СПОСОБ ОТБЕЛКИ ХИМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
METHOD FOR CELLULOSE CHEMICAL BLEACHING

Настоящее изобретение относится к отбеливанию химической целлюлозы. Более конкретно, изобретение относится к начальной отбелке сульфатной целлюлозы, к последовательностям стадий отбелки и связанным с ними циклам фильтрации. Последовательность стадий начальной отбелки согласно изобретению включает первую обработку диоксидом хлора (D0), включающую также добавление щелочи в целлюлозу после добавления диоксида хлора, и последующую щелочную обработку кислородом и пероксидом (EOP), причем указанная обработка отделена от указанной первой обработки стадией промывки, и указанный способ включает, кроме того, обработку целлюлозы для уменьшения содержания переходных металлов в целлюлозе до указанной обработки пероксидом, в соответствии с чем начальная отбелка включает последовательность стадий D0N EOP.
Отбелка сульфатной целлюлозы подразделяется на начальную и окончательную отбелку. При начальной отбелке удаляется большая часть лигнина, присутствующего в целлюлозе. При окончательной отбелке удаляется остаточный лигнин, все еще имеющийся в целлюлозе, а вызывающие потемнение целлюлозы красящие группы - хромофоры преобразуются в форму, не поглощающую свет.
Начальная отбелка сульфатной целлюлозы, использующая диоксид хлора, традиционно состоит из стадии кислотной делигнификации, обычно стадии диоксида хлора D0, и стадии щелочной экстракции E, которую часто усиливают кислородом и пероксидом (EOP), или одним из них (EO или EP). Помимо делигнификации кислотная стадия D высвобождает металлы, присутствующие в целлюлозе. Кроме того, горячей кислотной обработкой целлюлозы можно удалить группы гексенуроновых кислот, съедающие отбеливающие химикаты.
Стадия D0 и стадия E начальной отбелки отделены друг от друга промежуточной промывкой. При промывке растворенные органические вещества, израсходованные химикаты и металлы, высвобождающиеся в ионной форме в кислых условиях, удаляются из целлюлозы.
Дозировка активного хлора на стадии D0 часто относительно высока, обычно составляя более половины дозировки активного хлора во всей последовательности стадий отбелки. Реакции диоксида хлора на стадии D0 являются быстрыми, таким образом, основная часть загруженных химикатов расходуется за несколько секунд. Однако время пребывания на стадии D0 обычно составляет около 30 минут, чтобы гарантировать реакцию всех химикатов и получить как можно более низкое число Каппа после стадий D0 EOP.
Реакции диоксида хлора разрушают структуры лигнина. Фильтраты, выходящие со стадии D0, содержат часть прореагировавшего лигнина и основную часть израсходованных хлоридов. Существенная часть лигнина, прореагировавшего на стадии D0, будет превращена в растворимую форму только на следующей щелочной стадии, так что фильтрат, полученный со стадии EOP, содержит заметное количество растворенного органического материала, а также хлор, связывающийся с лигнином на стадии D0.
Переходные металлы, такие как Mn, Fe и Cu, разлагают пероксид, и поэтому должны быть в основном удалены из целлюлозы, или их содержание должно быть снижено перед стадией, на которой используется пероксид, т.е. до стадии EOP. Большинство металлов может быть удалено на стадии промывки, когда pH достаточно низок, приблизительно pH 3. Таким образом, на стадии промывки, следующей за первой кислотной стадией отбелки, металлы, осаждающиеся в щелочных условиях, удаляются из целлюлозы. При более высоком pH эффективное удаление металлов требует использования хелатирующего агента. Указанная первая кислотная стадия отбелки может также быть отдельной кислотной обработкой (A) целлюлозы до первой кислотно-окислительной стадии (D0). Если кислотная стадия проводится при более высокой температуре, чем нормальная, при примерно 90°C, одновременно могут также быть разложены и, таким образом, удалены гексенуроновые кислоты. При разложении гексенуроновых кислот также высвобождаются другие металлы, которые можно удалить промывкой.
Стоки, возникающие в результате отбелки, образуют существенную часть стоков со всего целлюлозного завода. Промывные фильтраты по возможности должны циркулировать в пределах отбеливающей установки от стадии к стадии. Предпринимались попытки уменьшить количество стоков, используя полученные фильтраты также для других процессов завода, в том числе для промывки небеленой целлюлозы. В соответствии с этим фильтраты, растворенный древесный материал и химикаты, присутствующие в фильтрате, подаются на процесс извлечения химикатов. Фильтраты со стадии D0 содержат большое количество хлоридов, которые вредны для процесса извлечения.
Поэтому предпринимались попытки извлечь фильтраты, образующиеся на щелочной стадии, проводимой после стадии D0. Однако эти фильтраты также содержат соединения хлора, так как существенная часть лигнина, прореагировавшая на стадии D0, растворяется только во время щелочной обработки. Поэтому в попытках уменьшить расход щелочи фильтрат со стадии E использовался в промывателе стадии D0 как промывочная жидкость и разбавитель. Однако отбеливающие химикаты потребляются в большом количестве растворенными веществами, присутствующими в фильтрате, выходящем со стадии EOP. Поэтому фильтраты с щелочной и кислотной стадий начальной отбелки обычно удаляются на очистку стоков.
На существующих предприятиях стадия EOP начальной отбелки проводится как отдельный этап, причем между стадиями D0 и EOP имеется промежуточный этап промывки. Исследовалось подщелачивание после стадии хлора, в случае, когда следующая стадия является первой кислотной стадией D окончательной отбелки, но расход химикатов был заметно выше по сравнению со случаем, когда щелочная стадия отделена промежуточной промывкой [1]. Варка [2] предполагала комбинацию стадии D и оксилительно-щелочной стадии начальной отбелки без промежуточного этапа промывки. Ljungren [3] обнаружил, что подщелачивание, объединенное со стадией диоксида хлора, уменьшает стоки, содержащие AOX. В трех этих исследовательских работах применяется комбинация стадии диоксида хлора и щелочной стадии для замены начальной отбелки, включающей раздельные стадию хлора или диоксида хлора и щелочную стадию, причем следующей стадией является первая кислотная стадия D окончательной отбелки, как имеет место также в отбелке вытеснением.
Обычно диоксид хлора и пероксид применяются для окончательной отбелки. В окончательной отбелке на основе диоксида хлора применяются последовательности стадий D, DD и DnD с или без промежуточных этапов промывки между ними. При последовательности DnD промежуточная промывка проводится после обработки Dn, но нейтрализация после стадии D может совершаться без промывки [4]. Suess и др. [5] исследовали проведение стадий D и P окончательной отбелки без промежуточной промывки между стадиями. В способе согласно документу US 3884752 нейтрализация, проводимая после стадии D1, заменяется общепринятой ранее отдельной щелочной стадией E2. Согласно патенту US 4238281 вся окончательная отбелка проводится без промежуточных этапов промывки, DED.
При отбелке вытеснением (импульсная, динамическая отбелка) [6, 7, 8, 9] фильтрат, имеющийся в целлюлозе, вытесняется в конце стадии фильтратом, поступающим со следующей стадии. Отбелка вытеснением проводится с использованием диффузионных промывателей [10]. Там кислый фильтрат, присутствующий в целлюлозе, вытесняется химикатами следующей стадии, а прореагировавшие, но не растворившиеся в кислых условиях вещества остаются в целлюлозе, и основная часть растворяющихся веществ остается в целлюлозе и переходит на следующую стадию отбелки.
В документе US-A-5352332 описывается последовательность начальной отбелки D0N EOP, но в этом известном ранее способе стадия D0N отделена от стадии EOP не стадией промывки, а стадией сгущения в папмашине, и щелочь добавляется в целлюлозу на стадии D0N только в таком количестве, чтобы pH целлюлозы было нейтральным. Не было попыток не допускать подачу фильтрата со стадии D0N в систему утилизации, но фильтраты со стадии D0N и стадии EOP соединяли и направляли в систему утилизации через этап промывки небеленой целлюлозы.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является уменьшить потребность в отбеливающих химикатах (здесь считается, что щелочь не относится к таким химикатам) при отбелке химической целлюлозы и повысить эффективность щелочной стадии, идущей после стадии D0, проводимой с использованием кислорода и пероксида (EOP). Далее, целью изобретения является повысить использование промывных фильтратов, особенно промывного фильтрата со стадии EOP начальной отбелки, на установке отбеливания и/или для промывки небеленой целлюлозы.
В способе по изобретению начальная отбелка целлюлозы включает первую обработку диоксидом хлора (D0), включающую также добавление щелочи в целлюлозу после добавления диоксида хлора, и следующую щелочную обработку кислородом и пероксидом (EOP), причем указанная обработка отделена от указанной первой обработки стадией промывки, и указанный способ включает, кроме того, обработку целлюлозы для уменьшения содержания переходных металлов в целлюлозе до указанной обработки пероксидом, в соответствии с чем начальная отбелка включает последовательность стадий D0N EOP. Способ согласно изобретению отличается тем, что pH целлюлозы устанавливается на значение от 8 до 11 до указанной стадии промывки указанным добавлением щелочи, таким образом, органические вещества в целлюлозе растворяются и будут удалены из целлюлозы на указанной стадии промывки как фильтрат, содержащий также большую часть образованных хлоридов, причем не допускается подача фильтрата в систему утилизации отходов и одновременно снижается содержание хлоридов в фильтрате со стадии промывки, идущей после указанной стадии EOP.
В способе согласно изобретению при первой отбеливающей обработке диоксидом хлора повышается растворение органических веществ, в соответствии с чем на этапе промывки, идущем за указанной стадией (D0N), из целлюлозы удаляется также большее количество хлоридов. Таким образом, количество хлоридов уменьшается, в частности, на следующей стадии EOP, расширяя таким образом возможности применения фильтратов, поступающих со стадии EOP, также и для промывки небеленой целлюлозы. Точно так же более эффективным становится использование окислителей, так как пероксид стадии EOP съедается лигнином, все еще присутствующим в целлюлозе, а не расходуется для дальнейшей обработки лигнина, разложившегося уже во время первой обработки диоксидом хлора, причем лигнин в способе по изобретению удаляется путем нейтрализации или подщелачивания еще до этапа промывки. Дозировку диоксида хлора можно при желании уменьшить, так как стадия EOP работает более эффективно.
В способе согласно изобретению обработка для удаления переходных металлов может быть, например, кислотной обработкой (A) целлюлозы, за которой идет промывка перед стадией D0N.
Фильтрат, выходящий из целлюлозы после первой обработки диоксидом хлора (D0) начальной отбелки согласно предшествующему уровню техники, является кислым. В способе согласно настоящему изобретению фильтрат, полученный после обработки диоксидом хлора, является основным, что позволяет реорганизовать циклы фильтрата при отбелке. Меньшее количество растворенных веществ и хлоридов облегчает контроль фильтратов, в частности, выходящих со стадии EOP на утилизацию, например, через промывку небеленой целлюлозы, чтобы уменьшить стоки, выходящие с отбелки.
Подробное описание изобретения
Обработка для удаления переходных металлов, относящаяся к начальной отбелке согласно изобретению, может быть, например, отдельной кислотной обработкой (A) и промывкой целлюлозы до стадии D0N. Указанная обработка для снижения содержания переходных металлов может также быть, например, отдельным этапом хелатирования до стадии D0N. Указанная обработка может также быть отдельной обработкой после стадии D0N, при этом последовательностью начальной отбелки была бы последовательность D0N Q EOP. Особенно выгодно подкисление (A) целлюлозы, поступающей на отбелку, как этап, проводимый непосредственно перед стадией D0N, так как в этом случае можно избежать корректировки значений pH путем повышения и понижения. Если температура достаточно высока, например, от 80 до 95°C, на стадии кислотной обработки (A) можно одновременно удалить также гексенуроновые кислоты, повышающие расход отбеливающих химикатов, что особенно выгодно, когда используется целлюлоза из твердой древесины.
Первая обработка диоксидом хлора начальной отбелки согласно изобретению может проводиться в условиях обычной стадии D0. В способе согласно изобретению время пребывания на обработке диоксидом хлора составляет от 10 сек до 120 мин, предпочтительно от 1 до 30 мин, наиболее предпочтительно от 1 до 15 мин; дозировка активного хлора (кг/т вс.ц.) составляет от 2 до 2,5 раз от числа Каппа или от 10 до 60 кг активного хлора на тонну воздушно-сухой целлюлозы (что обозначается ниже как кг акт. Cl/т вс.ц.), предпочтительно от 20 до 50 кг акт. Cl/т вс.ц., наиболее предпочтительно от 15 до 40 кг акт. Cl/т вс.ц.; конечный pH составляет от 1 до 5, предпочтительно от 2 до 3,5, и консистенция составляет от 1 до 40%, предпочтительно от 3 до 15%. Температура предпочтительно составляет от 50 до 95°C, обычно от 50 до 65°C. Добавление щелочи после добавления диоксида хлора, чтобы установить значение pH основным, уменьшает число Каппа целлюлозы и улучшает эффективность следующих стадий отбелки, снижая, таким образом, расход химикатов на отбелку. На первой стадии диоксида хлора отбелки можно при желании уменьшить дозировку химикатов. Если требуемая дозировка химикатов меньше, введенный диоксид хлора расходуется очень быстро, и уменьшается время пребывания, требующееся для обработки диоксидом хлора. Сниженная потребность в диоксиде хлора приводит к уменьшению расхода щелочи на этапе подщелачивания, следующим за обработкой D0. На этапе обработки D стадии D0N целлюлозу можно обрабатывать, в добавление к диоксиду хлора, также озоном, перуксусной кислотой или терпеном или их комбинацией.
hot
Щелочная обработка, проводимая в конце стадии диоксида хлора, снижает число Каппа после начальной отбелки, позволяя таким образом использовать меньшую дозировку диоксида хлора для получения конкретного числа Каппа. Благодаря этому время пребывания на обработке диоксилом хлора может быть меньше, чем обычно. Время пребывания на обработке диоксидом хлора можно еще больше сократить, если в качестве обработки для удаления переходных металлов используется горячая кислотная обработка (A), проводимая до обработки диоксидом хлора, так как в этом случае диоксид хлора не съедается гексенуроновыми кислотами, позволяя таким образом уменьшить дозировку диоксида хлора. При указанной горячей кислотной обработке температура составляет примерно 80-95°C.
Обработка D0N может быть проведена при обычной для процесса консистенции, а щелочная обработка стадии D0N может проводиться, например, на входе в промыватель, в соединительной трубе или в отдельном реакторе. В качестве щелочи могут применяться гидроксид натрия и окисленный или неокисленный белый щелок. Время пребывания на щелочной обработке может составлять от нескольких секунд до нескольких часов, предпочтительно от 5 сек до 60 мин, предпочтительно от 40 сек до 15 мин. Подходящая дозировка щелочи предпочтительно составляет от 1 до 20 кг щелочи как NaOH на тонну воздушно-сухой целлюлозы (кг NaOH/т вс.ц.), предпочтительно от 1 до 15 кг NaOH/т вс.ц. Эффективное время составляет от 5 сек до 60 мин, предпочтительно от 40 сек до 15 мин, температура составляет от 50°C до 100°C, предпочтительно от 60 до 95°C, и консистенция соответствует предшествующей обработке. Обработка усиливается с повышением времени пребывания и температуры, причем также будет увеличиваться расход щелочи.
Щелочь для обработки N, относящейся к начальной отбелке согласно изобретению, добавляют после реакционной стадии диоксида хлора. Подходящий pH при обработке диоксидом хлора после добавления щелочи составляет от 8 до 11. В одном варианте осуществления указанный pH предпочтительно превышает 10. В другом варианте осуществления pH меньше 10. На стадии D0N уменьшение числа Каппа усиливается с повышением pH, но при этом также соответственно возрастает расход щелочи. С другой стороны, щелочь, особенно белый щелок, более экономичен по сравнению, например, с пероксидом и диоксидом хлора.
На стадии EOP, следующей за стадией D0N после промывки, температура предпочтительно составляет от примерно 75 до 90°C, но дозировка щелочи может быть меньше, чем обычно, например, от 5 до 15 кг/т вс.ц., более предпочтительно от 3 до 12 кг/т вс.ц. в сравнении со стадией EOP традиционной начальной отбелки. При желании, на стадии EOP начальной отбелки можно также уменьшить дозировку пероксида, так как пероксид расходуется только в реакциях лигнина, все еще присутствующего в целлюлозе. В способе согласно изобретению дозировка пероксида водорода может составлять, например, от 2 до 10 кг/т вс.ц., предпочтительно от 2 до 5 кг/т вс.ц.
В способе согласно изобретению со стадии D0N получают фильтрат, содержащий больше хлоридов, чем раньше, и существенную часть растворенных органических веществ. Значение pH фильтрата составляет от 8 до 11. Фильтрат, отводимый с промывателя следующей щелочной стадии (EOP), содержит меньшие количества хлоридов и растворенных органических веществ, чем фильтрат, поступающий со стадии EOP, следующей за традиционной стадией D0.
При использовании белого щелока или окисленного белого щелока для подщелачивания на стадии D0N можно по-новому устанавливать соотношение Na/S на химическом цикле и можно удалить посторонние вещества, присутствующие в белом щелоке, такие как Al, Cl, K и Si. Уменьшение расхода гидроксида натрия на стадии EOP снижает влияние натриевого баланса на установку, если фильтраты проводятся на утилизацию через промывку небеленой целлюлозы.
2
4
3
4
Соединения, вызывающие осаждение, такие как CaCO, CaCO, BaSO, а также соединения магния, будут осаждаться на волокна, когда pH повышается. В промывателе D0N опасность осаждения остается неизменной или уменьшается, и потребность в добавлении магния на стадии EOP снижается. Осаждение карбоната кальция можно контролировать, ограничивая повышение pH на стадии N до значений ниже 10.
Горячая кислотная обработка (стадия A) для разложения гексенуроновых кислот может также проводиться вместе с обработкой диоксидом хлора на стадии D0N, либо как горячая предобработка, либо так, чтобы вся стадия D0 проводилась при достаточно высокой температуре, чтобы разложить гексенуроновые кислоты, например, при примерно 90-95°C. Однако в этом случае требуется отдельный этап, например, этап хелатирования, чтобы удалить переходные металлы до добавления пероксида на стадии EOP.
При применении начальной отбелки согласно изобретению волокна целлюлозы, поступающие на начальную отбелку, получают химически, в частности, сульфатной варкой. Целлюлоза поступает на начальную отбелку из промывателя небеленой целлюлозы, находящегося после стадии варки или кислородной стадии. После начальной отбелки согласно изобретению и последующей промывки целлюлозы может использоваться любая последовательность стадий отбелки, чтобы получить намеченное значение конечной степени белизны целлюлозы.
По сравнению с начальной отбелкой, соответствующей уровню техники, последовательность стадий начальной отбелки согласно изобретению позволяет снизить расход диоксида хлора и пероксида, а также использовать более короткую последовательность стадий отбелки. В одном варианте осуществления вся последовательность стадий отбелки состоит из последовательности начальной отбелки A D0N EOP согласно изобретению. При применении начальной отбелки в соответствии с изобретением дальнейшими предпочтительными последовательностями отбелки являются, например, A D0N EOP D1, A D0N EOP P и A D0N EOP DP.
Фильтрат, образующийся на стадии D0 предшествующего уровня техники, является кислым. В способе согласно изобретению фильтрат со стадии D0N является основным, что позволяет по-новому организовать циклы фильтрата в отбелке. Меньшее количество растворенных веществ и хлоридов облегчает проведение фильтратов со стадии EOP на извлечение, например, через промывку небеленой целлюлозы, что позволяет уменьшить стоки, выходящие с отбелки.
Во-вторых, может быть перестроена циркуляция фильтратов, выходящих с отбелки, в частности, с начальной отбелки, когда pH изменяется в промывателе стадии D0 с кислого (D0) на щелочной (D0N). Вообще, смешение кислого и щелочного фильтрата вызывает проблемы с осаждением.
Стадия EOP без давления может проводиться также без кислорода, так что в настоящей заявке выражение EOP относится также к проводимой без давления стадии EP.
Описание фигур
Приложенные фиг.1-3 показывают несколько предпочтительных последовательностей стадий отбелки или ее начальной части, а также циклы фильтрата и промывочной воды, при использовании последовательности начальной отбелки согласно изобретению.
Фиг.1A-1E показывают несколько циклов промывочной воды для последовательности A D0N EOP согласно изобретению.
Фиг.2A и 2B показывают несколько предпочтительных способов организации схемы подсоединения фильтратов и промывочной воды для отбелки A D0N EOP D1 согласно изобретению.
Фиг.3A-3C показывают несколько предпочтительных способов конфигурации отбелки A D0N EOP P согласно изобретению.
На фиг.1-3 каждый прямоугольник, снабженный обозначением, отображающим соответствующую стадию отбелки, относится к промывателю, расположенному после указанной стадии. Стрелки, направленные к каждому промывателю, указывают на промывочную жидкость, входящую в промыватель, причем левая стрелка указывает на первую промывочную жидкость, а правая стрелка указывает на следующую промывочную жидкость. Стрелка, выходящая из промывателя, указывает на отвод промывочного фильтрата с промывателя. Первая промывочная жидкость из промывочных жидкостей, использующихся в промывателях, вытесняет жидкость, находящуюся в целлюлозе, при ее входе в промыватель, и эта жидкость проходит в емкость для фильтрата, а первая промывочная жидкость останется в целлюлозе. Эта первая промывочная жидкость вытесняется второй промывочной жидкостью, при этом большая часть первой промывочной жидкости также поступит в емкость для фильтрата рассматриваемого промывателя. Вся или часть второй промывочной жидкости останется в целлюлозе, выходящей из промывателя. Когда промыватель является прессом, термин "первая промывочная жидкость" относится к реальной промывочной жидкости, а термин "вторая промывочная жидкость" относится к разбавлению за промывателем. Также, когда используется другой тип промывателей, например фильтр или двухступенчатый промыватель, часть второй промывочной жидкости может использоваться для разбавления после промывателя.
На всех показанных фигурах фильтрат, выходящий из промывателя, может быть разделен на различные фракции в соответствии с их свойствами (например, в соответствии с количеством растворенного материала), и эти фракции проводятся в емкость для фильтрата, для хранения и использования по отдельности. В этом случае концентрация фильтрата (например, количество растворенных веществ), отводимого с левой стороны емкости для фильтрата, показанной на фигурах под промывателем, выше, чем концентрация фильтрата, отводимого с правой стороны емкости для фильтрата, или стрелка, выходящая с левой стороны, указывает на жидкость, вытесненную из целлюлозы первой промывочной жидкостью, а стрелка, идущая с правой стороны, указывает на жидкость, вытесненную второй промывочной жидкостью. Промывочные фильтраты могут также храниться в емкости для фильтрата смешанными друг с другом, в этом случае выходящие потоки фильтрата имеют близкие свойства. В показанных предпочтительных вариантах реализации целлюлоза моется с использованием двух промывочных жидкостей. В показанных предпочтительных вариантах реализации фильтрат, отбираемый из емкости для фильтрата, используется как промывочная жидкость в одном или двух промывателях или удаляется из процесса. Возможно также разделить количество промывной воды и использовать фильтрат другим способом, подходящим для цели.
На представленных фигурах стрелки, показывающие промывочную жидкость и входящие в промыватель, но не выходящие из емкости для фильтрата, указывают на жидкость, поступающую извне отбелки. Это может быть, например, конденсат, деминерализованная вода или неочищенная вода сушилки. Варианты осуществления, показанные на фиг.1-2, могут описывать всю последовательность стадий отбелки, или промывочная жидкость, входящая в промыватель последней стадии, может также быть фильтратом из промывателя более поздней стадии отбелки, если в конце представленной последовательности стадий отбелки была добавлена одна или более дополнительных стадий отбелки. Каждая из фиг.3A-3C показывает полную последовательность используемых стадий отбелки.
Фиг.1A-1E показывают несколько предпочтительных способов организации схемы подсоединения промывочной воды для последовательности стадий отбелки A D0N EOP. Согласно изобретению конечный pH стадии D0N является нейтральным или щелочным. Промывочная вода, входящая в промыватель EOP, может быть жидкостью извне отбелки или фильтратом с промывателей окончательной отбелки. На фиг.1A, первая фракция фильтрата, вытесненная из целлюлозы в промывателе EOP первой промывочной жидкостью, используется в качестве первой промывочной воды в промывателе небеленой целлюлозы. Фракция, вытесненная второй промывочной жидкостью промывателя EOP, используется в промывателе стадии D0N. В качестве первой промывочной воды в промывателях стадий D0N и A используется жидкость извне отбелки. В обоих этих промывателях первая фракция фильтрата, вытесненная первой промывочной водой, проводится на очистку стоков. Вторая фракция фильтрата, вытесненная второй промывочной водой промывателя стадии D0N, используется как вторая промывочная вода в промывателе предшествующей стадии A. Вторая фракция фильтрата, вытесненная второй промывочной жидкостью промывателя стадии A, используется как вторая промывочная жидкость для предшествующего промывателя небеленой целлюлозы. Промывочные воды, входящие в промыватель D0N, могут также быть расположены в обратном порядке (фиг.1B). В конфигурации согласно фиг.1B первая фракция фильтрата, вытесненная из промывателя стадии D0N, используется как вторая промывочная вода для промывателя небеленой целлюлозы, причем все фильтраты с промывателя стадии A проходят на очистку стоков. Во всем остальном подсоединения аналогичны показанным на фиг.1A. Когда целлюлоза, входящая в промыватель стадии D0N, является щелочной, щелочной фильтрат со стадии EOP может использоваться в качестве первого промывного фильтрата. Таким образом, в случае, когда вторая промывочная жидкость является жидкостью, поступающей извне отбелки, целлюлоза, входящая на стадию EOP, является даже более чистой, чем когда в качестве второй промывочной воды используется фильтрат, выходящий со стадии EOP. Если содержание остаточного пероксида в конце стадии EOP является заметно высоким, конфигурация согласно фиг.1A позволяет использовать его лучше, чем конфигурация согласно фиг.1B. Стадия EOP может быть стадией пероксида, осуществляемой при повышенном давлении или без повышения давления, в которой может использоваться кислород. Стадия EOP без повышения давления может также проводиться без кислорода, так что в настоящей заявке аббревиатура EOP относится также к стадии EP без повышения давления.
3
На фиг.1C первая и вторая промывочная вода в промывателе стадии D0N расположены в порядке, обратном показанному на фиг.1A. Таким образом, все фильтраты с промывателя стадии D0N проводятся на очистку стоков, а промывочная вода со стадии A является жидкостью извне отбелки. Во всем остальном подсоединения аналогичны изображенным на фиг.1A. Вторая фракция фильтрата, выходящая со стадии A, используется в промывателе небеленой целлюлозы, предпочтительно не более 4 м/т вс.ц. В конфигурации согласно фиг.1C стадия D0N и последующая стадия EOP работают в более чистых условиях, позволяющих уменьшить расход химикатов. Кроме того, обработка диоксидом хлора на стадии D0N имеет место, несомненно, при кислых условиях, также при малой загрузке диоксида хлора. В конфигурации согласно фиг.1D первая фракция фильтрата, вытесненная первой промывочной водой промывателя EOP, используется как первая промывочная вода в промывателе стадии D0N, а вторая фракция фильтрата, вытесненная второй промывочной водой, используется как вторая промывочная вода в промывателе стадии D0N. Это возможно без опасения осаждения, когда целлюлоза на стадии D0N является щелочной при входе в промыватель. В качестве первой промывочной воды промывателя небеленой целлюлозы используется жидкость извне отбелки, а в качестве второй промывочной воды используется первая фракция фильтрата, вытесненная первой промывочной водой в промывателе стадии D0N. Вторая фракция промывного фильтрата, вытесненная второй промывочной водой в промывателе стадии D0N, используется как вторая промывочная вода в промывателе стадии A. Все фильтраты с промывателя стадии A проводятся на очистку стоков.
3
Поскольку в случае, когда имеются различия между фракциями фильтрата, менее чистая фракция, т.е. первая фракция фильтрата, выходящая со стадии D0N, используется как последняя промывочная вода в промывателе перед отбелкой или для разбавления (предпочтительно не более чем 4 м/т вс.ц.), т.е. она остается в целлюлозе, и ни органические вещества, растворенные в этом цикле (фиг.1D) при отбелке, ни используемые химикаты не будут подаваться в цикл промывки небеленой целлюлозы и через него на утилизацию. Количество жидкости, поступающей извне отбелки, меньше, чем в циклах, описанных ранее. Растворенные вещества и химикаты, присутствующие в фильтрате со стадии D0N, отводятся с отбелки вместе с фильтратом с промывателя стадии A.
3
Конфигурация согласно фиг.1E аналогична изображенной на фиг.1D, но первая фракция фильтрата с промывателя стадии D0N проводится на очистку стоков, а вторая фракция фильтрата (предпочтительно не более примерно 4 м/т вс.ц.), вытесненная второй промывочной водой промывателя стадии A, используется как вторая промывочная вода для промывателя небеленой целлюлозы. Количество кислоты, требующейся для стадии A, мало. Ввод хлоридов в цикл небеленой целлюлозы предотвращается более эффективно, так как из процесса удаляется фильтрат и с промывателя стадии A, и с промывателя стадии D0N.
Фиг.2A и 2B показывают несколько предпочтительных способов организации схемы подсоединения промывочной воды для отбелки A D0N EOP D1. Согласно изобретению конечный pH стадии D0N является нейтральным или щелочным. Схема подсоединения фракций фильтрата аналогична изображенной на фиг.1C до промывателя EOP включительно. Промывочные воды, подаваемые на промыватель стадии D0N, имеют обратный порядок по сравнению с фиг.1C. В конфигурации согласно фиг.2A первый промывной фильтрат с промывателя D1 используется как вторая промывочная вода для стадии A, а второй промывной фильтрат с промывателя стадии D1 используется как вторая промывочная вода для стадии EOP. Конфигурация на фиг.2B аналогична фиг.2A, за исключением того, что первая и вторая промывочная вода, входящие в промыватель стадии D0N, поменялись местами.
Фиг.3A-3C показывают несколько предпочтительных способов организации схемы подсоединения промывочной воды для последовательности стадий отбелки A D0N EOP P. Согласно изобретению конечный pH стадии D0N является нейтральным или щелочным. Стадия P представляет собой или щелочную стадию с пероксидом, или она включает кислотную обработку диоксидом хлора до щелочной стадии с пероксидом без промежуточной промывки между ними. Во-первых, схема промывочной воды для последовательности стадий отбелки A D0N EOP P может быть организована, как показано на фиг.2A и 2B, причем стадия P заменяла бы стадию D1. В конфигурации согласно фиг.3A вторая фракция фильтрата, выходящая с каждого из промывателей и вытесняемая второй промывочной водой, используется как вторая промывочная вода для соответствующего предшествующего промывателя. Первая фракция фильтрата с промывателей стадии A и D0N проходит на очистку стоков. В качестве первой промывочной воды для промывателей стадий A и D0N служит жидкость извне отбелки. В качестве первой промывочной воды для промывателя небеленой целлюлозы используется первый промывной фильтрат со стадии EOP, а в качестве первой промывочной воды для промывателя стадии D0N используется первый промывной фильтрат со стадии P. Конфигурация на фиг.3A может быть реализована также, если поменять местами промывочные воды, поступающие на промыватель стадии D0N. Равным образом, на конфигурации согласно фиг.3B вторая фракция фильтрата, выходящего с каждого промывателя и вытесненная второй промывочной водой, используется как вторая промывочная вода для соответствующего предшествующего промывателя. В качестве первой промывочной воды для промывателей стадий A и D0N используется жидкость извне отбелки. Вытесненная ею первая фракция фильтрата удаляется на очистку стоков. Первая фракция фильтрата, выходящая с промывателя P и вытесняемая первой промывочной водой, используется в качестве первой промывочной воды для промывателя стадии EOP, а первая фракция фильтрата, выходящая с промывателя стадии EOP и вытесняемая первой промывочной жидкостью, используется в качестве первой промывочной воды для промывателя небеленой целлюлозы. Конфигурация согласно фиг.3C такая же, как показано на фиг.3B, но в качестве первой промывочной воды в промывателе стадии D0N используется первая фракция фильтрата с промывателя стадии EOP, а в качестве первой промывочной воды для промывателя небеленой целлюлозы используется жидкость извне отбелки. В вариантах осуществления согласно фиг.3A-3C стадия DP может быть заменена на стадию P.
Источники информации
1. Crosby, H., TAPPI Monograph Series 27. 1963, p. 350.
2. Cook, R. A bleaching process for minimizing AOX discharges. Appita 44(1991)3, p. 179-183.
3. Ljungren, S., et al., Modified modern C102-bleaching. 1994 International Bleaching Conference, June 13-16, 1994, Vancouver, British Columbia, p. 169-176.
4. Dence C. Reeve D.(editors), Pulp Bleaching, Principles And Practice, TAPPI, Atlanta 1996, p. 386.
5. Suess, H.U., Schmidt, K., Hopf, B.: Short sequence bleaching without penalties - options for Eucalyptus pulp. 59th Appita Conference, Aucland, New Zeland, 16-19 May 2005.
6. Gullichsen. J., Pilot plant application of the displacement bleaching process. Tappi J. 56(1973)11, p. 78-83.
7. Makkonen, H., Pitkanen, M., Laxen, T., Oxygen bleaching as the critical link between chemical fiberization and fully bleached sulfite pulp. Tappi J 57(1974):2, p. 113-116.
8. Rapson, W., Anderson, C, Dynamic bleaching: Continuous movement of pulp through liquor increases bleaching rate. Tappi J. 49(1966):8, p. 329-334.
9. Gullichsen. J., Displacement bleaching - past, present future. Tappi J. 62(1979)12, p. 31-34.
10. Gullichsen, J., Fogelholm, C-J.(editors), Papermaking Science and Technology, Chemical pulping, 6 A, 1999, p. 213.