然后將消化器的內(nèi)含物在14分鐘的時(shí)期里加熱回到，例如，大致160°C，并然后在合適的蒸煮期期間保持在該溫度大約，例如，23分鐘。接下來，將稀釋的液體作為置換液引入，并且將消化器的內(nèi)含物排出用于下游加工。將稀釋的液體以每分鐘一升的速度繼續(xù)引入并在消化器中循環(huán)足夠的時(shí)期。然后將消化器排泄并可清洗和清潔以為新一批做準(zhǔn)備。圖13A和13B是總結(jié)根據(jù)下面描述的實(shí)施例2_9的各種工藝條件和結(jié)果的表。特別地，圖13A顯示各種不同實(shí)施例的工藝條件和參數(shù)，圖13B以表格形式顯示相應(yīng)的結(jié)果。實(shí)施例1在中和和蒸煮步驟中使用燒堿液和熱黑液組合的牛皮紙漿制法根據(jù)第一實(shí)施例，將20升臺(tái)式規(guī)模消化器用蒸汽在30分鐘時(shí)期里預(yù)加熱到120°C。將4700克烘干的含漿有機(jī)材料如桉樹或其它木屑加入消化器。實(shí)驗(yàn)室順序操作遵循圖11。將消化器在60分鐘的時(shí)期里加熱到165°C并保持在165°C持續(xù)另外40分鐘以完成預(yù)水解階段。將4. 51升具有每升124.1g NaOH的有效堿的第一燒堿液(“WL1”)在150°C的溫度在十五分鐘里加入消化器。H因子計(jì)算在該點(diǎn)開始。然后，將10. 8升具有每升25. 3g NaOH的有效堿的第一熱黑液(“HBL1”)在140°C的溫度在15分鐘里加入，以完成中和步驟。然后將10. 0升具有每升25. 3g NaOH的有效堿的第二熱黑液(“HBL2”)在146°C的溫度在23分鐘的時(shí)期里加入消化器以置換用過的HLBl和WL1，之后在10巴和152°C在12分鐘的時(shí)期里加入由I升HBL2和4. 16升具有每升124. 7g NaOH的有效堿濃度的第二燒堿液(“WL2”)的混合物組成的煮液。該系列操作期間一個(gè)有意義的工藝參數(shù)是總有效堿載量，其通常以在考慮所有加入的液體的整個(gè)體積和它們各自的濃度而計(jì)算的木屑重量(干基)上堿百分?jǐn)?shù)的方式表示。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量是用于中和期的12%EA如NaOH，和用于蒸煮期的11%EA如NaOH。中和步驟(“中和物(Neutralysate) ”)之后收集置換的WLl和HBLl的樣品以測(cè)量和遵循pH行為，通常從置換操作的開始到該操作結(jié)束。收集置換的液體用于后面的回收。將包括HBL2和WL2的煮液在9.1巴的壓力下以每分鐘3升的速度循環(huán)3分鐘。然后將消化器在14分鐘的時(shí)期里加熱到160°C并保持在160°C持續(xù)另一個(gè)23分鐘。取反應(yīng)混合物的等分試樣以在反應(yīng)結(jié)束時(shí)測(cè)量NaOH濃度(“EoC”)。EoC是每升大約23. 3g NaOH。然后將消化器冷卻，并用稀釋的苛性堿溶液清洗反應(yīng)混合物兩次。每次清洗使用15升含有每升稀釋的液體溶液(“DL”)大約0. 2g NaOH的水溶液。第一次清洗之后用過的液體含有每升大約21. 9g NaOH并可用于制備下一批熱黑液。第二次清洗之后用過的液體含有每升大約13. Og NaOH并與中和物組合。組合的液體具有每升6. 4gNaOH的EA (等于3. 88%Na0H)。在工廠可將該混合物蒸發(fā)以形成更濃縮的苛性堿溶液用于回收鍋爐燃燒。將實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式消化器首先用循環(huán)DL (稀釋的液體)以每分鐘I升的速度通過消化器清潔10分鐘，然后首先用33升純水清洗兩次，然后用45升純水清洗。來自第一清洗的用過的清洗液體含有每升大約0. 9g NaOH,并可用于制備下一批DL。得到的粗漿顯示11. 9的卡伯值、1117ml/g的粘度、3. 54%的SlO溶解度和2. 7%的S18溶解度。反應(yīng)具有39.8%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0.4%的廢料率(rejectionrate)，導(dǎo)致39. 4%的篩選產(chǎn)率。反應(yīng)的H因子是333。圖12是繪制各個(gè)樣品的中和物的pH和有效堿濃度的圖，指示堿含量的趨于平衡(levelling off),這發(fā)出蒸煮階段總體完成的信號(hào)。實(shí)施例2在中和和蒸煮步驟中使用燒堿液的牛皮紙漿制法根據(jù)第二實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例1中描述的相同的制漿工藝，在中和和蒸煮期中使用燒堿液。中和物具有10. 2的pH，最后的煮液具有每升26.1g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是310，蒸煮反應(yīng)的H因子是394。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量分別是中和期12%EA如NaOH，蒸煮期11%EA如NaOH。得到的粗漿顯示10. 3的卡伯值、988ml/g的粘度、3. 6%的SlO溶解度和2. 7%的
S18溶解度。反應(yīng)具有39. 3%產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 13%廢料率，導(dǎo)致39. 1%的篩
選產(chǎn)率。實(shí)施例3分別在中和中使用CCE54和在蒸煮步驟中使用燒堿液的牛皮紙漿制法根據(jù)第三實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例1中描述的相同的制漿工藝，除了用來自CCE步驟具有每升54g NaOH的EA的濾液(“CCE54”)替換用于中和的燒堿液。中和物具有8. 6的pH,蒸煮混合物具有每升23. 5g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是300，蒸煮反應(yīng)的H因子是364。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量分別是中和期12%EA如NaOH，蒸煮期11%EA如 NaOH0得到的粗漿顯示11. 0的卡伯值、1059ml/g的粘度、4. 0%的SlO溶解度和3. 1%的S18溶解度。反應(yīng)具有40. 3%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 16%的廢料率，導(dǎo)致40. 2%的篩選產(chǎn)率。實(shí)施例4在中和和蒸煮步驟中使用CCE54的牛皮紙漿制法根據(jù)第四實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例1中描述的相同的制漿工藝，除了 CCE54替換中和和蒸煮步驟中的燒堿液。中和物具有1L 0的pH，蒸煮混合物具有每升18. 5gNa0H的EoC。預(yù)水解的P因子是297，蒸煮反應(yīng)的H因子是419。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量分別是中和期12%EA如NaOH，蒸煮期11%EA如NaOH。得到的粗漿顯示10. 8的卡伯值、1118ml/g的粘度、4. 5%的SlO溶解度和3. 6%的S18溶解度。反應(yīng)具有40. 4%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 09%的廢料率，導(dǎo)致40. 3%的篩選產(chǎn)率。實(shí)施例5在中和和蒸煮步驟中使用“弱的”燒堿液的牛皮紙漿制法根據(jù)第五實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例1中描述的相同的制漿工藝，除了具有每升54gNa0H的EA的燒堿液(“WL54”)用于中和和蒸煮步驟。中和物具有11. 3的pH，蒸煮混合物具有每升18. 8g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是300，蒸煮反應(yīng)的H因子是429。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量分別是中和期12%EA如NaOH，蒸煮期11%EA如NaOH。得到的粗漿顯示11. 2的卡伯值、1158ml/g的粘度、3. 7%的SlO溶解度和3. 1%的S18溶解度。反應(yīng)具有40. 2%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 12%的廢料率，導(dǎo)致40. 0%的篩選產(chǎn)率。與實(shí)施例2和5中的S18溶解度的比較提示較高的堿濃度可有助于抑制蒸煮步驟中半纖維素再沉積。實(shí)施例3、4和5中結(jié)果的比較提示CCE濾液的使用對(duì)最終產(chǎn)物中半纖維素含量具有負(fù)面影響。為了進(jìn)一步減少半纖維素含量同時(shí)最大化CCE濾液的利用，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例6在中和和蒸煮步驟中使用CCE60的牛皮紙漿制法根據(jù)第六實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例1中描述的相同的制漿工藝，除了具有每升60gNa0H的EA的CCE濾液(“CCE60”)替換中和和蒸煮步驟中的燒堿液。由于蒸煮期中較高的堿載量，將蒸煮溫度從160°C降低到155°C，但是蒸煮時(shí)間相應(yīng)地增加。中和物具有11. 2的pH，蒸煮混合物具有每升24. 5g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是272，蒸煮反應(yīng)的H因子是389。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量分別是中和期12%EA如NaOH，蒸煮期 12. 5%EA 如 NaOH。得到的粗漿顯示11. 4的卡伯值、1155ml/g的粘度、4. 6%的SlO溶解度和3. 6%的S18溶解度。反應(yīng)具有40. 7%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 07%的廢料率，導(dǎo)致40. 6%的篩選產(chǎn)率。雖然CCE60允許蒸煮溫度降低5°C，但是用于蒸煮的蒸煮時(shí)間和堿載量延長，并且粗漿中的半纖維素含量與當(dāng)使用CCE54時(shí)相比沒有減少。實(shí)施例7分別在中和中使用CCE60和在蒸煮步驟中使用CCE60和HBL40組合的牛皮紙漿制法根據(jù)第七實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例6中描述的相同的制漿工藝，除了具有每升40. Og的EA的更高度濃縮的熱黑液(“HBL40”)用于蒸煮步驟。在該實(shí)施例中，由于更高度濃縮的黑液(HBL40)用作部分煮液，蒸煮步驟中的總堿載量增加到13. 0%。另外，雖然如實(shí)施例6中蒸煮溫度也是155°C，但是蒸煮時(shí)間更短并比得上實(shí)施例2-5——其中蒸煮在160°C進(jìn)行——中的蒸煮時(shí)間。結(jié)果，蒸煮反應(yīng)的H因子較低，在377。中和物具有每升3.1g NaOH的EA，蒸煮混合物具有每升29. 5g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是301。對(duì)于該實(shí)施例，木材上總當(dāng)量有效堿載量分別是中和期12%EA如NaOH，蒸煮期13%EA 如 NaOH。得到的粗漿顯示10. 3的卡伯值、1107ml/g的粘度、4. 1%的SlO溶解度和3. 1%的S18溶解度。反應(yīng)具有40. 1%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 09%的廢料率，導(dǎo)致40. 0%的篩選產(chǎn)率。與實(shí)施例6相比，觀察到如S18溶解度所證明的較低的半纖維素含量。因此，蒸煮步驟中較高堿濃度的使用和堿性液體的組合似乎導(dǎo)致降低的半纖維素含量。實(shí)施例8在中和和蒸煮步驟中使用CCE70的牛皮紙漿制法根據(jù)第八實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例7中描述的相同的制漿工藝，除了具有每升70gNa0H的EA的CCE濾液(“CCE70”)用于中和步驟，并且CCE70和HBL40的組合用于蒸煮步驟。另外，蒸煮期中有效堿載量是15%。中和物具有11. 6的pH，蒸煮混合物具有每升36.1g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是304，蒸煮反應(yīng)的H因子是301。得到的粗漿顯示11. 0的卡伯值、1119ml/g的粘度、4. 0%的SlO溶解度和2. 9%的S18溶解度。反應(yīng)具有40. 0%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 13%的廢料率，導(dǎo)致39. 9%的篩選產(chǎn)率。與實(shí)施例6和7相比，也觀察到如S18溶解度所證明的較低的半纖維素含量。這加強(qiáng)了蒸煮步驟中較高堿濃度的使用和堿性液體的組合似乎導(dǎo)致降低的半纖維素含量。實(shí)施例9使用燒堿液墊的牛皮紙漿制法根據(jù)第九實(shí)施例，重復(fù)與實(shí)施例7中描述的相同的制漿工藝，除了對(duì)于中和步驟，首先用一些量以如先前所描述的燒堿液墊形式的具有每升約125g NaOH的EA的燒堿液替換CCE60，之后是CCE濾液(CCE60)。中和步驟中有效堿載量從12%增加到16%(4%由于燒堿液墊)。結(jié)果，蒸煮期中的有效堿載量從13%減少到11%。中和物具有每升4. 5g NaOH的EA，蒸煮混合物具有每升31. 7g NaOH的EoC。預(yù)水解的P因子是303，蒸煮反應(yīng)的H因子是367。得到的粗漿顯示9. 7的卡伯值、1103ml/g的粘度、4. 0%的SlO溶解度和3. 0%的S18溶解度。反應(yīng)具有39. 9%的產(chǎn)率。當(dāng)篩選時(shí)，混合物具有0. 03%的廢料率，導(dǎo)致39. 9%的篩選產(chǎn)率。也觀察到如S18溶解度所證明的較低的半纖維素含量?？ú?KN)所測(cè)量的去木質(zhì)作用程度對(duì)于相同水平的粘度(約1100ml/g)較低，這顯示較好的工藝選擇性，如粘度和卡伯值之間的比所反映的。實(shí)施例2至9中結(jié)果的比較(如圖13A-13B所示的表中所總結(jié)的)提示半纖維素再沉積可通過中和步驟中燒堿液墊的使用和蒸煮步驟中CCE濾液和較高濃縮的黑液的組合的使用而減少。另外，較高濃縮的熱黑液的使用導(dǎo)致較高的有效堿載量，這是常常期望的，導(dǎo)致較好的去木質(zhì)作用選擇性(對(duì)于相同的粘度水平較低的卡伯值)。燒堿液墊以及CCE濾液和更濃縮的熱黑液的組合的使用還可導(dǎo)致降低的蒸煮溫度，而對(duì)蒸煮時(shí)間或漿質(zhì)量沒有不良影響。進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以證實(shí)本發(fā)明的益處。實(shí)施例10具有和沒有燒堿液墊的工業(yè)規(guī)模牛皮紙漿制法如與圖4和5相關(guān)所通常描述地進(jìn)行牛皮紙蒸煮工藝。如圖6A和6B所顯示的進(jìn)行傳統(tǒng)的中和步驟，并且如圖7A-7C所顯示的使用燒堿液墊進(jìn)行改進(jìn)的工藝。在改進(jìn)的工藝中，首先將40立方米具有每升IlOg NaOH的有效堿(EA)水平的燒堿液(“WL110”)在中和步驟開始時(shí)以180m3/小時(shí)的速度泵入消化器(13分鐘的填充時(shí)期)，之后是72. 9立方米具有大約每升60克NaOH的有效堿(EA)水平的CCE濾液。在該情況下通過加入濃縮的燒堿液將來自CCE清洗工藝(例如，圖4中的工藝424)的CCE濾液的濃度從每升53-55克NaOH調(diào)節(jié)到每升60克NaOH，可被稱作用燒堿液提濃的工藝。中和步驟之后，遵循參考圖10描述的工業(yè)消化器操作順序，首先將一些體積具有大約每升45克NaOH的有效堿(EA)水平的熱黑液(“HBL45”)，然后是一些體積具有每升60克NaOH的有效堿(EA)水平的CCE堿性濾液加入以置換用過的中和液。然后將木屑在大約150-153°C的溫度蒸煮以獲得目標(biāo)H因子。對(duì)蒸煮條件進(jìn)行小的調(diào)整以獲得目標(biāo)粘度。將各種實(shí)驗(yàn)條件和得到的漿質(zhì)量總結(jié)在下面的表I中。
權(quán)利要求
1.加工已在反應(yīng)容器中進(jìn)行預(yù)水解的含漿有機(jī)材料的方法，包括 將第一量的燒堿液作為中和液加入所述反應(yīng)容器； 加入所述第一量的燒堿液之后，將不同的堿性溶液加入所述反應(yīng)容器以完成所述中和液； 用煮液置換所述中和液； 在所述反應(yīng)容器中蒸煮所述含漿有機(jī)材料；和 從所述反應(yīng)容器排出所述蒸煮的漿。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述燒堿液具有每升100和130克NaOH之間的有效堿水平。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述不同的堿性溶液包括冷堿提取堿性濾液。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述冷堿提取堿性濾液具有每升50和75克NaOH之間的有效堿水平。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中所述冷堿提取堿性濾液具有每升60和68克NaOH之間的有效堿水平。
6.權(quán)利要求4所述的方法，其中所述冷堿提取堿性濾液用燒堿液提濃以增加它的有效堿濃度。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述煮液包括代替燒堿液的冷堿提取堿性濾液。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述冷堿提取堿性濾液具有每升50和75克NaOH之間的有效堿水平。
9.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述冷堿提取堿性濾液具有每升60和68克NaOH之間的有效堿水平。
10.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述冷堿提取堿性濾液用燒堿液提濃。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中熱黑液連同冷堿提取堿性濾液用于所述蒸煮步驟。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中所述熱黑液具有每升38和50克NaOH之間的有效堿水平。
13.權(quán)利要求11所述的方法，其中所述熱黑液具有每升40和45克NaOH之間的有效堿水平。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中所述熱黑液用燒堿液提濃以增加它的有效堿濃度。
15.權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述蒸煮的漿進(jìn)行冷堿提取(CCE)階段之后，產(chǎn)生具有超過98%的α含量的純化的漿。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其中所述純化的漿具有7和9之間的卡伯值。
17.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一量的燒堿液提供至少10%的中和期中使用的總有效堿載量。
18.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一量的燒堿液提供至少13%和25%之間的中和期中使用的總有效堿載量。
19.漿加工方法，包括 將含漿有機(jī)材料加入消化器； 進(jìn)行預(yù)水解； 將第一量的燒堿液作為中和液加入所述消化器；加入所述第一量的燒堿液之后，將包括第一量的冷堿提取堿性濾液的溶液加入所述消化器以完成中和液； 用煮液置換所述中和液，所述煮液包括至少用另外量的燒堿液提濃的熱黑液，之后是第二量的冷堿提取堿性濾液； 在所述消化器中蒸煮所述含漿有機(jī)材料；和 從所述消化器排出所述蒸煮的漿。
20.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述燒堿液具有每升100和130克NaOH之間的有效堿水平。
21.權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一量的燒堿液提供至少10%的中和期中使用的總有效堿載量。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一量的燒堿液提供13%和25%之間的中和期中使用的總有效堿載量。
23.權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一量的冷堿提取堿性濾液具有每升50和75克NaOH之間的有效堿水平。
24.權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一量的冷堿提取堿性濾液具有每升60和68克NaOH之間的有效堿水平。
25.權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第一量的冷堿提取堿性濾液用燒堿液提濃。
26.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第二量的冷堿提取堿性濾液具有每升50和75克NaOH之間的有效堿水平。
27.權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第二量的冷堿提取堿性濾液具有每升60和68克NaOH之間的有效堿水平。
28.權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第二量的冷堿提取堿性濾液用燒堿液提濃。
29.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述熱黑液占所述總煮液的至少一半。
30.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述熱黑液具有每升38和50克NaOH之間的有效堿水平。
31.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述熱黑液具有每升40和45克NaOH之間的有效堿水平。
32.權(quán)利要求31所述的方法，其中所述熱黑液用燒堿液或冷堿提取堿性濾液提濃。
33.權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述蒸煮的漿進(jìn)行冷堿提取(CCE)階段之后，產(chǎn)生具有超過97%的α含量的純化的漿。
34.權(quán)利要求35所述的方法，其中所述蒸煮的漿具有8和12之間的卡伯值。
35.來自植物物質(zhì)的半純化的漿，所述半純化的漿在蒸煮之后但冷堿抽提之前，具有如依據(jù)S18溶解度測(cè)量的小于3. 0%的殘留半纖維素含量以及大于8的卡伯值。
36.權(quán)利要求35所述的半純化的漿，其中所述植物物質(zhì)是硬木材。
37.權(quán)利要求35所述的半純化的漿，其中，冷堿抽提之后但漂白之前，如依據(jù)S18溶解度測(cè)量的，所述半纖維素含量不大于1. 7%，并且卡伯值不小于9。
38.蒸煮漿的方法，包括以下步驟 將木素纖維素材料置于反應(yīng)容器中并進(jìn)行預(yù)水解； 將中和液加入所述反應(yīng)容器，所述中和液包括作為墊的具有每升100和130克NaOH之間的有效堿水平的第一量的燒堿液，之后第一量的不同的溶液-包括具有每升60和68克NaOH之間的有效堿水平的堿性濾液，所述第一量的燒堿液包括10%和30%之間的中和期中的總有效堿載量； 用煮液置換所述反應(yīng)容器中的所述中和液，所述煮液包括具有每升30和50克NaOH之間的有效堿水平的熱黑液和具有每升50和75克NaOH之間的有效堿水平的冷堿提取堿性濾液； 在所述反應(yīng)容器中蒸煮所述含漿有機(jī)材料；和 從所述反應(yīng)容器排出所述蒸煮的漿，所述蒸煮的漿具有如依據(jù)S18溶解度測(cè)量的3. 1%或更少的殘留半纖維素含量。
39.權(quán)利要求38所述的方法，其中所述木素纖維素材料包括硬木材。
40.權(quán)利要求38所述的方法，其中蒸煮期間所述反應(yīng)容器的溫度在150和153攝氏度之間。
41.權(quán)利要求38所述的方法，其中所述蒸煮的漿具有大于8.O的卡伯值。
42.權(quán)利要求38所述的方法，其中所述煮液用燒堿液提濃。
全文摘要
與預(yù)水解牛皮紙漿制法(PHKP)結(jié)合使用的漿加工方法，包括將木屑或相似的材料加入反應(yīng)容器，進(jìn)行預(yù)水解，和用第一量的燒堿液、之后是不同的溶液如冷堿提取堿性濾液——任選地用燒堿液提濃——中和混合物。用煮液替換中和液，所述煮液包括熱黑液和堿性濾液，任選地用燒堿液提濃。煮液可具有相對(duì)高的有效堿濃度。蒸煮的漿可顯示非常低的殘留半纖維素和最佳范圍內(nèi)的卡伯值。
文檔編號(hào)D21C3/02GK103003487SQ201080067879
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者M·M·萊特 申請(qǐng)人:巴伊亞特種纖維素公司