CN1070969A - 纸浆加碱工艺中洗涤压榨部的应用 - Google Patents

Abstract

使碱溶液在纸浆处于低浓度状态时与未漂白纸 浆相结合，以便使第一批碱性物质基本上均匀分布于 纸浆内，然后将纸浆浓度提高到18％左右，然后对含 碱的高浓度纸浆进行氧气处理，实现脱木素化。另一 部分碱可以在氧气脱木素之前加到高浓度纸浆中去， 使总碱量为烘干纸浆重量的0.8～7％。本发明还考 虑使用一个或更多的洗涤压榨部，以便减少工艺过程 中所使用的总碱量，这样就可获得一种高强度，低木 质素的纸浆，可按照本发明的方法对其作进一步漂白 加工，达到高白度，同时降低化学药品的量。

Description

本发明涉及一种对木浆进行处理的方法，具体说，涉及一种对粗浆进行氧气脱木素的方法，在不损害浆料强度的前提下，生产出脱木素程度高的纸浆。

木材的主要成份包括纤维素及半纤维素纤维，还有无定形的、非纤维质的木质素，木质素的功能是使各纤维组份结合在一起。半纤维素及纤维素有时统称为全纤维素。在对木材进行处理以生产纸浆的过程中，通过将木材中的大部分木质去除而使之转化为纤维物质。在纸及纸品的生产过程中，一般包括一个制浆阶段，在这阶段，木材，一般以木片的形式，被加工成纤维物质。在现有技术中有几种不同的制浆方法，它们总的被分成机械制浆、化学或半化学制浆。

化学制浆包括各种不同的处理方法，例如亚硫酸盐法、酸式亚硫酸盐法，碱法以及硫酸盐法等。其中硫酸盐法是化学制浆的主要方法。

化学制浆的过程一般包括浆木片送入一蒸煮容器的过程，在该容器中用化学液体对木片进行蒸煮。在硫酸盐法中，蒸煮液包括一种氢氧化钠与硫化钠的混合物，经过一个必需的蒸煮周期之后，柔软的脱木素化的木片便从蒸煮液中分离出来，用作生产纸浆的纤维物质。用化学制浆法制得的纸浆被称作“粗浆”。粗浆经过典型的洗涤去除蒸煮液之后可以用于生产末漂白级的纸产品，也可对之进行漂白处理，以生产高白度的纸品。

由于木素中的发色基团是造成纸浆带色的主要原因，因此需要采用许多方法对粗浆进行漂白，从而使粗浆进一步脱木素。例如，可以使粗浆在酸性介质中与氯元素进行反应，也可在碱性溶液中与次氯酸盐进行反应，以便进一步除木素。在这些处理步骤之后，一般用二氧化氯作进一步处理，以便生产出一种充分漂白的产品。用氧气进行脱木素处理是近几年来越来越多被采用的一种纸浆漂白方法，这是因为该方法使用的漂白药剂是廉价的，而且产生的附产品可以在回收锅炉中进行燃烧，从而减少环境污染。用氧进行脱木素处理之后往往跟随一个用氯气或二氧化氯的漂白过程，由于在氧处理阶段已经实现了一些漂白作用，因此所需的漂白剂的量很少，产生的环境污染也很小。

在某些漂白过程中，纸浆保持在一种低浓度到中等浓度的水平，纸浆浓度是纸浆中固体纤维材料百分含量的一个量度，所说的低浓度到中等浓度是指纸浆的浓度在大约10%（重量）以下。在低到中等浓度进行漂白的过程，在下列专利及出版物中都有所描述：KirK等人的美国专利4，198，266，Markham等人的美国专利4，431，480，Prough的美国专利4，220，498，以及于1978年5月发表在TAPPI上的由KirK等人撰写的题为“在管线反应器中进行低浓度氧气脱木素-中间试验研究”。上述每一篇文献都揭示了一种在低到中等浓度范围内对纸浆进行氧气脱木素处理的过程。

授权Elton的美国专利4，806，203描述了一种碱性提取的过程，最适合于用氯处理过的浆料，其中必须将碱性溶液同步去除，以防止溶解了的木素重新沉积到纸浆上。如果在这一过程中时间周期过短或过长，则该处理过程的收益都很小。

用氧对木浆进行的脱木素处理可以在疏松的高浓度纸浆中，在一个加压反应器中进行，在氧气脱木素阶段该纸浆的典型浓度保持在20%～30%（重量）之间，将压力为80～100磅/（英寸）²的氧气输入使之与高浓度的纸浆产生反应。详见G.A.Smook的《纸浆及造纸技术人员手册》第11.4章节（1982年版）。在先前的氧气脱木素处理过程中，蒸煮后的纸浆被进行洗涤及脱水，所生产出高浓度的浆垫，通过对浆垫的表面喷洒碱性溶液，使该浆垫被一种碱溶液的薄膜或薄层所复盖，喷到浆垫上的碱溶液的量约为烘干后纸浆重量的0.8～7%。

先前采用的高浓度状态下的氧气脱木素处理具有几个方面的缺点，尤其已经发现，将碱性溶液喷洒在高浓度的浆垫上时，不能使溶液穿透纤维物质均匀分布，不能耐受这种浆垫的疏松状态。这种分布不均匀造成高浓度浆垫的某些部位，通常是其外部，与过量的碱溶液相接触，这种在碱性溶液中过份的暴露必然导致全纤维素材料的降解，使纸浆变得相当软弱，至少是局部。另一方面，高浓度浆垫的其他部位，尤其是其内部，可能尚未能充分暴露在碱性溶液之中，以达到所期望的脱木素程度，这就使纸浆的整体质量下降。

本发明为高浓度状态下用氧气脱木素处理提供了一种可以使纸浆的脱木素选择性得到提高的新的加工方法，使用该方法，氧脱木素处理后的纸浆比现有技术中生产出的纸浆强度更高而木素含量更低，此外，采用了一种洗涤压榨方式，以便减少碱性物质的含量，这种碱性物质是以适当的量施加于纸浆中的，同时也减少了进入氧气脱木素反应器中的纸浆内固体颗粒的数量。

根据本发明，纸浆在洗涤压榨过程中首先被洗涤到浓度至 少为18%。接下来再使这一浓度减少到低于10%（重量），最好是低于5%（重量），从而制得一种低浓度的纸浆。使低浓度的纸浆与一定量的碱性物质在碱溶液中以一定方式相结合，从而将首批量的碱性物质施加到低浓度的纸浆中去，以便使首批量的碱性材料透过纸浆作均匀分布。首批量的碱性物质的这种均匀分布，与碱性物质仅仅施加到高浓度纸浆中去或者仅仅以非常低的量施加到低浓度的纸浆中去相比较，在高浓度氧气脱木素处理过程中，足以提高脱木素的选择性。

在完成首批量碱性物质往纸浆中添加的过程之后，将纸浆的浓度提高到至少为18%，以便形成一种高浓度的纸浆。这一提高纸浆浓度的过程包括压榨或其他方式的处理，即以一定的方式对低浓度纸浆进行处理，在维持首批量的碱性物质均匀分布在纸浆中的同时，去除含有碱性物质的压榨液（Pressate）。

在本发明的一个实施例中，借助洗涤压榨的方式使纸浆的浓度增加到一个数值，该数值等于或大于高浓度的纸浆的浓度值。这就可以使所有的压榨液直接返回到碱性物质结合步骤中去，在该步骤中，所有的碱性物质都被施加到低浓度纸浆中去，以便对其总量进行分配，而且，由于所有压榨液的再循环，施加到纸浆中的碱性物质的使用量也被减少了。

在第二个实施例中，在浆料完成洗涤压榨过程之后，采用了一个零散的碱性物质的添加工序，将碱性物质的总量提供给纸浆。首批量的碱性物质是施加到低浓度纸浆中去的，而第二批量的碱是施加到高浓度的纸浆中去的。

在每一个实施例中，在一个存储罐中保留一予定数量的压榨液，这一定量的压榨液可以连续地返回或在碱性物质结合步骤中直接再循环。施加到纸浆中的碱性物质的总量约为纸浆烘 干后重量的0.8～7%，然后纸浆被置于氧气之中进行脱木素处理，从而提高其脱木素程度。

图1是本发明一个实施例的概述图;

图2是本发明第二个实施例的概述图;

图3是一个图表，它表明依照本发明用碱性物质对软木浆进行处理再用氧气进行脱木素处理后的纸浆粘度与K值之间的相互关系，并与现有技术中的代表曲线作比较;

图4是一图表，它表明依照本发明对纸浆用碱性物质进行处理再用氧进行脱木素处理时，加入到高浓度纸浆中的碱性物质的比例与百分比粘度变化之间的相互关系，并将之与仅在低浓度状态下用碱性物质进行处理或仅在高浓度状态下用碱性物质进行处理的纸浆作比较。

本发明涉及一种粗浆的处理过程，在高浓度状态下用氧进行脱木素处理之前，用碱性物质先处理粗浆，其中纸浆通过一种方式受到碱性物质均匀的处理;采用这种方式可以减少碱性物质的使用量及固体颗粒在纸浆中的聚集。

本发明提供了一种由硫酸盐浆或由其他化学制浆过程制得的纸浆制得的高质量，高强度的脱木素木浆，理想的起始材料是在蒸煮液中对木片或其他纤维材料进行蒸煮而获得的未漂白浆，例如通过硫酸盐或硫酸盐AQ工艺制得的浆。

参照附图1，木片1及含有氢氧化钠和硫化钠的白液2被引入蒸煮器3中。蒸煮器中白液的量应足以将木片复盖。将蒸煮器中的物料加热到一定温度并保持一段时间，以便使白液能够浸入到木片之内从而完成蒸煮反应。

这一木片蒸煮阶段如同公知的硫酸盐蒸煮工艺，或硫酸盐工艺，由该工艺生产出的纸浆称作硫酸盐浆或硫酸盐粗浆。根 据不同的木质纤维起始材料，通过采用延长脱木素处理的技术或硫酸盐-AQ工艺可以借助传统的硫酸盐工艺，可以提高原料的脱木素程度。进一步说，这些技术可以在蒸煮阶段获得一种纸浆，其K值的降低达到最大程度，而纸浆的强度及粘度特性并不受不利的影响。

当采用硫酸盐-AQ技术时，蒸煮液中的蒽醌含量至少为制浆用木片烘干重量的0.01%，最好是在0.02～0.1%之间。在硫酸盐制浆工艺中使用的蒽醌可以有效地去除木质素而不对剩余的纤维素的强度特性产生不利的影响。同时，由于使用蒽醌所带来的额外花费，一部分也被纸浆氧化脱木素之后所进行的漂白过程中所使用的化学药品的节省费用所抵销。

作为对硫酸盐-AQ工艺的替换或附加，是一种延长脱木素处理技术的使用，例如Kamyr    MCC，Beloit    RDH及Sunds    Super    Batch方法。这些技术同样具有在蒸煮过程中去除更多的木质素而不破坏保留的纤维素的强度特性的能力。

蒸煮器3所产生的黑液含有木质溶解化的产物以及粗浆料4。在蒸煮阶段之后一般跟随着一个洗涤过程，以便将多数的溶解后的有机物及蒸煮药液去除，用以进行再循环及回收，还有一个筛浆阶段（未示出），在该阶段，纸浆通过一个筛装置，以便将纸浆中尚未分离开的纤维束除去。然后粗浆4被送往一喷放仓5。

用水流15的一部分15A将喷放仓5中的粗浆6稀释到3.5%的浓度。该纸浆6进入洗涤压榨部7，用循环液流27进行洗涤。也可以用其他含有碱性物质的适宜的洗涤液流取代液流27，这一点对于本领域的技术人员是显而易见的。然后纸浆从洗涤压榨部7中被送出，此时液流8的浓度为25～35%。在 最佳实施例中，纸浆8的浓度为32%。

用洗涤压榨部7取代传统的洗涤器，减少了纸浆所需的碱性物质的量，此外，离开洗涤压榨部的纸浆中所含的有机和/或无机固体颗粒的数量也被减少了，这样，由纸浆带入氧气反应器中的污物就少了，在氧气反应器中消耗的化学药品的数量也随之减少，此外，与传统的洗涤器相比，由于压榨出的排放液从压榨处进入洗涤器废水中，因而使进入工厂液体回收系统的碱性物质的量也减少了。

洗涤后的纸浆8进而被送入混合槽9中，在那里与足够量的新鲜碱液10及循环碱液14进行均匀结合，经过一段时间之后，使首批量的碱性物质穿过纸浆均匀分布。在这一处理过程中，粗浆的浓度降低了并保持在10%以下，最好在5%以下（重量浓度）。纸浆的浓度一般大于0.5%，因为更低的浓度对于这种处理方式来讲是不经济的。最佳浓度范围是0.5～4.5%。

本领域的技术人员可以选择出这一处理阶段最合适的碱液量（即浓度及流量），以及纸浆处理时间，从而使所需的碱量进入纸浆进行均匀分布。具体说来，使氢氧化钠水溶液与低浓度的纸浆相结合，碱液的量应足以使增浓后的纸浆中至少含有相对其烘干重量0.8～7%的氢氧化钠。如同上面所提及的，具有相同氢氧化钠含量的其他碱液来源也可以被采用，例如氧化后白液。

碱性物质处理后的纸浆11被送到增浓单元12，在此，纸浆浓度增大，例如被压榨到至少18%的百分浓度，最好达到25%～35%。在上述的最佳实施例中，其浓度被增加到29%。纸浆的增浓过程同时也去除了残存的液体或压榨液13。当进入混合 槽9中的纸浆浓度达到与离开增浓器12的纸浆17的浓度相同的等级（即大致相同或略微大一些）时，在结合阶段所使用的碱量被降至最低，这是因为所有的压榨液13可以被直接流回混合槽9，如图1所示，洗涤压榨部7的使用允许纸浆8获得一个足够高的浓度，这样，所有的压榨液都可以经由液流14循环到混合槽9中。

也可以设置一个存储罐16，用来接受压榨液13。存储罐16的设置可以保持一定量的压榨液13，有助于处理过程平稳连续地进行，这样，就可以为混合槽9提供一个含有碱性物质的、不受干扰的压榨液流14。于是，存储罐16的任务便是为碱性物质提供一个存储器。所述的碱性物质可以连续不断地送往混合槽9，以供低浓度的纸浆碱处理阶段使用，例如，该存储罐的尺寸可以是约6000（英尺）³，以便为日产1000吨（1000ADT/d）的工厂所产生的压榨液提供一个足够大的存储容器。

压榨液14往混合槽9或存储罐16中的添加，使所有的碱性物质在低浓度纸浆的碱处理阶段保持不变。这就避免了碱性物质流入回收系统，如果压榨液14借助一个喷淋器或分散喷淋结构被送入传统的洗涤器，由于液流“穿透”进入洗涤器的废水中，将会导致上述现象的发生。这样就形成了一个封闭系统，其中的压榨液13直接对混合槽9进行再循环。加入到增浓纸浆中的碱性物质的“消耗”量，借助于向混合槽9或存储罐16中添加碱性物质的方式，很容易得到补偿，按照这种排布方式，在处理过程中使用的碱性物质的量被降至最低，因为没有任何碱性物质被有意或无意地排入工厂的回收系统。

氧处理阶段洗涤器23的滤液26，其第一部分27可以用于重新流入洗涤压榨部7，以便对工艺过程中消耗的碱性物质进 行回收。

从洗涤压榨部7流出的洗涤滤液15的支流15A，15B可以用于稀释纸浆6或洗涤压榨部7的上游纸浆。如果需要的话，洗涤滤液15的保留部分15C可以排入工厂的回收系统以便保持水量平衡。氧处理阶段的洗涤器23流出的滤液26的第二部分28还可以采用与滤液15相似的方式加以利用。

作为本领域的一个技术人员应当明了二个“数量”之间的区别，一个“数量”是指低浓度低浆所使用的碱性物质的数量，另一个“量”是指提供给纸浆或保留在纸浆中的量。为了使纸浆在压榨之后仍保留所需量的碱性物质，在混合槽9中，必须确保有相当大量的碱性物质与低浓度的纸浆相结合。这样，在混合槽中所使用的（即存在的）碱性物质的量应总是大于向压榨成高浓度的纸浆所实际供应的量（即纸浆中所带的碱量）。而且，在混合槽9中向纸浆所加入所有的碱性材料，以便使所需量的碱性物质在低浓度纸浆中有一个均匀的分布，在增浓之后，纸浆所带的碱量应能符合纸浆高浓度状态氧气脱木素处理的要求，对于本实施例来说，在液流10中加入槽9中的碱性物质的量与脱离增浓单元12的纸浆17中所带的量相同。

本发明的第二个实施例也如同图1所示，在氧气反应器20中进行高浓度脱木素处理时纸浆所需碱性物质的总量的第一部分是加入到混合槽9内的低浓度纸浆中的。一般说来，约占总量一半的碱是在上述低浓度处理过程中加入的，在其后，补充碱性物质18的第二部分被加入到高浓度的硫酸盐浆17内，该浆是借助增浓单元12用传统的喷洒技术生产的，例如，在氧气脱木素之前使纸浆中带有全部量的碱性物质。第二部分碱性物质的量用于补充碱性的不足部分（也约占总量的一半），应能使 后续的氧气脱木素处理阶段中脱木素化达到所期望的程度，这一处理阶段是对碱性物质处理过的高浓度纸浆进行的。这种二步法被称作碱性物质分步加入工艺。

如上所述，实际加在纸浆中的碱性物质的总量一般为烘干纸浆重量（OD）的0.8～7%之间，对于南方软木原料最好为1.5～4%，而对于硬木原料则最好为1～3.8%。在图1的替换实施例中，总碱量的一半分别被加在低浓度的纸浆及高浓度处理过程中，也就是说，大约重量为0.5～2%的碱，对于硬木最好为0.5～1.9%，对于软木最好为0.75～2%，分别加入到低浓度纸浆及高浓度纸浆碱处理过程中去。

这种分步加入工艺改进了碱性物质往纸浆中添加的控制。高浓度碱处理过程允许对即将进入氧化脱木素反应器20中去的纸浆中所含的碱性物质的总量作迅速的改变或调整。通过在高浓度处理过程中对供给到纸浆中的碱性物质18的量进行调整，可以避免在低浓度处理过程中长时间的平衡调节。高浓度状态下的碱溶液的处理过程达到平衡时速度的加快，可以使氧气系统对改变脱木素化的需求作出迅速的反应，施加到纸浆中的精确总量能够很方便很迅速的改变，以便对粗浆的性质（即本质的种类、K值及粘度）的改变作出补偿，或者对某种特殊的纸浆来说改变其氧化脱木素的程度。

经充分碱处理的纸浆19被送入氧气脱木素反应器20中，在那里通过任何一种众所周知的方式使之与气态的氧21相接触。本发明中对氧气脱木素处理过程最适合的条件包括：在大约80～100磅/英寸²的条件下将氧气输入到高浓度纸浆中去，并将纸浆的温度维持在90～130℃。高浓度纸浆与氧气之间的平均接触时间约在15～60分钟之间。

在反应器20中的氧气脱木素反应之后，脱木素后的纸浆22被送往洗涤单元23，在那里用水24对纸浆进行洗涤，以去除任何溶解后的有机物并生产出高质量低色度的纸浆25，由此处纸浆25可以被送往后续的漂白工序以生产出充分漂白过的产品。

本发明的另一个实施例如图2所示，它描述了图1所示的部分工序。在图2的工艺中，为方便起见，相同的元部件用相同的标号示出，在图2中未示出的元部件采用图1中的标号。

在该实施例中，经碱性物质处理后的纸浆11被送往洗涤压缩部30，而不是送往增浓单元12，以便除去压榨水13而使纸浆的浓度提高。存储罐16可以设置在循环线中，其原因如上所述。

图2的实施例中，碱性物质添加到纸浆中时有二种不同方式，第一种是使全部的碱性物质都在混合槽9中与纸浆相结合，如同上面结合图1所作的描述。图2实施例的第二种方式是图1所示的分步添加碱性物质的工艺，此时，仅为碱性物质总需求量一部分的碱被加入到混合槽9内的纸浆中去，而剩余部分18则被加入到高浓度纸浆17中去。在每一步中所加入的碱性物质的相应量以及优点如同上面结合图1对分步添加碱性物质实施例所作的解释是相同的。

本发明的另一个优点可以在后续的对氧气脱木素纸浆25进行漂白处理时体现出来，这种漂白过程可以采用各种各样的漂白剂，包括臭氧、过氧化物、氯气、二氧化氯、次氯酸盐等。当采用传统的氯/二氧化氯漂白工艺时，为了提高经上述碱性物质处理过的纸浆的白度，与采用传统技术进行氧气脱木素处理后的纸浆的漂白过程相比，可以采用较少量的总有效氯。根据 本发明的方案，使用的含氯化合物的总量比采用相同的初始浆而不经低浓度浆碱处理的工艺所需的量大约减少15～35%（重量比）。同样，当氯/二氧化氯处理后的纸浆紧随一个碱提取过程的话，在该过程所需要的碱性物质的量也比未在低浓度状态下与碱性物质均匀混合过的纸浆的漂白过程减少许多。采用上述方法，在低浓度状态下用碱性物质处理过的纸浆其碱提取阶段所使用的碱量将减少25～40%（重量比）。

这种处理过程，除了减少必需的化学药品的量而具有花费低的优点之外，本发明的工艺还减少了氯气所造成的环境污染的程度，这是因为氯气的用量减少了，进而言之，由于该系统中使用的化学药品的量较少，来自工厂的需进行处理的废水中的污染物的量相应也降低了，这就节约了废水处理设备及相应的花费。

为了对本发明方法的优点及最佳操作作出说明，对采用图1所示的处理工艺进行了几个方面的试验

作为本发明所使用的概念，脱木素选择性是纤维素的降解相对于纸浆中残存的木质素的程度的标志，它表明该工艺过程生产出高强度低木素成分的纸浆的能力。特殊纸浆的氧气脱木素过程中脱木素选择性的不同可以通过比较纸浆的粘度与K值或卡伯值之间的比例关系得到反映。对于本发明来说，纸浆的木素含量可以借助K值或卡伯值进行测量。本领域的技术人员可以识别出这些数值间的差异，如果需要并且可以将一个数值转换成另一个数值。

漂白浆的粘度代表了漂白浆中纤维素的聚合度，其本身就是纸浆的代表特性。另一方面，K值代表了残存在纸浆中的木素量，这样，具有高选择性的氧气脱木素反应所产生的漂白纸浆 强度高（即高粘度），木素含量低（即K值低）。

实例1（现有技术中高浓度纸浆的碱处理过程）。

将K值约为24（卡伯值为30.9）的南方松木硫酸盐粗浆在不经碱溶液处理的条件下压榨到重量浓度为30～36%，制得一种高浓度的粗浆垫。用10%的氢氧化钠溶液对粗浆垫进行喷淋，其量足以使氢氧化钠的重量含量达到纸浆干重的2.5%。将稀释水加入，使粗浆垫的浓度达到27%左右。采用下述条件对高浓度粗浆垫进行氧气脱木素处理：110℃，30分钟，80磅/英寸的氧气压力。对该工艺产生的氧气脱木素纸浆进行测试，发现其K值为13（卡伯值为15.2），CED粘度值为14.8cps。再用常规技术对氧气脱木素浆进行进一步漂白处理，氧气脱木素处理后的纸浆及充分漂白后的纸浆的强度及物理特性分别列入表1和表2中。

表1

由例1和例2生产出的纸浆氧气阶段脱木素结果比较

例1    例2

K值    13    9

粘度(cps)    14.8    14.0

粘度/K值之比    1.14    1.55

表2

由例1和例2生产出的纸浆经充分漂白后强度性能的比较

例1    例2

最终G.E.白度(%)    83    83

C.S.游离度    断裂长度    撕裂因子    断裂长度    撕裂因子

(ml) -Km Dm²-Km Dm²

658    6.42    55.7    7.00    55.5

516    8.25    73.6    8.35    67.4

337    8.80    74.1    9.07    71.8

氧气脱木素纸浆的漂白分下述三个阶段进行：氯气处理、氢氧化钠提取及二氧化氯处理，采用表3的漂白及提取条件进行处理，可以得到白度为83G.E.的最终漂白浆，化学药品的排放量（相对烘干纸浆的百分数）列于表4，另外，在漂白阶段之间，对纸浆进行充分的洗涤。

表3

对例1和例2的纸浆在氯漂、提取及二氧化氯漂白过程中采用的漂白条件

氯漂阶段:

时间(分)    15

温度(℃)    50

浓度(%)    3

提取阶段:

时间(分)    60

温度(℃)    70

浓度(%)    12

二氧化氯阶段:

时间(分)    120

温度(℃)    60

浓度(%)    12

表4

在氯漂、提取及二氧化氯阶段漂白药剂的用量

例1    例2

氯漂阶段:

氯气对纤维百分数(%)    3.6    2.4

二氧化氯(%)    0.6    0.4

提取阶段:

氢氧化钠(%)    1.5    1.5

二氧化氯阶段:

二氧化氯(%)    0.28    0.23

例2～例5（低浓度纸浆的碱处理）：

例2至例5表明了仅在低浓度状态下对纸浆进行碱处理，再在高浓度状态下进行氧气脱木素处理后的纸浆在脱木素度及脱木素选择性方面的优点。

例2

采用例1中所使用的松木硫酸盐粗浆，将其送入混合槽，如图1及图2所示的9中。加入足量的稀释水使混合槽中的粗浆重量浓度达到3%左右，加入足够量的10%的NaOH溶液，使NaOH的重量占烘干纸浆重量的30%。在室温下将粗浆及氢氧化钠水溶液均匀混合约15分钟，使碱性物质与粗浆相结合，将带有粗浆的碱性物质压榨至重量浓度为27%左右，压榨后氢氧化钠约占纤维的重量的2.5%，如同例1一样。将碱性物质处理过的粗浆根据氧气脱木素的程序进行漂白，如例1所描述的一样，再将氧气脱木素后的纸浆进行洗涤去除有机物质。所生产的氧气处理阶段的纸浆的K值为9（卡伯值为10.8），CED粘度为14.0，按照例1所示的条件用已知技术对氧气漂白后的纸 浆作进一步漂白。本实例中经氧气脱木素处理的纸浆及充分漂白的纸浆的性质也在上述表1和表2中分别示出。

从例1和例2的比较中可以看出，采用例2的工艺生产出的氧气脱木素纸浆在相同粘度的情况下，脱木素程度高（K值低）于采用例1现有技术工艺制得的纸浆，后者是将全部的碱性物质加到高浓度纸浆中去的。而且采用例2的方法对纸浆进行低浓度碱处理，其脱木素程度增加而强度性能无明显变化。这样，其脱木素选择性就得到提高。

根据例2生产出的纸浆具有较低的K值，可以对后续的漂白工艺进行调节以便与高脱木素的纸浆相适应。在该纸浆的漂白阶段，可以使用较少的漂白剂（如表4所示）或采用较短的漂白时间，这是相对于那种未经低浓度状态下进行碱处理的纸浆而言的。

例3

将采用类似例2的方法由软木（松木）制出的纸浆与例1所述的采用常规方法生产的纸浆（即不存在低浓度状态下的碱处理过程）相比较，为了后续的氧气脱木素处理而仅仅施加到高浓度纸浆中的平均氢氧化钠剂量为45磅/吨烘干浆（lb/t）或百分比为2.3%，这时，通过氧气脱木素反应器后K值的平均降低值是10个单位。如果将相同的剂量的氢氧化钠在高浓度氧气脱木素之前仅仅加在低浓度的纸浆中，在脱木素处理过程中平均K值的下降为13个单位，比现有技术提高30%。

传统的纸浆的平均K值及粘度值分别为12.1和14.4cps，而对于低浓度状态碱处理工艺来说，当其粘度值保持不变时（14.0cps）其平均K值则为8.3，脱木素选择性提高约41%（1.69比1.19），如表5所示。

负责对采用上述低浓度碱处理工艺制备的纸浆进行漂白的工厂与负责对采用传统工艺制备的纸浆进行漂白的工厂的情况对比情况如表5所示。

表5

纸浆性质及漂白药剂的比较（松木）

传统的    低浓度处理的

蒸煮:

K值    21.9    20.5

粘度(cps)    21.5    20.5

粘度/K值之比    0.98    1.0

氧气脱木素处理:

K值    12.1    8.3

粘度(cps)    14.4    14.0

粘度/K值之比    1.19    1.69

氢氧化物(lb/t)    39.4    46.0

脱木素度(%)    44.7    59.5

漂白工厂:

氯气/二氧化氯阶段:

Cl₂(lb/t) 51.2 34.4

ClO₂(lb/t) 7.0 4.6

总有效氯(lb/t)    69.4    46.4

提取阶段:

NaOH(lb/t)    35.2    23.8

二氧化氯漂白阶段:

ClO₂(lb/t) 10.6 9.0

粘度(cps)    12.6    11.9

污物    5.6    2.5

表5表明，在下一个漂白阶段中总有效氯的使用量降低了约1/3（即每吨69.4磅比每吨46.4磅）。此外，在提取阶段所需的NaOH量也降低了约1/3（24lb/t比35lb/t）。在最终漂白阶段二氧化氯用量减少约1/6（9lb/t比10.6lb/t）。

例4

对硬木纸浆所作的对比试验类似于例3。同样也发现，采用仅在低浓度状态下进行碱处理工艺的浆比常规工艺的浆在氧气脱木素反应中，其K值的降低更为明显。硬木浆在氧气脱木素过程中氢氧化钠的剂量为27lb/t，或1.4%，在脱木素处理阶段，其K值比常规工艺下降5个单位。采用上述低浓度处理工艺，如果使用相同水平的氢氧化钠，则K值的平均下降幅度约为7.3个单位，几乎提高了50%。

硬木浆的平均K值和粘度值分别为7.6和16cps，而对于上述低浓度处理工艺，所得的K值为6，粘度值为17.7，而且发现，如果保持粘度同于现有技术碱处理的纸浆（16cps），则其K值为5.8，使脱木素选择性提高了约40%（2.95对2.10），如表6所示。

脱木素选择性的大小同样也可以用粗浆与脱木素浆之间粘度变化值与K值变化值的比例关系来表达。将采用仅在低浓度状态下进行碱处理的纸浆与常规浆作比较，前者比后者的脱木素选择性有很大提高。该选择性的提高可以提高脱木素的程度。对于常规浆来说，K值每变化4个单位，则粘度的平均变化量为4cps。与之相比，对于低浓度处理工艺的纸浆来说，粘度变化相 同，其K值的变化量却为7个单位。用选择性比率这一概念来表示，低浓度处理浆为1.75，而常规浆为1（cps/K值），提高约75%。

对上述低浓度碱处理制得的纸浆在氧气脱木素之后进行漂白处理的工厂与对常规氧气脱木素后的纸浆进行漂白处理的工厂，其漂白药剂的使用情况之比较列于表6。

表6

纸浆性能及漂白药剂的比较（硬木）

蒸煮:    常规    低浓度处理

K值    12.3    13.0

粘度(cps)    21.6    23.4

粘度/K值比    1.75    1.80

氧气脱木素阶段:

K值    7.6    6.0

粘度(cps)    16.0    17.7

粘度/K值比    2.10    2.95

氢氧化物,lb/t    27.6    26.4

脱木素化(%)    38.0    54.0

漂白工厂:

氯气/二氧化氯阶段:

Cl₂,lb/t 27.0 22.7

ClO₂,lb/t 5.6 4.7

总有效氯,lb/t    41.6    34.9

提取阶段:

NaOH,lb/t    18.9    13.3

二氧化氯漂白阶段:

ClO₂,lb/t 5.5 4.7

粘度(cps)    14.6    14.9

污物    32.0    34.0

表6表明，在氯气处理阶段，总有效氯的用量比常规浆降低约1/6（即34.9lb/t与41.6lb/t之比），而提取阶段氢氧化物的需要量降低29%以上（即13.3lb/t与18.9lb/t之比），在最后的漂白阶段二氧化氯的用量减少14%以上（即4.7lb/t与5.5lb/t之比），而纸浆的最终性质，包括粘度值及污物量基本持平。

例5

现展示以下试验室测试数据，以进一步阐明采用本发明的处理工艺对碱性物质均匀分布在纸浆内所起到的作用。

制备一种未经漂白的松木粗浆，其K值为19.54，粘度为24.9，将该纸浆的二个试样在7.7%的浓度下用3%的NaOH，在60℃条件分别处理1分钟和15分钟，然后将纸浆浓度提至27%，纸浆中NaOH的含量约为0.67%，该纸浆被送入一氧气脱木素反应器，其压力为80磅/英寸²，温度为110℃，处理30分钟，不再添加碱性物质。

取另外二个未漂白浆的试样，其浓度为3%，对其用35%的NaOH进行处理，温度为60℃，时间分别为1分和15分。再将纸浆的浓度提至27%，使纸浆中NaOH含量为3%，将纸浆送入氧气脱木素装置，压力为80磅/英寸²，温度为110℃，处理30分钟，不再添加碱性物质。试验结果如表7。

表7

氧气脱木素处理后的性质

样品    浓度(%)    混合时间(分)    K值(25ml)    粘度(cps)

A    7.7    1    17.37    23.2

B    7.7    1    17.43    22.6

C    7.7    15    17.77    24.3

D    7.7    15    17.34    22.0

E    3.0    1    8.74    14.8

F    3.0    1    8.34    14.8

G    3.0    15    8.24    15.3

H    3.0    15    8.73    14.3

在经处理的E-H浆样中所含有的NaOH量（即3%）远远大于样品A-D，这是因为前者是将大量的NaOH与纸浆相混合的。样品E-H中，纸浆的K值降低数至少为55.3%，而样品A-D的K值下降数却非常小，最好的才约为11.3%。所以，根据本发明的工艺处理过的样品（E-H）其脱木素程度比对比样品约提高49.6%。

对于本实例未经漂白的相同粗浆重复复进行上述试验，仅有下列变化：

变化1    变化2

第一阶段:NaOH对纸浆%    3    24

浓度,%    3.5    3

温度,℃    48    48

氧气处理阶段:NaOH对纸浆%    0.44    3

浓度,%    20    20

对上述每一个变化试验，NaOH的处理时间都是2分钟和15分钟，未漂白浆的浓度基本相同（3.5%对3%），试验结果如表8。

表8

氧脱木素处理后的性质

样    浓度    混合时间    K值    粘度    GE白度

品    (%)    (分)    (25ml)    (cps)

I    3.5    2    15.75    23.4    24.8

J    3.5    2    15.34    22.4    25.2

K    3.5    15    14.78    22.6    25.9

L    3.5    15    15.00    22.7    25.5

M    3.0    2    8.59    13.3    36.6

N    3.0    2    8.29    14.2    35.3

O    3.0    15    8.14    13.1    36.3

P    3.0    15    8.44    13.8    36.5

由于与低浓度纸浆相混合的NaOH量的增加，至使高浓度纸浆中存留的NaOH量较大，鉴于NaOH量的增加，样品M-P的K值约降低至少56%，而样品I-L中最好的情况仅降低约24.4%，根据本工艺制备的样品（M-P）的脱木素程度至少比对比样品增加41.9%。如上所述，其原因在于：由于适量的NaOH与低浓度纸浆均匀的混合及分布导致高浓度纸浆中保存的NaOH量的增大。

例6

为了阐明在氧气脱木素之前100%低浓度碱性物质对纸浆 进行处理及其分布对卡伯值降低效果及总生产率的影响，测定了常规的及低卡伯值的硫酸盐AQ法粗浆的卡伯值及生产率，其结果列入表9。

表9

低浓度碱处理    氧气脱木素

粗浆    时间    起始    最终    产率    卡伯    产率    最终粘

(分)    卡伯值    卡伯值    (%)    值    (%)    度(cps)

①常规    5    28.1    26.5    99.5    12.0    95.2    14.7

②常规    15    28.1    27.5    98.7    13.4    96.3    15.1

③K/AQ    5    21.6    20.3    100.0    8.9    96.7    15.2

④K/AQ    5    21.6    -    -    8.1    97.2    13.9

注：①2.4%NaOH，②2.1%NaOH，

③2.1%NaOH，④2.6%NaOH

用NaOH（压榨后占纸浆2.4%）对浓度为3%的常规硫酸盐粗浆处理5分钟，处理前的卡伯值为28.1，处理后的卡伯值为26.5，下降了1.6，这相当于经过后续的碱处理及氧气脱木素处理后卡伯值总下降值的9.6%（卡伯值为12.0）。通过低浓度碱处理阶段的产率为99.5%，0.5%的损失率中约一半是由于木质素及残留物的损失，它们转变为碳水化合物了。在氧气脱木素处理之后总的生产率为95.2%。

用NaOH（压榨后占纸浆2.1%）对浓度为3%的同样起始粗浆处理15分钟，起始纸浆的卡伯值降低0.6个单位，达到27.5，这相当于经过后续的低浓度碱处理及氧气脱木素处理后卡伯值 总下降值的4.2%（卡伯值为13.4），通过碱处理阶段的生产率为98.7%。

用NaOH（压榨后占纸浆2.11%）对浓度为3%的低卡伯值硫酸盐AQ粗浆处理5分钟，卡伯值下降1.3个单位，达到20.3。这一下降值相当于经后续氧气脱木素处理后卡伯值总下降值的10%（卡伯值为8.9），在碱处理阶段基本上无任何产量损失，经过氧气脱木素之后，总生产率为96.7%。采用相同的硫酸盐AQ起始粗浆的第二个氧气脱木素处理其结果相类似，卡伯值为8.1，生产率为97.2%。

例5表明，在纸浆的低浓度碱处理过程中，脱木素反应量不明显，这一实例也表明，对低浓度纸浆作碱处理的处理时间延长至15分钟，效果也不明显。然而，例2至例6表明，与常规方法处理的纸浆相比，低浓度碱处理的确明显地提高了其对于后续高浓度氧气脱木素阶段所获得的脱木素的相对量。该实例还表明，用处理工艺对于低卡伯值的粗浆进行处理可以获得很小的卡伯值而粘度却没有明显下降。

在低浓度处理中，碱性物质在纸浆中的均匀分布确保了纸浆中的纤维与碱性材料的结合状态最佳，优于现有技术中的任何工艺，这就使后续的氧气脱木素处理中的脱木素选择性得以加强，使脱木素后的粗浆具有优于采用现有技术所获得的强度及脱木素度。而且，氧气脱木素反应的脱木素选择性也得到出乎意料的改进。

对本发明来说，施加到低浓度纸浆中的碱性物质的最小量是：该量与加在高浓度纸浆中的碱量相加，应足以提高纸浆在后续氧气脱木素反应阶段的脱木素选择性。以下实例表明，在氧化脱木素之前所加入总碱量的至少50%，应在低浓度纸浆中加 入，如果加入低浓度纸浆中的碱量低于50%，则脱木素选择性方面所具有的优势将明显降低。

如果象现有技术那样，碱性材料仅仅加到高浓度纸浆中去，在不严重破坏纸浆纤维素部分（即不降低强度）的前提下，脱木素程度（即K值的降低）可以达到50%。在本发明中，经氧气脱木素处理在不破坏纸浆纤维素部分的前提下，可以使进入纸浆的K值降低50%以上，至少为60%。如果需要还可以降低70%或更多。

例如，对于某种纸浆，在进入氧气脱木素阶段时其K值范围约为10～26，该值大小取决于木材的类型及依照特殊木材所进行的制浆方式。脱木素处理之后，K值下降至约5～10。对软木浆来说，在脱木素前K值一般为20～24（指标为21），而脱木素之后，K值在8～10的范围内。对硬木浆来说，按照本发明方法脱木素前K值为10～14（指标为12.5），脱木素后K值可达5～7。

对于二种类型的纸浆，在脱木素前粘度一般为19或更高，而脱木素之后约为13（软木一般为14或更高，硬木为15或更高）。

一般说，脱木素处理前后粘度的变化约为6cps或更低。而且业已发现，在K值降至17个单位之前，粘度的变化是K值变化的常数。

通过100%低浓度状态碱处理工艺，脱木素选择性得以增强，与现有技术的脱木素处理相比，脱木素化至少增加20%。通过减少氧气脱木素反应前后纸浆粘度的变化，显著避免了纸浆中纤维素成分的破坏。

例7

下列数据表明对于南方松木粗浆在高浓度氧气脱木素之前所需要的碱性物质的相应量。

要想使浓度为27%的浆获得重量相当于烘干浆2.2%的NaOH，每吨浆大约需要40磅左右的化学物质。在例1的现有技术中，这一数量就是所需量的全部。因为它是直接加到高浓度纸浆中的而且所施用的碱性物质全部进入氧气反应器。对于例2所述的对低浓度纸浆所作的碱处理中，已经测定出在混合槽中所加入碱量的35～54%左右最终附着在纸浆中并被带入氧气反应器，这就表明，每吨浆约需使用45～91磅的NaOH才能使纸浆获得所需的碱量。然而如上所述，例2的工艺增加了脱木素程度而没明显影响其强度性质。这样，碱性物质的补充加入量可以被允许。该过程如图1所示，由于此时并没有碱性物质从压榨液循环系统中排出，离开该系统的碱性物质就是进入氧气反应器的碱性物质，因此每吨所使用的碱仅为所需的40磅。这样例2的工艺既提高了脱木素选择性，又使用于本发明工艺的碱性物质节省了约51磅/吨。

例8

以下的实例表明通过使用分步添加碱性物质的工艺，使本发明既达到了与例2-5所示100%低浓度纸浆碱处理工艺相似的脱木素选择性，同时又减少了排入回收系统的碱性物质的量。

下列实验涉及6个试样，它表明了本发明二步添加工艺对脱木素选择性的影响，其结果列入表8和9中。为了便于比较，将样品A（100%的碱施加到低浓度纸浆中）和B（100%的碱施加到高浓度纸浆中）也收集在表内。

试验中使用的初始粗浆是南方松木，将原料用常规方法蒸煮成粗浆，粗浆的40mlK值为22.1，25mlK值为19.8，粘度为24.5cps。

将纸浆稀释至约3.5%的低浓度，通过加入氧化白液溶液 使足量的碱在纸浆中分布，然后使浆液增浓至约27%，压缩之后的浆中所含碱性物质的量示于表10中。

然后将第二批碱量（也示于表10中）再加入高浓度纸浆中，用于提供指定量的碱溶液是氧化白水，它含有84.5g/L的NaOH，还有0.1%的硫酸镁。

然后将碱处理过的高浓度纸浆送入氧气反应器20（图1），其操作温度为110℃，压力为80磅/英寸²，时间是30分钟，施加到高、低浓度纸浆中的总碱量约为2.96～4.23%，如表10所示，碱量在低浓度与高浓度纸浆处理过程的分配情况也示于表10中，氧气脱木素纸浆的粘度，K值以及选择性能比被示于表11中。

表10

样品    低浓度加碱量    高浓度加碱量    总加碱量

(对纸浆,%)    (对纸浆,%)    (对纸浆,%)

A    3.10    0    3.10

1    2.33    0.63    2.96

2    2.25    1.17    3.42

3    1.81    1.80    3.61

4    1.39    2.34    3.73

5    1.06    2.92    3.98

6    0.63    3.60    4.23

B    0    4.50    4.50

表11

样品    高浓度加入量    粘度    K值    粘度/K值比率

(%)    (cps)    (25ml)

A    0    14.9    10.1    1.475

1    21.4    15.1    9.65    1.565

2    34.3    13.7    9.96    1.376

3    49.8    15.3    10.08    1.518

4    62.7    14.0    10.66    1.313

5    73.4    14.3    11.82    1.210

6    85.2    13.9    11.16    1.246

B    100    14.4    12.80    1.125

结果表明，将49.8%（约50%）的碱性物质添加到高浓度纸浆的样品强化了脱木素化及选择比率，在粘度不变或提高的前提下，K值降低了。样品1、2、3制备的脱木素纸浆与对比样A相当，该对比样品是将100%的碱在低浓度纸浆中加入的。样品1-3及A之所以比较好，是因为与样品4-6及B相比，脱木素选择性提高了，当K值减少时粘度值却增加了。与样品1-3及A相比样品4-6及B的纸浆进一步漂白需要再加入漂白药剂，这是因为样品4-6及B的纸浆的K值比较高。这些结果表明在低浓度阶段分步加入的至少50%的碱所具有的强化脱木素程度的作用可以由在低浓度状态下将碱全部加入这一方案来达到。

例9

对于软木浆，在例2～5以及例7中所得到的数据以及其他一些预测及观测到的数值已经以曲线的形式被汇集在图3和4中。图3中还包括了用实际测试数据进行结合分析所得到的曲线，以 及许多其他预测及观测结果，它们表明了来自于例1的对软木浆用现有技术进行处理的粘度与K值间的相互关系。

如图3所示，例1所采用的常规工艺在氧气脱木素处理后所达到的典型纸浆性能由标为现有技术的曲线代表。人们总希望能保持住纸浆的强度。用粘度表示，应具有高粘度水平，同时又达到有效的脱木素程度，它是由K值的降低来表示的，图3表明，根据代表本发明的曲线，与现有技术的曲线所表示的较低脱木素程度及较低粘度相比，采用低浓度纸浆碱处理工艺，在保持粘度不变的情况下，可以得到更高的脱木素程度（即K值较低）。

图4表示了在高浓度纸浆处理中增大用碱的百分数所带来的影响，水平实线位于粘度变化为0的数字附近，它代表在低浓度纸浆中用100%的碱性物质进行处理所达到的原始粘度。在实线0二侧的二条水平虚线勾画出粘度变化±6%的区域。从图4可明显看出，当加入高浓度浆中的碱量超过纸浆处理过程使用总碱量的50%时，纸浆的粘度将低于可以接受的变化范围。

随着纸浆高浓度处理的强化，在低浓度处理时使用的碱量就减少，只有在低浓度状态下进行处理时碱性物质在纸浆中的均匀分布才能得以实现，由于在低浓度处理阶段碱用量降低，低浓度处理时在提高选择性方面的优势就削弱了。当然，与将全部碱性物质加入高浓度纸浆的工艺相比，任何分步加碱的工艺都可以使脱木素选择性有某种程度的改进，而对分步工艺而言，脱木素选择性提高最大的情形发生于在高浓度纸浆处理过程中的加碱量不超过总碱量的50%的工艺。

例10

业已发现，对于南方松木硫酸盐粗浆来说，要想获得期望 的脱木素选择性，在氧气脱木素之前，需达到这样一个指标，即NaOH的加入量为烘干纸浆重量的2.4%。为了使进入氧气反应器的纸浆带有2.4%的NaOH，每吨空气干燥浆约需43.2磅（lb/ADT）的NaOH。

由于各种压榨液排放而造成碱性物质的流失情况如表12所示。

表12

在氧气脱木素之前

加入纸浆中碱性物质的量（LB/ADT）

排入回收系统    加入低浓度纸浆中的碱性物质的分量(%)

的压榨液(%)    100%    80%    60%    50%

0    43.2    43.2    43.2    43.2

20    54    51.8    50.0    48.6

40    72    66.2    60.5    57.6

60    108    95.0    82.1    75.6

应当注意，表10所列出的量值是指用于本工艺纸浆中碱性物质的总量，即在低浓度纸浆及高浓度纸浆中所加入碱量的总和（如果适用的话），在压榨液排放量为0时，如果平均分加则在混合槽内加给低浓度纸浆以及加给高浓度纸浆的碱量均为21.6lb/ADT。同样在平均分加的情况，如果有20%的榨液放掉，则对低浓度纸浆除了加入21.6lb/ADT的碱之外还需对该系统添加5.4lb/ADT的碱（总量为27lb/ADT），以便补偿榨液排放的损失量。这一外加量一般加入混合槽中，以便使加入高浓度纸浆中的量维持在不高于总量50%的水平。

表13列出了与表12相同的数据，只不过还表示出了为达到纸浆中含NaOH2.4%的指标，在低浓度纸浆中所加的额外的碱量。如果加入高浓度纸浆中的碱量增加到50%，则应对低浓度纸浆减少额外碱的补加量，以便使纸浆中带有合适的碱量以适应高浓度氧气脱木素的要求。对于无榨液流失的情况，如上所述，特别考虑图1实施例的情况，对于特殊设计方案，则不存在碱性物质的流失并适当地节省了化学药品。

表13

为补偿榨液排放而在低浓度纸浆中

添加碱性物质的量（LB/ADT）

排入回收系统    加入低浓度纸浆中碱性物质的分量(%)

的压榨液(%)    100%    80%    60%    50%

20    10.8    8.6    6.8    5.4

40    28.8    23    17.3    14.4

60    64.8    51.8    38.9    32.4

表14表示出如同表12和13的相同数据，只不过仅仅列出了20%、40%及60%压榨液排放时加入低浓度纸浆中的碱量（括号中表示相应的重量百分数）。

表14

加入低浓度纸浆中的碱性物质lb/ADT（总量%）

压榨液排放    加入低浓度纸浆中碱性物质的分量(%)

(%)    100%    80%    60%    50%

0    43.2    34.6    25.9    21.6

(100%)    (80%)    (60%)    (50%)

20    54    43.2    32.7    27

(100%)    (83.4%)    (65.4%)    (55.5%)

40    72    57.6    43.2    36

(100%)    (87%)    (71.4%)    (62.5%)

60    108    86.4    64.8    54

(100%)    (90.9%)    (73.79%)    (71.4%)

以上数据表明，本发明使用的分步加碱工艺，在混合槽9中加入低浓度纸浆中的碱应至少为总碱量的50%，最好为55～90%，以补偿排入回收系统的压榨液所带走的碱量，余额部分的碱在高浓度纸浆中加入。

对将100%的碱加入低浓度纸浆的数值进行检测，结果如同期望的一样，随着压榨液排放所造成碱性物质流失百分比的增大，必须增大加入纸浆中的碱性物质量。对于将全部碱用于低浓度纸浆的情况，经由榨液排放系统15C送入回收系统的碱量要明显高于仅将一部分碱用于低浓度纸浆中的情况。在分步添加中，随着加入低浓度纸浆中碱性物质的比例减少，用于补偿排放损失而加入的额外碱量也减少，这是由于在低浓度处理过程用碱量减少而造成的。

这样，减少对低浓度纸浆的碱性物质的添加比例可以减少混合槽9中所使用的碱量，同时也减少了经由压榨排放系统所带走的碱量。在高、低浓度纸浆中分步加碱的方式减少了压榨排放系统15C的量，从而也减少了重新添加的碱量，这样也就节省了化学药品。

很明显，在此对本发明的描述是为了对上述主题作出解释 的，应当理解，本领域的技术人员可以对其提出种种改进和提供许多实施例。权利要求书的范围应包括落入本发明原则和范围的全部改进及实施例。

Claims (22)

1、在高浓度纸浆氧气脱木素处理过程中为了获得高脱木素选择性而采取的工艺，该工艺包括：

在第一洗涤压榨过程中首先将纸浆冲洗至浓度至少为18%；

通过将洗涤后的纸浆浓度降至低于10%(重量)的方式向洗涤后的纸浆加入第一批量的碱性物质，从而制得一种低浓度纸浆，使该低浓度纸浆与一定量的碱相结合，从而使碱性物质在纸浆中到均匀分布，再提高含有碱性物质的纸浆的浓度，使之至少达到18%左右(重量)，以获得一种高浓度纸浆，在保持首批量的碱在高浓度纸浆中均匀分布的同时，去除榨液；

将大都分的压榨液重新输入碱性物质结合阶段；

使高浓度纸浆中碱性物质的总重量至少达到烘干纸浆重量的0.8～7%，所述的总重量也包括所述的首批量的碱；以及

对含有碱性物质的高浓度纸浆进行氧气脱木素处理，以提高其脱木素选择性并获得氧气脱木素的纸浆。

2、如权利要求1所述的工艺，其中几乎全部的压榨液都重新流入碱性物质结合步骤。

3、如权利要求1所述的工艺，其中全部的碱性物质都是加在低浓度纸浆中的，使高浓度纸浆所得到的全部碱性物质的量等于首批碱量。

4、如权利要求1所述的工艺，它还包括将第二批碱加在高浓度纸浆中，此时，第一批及第二批碱的总和等于高浓度纸浆中所带的碱性物质的总量。

5、如权利要求1所述的工艺，其中纸浆由第二洗涤压榨进行增浓。

6、如权利要求1所述的工艺，它还包括在一存储罐中对予定量的压榨液进行存储，以便当增浓阶段一旦发生中断时，可将压榨液直接送往碱性物质结合步骤。

7、如权利要求1所述的工艺，它还包括对氧气脱木素纸浆的洗涤，将所产生的洗涤废水的一部分对初始纸浆洗涤步骤进行再循环。

8、如权利要求1所述的工艺，其中当纸浆与一定量的碱性物质相结合时，其重量浓度低达5%以下。

9、如权利要求1所述的工艺，其中在氧气脱木素处理之前，纸浆的重量浓度被增加到约25～35%。

10、如权利要求1所述的工艺，其中在氧气脱木素步骤中纸浆的脱木素选择性得以提高，此时到高浓度纸浆的K值的减少高于50%，而纸浆的纤维素成分未遭受明显破坏。

11、如权利要求10所述的工艺，其中K值由脱木素处理前的10～26左右降至脱木素处理之后的5～10左右。

12、如权利要求4所述的工艺，其中的纸浆是未经漂白的软木浆，用于纸浆中的总碱量约为1.5～4%（重量），其中第一批及第二批碱量均为0.75～2%（重量）。

13、如权利要求4所述的工艺，其中的纸浆是未漂白的硬木浆，用于纸浆中的总碱量约为1～3.8%左右（重量），其中第一批及第二批碱的用量均为0.5～1.9%左右（重量）。

14、一种在高浓度氧气脱木素处理中可以提高纸浆脱木素选择性的工艺，它包括：

在第一洗涤压榨部将纸浆浓度初步洗至至少约18%;

在将洗涤后的纸浆浓度降低到少于10%（重量）时，将首批量的碱性物质加入到洗后的纸浆中去，以便形成一种低浓度纸浆，使该低浓度纸浆与一定量的碱性物质相结合，以使碱性物质在纸浆中基本上呈均匀，在第二洗涤压榨部将纸浆浓度增加到至少18%（重量）左右，以获得一种高浓度纸浆，在保持第一批碱性物质基本上均匀分布于高浓度纸浆中的情况下除去压榨液;

将一部分压榨液重新循环到碱性物质结合步骤中去;

使高浓度纸浆中的总含碱量至少为纸浆烘干重量的约0.8～7%，所述的总量包括所述的第一批碱量;以及

对含有碱性物质的高浓度纸浆进行氧气脱木素处理，以提高其脱木素选择性并获得氧气脱木素纸浆。

15、如权利要求14所述的工艺，其中全部的碱性物质都用来减少纸浆的浓度，这样，高浓度纸浆所含的总碱量等于第一批碱量。

16、如权利要求14所述的工艺，它还包括将第二批碱施加到高浓度纸浆中，第一、二批碱量之和等于高浓度纸浆中所带的总碱量。

17、如权利要求14所述的工艺，它还包括存储罐中存储一定量的压榨液，以便在增浓步骤的操作间断时仍能将压榨液连续地直接送往碱性物质结合步骤。

18、如权利要求14所述的工艺，其中还包括对氧气脱木素处理后的纸浆的冲洗，所产生的一部分洗涤废水重新流回第一洗涤压榨部。

19、如权利要求16所述的工艺，其中采用的纸浆是未漂白的软木浆，用于纸浆中的全部碱性物质的总量约为1.5～4%（重量），其中第一、二批碱的用量均为约0.75～2%（重量）。

20、如权利要求16所述的工艺，其中采用的纸浆是未漂白的硬木浆，用于纸浆中的总碱量约为1～3.8%（重量），其中第一、二批碱的用量均为约0.5～1.9%（重量）。

21、如权利要求14所述的工艺，其中在氧气脱木素步骤使脱木素选择性得以提高，使高浓度纸浆的K值降低50%以上，而纸浆中的纤维素成分未遭受明显破坏。

22、如权利要求21所述的工艺，其中K值由脱木素之前的约10～26降至脱木素之后的约5～10。

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