专利名称：与化学纸浆漂白有关的纸浆处理方法
技术领域：
本发明涉及一种降低在化学纸浆漂白过程中洗浆所需要的新鲜水量的方法。硫酸盐纸浆通常在多级漂白工序中漂白，其中纸浆在漂白阶段进行清洗。通常，清洗通过挤压或置换水进行。本发明涉及在漂白阶段之间，强化对硫酸盐纸浆漂白的清洗，清洗在使用置换的清洗设备中进行。置换作用可能受多种方式影响，如压力鼓式清洗机、清洗压力或扩散洗涤器。
背景技术：
欧洲专利公开号856079公开了一种强化纸浆置换水的方法，以使来自抽水泵、实际清洗后的挤压或增厚阶段最少的滤液直接作为清洗液立即进入清洗阶段。仅仅一部分或来自清洗最后阶段的滤液的一部分也可以作为清洗液返回到开始所述的阶段。通过这种方法，用作清洗纸浆的消洗液的量可能增加，因而，和将等量液体引入到清洗过程中、而没有将滤液引入到清洗中的情况相比较，其清洗的效果有所改善。
芬兰专利67894公开了一种和纸浆漂白有关的清洗方法，其中漂白的化学物质交替的引入到纸浆中，从而其将前一阶段的使用的化学物质从纸浆中置换出来，置换的化学物质通过清洗机直接导向纸浆中。清洗例如在两阶段的鼓式清洗机中完成，其中在后一阶段置换的液体作为置换液体导入第一阶段。和置换液体一起，例如在第一阶段中引入碱。这种置换碱的方法可以用作代替常规的清洗设备和氯化阶段的碱塔。第一阶段的滤液导入到前述的清洗机中。
发明内容
本发明的目的是降低和漂白有关的纸浆清洗所需的新鲜水的量或其它清洗液体的量。具体来说，本发明的目的是改善和强化漂白阶段的清洗，因而和现有技术的清洗工艺相比，在降低了新鲜水的量的同时，达到了基本相同的纸浆纯度。
本发明涉及一种与化学纸浆漂白有关的纸浆处理方法，其中该方法包括至少用臭氧、二氧化氯或碱处理纸浆的阶段和清洗纸浆，其后，在清洗设备中的E10-值至少为3，优选为4；其中清洗液以和纸浆相反的方向引入到清洗设备中，并从清洗设备中除去滤液。本发明的特征是纸浆在清洗设备中清洗，从而第一清洗液是清洗设备本身的滤液，所述清洗液的量为1.5-3.5t/adt，之后纸浆用从外部设备引入到清洗设备中的清洗液清洗，后者清洗中所述清洗液的量得到的稀释因子低于1t/adt，从而在清洗设备中所用的全部清洗液的量所得到的稀释因子大于0t/adt。
清洗设备中的滤液至少分成两股。一部分优选从滤液最终部分中得到，该部分少于滤液的50％，优选少于滤液的30％。开始时，滤液通过一个通道系统导出清洗机，在消洗机中循环的剩下部分通过分离通道系统导入到清洗的开始阶段。后者部分作为从同一清洗设备中得到的滤液，纸浆在清洗设备中首先用该滤液进行清洗。之后，纸浆进一步用干净的液体或从清洗设备之外引入的液体进行清洗，滤液优选来自该工艺之后、设在纸浆流程方法的漂白阶段。优选含有从该工艺中除去不到30％的滤液的所述的最终的馏分在纸浆随后清洗过程中得到，因而比从纸浆初始清洗阶段得到的滤液干净。所述滤液的量为1.5-3.5，优选为1.5-2.5t/adt。
因此，本发明的清洗阶段涉及在漂白阶段逆流进行清洗的单独阶段，其中清洗的稀释因子小于1t/adt，该阶段的部分滤液作为所述阶段开始时的清洗液。这种用内部循环滤液处理纸浆可以称之为预清洗。
特别的，本发明涉及在臭氧阶段、二氧化氯阶段和/或碱阶段之后的纸浆的清洗。碱阶段包括如E-、EO-、EP-、EOP-、P-、PO-或OP阶段。二氧化氯阶段包括如(DC)、C/D、D/C、D0、D1、D2和D3阶段，同时可能加入化学物质如氯、EDTA或NaOH。
本发明的方法优选和下述相关的清洗设备一起应用鼓式清洗机(优选为Drum Displace-鼓式清洗机[Andritz Oy])、扩散洗涤器、洗涤式压滤机和吸滤器，吸滤器用E10值表示的清洗效率大于3，优选为大于4，通常为3-8，特别优选为4-6。为了使后者清洗滤液可以在同一漂白阶段再次使用，充分必要的清洗是不可少的。所谓的E10值用于测定清洗效率，从而不同类型的清洗机可以相互对照。E10值是一种用于测定清洗机或几种清洗机组合的图，该值用于表示所述清洗机或清洗机组合清洗达到的理想混合效果。一般来说，理想的混合是其中的清洗液有效的混合到正在清洗的纸浆中，在纸浆中剩下的液体和除去的液体浓度都是一样的。图10中的E10值表示的是计算得到的、从清洗机中排出的纸浆的浓度比。
稀释因子是指所使用的清洗液和清洗设备与每吨纸浆排出的液体之间的差值(DF＝V2-L2，其中V2是纸浆清洗液的量t/adt，L2是清洗设备和纸浆排出的液体的量t/adt)。纸浆用从清洗设备外中输送的清洗液清洗，根据本发明，引入液体的量使所述最终清洗的稀释因子小于1，优选小于0t/adt，特别优选小于-1t/adt。清洗设备总体的稀释因子大于0t/adt，优选大于t/adt。
本发明将通过下述附图进一步详细说明，其中图1是实现本发明一优选实施例的流程示意图；
图2是实现本发明第二个优选实施例的流程示意图；图3显示的是纸浆流程方向中纸浆的置换(displacement)情况。
具体实施例方式
图1显示的是置换清洗的清洗设备。这种清洗设备包括如扩散洗涤器和一些过滤器，以及一些DD-清洗机。纸浆41用清洗液44进行清洗置换。根据本发明，部分清洗液44用同一阶段的滤液47代替、纸浆第一次清洗的滤液代替，以及随后从清洗设备外引入的清洗液44在清洗设备中清洗纸浆得到的滤液代替。滤液的内部循环大大降低了从清洗设备外所引入的清洗液44的量。
通常，清洗后的纸浆43随后进入漂白阶段，漂白阶段产生的清洗滤液可以用作清洗液44。
图2显示的是设备中的清洗情况，其中，引入的纸浆51首先通过置换55用清洗液54进行清洗，置换清洗后的纸浆52的浓度然后在增厚或挤压部分56升高。当已排出的纸浆53浓度超过25％时，该设备被认为处于清洗挤压阶段；否则，该发备通常被认为是增厚部分56的过滤器。这种类型的清洗设备的实例包括如清洗挤压机和一些过滤器以及一些DD-清洗机。
根据本发明，清洗阶段自身的滤液代替了来自清洗设备之外的部分清洗液54。本阶段的内部滤液在置换部分55和/或挤压/增厚部分56中形成。引入到清洗设备中的纸浆51首先用这种滤液清洗。这大大降低了从外部引入的清洗液54的量。
根据本发明，纸浆首先用清洗设备的内部滤液进行清洗，然后用从清洗设备外部引入的清洗液进行清洗，后者清洗中所用液体的量使稀释因子小于1，优选小于0，特别优选小于-1。稀释因子，也称之为洗液盈余，指的是清洗液流量(44，45)减去排出纸浆流量(43，53)中带走的液体的量，单位为t/adt。实例引入的液体流量(44)为7t/adt。排出的纸浆流量的浓度为10％，即排出流量(43)是1bdt的纸浆和9t的液体/bdt，或者是0.9t的adt纸浆和8.1t的液体/adt(bdt＝被动干燥的纸浆吨数，即100％的纸浆，adt＝风干的纸浆吨数，即90％的纸浆，即900Kg的纸浆)。因而，稀释因子等于7减去8.1，等于-1.1，单位为t/adt。
根据本发明，清洗设备(图1中的管道44和47；图2中的管道54/57和58)所需的总的清洗液使稀释因子大于0t/adt，优选为大于1t/adt，特别优选为0-6t/adt，最优选为1-4t/adt。根据本发明，清洗机使用来自自身漂白阶段的滤液(47)，如2.5t/adt，因而结束时整个清洗操作(47，44)的稀释因子为-1.1+2.5＝1.4t/adt。通常漂白的稀释因子的范围为1-3。也就是，根据本发明的方法在置换操作时达到正常的相同稀释因子的水平所需要从外部引入的液体的量大大小于现有技术所达到的稀释因子(-1.1t/adt)的量。在漂白工艺中，这可以降低使用的新鲜水1.5-3.5吨/清洗机/吨纸浆。漂白工艺通常有3-5个漂白阶段。根据本发明的方法如使用两个阶段时，每吨纸浆节约的水为3-7吨，这具有重大的影响，通常在漂白工艺中全部用水量为10-20t/adt。
平衡计算已经表明，根据本发明，只要总的稀释因子是相同的，同时清洗设备的效率足够确保循环滤液馏分的足够纯度，实际在第一阶段和同一漂白阶段中再使用的水得到的清洗效果和仅使用外部引入的水的清洗效果一样。这是令人惊异的结果，因为现有技术教导的是不从外部引入足够量的水，在漂洗阶段是不可能得到令人满意的清洗效果。但是，本发明新颖方法中的清洗在没有增加大的附加投资的情况下显著降低了漂白工艺中水的消耗量。
通过清洗阶段液体的简单循环，新鲜水的需求和污水排出量降低了十多个百分点。同时，由于循环的水的温度正合适，也降低了热能的消耗。
图3显示的是在清洗机中的纸浆流程方向上纸浆织物的置换操作。引入纸浆的液体的化学组分为C0。纸浆用化学组分为C1的清洗液进行清洗。然后形成了化学组分为C2的滤液馏分。在清洗结束时，形成化学组分为C3的滤液馏分。
本发明创新的方法中形成的C3馏分少于最终滤液的50％，优选少于最终滤液的30％，C3馏分足够纯净或与C1的组分接近，从而可以在清洗设备中循环用于纸浆的初始清洗。这在液体C3的量为1.5-3.5t/adt、且用E10值表示的置换效率大于3、优选大于4时可以实现。
进一步的要求是置换中使用的液休总量是足够的，其中要求总的稀释因子大于0，优选大于1。否则，通过纸浆织物从外部向C3馏分中渗透足够的干净液体C1是不可能的。
本发明的创新性在于漂白阶段从外部引入的水特别是新鲜水的量可以降低，即清洗可以在减少洗液的情况下完成。如果在清洗阶段不使用内部循环，则导致漂白阶段的清洗效果很差。
在洗液缺乏时进行清洗通常是不可能的。例如，在褐色物料清洗中，得到超过99％的期望清洗效果，其中整个清洗工艺的E10值可能超过20，清洗液馏分之间的差值也相对小。因而，内部滤液的循环不具有这种优点，从而纸浆可以在洗液不足的情况下清洗。对于从外部引入的新鲜水，稀释因子必须进一步在2-4t/adt范围内。本发明提供的方法特别适合漂白，其中在两个漂白阶段之间的清洗通过置换清洗和pH值完成，漂白阶段的其它条件彼此不同，鉴于pH、温度或一些其它性能，其中滤液馏分之间的差异很大。即，根据浓度、pH或温度，循环的滤液和剩下的滤液具有本质上的差别。和清洗设备中释放出来的滤液的性能相比，要循环的滤液的性能必须和外部引入的清洗液的性能类似。也可以这样说，如果外部引入的清洗液为C0，和纸浆一起的清洗液的相应性能为C1，则性能差值为C1-C0。要循环的滤液的性能为C循环＝C0+kx(C1-C0)，其中k小于0.35，优选为0.2。此处的C可以是化学组分或相应的性能。
本发明可以优选和漂白序列A/D0-EOP-D1-D2和A/D0-EOP-D1-P一起应用。根据本发明，当清洗在序列A/D0、EOP和D1之后完成时，如果采用本发明的滤液的内部循环，则污水量将降低25％。根据本发明或常规大量使用从清洗设备外部引入的清洗液，在漂白时，引入和排出的纸浆的纯度大致上都和纸浆是否清洗无关。
权利要求
1.一种与化学纸浆漂白有关的纸浆处理方法，所述方法至少包括在臭氧、二氧化氯或碱阶段处理纸浆，以及随后在E10值至少为3、优选为4的清洗设备中清洗纸浆，其中清洗液引入到清洗设备中的方向和纸浆和滤液从清洗设备中排出的方向相反，其特征在于纸浆在清洗设备中清洗，其中初始的清洗液包括从清洗设备自身得到的滤液，这种循环清洗液的量为1.5-3.5t/adt纸浆；随后，纸浆用从清洗设备外部引入的清洗液清洗，所述清洗液的量使后者清洗的稀释因子小于1t/adt，清洗设备中清洗液的足量使稀释因子大于0t/adt。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在首次清洗中使用的循环清洗液的量为1.5-2.5t/adt。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于从清洗设备中得到的滤液至少分成两股，至少其中范围为1.53.5t/adt的一股滤液形成清洗设备排出的最终滤液部分，其中最终滤液部分少于全部排出滤液量的50％，优选少于30％，并用于纸浆的初次清洗。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于后者清洗的稀释因子小于0t/ad，优选小于-1t/ad。
全文摘要
本发明涉及一种与化学纸浆漂白有关的纸浆处理方法，所述方法至少包括在臭氧、二氧化氯或碱阶段处理纸浆，以及随后在E
文档编号D21C9/153GK1839229SQ200480024236
公开日2006年9月27日 申请日期2004年6月17日 优先权日2003年6月30日
发明者K·亨利克勋, O·皮卡, P·特沃拉 申请人:安德里特斯公司