專利名稱：制備紙漿蒸煮液的方法
此項被申請的發(fā)明涉及紙漿和造紙生產(chǎn)，特別是涉及制造纖維狀半制品的紙漿蒸煮液的制備方法。
已知一種通過往水介質(zhì)中加入硫酸鹽制備紙漿蒸煮液的方法(1)。
另一個為大家所熟知的方法為用SO2飽和水介質(zhì)直至達(dá)到所需要之pH值來制備酸性蒸煮液(2，3)。
所列舉的這些方法的缺點(diǎn)在于需要相當(dāng)大量的清水來制備蒸煮液，需要用于所得廢水的相當(dāng)花費(fèi)的處理，且最終紙漿產(chǎn)率低。
與所申請的發(fā)明最接近的是一種眾所周知的生產(chǎn)纖維狀半制品的蒸煮液制備方法。所研究的這種方法需要經(jīng)過生物處理的廢水用作水介質(zhì)。這種通常含有0.5～17.0克/升的過量的活性污泥的廢水被從二級增稠器回收以溶解硫酸鹽。如果使用亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽蒸煮法，則上面敘述的水介質(zhì)用二氧化硫飽和直到達(dá)到所需要的pH值(4)。
用生物處理之后的廢水代替清水，該方法可以提供成本優(yōu)勢，但是，該方法導(dǎo)致紙漿產(chǎn)率相對較低，并且不保證達(dá)到其目前需要的質(zhì)量參數(shù)的所需值。
此外，使用低活性污泥濃度的廢水作為此處的水介質(zhì)。
所申請的發(fā)明旨在創(chuàng)造一種制備用于制造纖維狀半制品的紙漿蒸煮液的方法，此方法可能增加最后產(chǎn)物得率，改良它的質(zhì)量以及擴(kuò)展為制備亞硫酸鹽蒸煮液所需要的原材料的漿料。
以上敘述的本發(fā)明的目的在以下的過程中達(dá)到，即或者是使用以溶液的形式存在于生物處理過的紙漿和紙張生產(chǎn)的廢水中的Na2CO3(1.5～2.5％(重量)，以Na2O為基準(zhǔn))作為水介質(zhì)，所述廢水的懸浮固體濃度為18～40克/升，或者是使用相同廢水通過堿式鹽(Na2CO350～90％(重量)和CaO1.5～2.5％(重量)兩者，以Na2O為基準(zhǔn))的混合物在25～40℃溫度處理同時除去得到的沉淀物而產(chǎn)生的堿性水解產(chǎn)物作為水介質(zhì)，與此同時用SO2在35～40℃飽和直到在蒸煮液中以溶液總質(zhì)量為基準(zhǔn)其含量達(dá)到2.5～5.5％(重量)。
所申請的方法具有以下的特點(diǎn)，不同于眾所周知的方法使用以溶液的形式存在于生物處理過的懸浮固體物在18～40克/升之間的紙漿和紙張生產(chǎn)的廢水中的Na2CO3(1.5-2.50％(重量)，以Na2O為基準(zhǔn))或使用同樣廢水通過堿式鹽混合物(Na2CO350～90％(重量)和CaO1.5-2.5％(重量)，以Na2O為基準(zhǔn))在25～40℃處理同時除去得到的沉淀而產(chǎn)生的堿性水解產(chǎn)物作為水介質(zhì)。
或是使用溶解在紙漿和造紙廢水中的碳酸鈉或是使用來源于相同廢水的水解產(chǎn)物可能增加制漿效率，這是因?yàn)檫M(jìn)入蒸煮液中的堿或酸水解產(chǎn)物作為抑制劑起作用，從而清除了碳水化合物的熱氧化破壞過程。
當(dāng)SO2用來飽和處于包含有過量活性污泥的經(jīng)生物處理過的污水中的Na2CO3溶液時發(fā)生了其生物-有機(jī)部分的酸水解，因?yàn)槟遣糠謹(jǐn)?shù)量以干殘留物為基準(zhǔn)占83％(重量)。
一旦使用堿式鹽的混合物處理以上敘述的廢水，一個苛化反應(yīng)將先于完全飽和而進(jìn)行并伴隨著活性污泥的生物-有機(jī)部分的堿水解。
活性污泥生物體的酸和堿水解產(chǎn)物兩者的主要成分是氨基酸和它們的鈉鹽(大約68～80％(重量)，以進(jìn)入溶液的總有機(jī)物為基準(zhǔn))，羧酸或它們的鹽(10～15％(重量))，中性醚溶解的物質(zhì)5～12％(重量)和酚(2～12％(重量))。
需要強(qiáng)調(diào)的是以紙漿和造紙廢水處理廠得到的活性污泥生物體含有相當(dāng)大量的細(xì)小纖維、腐漿-木素和鋸末，這些物質(zhì)的總量基于干殘留物計可達(dá)到17％(重量)。
當(dāng)仔細(xì)地混合時，上述苛化反應(yīng)中產(chǎn)生的碳酸鈣按比例地分散于活性污泥生物體的固體未水解顆粒中。結(jié)果，那些通常牢固地保持水而幾乎不能分離的活性污泥生物體的未水解沉積必定形成一種良好結(jié)構(gòu)，這使得通過過濾或沉降容易地清除他們成為可能。
所申請的方法意味著經(jīng)使用濃度為18～40克/升范圍的活性污泥生物體的生物處理后工業(yè)污水的應(yīng)用。通過活性污泥生物體在特殊澄清器內(nèi)初步的固結(jié)獲得的如此濃度是最佳的，因?yàn)樗戎苽溥^程中形成的蒸煮液中酸和堿水解產(chǎn)物的通常含量高，從而，像已敘述過的那樣，使蒸煮更有效。此外，應(yīng)用具有高濃度活性污泥(18～40克/升)的工業(yè)廢水使得可利用活性污泥生物體。
水介質(zhì)用SO2在35～40℃飽和到濃度為2.5～5.5％(重量)，首先可能達(dá)到活性污泥生物體的完全酸水解，隨后產(chǎn)生可提高蒸煮液的質(zhì)量的物質(zhì)，其次意味著蒸煮的最佳條件，即增加纖維狀半制品產(chǎn)率和改進(jìn)它的機(jī)械性質(zhì)。
像已經(jīng)敘述過的那樣，應(yīng)用堿水解產(chǎn)物作為水介質(zhì)可以有效地除去活性污泥生物體的未水解部分(通過與碳酸鈣共沉淀)，后者構(gòu)成以絕干物質(zhì)計17％(重量)，這樣可以改良纖維狀半制品需要的質(zhì)量特性。
對堿水解產(chǎn)物生產(chǎn)所申請的條件(通過以Na2O為基準(zhǔn)量為1.55-2.50％(重量)的含有50～90％(重量)碳酸鈉，10～15％(重量)的氧化鈣的堿式鹽在25～40℃溫度下處理，隨后除去沉淀)使得可能達(dá)到活性污泥的生物-有機(jī)部分的完全堿水解并除去不溶的粘狀腐漿。所有這些也增加蒸煮過程的效率并使纖維狀半制品的質(zhì)量更好。
本方法按如下方式進(jìn)行將碳酸鈉(其量為使它的濃度在溶液中等于1.55～2.5％(重量)，以Na2O為基準(zhǔn))加到生物處理過的紙漿和造紙廠廢水中，此廢水事先在一個輻射狀的或垂直的增稠器中澄清直到其中活性污泥濃度達(dá)到18～40克/升水平。將生成的碳酸鈉溶液送到一個在35～45℃溫度下用SO2飽和直到其濃度為2.5～5.5％(重量)且污泥的有機(jī)部分已溶解?；蛘邔⒁焉幚磉^然后貯藏在一個增稠器中直到其中過量的活性污泥濃度達(dá)到18～40克/升水平的紙漿和造紙廠廢水輸送到一個混合器中，用以Na2O為基準(zhǔn)量為1.55～2.50％(重量)的混合的堿式鹽在25～40℃溫度下處理，條件是伴隨著充分混合直到活性污泥生物體完全地溶解。
然后將得到的含有堿水解產(chǎn)物，未溶解的腐漿和碳酸鈣的混合物通過過濾或沉淀脫水。將生成物經(jīng)澄清后的堿水解產(chǎn)物輸送到一個吸收器中，在35～45℃溫度下用SO2飽和直至其濃度達(dá)到2.5～5.5％(重量)。
本方法通過以下的實(shí)施例說明實(shí)施例1將360克空氣干燥的木片加到15升不銹鋼制高壓釜中，在其中加入9升蒸煮液。蒸煮液通過紙漿和造紙廠廢水的飽和制備，后者組成如下活性污泥生物體量為30克/升和碳酸鈉的量以Na2O為基準(zhǔn)為2％(重量)。在40℃溫度下進(jìn)行飽和直到SO2濃度是4.5％(重量)。
蒸煮過程進(jìn)行2小時15分鐘同時溫度從25℃升至100℃；然后在45分鐘內(nèi)將溫度保持在120℃和在另外1小時半時間內(nèi)從120℃升至160℃。然后過程在那個溫度(160℃)下進(jìn)行另外一小時。當(dāng)蒸煮完成時，使用生成物半制品的75克/升試樣來測定它的白度和機(jī)械特性。所得結(jié)果列于表中。
實(shí)施例2蒸煮液按以下方式制備來自紙漿和造紙廠的其中活性污泥構(gòu)成30克/升的廢水，通過含有相等部分的碳酸鈉和氧化鈣的混合堿以基于Na2O計2.5％(重量)的量在35℃的溫度下處理。當(dāng)除去沉淀物后將堿水解產(chǎn)物用SO2在40℃溫度飽和直到其濃度達(dá)到5.5％(重量)。生成物蒸煮液與通過活性污泥的堿水解產(chǎn)生的產(chǎn)物有1.9的pH值。蒸煮過程在與實(shí)施例1同樣條件下進(jìn)行。結(jié)果列于表中。
獲得的數(shù)據(jù)顯示，相對于大家所熟知的方法為制備蒸煮液所需要的條件的組合既導(dǎo)致產(chǎn)率相當(dāng)大的增加又改善了最后產(chǎn)品的機(jī)械特性。
此外，不再使用清水來制備蒸煮液了，并且用于它的生產(chǎn)的原材料的漿料擴(kuò)展了。同時提供了一種利用所有成為環(huán)境的威脅的由紙漿和造紙廠生產(chǎn)的廢水的方法。
表
*實(shí)施例3說明一個眾所周知的蒸煮制備方法，依據(jù)作者的蘇聯(lián)證書No746002。
蒸煮過程按實(shí)施例1的條件進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)1.N.N.Nepenin，《紙漿生產(chǎn)》，第1卷，莫斯科，1976，第142頁。2.蘇聯(lián)發(fā)明人證書No.376507，D21C 3/06，1973.3.蘇聯(lián)發(fā)明人證書No.403795，D21C 3/06，1974.4.蘇聯(lián)發(fā)明人證書No.746002，D21C 3/04，1980.
權(quán)利要求
1.為生產(chǎn)纖維狀半制品的蒸煮液的制備方法是通過用SO2飽和的水介質(zhì)進(jìn)行的，與其他方法不同的是由于水介質(zhì)事實(shí)上或者是生物處理過的紙漿和造紙廠廢水，其含有如下成分活性污泥生物體在18-40克/升的范圍和Na2CO3含量以Na2O為基準(zhǔn)為1.55～2.5％(重量)，或者是相同廢水通過包含Na2CO3(50～90％(重量)，以Na2O為基準(zhǔn))的堿式鹽的混合物在25～40℃溫度下處理產(chǎn)生的堿水解產(chǎn)物，接著用SO2在35～45℃的溫度下飽和直到其濃度為2.5～5.5％(重量)，以除去固體沉積物。
全文摘要
本發(fā)明涉及紙漿工業(yè),具體地涉及制備用于獲得纖維狀半成品的紙漿蒸煮液的方法。其包括用含有50—90wt.%碳酸鈉和10—50%氧化鈣,在每單元Na
文檔編號D21C11/00GK1207782SQ96199607
公開日1999年2月10日 申請日期1996年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月21日
發(fā)明者弗拉基米爾·帕夫諾維奇·格魯丁尼, 亞歷山大·弗拉基米諾維奇·格魯丁尼 申請人:維塔里·瓦勒列維奇·普卡諾夫, 弗拉基米爾·帕夫諾維奇·格魯丁尼, 亞歷山大·弗拉基米諾維奇·格魯丁尼