控制纸浆的氧去木质作用的方法 本发明涉及在中等浓度(即8-16％)情况下对木质纤维素材料进行两步式氧去木质作用的方法控制。
自从采用在中等浓度情况下的氧去木质作用以来，在该工艺方面投入的开发研制工作并不多。当无氯漂白工艺产生、漂白车间关闭时，人们对延长的去木质作用，也就是用氧来进一步降低卡伯值提高了兴趣。然而，一级或多级式用氧延长的去木质作用会造成纸浆质量下降。但是，合适条件下的应用可产生若干优点。
利用延长的氧去木质作用，还可使纸浆得率高于在延长的蒸煮、也就是蒸煮到更低卡伯值情况下地纸浆得率。
在一种多级方法中，可在诸阶段之间分配化学品，以在各阶段中产生最佳条件。对各阶段还可以使其它条件达到最佳。
本发明的目的在于一种控制氧去木质作用的方法，它可以在不降低纸浆特性的情况下获得更低的卡伯值。使用本发明的延长的去木质作用，总的去木质作用可占未漂白纸浆木质素含量的(卡伯值)的50-85％。该方法在中等浓度情况下分连续的两个步骤进行。本发明的区别特征由所附权利要求书限定。
下面参照附图来详细描述本发明，该附图示意性地示出了一种实施本发明方法的设备。
在所示的设备中，第一泵1以中等浓度(即8-16％)将经蒸煮的纸浆从漂前洗浆作业处泵压到氧去木质作用工艺处。在第一泵1之前向纸浆中加入碱。在该泵1之后，第一混合器2将氧混合入纸浆。而后，纸浆被送入第一反应器3，在里面进行第一级去木质作用。可用第二泵4，通过用于混合入蒸汽和可能更多氧和碱的第二混合器5，将纸浆从那里送至第2反应器6，以便进行第二级去木质作用。在第二反应器6之后，纸浆被送至一喷放锅7，进而被送至后续工艺阶段。
这样，该方法就意味着去木质作用分前后两个阶段进行。大量碱和大量氧被加入到第一反应器3中。这意味每吨纸浆加入10-50千克碱(NaOH)，最好是10-35千克/吨。氧的加入量应为10-50千克/吨纸浆，最好为10-30千克/吨。
纸浆在其输送到反应器3处的温度应低于90℃，最好为75-90℃。它在反应器3中的滞留时间应相对较短，为5-30分钟，最好为15-25分钟。
第一反应器3中的压力应为4-15巴。高压以及高碱度纸浆和高含氧可导致较高的去木质速度。同时，由于相对较低的温度和较短的滞留时间，纤维素降解保持在一个较低水平。
在第一反应器3中的第一级去木质作用之后，纸浆被送至第二反应器6中的第二级去木质作用。第二反应器6中的温度应高于第一反应器3。但温度差应小于20℃，最好是10-15℃。为了产生必要的温升，对第二混合器5提供蒸汽。
第二反应器中的压力应为2-5巴，并小于第一反应器3中的压力。滞留时间应相对较长，为45-180分钟，最好为60-120分钟。
第二级去木质作用主要是一较长的提取阶段，与第一阶段相比，其温度的升高和滞留时间的延长可提供延长的去木质作用。因此，在90℃以上的温度，可获得较佳的提取/浸析速度。
在第一阶段加入全部或主要部分的化学品。在第二阶段最好应不加入或仅加入非常少的碱或氧，甚至连补充第一阶段中的消耗也不需要。因此，可保持第二阶段中纸浆的碱度相对较低。这样，尽管温度较高和滞留时间较长，仍可显著避免纤维素降解。
在第二阶段加入碱和氧的量最高均可到5千克/吨纸浆。
本发明的氧去木质作用的控制是以预先控制为基础的，这意味着最小可能的反馈耦合。这种控制按如下方式进行。
测量初始进入的纸浆的卡伯值并将其与氧去木质作用后所需的卡伯值(设定值)比较。这样所判定的卡伯值的降低量被用来调节第一阶段加入的化学品(氧、碱)的量。按降低的卡伯值单位计算，卡伯值降低程度越大意味着加入量越高。初始进入纸浆的卡伯值水平还被用来调节化学品的加入量，按降低的卡伯值单位计算，进入卡伯值越高意味加入量越少。例如，卡伯值降低约60％，诸如从卡伯值25降低到卡伯值10，意味着按千克NaOH/吨纸浆测算的碱加入量约为2.2倍(进入卡伯值减输出卡伯值)。从25降低到12.5的卡伯值降低50％的去木质作用意味着碱加入量为2.0倍(进入卡伯值减输出卡伯值)。从20降低到10的卡伯值降低50％的去木质作用意味着碱加入量为2.0倍(进入卡伯值减输出卡伯值)。准确的系数可在各种情况下通过相对于最终pH值所获得的卡伯值而被矫正。如果最终的pH值略高而卡伯值略低，则碱加入量可略微下调。如果最终的pH值略低而卡伯值略高，则碱加入量可略微上调。
氧的加入量与碱的加入量为1∶1，但氧的最大加入量为25-30千克/吨纸浆。当去木质作用的程度较高时，即当碱加入量超过25-30千克NaOH/吨纸浆时，氧与碱的加入量之比减小。因而可以避免因巨大的气体量而引起的气沟。
第二阶段中的温度水平一部分是由生产水平通过传统的方式控制，所谓卡伯系数控制，一部分是通过在第一阶段加入化学品来控制，因而较高的化学品加入量会使第二阶段中的温度较高。控制温度，以使最终pH值为10.5-11.5，最好为10.7-11.0。通过上述的最终pH值，可人工调节化学品加入量变化和温度水平之间的系数。但是，第一和第二阶段之间的温升应始终小于20℃，最好为10-15℃，以避免因高温引起过大的纤维素降解。
然而，通常第一阶段中的温度不会补偿化学品的加入和生产水平。进入第一阶段的纸浆未被加热，但它可能需要一定程度冷却，以获得90℃以下适合于工艺的低温。
本发明的氧去木质作用的控制意味着可实现具有较佳选择性的高程度去木质作用。第二级去木质作用后可获得低而均匀的卡伯值以及均匀的pH值。