CN100400744C - 中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法，包括：将中浓浆泵出的纸浆送入中浓混合器，加入中压蒸汽及氧气混合均匀，进入升流塔，经塔底分配器后同速升流，纸浆在塔顶排出，进入增压装置增压获得中浓浆泵出口同样压力后，进入第二台中浓混合器，与通入的中压蒸汽及氧气充分混合，然后从塔底进入另一升流塔，经塔底分配器后同速升流，经塔顶稀释水稀释，喷卸到喷放锅中，经输浆泵抽送到真空洗浆机洗涤。本发明通过采用一台增压泵将两台升流塔串联起来，大幅提高氧气漂白段的脱木素率，减少后继漂白段的漂白剂和漂白助剂用量，同时也使纸浆漂白生产系统稳定运行，符合环保要求，降低生产成本。本发明特别适用于中浓非木纸浆的氧漂白生产。

Description

中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸工业的纸浆漂白方法，详细地说是涉及木类和非木类纸浆的中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法，可应用于日产50吨以上的纸浆氧气漂白生产系统。

背景技术

我国现有的中浓纸浆氧气漂白方法主要采用单升流塔漂白，而且只能用于木类纸浆。此方法脱木素效率低，不超过38％，但是氧气消耗比例大，致使我国制浆造纸厂的纸浆漂白生产系统存在如下问题：

(1)由于脱木素率低，为了让纸浆漂白到一定白度，必须在后继漂白段加入较多的漂白剂和漂白助剂，增加了漂白成本。

(2)目前，我国进口的纸浆漂白生产系统均采用二氧化氯作为漂白剂来漂白，由于脱木素率低，必须在后继漂白段增加二氧化氯用量(如能在氧漂白段将脱木素率从38％提高到55％，则在后继漂白段二氧化氯用量可减少40％以上)。另外，二氧化氯漂白还会产生一点量的有毒有害有机氯化物，增加了对环境污染的程度，同时也因二氧化氯制造成本高致使漂白成本大幅度增加。

(3)由于氧气与纸浆的混合及反应不充分，且氧气的升流速度大于纸浆升流速度，氧气容易在塔顶聚集而残留在纸浆中，既浪费氧气，又使后继的中浓泵运行不稳定，甚至产生气浊，影响后继漂白段漂白效果。

(4)使用单塔漂白，增大了塔设备相关尺寸，增加了厂房建筑面积和高度，提高了投资费用。

目前，国际上也有双升流塔氧气漂白方法，但是在此方法中，二塔之间不设增压装置，整个系统的输送压力均由中浓浆泵提供，使漂白系统存在如下问题：

(1)对中浓浆泵的出口压力提出更高的要求，要达到1.2Mpa以上，增加了中浓浆泵的设计难度及投资。

(2)为了保证2^#升流塔的漂压，就必须增加1^#升流塔的漂压，使1^#升流塔及其输送管路处于更高压力状态，对其强度及密闭性提出了更高要求，增加了投资，也对操作带来不利。

(3)1^#升流塔的漂压往往超过纸浆正常漂白压力，加上两塔的压力波动，也影响漂白过程的工艺稳定性，难保证纸浆纤维稳定强度，特别不适宜于非木浆的漂白。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法，利用在升流塔之间设置增压装置，大幅度提高氧气漂白段的脱木素率，减少后继漂白段的漂白剂和漂白助剂的用量，使漂白废水达到环保要求，降低纸浆漂白的生产成本；同时，减少中浓浆泵及输送管路的压力负荷，使整个漂白系统处于稳定运行状态，提高纸浆漂白质量，降低工艺条件要求，更适合于中浓非木浆的氧气漂白。

目前，我国纸浆的生产规模已经达到日产100吨绝干浆以上。本发明适用于100吨/日、150吨/日、200吨/日、300吨/日、400吨/日、600吨/日等100吨/日以上任何规模的中浓纸浆漂白方法。

本发明的中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法，包括如下步骤：

(1)将中浓浆泵贮浆立管中浓度11～13％(重量)、温度60～75℃的纸浆，经过中浓浆泵，中浓浆泵的出口压力大于0.8Mpa；

(2)将经步骤(1)处理的纸浆，送入中浓混合器，在中浓混合器前加入中压蒸汽使纸浆温度保持在90～110℃，在中浓混合器的氧气入口通入压力高于中浓浆泵出口压力的氧气与纸浆混合均匀，使浆浓为10％(重量)以上，氧气用量按绝干浆重量计为2.0～4.0％；

(3)将经步骤(2)处理的纸浆，送入升流塔，经塔底分配器后同速升流，保持塔温度为90～110℃、塔顶压力为0.4～0.6MPa，在塔内停留反应20～40min后，从塔顶排出，进入增压装置；

(4)经过步骤(3)增压的纸浆，压力增到大于0.8Mpa，并进入另一中浓混合器，在中浓混合器前通入中压蒸汽使纸浆温度保持在90～110℃，在中浓混合器的氧气入口通入压力略高于增压装置出口压力的氧气与纸浆充分混合，使浆浓为10％(重量)以上，然后从塔底进入另一升流塔，氧气用量按绝干浆重量计为0.5～1.5％；

(5)进入另一升流塔的纸浆，经塔底分配器后同速升流，保持塔顶压力0.4～0.6Mpa、浆浓10％(重量)以上，在塔内停留反应30～50min，然后被塔顶喷入的稀释水稀释到浆浓4～6％(重量)，经喷卸到喷放锅，通过喷放锅内的搅拌器和输浆泵抽送到真空洗浆机洗涤。

步骤(3)中所述的增压装置为增压泵。

为提高氧漂白效果，使纸浆脱木素率达到50～55％，可以对纸浆进行如下预处理：

(1)洗涤浓缩：浓度4～6％(重量)的低浓纸浆，由泵送入双网洗浆机，经洗涤浓缩后浓度提高到13～15％(重量)，通过破碎螺旋输送机、单辊混合机进入中浓浆泵的贮浆立管；

(2)加入碱液漂白助剂和镁盐保护剂，并加入低压蒸汽：将碱液(NaOH)和硫酸镁溶液加入到双辊混合机之前的输料螺旋中，在双辊混合机中加入低压蒸汽使进入中浓浆泵贮浆立管的纸浆温度为60～75℃、纸浆浓度为11～13％(重量)，碱液、硫酸镁溶液的用量以绝干浆重量计分别为1.5～3.5％和0.3～0.6％。

本发明使用的纸浆为木类化学纸浆和非木类化学纸浆。本发明可以与中浓二氧化氯漂白、中浓或高浓过氧化氢漂白等多段漂白串联成为整个漂白系统，生产出适用于文化用纸，生活用纸及工农业用纸等要求的纸浆。

本发明的设备使用现有的升流塔，通过增压泵将两台升流塔串联即可。本发明与现有单升流塔中浓纸浆氧气漂白技术比，具有如下优点：

(1)纸浆脱木素率可达50～55％，而现有单升流塔氧气漂白技术纸浆脱木素率一般在38％以下。

(2)降低了后继漂白段的漂白剂及助剂用量，可不用元素氯就能将纸浆漂到高白度，进一步降低了所排出的废水对环境污染的程度。

(3)为全无氯漂白纸浆创造了条件，如后继漂白用活化剂预处理后加过氧化氢漂白，就能将纸浆漂到高白度，从而使纸浆漂白真正实现清洁生产。

(4)氧漂白后纸浆不存在残余氧气，漂白生产系统运行稳定，漂白生产的自动化程度更高，纸浆漂白质量更好。

(5)降低了设备高度，相应也降低厂房建筑高度，节省投资。

本发明与国外的双升流塔氧漂白技术比，具有如下优点：

(1)降低中浓浆泵的出口压力30％，由于中浓浆泵是本系统的最关键装备，价格高昂，并以输送量及出口压力的大小论价，因此，减少了投资。

(2)增压装置是一台类似于离心浆泵的设备，价格只有同产能中浓浆泵的5～10％，装机容量只有同产能中浓浆泵的1/3，电耗与中浓浆泵减少的电耗基本持平。因此不会增加电耗引起的费用。

(3)两个升流塔的压力相同，工艺条件稳定，有利于纸浆的氧漂白，漂后纸浆质量好。

(4)整个漂白系统压力稳定，操作方便，并特别适用于中浓非木浆的氧气漂白。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，本发明并不限于此。

实施例1

日产150吨的化学法苇浆双升增压流塔氧气漂白方法，其步骤及工艺条件如下：

(1)洗涤浓缩

用低浓浆泵把浓度6％的未漂白本色苇浆送入洗浆机，经洗涤浓缩后的纸浆浓度提高到15％，温度30℃，掉入洗浆机下部的输料螺旋。

(2)加入碱液漂白助剂和镁盐保护剂

在输料螺旋中加入1.5％(以绝干浆重量计)的NAOH，及加入0.3％(以绝干浆重量计)的MgSO₄溶液，并与纸浆一起送入双辊混合机，在混合输送过程中通入压力0.5MPa，温度140℃的低压蒸汽，使纸浆温度达到60℃，然后把纸浆送入中浓浆泵的贮浆主管，此时纸浆浓度降为13.0％。

(3)纸浆与氧气的第一次混合

纸浆经出口压力为0.8MPa中浓浆泵后进入1^#中浓混合器，在1^#中浓混合器前同时输入氧气和中压蒸汽。氧压为0.9MPa，输入量为2％，(以绝干浆重量计)，氧气与纸浆混合均匀度为95％，并使纸浆温度达90℃、浆浓12％。

(4)纸浆第一次漂白

纸浆与氧气混合后进入1^#升流塔，温度保持90℃，1^#升流塔高20M，直径2.2M，塔底装有纸浆分配器，纸浆进入升流塔后，停留40分钟，塔顶压力为0.4MPa，升流塔顶部设置有卸料器，纸浆经卸料器排出塔外，进入增压泵进料管。

(5)纸浆与氧气的再次混合

通过增压泵增压后的纸浆压力为0.8Mpa进入2^#中浓混合器，在2^#中浓混合器前通入中压蒸汽，使纸浆温度仍保持90℃，同时在氧气入口通入压力0.85MPa的氧气，通入量为1.5％(以绝干浆重量计)，并与纸浆充分混合，然后从塔底进入2^#升流塔，浆浓度12％。

(6)纸浆第二次漂白

进入2^#升流塔的纸浆，经塔底分配器后在塔内同速升流，塔顶内压力0.4MPa，浆浓12％，在塔内停留反应时间为30分钟，塔高20M，直径2.1M，到塔顶喷入稀释水把浆纸浆稀释到4％，并喷卸到喷放锅，往喷放锅的搅拌器混合后由低浓浆泵送去洗浆机洗涤。

纸浆经洗涤后脱木素率达52％，漂损与现有中浓氧漂技术的漂损一样。

由于一般所用的洗涤水是来自后继漂白段的洗涤废水，因此所排出废水经简易处理后符合国家二级环保标准。而且氧漂白不产生有机氯化物(AOX)。

本实施例选用的主要设备如上：洗浆机可采用ZNK型真空洗浆机采用为安阳造纸机械厂或安丘造纸机械厂产品；中浓浆泵及增压泵采用佛水水泵厂制造或天津轻机厂制造的产品；中浓混合器采用华南理工大学产品；升流塔采用华南理工大学产品。

实施例2

日产300吨化学法木浆双升增压流塔氧气漂白方法，设备同实施例1，其步骤如下：

(1)洗涤浓缩

用低浓浆泵把浓度3％未漂白本色木浆送入洗浆浓缩机，经浓缩后的纸浆浓度提高到13％，掉入浓缩机下部的输料螺旋。

(2)加入碱液漂白助剂和镁盐保护剂

在输送螺旋中加入3.5％(以绝干浆重量计)的NAOH，及加入0.6％(以绝干浆重量计)的MgSO₄溶液，并与纸浆一起送入双辊混合机，在混合输送过程中加入压力0.6Mpa，温度150℃的低压蒸汽，使纸浆温度达到75℃，然后纸浆被送入中浓浆泵的贮浆立管，此时纸浆浓度降为12％。

(3)纸浆与氧气的第一次混合

纸浆出口压力为0.9Mpa的中浓浆泵进入1^#中浓混合器，在1^#中浓混合器前同时输入氧气和中压蒸汽，氧压为1.0Mpa，输入量为4.0％(以绝干浆重量计)，氧气与纸浆混合均匀度为95％，并使纸浆温度110℃，浆浓10％。

(4)纸浆第一次漂白

纸浆与氧气混合后进入1^#升流塔，温度保持110℃，1^#升流塔高22M，直径2.5M，塔底装有纸浆分配器，纸浆进入升流塔后，停留时间为20min，塔顶压力为0.5MPA，升流塔顶部设置有卸料器，纸浆经卸料器排出塔外，进入增压泵进料管。

(5)纸浆与氧气的再次混合

通过增压泵增压后的纸浆进入2^#中浓混合器，压力保持在0.9MPa，在2^#中浓混合器前通入少量中压蒸气，使纸浆温度保持在110℃。由于在第一次漂白时已通入足量的氧气，纸浆在1^#升流塔时间较短(20min)，因此残余氧气较多，这时就应不再通入氧气，浆浓11％，然后从塔底进入2^#升流塔。

(6)纸浆第二次漂白

进入2^#升流塔的纸浆经塔底分配器后在塔内均匀分布，同速升流，塔顶压力为0.5MPa，在塔内停留反应时间为60min，塔高22M，直径2.8M，到塔顶喷入稀释水把纸浆稀释到6％，经塔顶喷放管排入喷放锅，经喷放锅的搅伴器混合后由低浓浆泵送去洗浆机洗涤，经洗涤后纸浆经测定得出：

脱木素率达55％，漂损与现有中浓氧漂技术的漂损一样。氧漂白不产生有机氯化物(AOX)，废水经简易处理后符合国家二级排放标准。

Claims (3)

1.一种中浓纸浆稳压双升流塔氧气漂白方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将中浓浆泵贮浆立管中浓度11～13％重量、温度60～75℃的纸浆，经过中浓浆泵，中浓浆泵的出口压力大于0.8Mpa；

(2)将经步骤(1)处理的纸浆，送入中浓混合器，在中浓混合器前加入中压蒸汽使纸浆温度保持在90～110℃，在中浓混合器的氧气入口通入压力高于中浓浆泵出口压力的氧气与纸浆混合均匀，使浆浓为10％重量以上，氧气用量按绝干浆重量计为2.0～4.0％；

(3)将经步骤(2)处理的纸浆，送入升流塔，经塔底分配器后同速升流，保持塔温度为90～110℃、塔顶压力为0.4～0.6MPa，在塔内停留反应20～40min后，从塔顶排出，进入增压装置；

(4)经过步骤(3)增压的纸浆，压力增到大于0.8Mpa，并进入另一中浓混合器，在中浓混合器前通入中压蒸汽使纸浆温度保持在90～110℃，在中浓混合器的氧气入口通入压力略高于增压装置出口压力的氧气与纸浆充分混合，使浆浓为10％重量以上，然后从塔底进入另一升流塔，氧气用量按绝干浆重量计为0.5～1.5％；

(5)进入另一升流塔的纸浆，经塔底分配器后同速升流，保持塔顶压力0.4～0.6Mpa、浆浓10％重量以上，在塔内停留反应30～50min，然后被塔顶喷入的稀释水稀释到浆浓4～6％重量，经喷卸到喷放锅，通过喷放锅内的搅拌器和输浆泵抽送到真空洗浆机洗涤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中所采用的增压装置为增压泵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括如下预处理步骤：

(1)洗涤浓缩：浓度4～6％重量的低浓纸浆，送入双网洗浆机，经洗涤浓缩后浓度提高到13～15％重量，通过破碎螺旋输送机、单辊混合机进入中浓浆泵的贮浆立管；

(2)加入碱液漂白助剂和镁盐保护剂，并加入低压蒸汽：将碱液和硫酸镁溶液加入到双辊混合机之前的输料螺旋中，在双辊混合机中加入低压蒸汽使进入中浓浆泵贮浆立管的纸浆温度为60～75℃、纸浆浓度为11～13％重量，碱液、硫酸镁溶液的用量以绝干浆重量计分别为1.5～3.5％和0.3～0.6％。