專利名稱：紙漿漂白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與其生產(chǎn)相結(jié)合的化學(xué)紙漿的無(wú)氯漂白方法，其中紙漿懸濁液優(yōu)選具有稠度超過(guò)8％的含纖維素的纖維材料，并且其中進(jìn)入漂白生產(chǎn)線的紙漿優(yōu)選連續(xù)通過(guò)漂白生產(chǎn)線中的至少一個(gè)漂白槽，用至少一種酸調(diào)節(jié)pH值至低于7和用一種螯合劑進(jìn)行處理，并且接著用過(guò)氧化氫或相當(dāng)量的另一種過(guò)氧化物在至少一個(gè)階段將其漂白到亮度超過(guò)75％ISO，優(yōu)選超過(guò)80％，過(guò)氧化物加入量超過(guò)5千克/BDMT。
從銷售的環(huán)境考慮要求進(jìn)行廣泛的研究以消除為漂白目的而使用含氯化合物。使用當(dāng)前的技術(shù)，用氧氣、過(guò)氧化氫和臭氧很難達(dá)到對(duì)從軟木硫酸鹽紙漿中制備的紙漿的完全漂白。
有許多Lignox和Macrox型的過(guò)氧化物漂白方法，其中結(jié)合運(yùn)用了EDTA處理和添加過(guò)氧化物。這些方法要求在90℃時(shí)反應(yīng)時(shí)間最少4小時(shí)，并且，盡管如此，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)行了氧去木質(zhì)素軟木紙漿的成功漂白時(shí)，紙漿具有12卡帕并且亮度達(dá)到了77-79ISO，而大約有一半所用的過(guò)氧化物還沒(méi)得到利用。本發(fā)明的意圖是在加入新鮮的過(guò)氧化物之后應(yīng)重復(fù)利用未被利用的過(guò)氧化物。據(jù)我們所知，這點(diǎn)還沒(méi)有產(chǎn)生工業(yè)化的規(guī)模。在某些情況下，過(guò)氧化物回到氧反應(yīng)器，而任何可能的提高亮度的努力被忽略了。
通過(guò)已公開的瑞典專利申請(qǐng)，8503153-2(Wagner-BiroAG)，可以得知一種在合理加入過(guò)氧化物的情況下使用氧氣和/或臭氧去紙漿木質(zhì)素的方法。在所說(shuō)的方法中，在該反應(yīng)溫度下及2.5-4.5％的稠度時(shí)，將紙漿與氧氣(可能含有過(guò)氧化物)接觸而第二階段在10％的稠度下進(jìn)行。所用的過(guò)氧化物的量是0-5千克H2O2/千克ptp。
為了縮短必需的反應(yīng)時(shí)間和/或減少過(guò)氧化物殘余以達(dá)到所用的過(guò)氧化氫的最佳利用，可能立即產(chǎn)生的方法似乎是升高溫度和加壓，并且這個(gè)建議實(shí)際上作為一種可能性包括在瑞典專利8902058-0(EKA Nobel AB)中，其中描述了所謂的Lignox法。已進(jìn)行了此方向的試驗(yàn)，但是失敗了，各方面的結(jié)果比用純粹的常壓過(guò)氧化物漂白所達(dá)到的還要糟。甚至已有人提議氧氣在Lignox法漂白中是沒(méi)有價(jià)值的。壓力的使用優(yōu)選使用MC泵來(lái)達(dá)到，泵送的懸濁液稠度超過(guò)8％并優(yōu)選小于18％。
應(yīng)該注意的是專利和其它文獻(xiàn)中已提及的試驗(yàn)，由于可以理解的原因，已經(jīng)以實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模進(jìn)行。已得到跡象如果溫度升高(例如從90℃到95℃)結(jié)果更差并且已得出結(jié)論過(guò)氧化物漂白應(yīng)優(yōu)選在90℃以下的溫度進(jìn)行。
本發(fā)明的目的在于提出一種介紹中所提到的那種類型的方法，這種方法可以提供有效的和更加均勻的漂白。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在漂白槽中升高了的溫度和壓力下發(fā)生的過(guò)氧化物漂白以及通過(guò)暴露于漂白槽內(nèi)部的金屬表面面積少于4V平萬(wàn)米，這里V表示立方米體積，可以達(dá)到這一點(diǎn)，所說(shuō)的壓力在槽中的每一點(diǎn)都超過(guò)懸濁液中液體的蒸氣壓力并且其中漂白槽的橫截面積超過(guò)3千方米。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步情況漂白槽中的壓力在槽的底部超過(guò)3.0×105帕(3巴)，優(yōu)選4.0×105帕(4巴)并更優(yōu)選超過(guò)5.0×105帕(5巴)，而漂白槽頂部的壓力超過(guò)1.0×105帕(1巴)，優(yōu)選1.2×105帕(1.2巴)并更優(yōu)選1.5×105帕(1.5巴)。
此外，在實(shí)驗(yàn)室漂白中，在最高溫度為90℃-95℃的水浴中大氣壓條件下可以使用塑料袋。顯然，在一個(gè)大氣壓下的加壓程序是在耐酸高壓釜中進(jìn)行的。
現(xiàn)在出現(xiàn)的令人驚奇的是高壓釜熱的金屬表面可以催化過(guò)氧化物分解。如果在密封的塑料袋放入充滿了水以進(jìn)行高壓釜和塑料袋間的熱傳遞的高壓釜中之前放入了紙漿和過(guò)氧化物，亮度、卡帕值和粘度都會(huì)提高且過(guò)氧化物消耗降低。
在使用和沒(méi)有使用額外的氧氣壓力(5.0×105帕(5巴))的條件下分別進(jìn)行了試驗(yàn)。不必完全采納特定的理論，可以設(shè)想對(duì)此似乎可能的途徑是高壓釜熱的金屬表面使過(guò)氧化物催化分解。為了研究這一點(diǎn)，特別進(jìn)行了下面所描述的試驗(yàn)。這些試驗(yàn)證實(shí)了我們的設(shè)想是正確的。由于槽中每單位體積內(nèi)部暴露的金屬表面的量隨槽的體積增加呈二次方性減少，我們可得出結(jié)論上述問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)室特有的，即漂白槽的橫截面積在一個(gè)特別的值時(shí)(大約3平方米，隨著橫截面積～D的增加其影響必然進(jìn)一步降低)這種影響是決定性的。
還出現(xiàn)的令人驚奇的是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)使用一種能夠耐高pH值而不分解的絡(luò)合劑可以達(dá)到本方法的進(jìn)一步改善，高pH值是指pH達(dá)到11。
已知在目前的技術(shù)水平內(nèi)在Q階段加入了絡(luò)合劑、如EDTA之后沖洗紙漿懸濁液首先是為了絡(luò)合然后是為了沖走紙漿懸濁液中存在的過(guò)渡元素。然而，與EDTA絡(luò)合的一定量的金屬將遺留在懸濁液中被帶到下一階段。另外，可能還有沒(méi)與EDTA絡(luò)合的金屬也遺留在內(nèi)。
由于EDTA不耐漂白階段所用的pH值，看來(lái)在下一階段的pH值下與EDTA絡(luò)合的金屬要被釋放出來(lái)。由于釋放出來(lái)的金屬離子及那些從未絡(luò)合的金屬離子分解漂白用的過(guò)氧化物，所以對(duì)連續(xù)的工藝有不利影響。
因此證明了在Q階段之后，優(yōu)選和過(guò)氧化物一起加入一定量的能耐高pH值而不分解的絡(luò)合劑是對(duì)本發(fā)明方法是的一個(gè)改進(jìn)。這種添加能排除上述不利影響。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的絡(luò)合劑是DTPA。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是在漂白中通入氧氣，使用量少于5千克/BDMT，優(yōu)選少于3千克/BDMT并更優(yōu)選少于1千克/BDMT。還發(fā)現(xiàn)可用氮?dú)獯嫜鯕?，結(jié)果過(guò)氧化物消耗僅有很小的上升。
還發(fā)現(xiàn)由于加入氧氣或氮?dú)庖鸬膲毫梢酝ㄟ^(guò)使用由例如泵送方式或漂白槽自身的高度產(chǎn)生的純粹的流體靜壓來(lái)進(jìn)行調(diào)整，沒(méi)有不利影響。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)漂白過(guò)程中溫度超過(guò)90℃，優(yōu)選等于或超過(guò)100℃，更優(yōu)選在100℃-105℃之間，本方法可得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)所用過(guò)氧化物的量超過(guò)10千克/BDMT而少于35千克/BDMT，以達(dá)到超過(guò)85IS0的亮度使本方法得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)壓力超過(guò)3.0×105帕(3巴)，優(yōu)選在0.5-1.5×106帕(5-15巴)之間并更優(yōu)選在0.5-1.0×106帕(5-10巴)之間使本方法得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)漂白過(guò)程中紙漿不允許有太大的范圍和金屬表面接觸，優(yōu)選至少漂白槽內(nèi)表面用某些聚合材料或陶瓷材料制成，本方法可以得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)將Z階段或過(guò)乙酸階段置于Q階段之前并且通過(guò)那樣的兩階段方法得到的超過(guò)85 ISO的亮度且過(guò)氧化物消耗量少于20千克/BDMT，本方法可以得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)ZQ之間不進(jìn)行沖洗，并且優(yōu)選A階段在Z階段之前，本方法可以得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，過(guò)氧化物階段的紙漿中錳含量應(yīng)少于5克/BDMT紙漿，優(yōu)選少于1克/BDMT紙漿，并更優(yōu)選少于0.5克/BDMT紙漿，其含量基本上與最終漂白了的紙漿中的含量相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)在漂白階段，在溫度最終升高至所期望的水平自發(fā)進(jìn)行漂白之前，在低于90℃的溫度下在向紙漿懸浮液中混入過(guò)氧化物前首先加入pH值升高試劑，本方法可以得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)漂白階段中加入過(guò)氧化物之前在紙漿懸濁液中加入pH值升高試劑，初始的pH值上升不高于11.5且優(yōu)選調(diào)整pH值在10-11之間而使本方法得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)在過(guò)氧化物漂白階段至少有一種絡(luò)合劑參與，該絡(luò)合劑最好和過(guò)氧化物一起加入懸濁液中，本方法可得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)至少一種絡(luò)合劑能充分地耐高達(dá)11的pH值來(lái)改善本方法，該絡(luò)合劑優(yōu)選DTPA。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)加入數(shù)量，優(yōu)選1-2千克DTPA/ADMT的絡(luò)合劑DTPA而使本方法得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)用離心泵、即所謂的MC泵在漂白槽中獲得正壓力而使本方法得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)漂白槽中沒(méi)有氣相存在的條件下，用液壓的方法進(jìn)行過(guò)氧化物漂白而使本方法得以改善。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)漂白槽的直徑超過(guò)3米，優(yōu)選5米及更優(yōu)選7米而使本方法得以改善。
下面的實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明和證實(shí)了令人驚奇和意外的結(jié)果。
對(duì)此試驗(yàn)連同下面的描述，并參閱附圖，這里

圖1表示根據(jù)本發(fā)明在漂白的過(guò)程中分別在5.0×105帕(5巴)、100℃或5.0×105帕(5巴)、110℃下1、2、3小時(shí)，及在90℃、0帕、4小時(shí)，和90℃、5.0×105帕(5巴)、4小時(shí)的情況下亮度(％ISO)和H2O2的總消耗(千克/ADMT)之間的關(guān)系曲線。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明在漂白的過(guò)程中分別在5.0×105帕(5巴)、100℃或5.0×105帕(5巴)、110℃下1、2、3小時(shí)，及在90℃、0帕、4小時(shí)和90℃、5.0×105帕(5巴)、4小時(shí)的情況下的亮度(％ISO)和粘度(立方分米/千克)之間的關(guān)系曲線。
圖3表示漂白過(guò)程中亮度(％ISO)和H2O2總消耗(千克/ADMT)之間的關(guān)系曲線，其中根據(jù)本發(fā)明加壓P階段插入在不同的漂白序列中，并且臭氧階段處于50℃及6千克力或4千克力的壓力下并含有不同量的錳。
圖4表示漂白過(guò)程中亮度(％ISO)和粘度(立方分米/千克)之間的關(guān)系曲線(相同系列的試驗(yàn))，其中根據(jù)本發(fā)明加壓P階段插入在不同的漂白序列中，并且臭氧階段處于50℃及6千克力或4千克力的壓力下并含有不同量的錳。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明加壓(PO)階段在(QZ)階段之后的漂白序列與90℃大氣壓下的對(duì)比序列的亮度(％ISO)和反應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系曲線。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明圖5中的漂白序列和90℃大氣壓下的對(duì)比序列的亮度(％ISO)和粘度(立方分米/千克)之間的關(guān)系曲線。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明圖5中的漂白序列和90℃大氣壓下的對(duì)比序列中的亮度(％ISO)和H2O2總消耗量(千克/ADMT)之間的關(guān)系曲線。
圖8表示包含根據(jù)本發(fā)明加壓的(PO)階段的漂白序列和90℃大氣壓下的對(duì)比序列的亮度(％ISO)和反應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系曲線。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明在圖8中的漂白序列和90℃大氣壓下的對(duì)比序列的亮度(％ISO)粘度(立方分米/千克)之間的關(guān)系曲線。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明在圖8中的漂白序列和90℃大氣壓下的對(duì)比序列中的亮度(％ISO)和H2O2總消耗(千克/ADMT)之間的關(guān)系曲線。
圖11表示包含有標(biāo)準(zhǔn)Q預(yù)處理或根據(jù)本發(fā)明用DTPA預(yù)處理的加壓(PO)-漂白的亮度(％ISO)和粘度(立方分米/千克)之間的關(guān)系曲線。該曲線表示軟木的漂白。
圖12表示包含有標(biāo)準(zhǔn)Q預(yù)處理或根據(jù)本發(fā)明用DTPA預(yù)處理的加壓(PO)-漂白的亮度(％ISO)和粘度(立方分米/千克)之間的關(guān)系曲線。該曲線表示軟木牛皮紙漿的漂白。
圖13表示保護(hù)劑(如絡(luò)合劑)對(duì)實(shí)驗(yàn)用去木質(zhì)素紙漿的Q(PO)-漂白的亮度(％ISO)和H2O2總消耗(千克/ADMT)之間的關(guān)系及其粘度(立方分米/千克)和亮度(％ISO)的關(guān)系的影響的曲線。
圖14表示保護(hù)劑(如絡(luò)合劑)對(duì)實(shí)驗(yàn)用去木質(zhì)素紙漿的Q(PO)—漂白的粘度(立方分米/千克)和亮度(％ISO)關(guān)系的影響的曲線。
圖15表示軟木紙漿的加壓(PO)-漂白的反應(yīng)時(shí)間(小時(shí))和亮度(％ISO)的關(guān)系及壓力的影響。
氧去木質(zhì)素軟木紙漿的O(加壓P)漂白由于當(dāng)高壓釜在塑料袋周圍充滿水時(shí)，向紙漿懸濁液的熱傳遞大大提高了，一方面為了證明與在漂白槽中和金屬表面直接接觸而漂白的紙漿懸濁液的差別的影響，另一方面為了證明使用壓力的影響及該方法過(guò)程中升高溫度的間接影響，進(jìn)行了下面的試驗(yàn)。
卡帕值為12.1、稠度為10％、粘度為1020立方分米/千克的紙漿在Q階段70℃的溫度下及初始pH值(H2SO4)為4.7、最終PH值等于5.0的條件下用EDTA進(jìn)行處理。用這種方法處理過(guò)的紙漿接著要在稠度為10％、歷時(shí)240分鐘及在90℃的溫度下經(jīng)過(guò)一個(gè)EOP階段。此階段在a，b，c欄的正常壓力及5.0×105帕(5巴)的正壓力(氧氣大氣壓)條件下進(jìn)行。結(jié)果見下表。
表Ia b c d e f稠度，％10溫度，℃90時(shí)間；分鐘 240平均壓力，105帕*************(過(guò)量) 0 0 0 5 5 5MgSO4，千克/BDMT3 3 3 3 3 3H2O2，千克/BDMT 353535 35 35 35NaOH，千克/BDMT 252525 25 25 25H2O2消耗量， 33.0 26.4 25.733.3 23.7 25.3千克/BDMT最終pH 11.2 10.9 10.911.1 10.8 10.8卡帕值 4.8 4.7 4.6 4.54.34.2粘度，立方分米/千克 746 849 828 802838837亮度，％ISO 77.9 78.5 79.779.7 80.7 81.6所用過(guò)氧化物量，千克/ADMT333333 33 33 33過(guò)氧化物消耗量，千克/ADMT312524 31 22 24*在高壓釜中與金屬直接接觸**密封在塑料包中加入高壓釜***密封在塑料包中加入到為提高熱傳遞而裝有水的高壓釜中從表I可以看出紙漿懸濁液和金屬表面間沒(méi)有接觸直接影響H2O2的消耗量且后者也受向紙漿懸濁液的熱量供應(yīng)的影響，這一點(diǎn)可以從b欄和c欄間的比較中看出。
從表I很明顯可見氧氣壓力(5巴)的應(yīng)用把亮度提高了兩個(gè)單位并給出了更好的選擇性和使卡帕值下降，這一點(diǎn)可通過(guò)比較上表中c欄和f欄看出。
將溫度從90℃到100℃升高10℃大約可使相同量的漿料達(dá)到相同的最終亮度所需的反應(yīng)時(shí)間減半。對(duì)與上面的試驗(yàn)中相同的紙漿的進(jìn)一步試驗(yàn)顯示了這一點(diǎn)。在這種情況下，所有的試驗(yàn)都使用5.0×105帕(5巴)的氧氣壓力進(jìn)行。試驗(yàn)參數(shù)和結(jié)果記錄在下面的表II中。通過(guò)對(duì)比I中的f和II中的e可以證明溫度的影響。
表IIa b c d e f稠度，％10溫度，℃100時(shí)間，分鐘 6012018060120180平均壓力，105帕(過(guò)量) 5 5 5 5 5 5MgSO4，千克/BDMT 3 3 3 3 3 3H2O2，千克/BDMT 2525 25 3535 35NaOH，千克/BDMT 2424 24 2525 25H2O2消耗量， 12.2 16.0 19.1 16.4 21.4 26.0千克/BDMT最終pH 10.8 10.6 10.4 10.7 10.5 10.4卡帕值 5.3 4.64.25.0 4.34.0粘度，立方分米/千克 906 829803896 827790亮度，％73.8 79.6 81.4 76.9 81.3 83.1所用過(guò)氧化物量，千克/ADMT 2323 23 3333 33過(guò)氧化物消耗量，千克/ADMT 1115 18 1520 24
從上面表II也可看出將過(guò)氧化物的用量從35降低到25千克ptp(2/3)使達(dá)到81.4ISO的亮度所要求的反應(yīng)時(shí)間從2小時(shí)增加到3小時(shí)，即通過(guò)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可以節(jié)約過(guò)氧化物的用量。
從表II中e和c的比較可以看出將過(guò)氧化物的用量從35降低到25千克ptp(至2/3)使達(dá)到81.4ISO的亮度必需的反應(yīng)時(shí)間從2小時(shí)增加到3小時(shí)。
不同溫度下的對(duì)比試驗(yàn)
表IIIa b c d e稠度，％10溫度，℃9090100100110時(shí)間，分鐘 240平均壓力，105帕(過(guò)量) 0 5 0 5 5MgSO4，千克/BDMT 3 3 3 3 3H2O2，千克/BDMT 353535 35 35NaOH，千克/BDMT 303030 30 30H2O2消耗量， 33.0 31.1 34.8 34.9 34.9千克/BDMT最終pH 11.4 11.3 11.1 11.3 10.0卡帕值 4.6 4.4 4.43.53.9粘度，立方分米/千克 707 733 660685675亮度，％ISO 77.4 81.4 76.4 80.6 80.8所用過(guò)氧化物置千克/ADMT 333333 33 33過(guò)氧化物消耗量，千克/ADMT 312932 32 32—在高壓釜中與金屬直接接觸—注意氧氣壓力的影響除此之外，為了證明溫度與氧氣壓力結(jié)合產(chǎn)生的重要性在0-106帕(0-10巴)的氧氣壓力下對(duì)相同的紙漿進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗(yàn)。
從圖1所示的曲線圖尤其可以看出110℃、5.0×105帕(5巴)的條件下的Q(加壓P)-序列與常壓條件及90℃時(shí)所需的反應(yīng)時(shí)間相比將必需的反應(yīng)時(shí)間從4小時(shí)減少到了1小時(shí)。另外，必需的過(guò)氧化物消耗減少了25％即減到18千克ptp。
從圖2所示的曲線圖尤其可以看出單純地在90℃使用氧氣壓力使亮度從～80到～82增加了2級(jí)。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，一旦紙漿中過(guò)氧化物含量下降有可能特加壓P階段分成兩個(gè)階段，本方法的第一部分，在例如大氣壓和較低的溫度80-90℃的條件下發(fā)生。而第二部分在110-120℃使用氧氣壓力的條件下發(fā)生。
在過(guò)氧化物階段之前的Q處理的重量性已經(jīng)為人熟知。如果臭氧與加壓P階段相結(jié)合，可使用簡(jiǎn)單的兩階段序列生產(chǎn)適合市場(chǎng)銷售的具有全亮度(88-90ISO)和良好的強(qiáng)度性能的紙漿。圖3建立了過(guò)氧化氫總消耗量與亮度(％ISO)的關(guān)系，圖4建立了粘度和亮度(％ISO)的關(guān)系。在這些曲線圖中可以清楚地看出許多不同序列的Mn含量、亮度和過(guò)氧化物消耗或粘度之間的相互關(guān)系。這一點(diǎn)從順序ZQ可以很明顯看出，臭氧序列之后是加堿(pH為5-6)且不插入沖洗的Q階段對(duì)產(chǎn)生低的錳含量和良好效果來(lái)說(shuō)必然是受歡迎的。
已發(fā)現(xiàn)錳的存在的重量性對(duì)過(guò)氧化物消耗和紙漿粘度來(lái)說(shuō)是很關(guān)鍵的。我們的試驗(yàn)證明每BDMT紙漿中加入一克錳使過(guò)氧化物消耗增加2千克/BDMT且使紙漿質(zhì)量降低10到20個(gè)單位的SCAN粘度(立方分米/千克)為了達(dá)到這些低的錳含量沖洗程度必須超過(guò)95％，優(yōu)選99％。在漂白生產(chǎn)線中最好使用一個(gè)或多個(gè)或結(jié)合使用KAMYR大氣擴(kuò)散器、KAMYR加壓擴(kuò)散器或KAMYR洗滌壓濾機(jī)。
使加壓(PO)階段在(ZQ)階段之后與大氣壓下的常規(guī)技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，從圖5的曲線圖中可以觀察到反應(yīng)時(shí)間減少，從圖6的曲線圖中可見使用過(guò)氧化物和臭氧加壓漂白的方法導(dǎo)致了粘度損失的明顯降低，即與參考試驗(yàn)相比達(dá)到了較高的紙漿粘度和較高的亮度，而圖7的曲線圖證明了為了達(dá)到本發(fā)明88-89％ISO的亮度，與在大氣壓下進(jìn)行的參考試驗(yàn)相比過(guò)氧化物的消耗量減半。
還就氧去木質(zhì)素桉樹球劑(Euc.globulus)、硬木紙漿在105℃的加壓-(PO)漂白，和同種紙漿90℃及大氣壓下的漂白進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)(見圖8、9和10)。具有卡帕值為7.2的紙漿要經(jīng)過(guò)一個(gè)上述的Q階段并且過(guò)氧化物的加入量為33千克/ptp。
還進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)(見圖11)以顯示分別用標(biāo)準(zhǔn)Q預(yù)處理和用DTPA預(yù)處理對(duì)于加壓(PO)階段漂白的兩種不同的軟木紙漿的粘度的影響?？梢宰⒁獾皆谙嗤扯葧r(shí)分別經(jīng)過(guò)3、4小時(shí)達(dá)到了相同的亮度。
還進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)(見圖12)以顯示不同的(PO)階段組合對(duì)(PO)階段粘度與亮度的關(guān)系和H2O2消耗與亮度的關(guān)系的影響。在第一個(gè)曲線圖中可以注意到與只加入MgSO4相比，加入DTPA降低了過(guò)氧化物的消耗。
曲線還表示使用了MgSO4。為了提高紙漿質(zhì)量，單獨(dú)或結(jié)合地使用Mg和Ca已為技術(shù)熟練的人所知。
在下面的曲線中可以注意到使用如上的結(jié)合在相同的亮度時(shí)對(duì)粘度的有利影響。
還進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)(見圖13)，該試驗(yàn)表示軟木紙漿的加壓(PO)-漂白的反應(yīng)時(shí)間(小時(shí))和亮度(％ISO)之間的關(guān)系及壓力的影響。然而，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)使用相同的條件在5.0×105帕(5巴)可達(dá)到ISO 79，而在106帕(10巴)達(dá)到ISO 85。這也可以用下面的方式表達(dá)，即ISO 84在106帕(10巴)時(shí)大約1小時(shí)而在5.0×105帕(5巴)時(shí)大約5小時(shí)。這還可以如下表達(dá)，所獲得的紙漿就強(qiáng)度來(lái)說(shuō)具有類似的特性。
本發(fā)明的目的是要達(dá)到所用的過(guò)氧化物的較高程度的利用并且同時(shí)達(dá)到產(chǎn)品的高亮度。如我們所發(fā)現(xiàn)，這點(diǎn)可分別通過(guò)許多措施而實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明并不局限于上面所述，但所描述的特征可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
權(quán)利要求
1.與其生產(chǎn)相結(jié)合的化學(xué)紙漿的無(wú)氯漂白方法，其中紙漿懸濁液優(yōu)選具有稠度超過(guò)8％的含纖維素的纖維材料，進(jìn)行漂白生產(chǎn)線的紙漿優(yōu)選持續(xù)通過(guò)漂白生產(chǎn)線中的至少一個(gè)漂白槽加入，用至少一種酸調(diào)節(jié)pH至低于7和使用一種螯合劑進(jìn)行處理，并且接著用過(guò)氧化氫或相當(dāng)量的另一種過(guò)氧化物在至少一個(gè)階段漂白到亮度超過(guò)75％ISO，優(yōu)選超過(guò)80％，加入量超過(guò)5千克/BDMT，該方法的特征在于在升高了的超過(guò)100℃溫度和在漂白槽中每點(diǎn)的壓力都超過(guò)懸濁液中液體的蒸氣壓及底部壓力超過(guò)5.0×105帕(5巴)的條件下實(shí)現(xiàn)過(guò)氧化物漂白，并且在于暴露于漂白槽內(nèi)部的金屬表面積少于4V平方米，這里V表示立方米體積。
2.根據(jù)專利權(quán)利要求1的方法，其特征在于漂白槽頂部的壓力超過(guò)105帕(1巴)，優(yōu)選1.2×105帕(1.2巴)并更優(yōu)選1.5×105帕(1.5巴)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于漂白過(guò)程中氧氣加入量少于5千克/BDMT，優(yōu)選少于3千克/BDMT并更優(yōu)選少于1千克/BDMT。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于漂白過(guò)程中溫度超過(guò)100℃并更優(yōu)選在100℃-105℃之間。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于過(guò)氧化物的用量超過(guò)10千克/BDMT但少于35千克/BDMT(以達(dá)到超過(guò)85ISO的亮度)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于壓力超過(guò)3.0×105帕(3巴)，優(yōu)選在0.5-1.5×106帕(5-15巴)之間并更優(yōu)選在0.5-1.5×106帕(5-10巴)之間。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于漂白過(guò)程中不允許紙漿懸濁液與金屬表面有太大范圍的接觸，最好是至少漂白槽的內(nèi)表面用某些聚合材料或陶瓷材料制成。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于Z階段或過(guò)乙酸階段在Q階段之前并且通過(guò)使用這樣的兩階段的方法得到了超過(guò)85 ISO的亮度且過(guò)氧化物消耗量少于20千克/BDMT。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于ZQ之間不進(jìn)行沖洗，并且優(yōu)選A階段在Z階段之前。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于在漂白階段在溫度最終升高到所期望的水平進(jìn)行自發(fā)漂白之前、在低于90℃的溫度下及在混合入過(guò)氧化物之前首先在紙漿中加入pH值升高劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于漂白階段向紙漿懸濁液加入pH值升高劑時(shí)初始pH值上升不同于11.5，優(yōu)選上升至10-11之間的一個(gè)值。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于過(guò)氧化物漂白階段至少有一種絡(luò)合劑參與，該絡(luò)合劑優(yōu)選和過(guò)氧化物一起加入懸濁液中。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于絡(luò)合劑中至少有一種是基本上能耐高達(dá)11的pH值，該絡(luò)合劑優(yōu)選DT-PA。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于DTPA的加入量?jī)?yōu)選1-2千克DTPA/ADMT。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于通過(guò)使用離心泵、即所謂的MC泵在漂白槽中獲得正壓力。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于在漂白槽中沒(méi)有氣相存在的條件下，用液壓的方法進(jìn)行過(guò)氧化物漂白。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于漂白槽直徑超過(guò)3米，優(yōu)選5米并更優(yōu)選7米。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于用于過(guò)氧化物階段的紙漿中錳含量少于5克/BDMT紙漿，優(yōu)選少于1克/BDMT紙漿并更優(yōu)選少于0.5克/BDMT紙漿，其含量基本上與最終漂白了的紙漿中的含量相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種與其生產(chǎn)相結(jié)合的化學(xué)紙漿的無(wú)氯漂白方法，其中紙漿懸濁液優(yōu)選具有稠度超過(guò)8％的含纖維素的纖維材料且進(jìn)入漂白生產(chǎn)線的紙漿優(yōu)選持續(xù)通過(guò)漂白生產(chǎn)線中的至少一個(gè)漂白槽加入，用至少一種酸調(diào)節(jié)pH至低于7并用一種螯合劑進(jìn)行處理，接著用過(guò)氧化氫或相當(dāng)量的另一種過(guò)氧化物在至少一個(gè)階段漂白到亮度超過(guò)75％ISO，優(yōu)選超過(guò)80％，其用量超過(guò)5千克/BDMT。過(guò)氧化物漂白在升高了的溫度和加壓的漂白槽中發(fā)生。
文檔編號(hào)D21C9/10GK1153241SQ9610992
公開日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1996年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月12日
發(fā)明者P·泰布令, U·俄科思特略姆, E·尼爾森, L-O·拉松 申請(qǐng)人:卡瓦納碎漿處理公司