专利名称：用过氧化氢漂白木浆的方法
技术领域：
本发明普遍涉及木浆漂白方法，并更具体涉及在两步漂白阶段中使用过氧化氢溶液漂白中等稠度的纸浆。
过氧化氢广泛用于机械浆、半机械浆、半化学浆和循环浆的增白。最近过氧化氢已用于化学浆的漂白来有助于其脱木素作用。当前除氧之外还采用过氧化氢的氧化萃取阶段来降低纸浆漂白第一阶段所需要的氯气量。过氧化氢也用于纸浆漂白最后阶段以得到高白度、稳定的漂白纸浆。
对于机械浆、半机械浆和半化学浆，过氧化氢主要用于高稠度体系，其中纸浆脱水浓缩至约30％稠度并通过在其中加入了过氧化氢溶液的疏解机或高稠度混合器。然后该纸浆由于重力落到一个反应塔中，该塔通常设计为有几个小时的保留时间。在如上述的一个阶段或连续地两个阶段中进行漂白。在后一种情况，其中一段可以中等稠度进行。
在化学浆中，过氧化氢主要用于中等稠度体系，其中从初始段出来的纸浆在浓缩机或洗浆机中脱水至约10-14％稠度。在碎浆机中(repulper)(从浓缩机或洗浆机排出)或在中等稠度塔之前在中等稠度泵或混合器中，将过氧化氢和碱一起加入，通常与其他氧化物(如氧)一起使用。
有几种方法来漂白化学浆。其中，热过氧化物体系是有价值的，因为它与常规高稠度体系一样改善了白度，但是在中等稠度(10-14％)进行的。其是通过把纸浆温度升至85℃并降低pH至约9.5-10.5实现的，这不同于常规的高稠度过氧化物体系。由于快速反应，保留时间从数小时降为若干分钟(15-30分)并不需要硅酸盐来稳定该过氧化物溶液。过氧化物料仍然与常规体系的差不多一样。
已提出把残余过氧化物的再活化用于机械浆的漂白。这一改进通过提高该纸浆悬浮液的碱度使未消耗的过氧化物(第一反应阶段塔后)再活化。其目的是省去昂贵的脱水设备，该设备用于漂白塔后将从脱水设备出来的滤液循环回到加入新鲜过氧化物处(通常在漂白塔前的混合器中)来回收残余的过氧化物。与在两段间需要昂贵脱水设备的常规两段过氧化物漂白体系相比，该建议具有重要商业意义。
高稠度体系被称为是开发在最低过氧化物消耗下具有最高白度的最佳途径。其缺点在于由于昂贵的脱水设备(至30％稠度)、昂贵的混合器-疏解机、长保留时间塔的费用和昂贵的高稠度塔出料设备，需要大量的投资成本。另外，任何循环残余过氧化物以减少化学品消耗的尝试都需要在该塔后进行第二次脱水设备，这类似于它前面使用的设备。
中等稠度体糸不能增加足够的白度，并认为其消耗了更多的过氧化物而且为了消耗该过氧化物需要极长的保留时间。为了得到更显著的脱木素作用和白度效果，过氧化物必须用于几个塔中，即在第一萃取段和氧一起的化学漂白中使用、单独或与其他化学品一起在第二萃取段中使用、在漂白过的高密度塔之前单独使用。残余的过氧化物在这些体系中不回收。
上述介绍了已知在当前纸浆漂白法中存在的一些局限。提供克服一种或几种这些局限的替代方法将是有利的。因此，本文提供了一个适当的替代方法，该方法具有下文更加充分公开的性能。
在本发明的一方面，用过氧化氢溶液作为漂白剂漂白木浆的方法，包括以下步骤以10％-18％(全干基，oven dried basis)把纸浆加入混合器中；加热该纸浆至80-100℃；加入足够的氢氧化钠使该纸浆的pH为9.5-11.5；加入足够的过氧化氢以确保第一反应塔后将有大量剩余的过氧化物；以在反应柱中的反应时间为5-60分钟的速率，让该纸浆通过反应柱；把该纸浆加入混合器并通过加入足够的氢氧化钠，以使该纸浆的pH至少为9再活化剩余的过氧化氢；在反应塔中沉积该纸浆并让该反应进行1-4小时直到几乎所有的残余过氧化氢都消耗掉。
从下面详细的介绍并同时参照附图中，将更清楚地了解本发明的上述观点和其他观点。
图1是介绍本发明方法优选实施方案的方法流程示意图。
参照该图，从常规洗浆机或浓缩机将纸浆卸出，通过管10进入混合器100，在此分别通过管16和15加入用于加热该纸浆的蒸汽和调整该纸浆pH的碱。该碱可是氢氧化钠、白液或其他碱源。把该纸浆加热到高于常规的60℃，优选为85-95℃并调节pH大于8.5，优选9.5-10.5。该已加热的并pH调节过的纸浆通过管20从混合器100出料加到常规中等稠度泵200，该泵通过管30将该纸浆泵送入混合器300。通过管35向混合器300加入足够量的过氧化氢来确保在该反应第一步的末尾有充分的剩余过氧化物。如同在常规的过氧化物漂白体系中，用以保护纤维素粘度的镁化合物、以及多价螯合剂[如SiO2和/或螯合剂(如EDTA或DTPA)]也可通过管15与碱液、通过管35与过氧化物溶液一起加入或单独通过管16和36加入。
把已加热到设定反应温度并已调节到设定pH的纸浆通过管40泵入上流反应柱400，该柱尺寸设计为具有该反应第一步所需要的保留时间。根据本发明，上流管的尺寸设计来确保纸浆的保留时间为5-55分钟，优选10-20分钟，在该保留时间后，该纸浆保留了大量剩余过氧化物。该纸浆通过管50卸料至一适当的混合器500中，其中通过管55加入另外的碱来提高该纸浆的pH至9.5-11.5，优选10.5-11.0。该碱(氢氧化钠)的加入再度活化了残余的过氧化氢，使得当通过管60卸料至反应器600时，该纸浆由于在反应器600的保留期间的过氧化物反应而继续漂白。典型的反应器设计为纸浆的停留时间为1-4小时。
权利要求
1.使用过氧化氢作为漂白剂漂白木浆的方法，包括以下步骤以10％-18％(绝干基)稠度把纸浆加入混合器；加热所说的纸浆至80-100℃的温度；加入足够的碱使所说纸浆的pH大于8.5；加入足够的过氧化氢以确保在第一反应柱后有充分剩余的过氧化物；以在反应柱的反应时间小于60分钟的速率把所说的纸浆通过所说的柱；把所说的纸浆加入一混合设备中并通过加入足够的碱使该纸浆的pH至少为9来再活化剩余的过氧化氢；和在一个反应塔中沉积所说的纸浆并让该反应进行1-4小时直到已消耗绝大部分剩余的过氧化氢。
2.权利要求1的方法，其中加入足够的碱使所说纸浆的PH为9.5-10.5。
3.权利要求1的方法，其中以在反应柱中提供的反应时间为10-15分钟的速率把所说的纸浆通过所说的反应柱。
全文摘要
使用过氧化氢作为漂白剂漂白木浆的方法，使用两段反应，即短时间高温段接着长时间第二段来实质上消耗短时间段后剩下的所有过氧化氢。该方法包括以下步骤以10-18％的稠度把纸浆(10)加入混合器(100)，其中把该纸浆加热到80-100℃的温度；加入足够量的氢氧化钠(15)使该纸浆的pH为9.5-11.5；加入足够量的过氧化氢(35)来提供第一反应柱后剩余的过氧化物；以在反应柱中的反应时间为5-60分钟的速率把该纸浆通过反应柱(400)；把该纸浆加入混合器(500)中并通过使该纸浆的pH至少为9来再活化剩余的过氧化氢；并在反应塔(600)中沉积该纸浆以及让该反应进行1-4小时直到已消耗绝大部分剩余的过氧化氢。
文档编号D21C9/10GK1154729SQ95194049
公开日1997年7月16日 申请日期1995年6月28日 优先权日1995年6月28日
发明者古斯塔沃·L·波坦 申请人:贝洛特工艺技术公司