根据本发明，在生产有色纸板时，将二氧化碳注入并溶解在纸浆和至少一种硫化染料的混合物中，同时将该混合物以高于200kPa的输送压力从第一纸浆贮存器(11)向第二纸浆贮存器(12)泵送，以这样的方式使得该混合物被二氧化碳酸化以变成pH值在6.5和7.0之间的酸化的有色纸浆混合物(14)。酸化的有色纸浆在高压下被从纸浆管道结构(7)中、在第二纸浆贮存器(12)中的酸化的有色纸浆混合物(14)的水平面(15)以下至少2米的距离处注入到第二纸浆贮存器(12)中。因此，本发明提供了一种高质量的纸板着色，其中防止了环境问题。
1.在纸板生产设备(1)中生产有色纸板的方法，其中所述纸板生产设备包括用于用至少一种硫化染料对纸浆进行着色的纸浆着色设备(2)，其特征在于，
●所述纸浆着色设备(2)包括第一纸浆贮存器(11)、第二纸浆贮存器(12)、纸浆管道结构(4、5、6、7)、纸浆泵送装置(8)、二氧化碳注入装置(9)，和纸浆注入装置(10)，●所述方法包括：‑在所述第一纸浆贮存器(11)中混合所述纸浆和至少一种硫化染料，
‑通过所述纸浆泵送装置(8)将所述纸浆和与所述纸浆混合的所述硫化染料从所述第一纸浆贮存器(11)经由所述纸浆管道结构(4、5、6、7)向所述第二纸浆贮存器(12)泵送，其中所述纸浆泵送装置(8)的输送压力高于200kPa，‑通过所述二氧化碳注入装置(9)将二氧化碳注入到所述纸浆管道结构(4、5、6、7)中，以使得在所述纸浆管道结构中，二氧化碳与从所述第一纸浆贮存器(11)向所述第二纸浆贮存器(12)泵送的所述纸浆和与所述纸浆混合的所述硫化染料混合，其中二氧化碳在所述纸浆管道结构中的停留时间大于20秒，以使得所述纸浆和与所述纸浆混合的所述硫化染料通过经注入并溶解于其中的二氧化碳在所述纸浆管道结构中被酸化以变成pH值在6.5和7.0之间的酸化的有色纸浆混合物(14)，‑通过所述纸浆注入装置(10)将所述酸化的有色纸浆混合物(14)从所述纸浆管道结构(7)注入到所述第二纸浆贮存器(12)中，其中，在注入所述酸化的有色纸浆混合物的位置处，待注入的所述酸化的有色纸浆混合物在所述纸浆管道结构(7)中的静压高于150kPa，并且其中所述注入酸化的有色纸浆混合物在所述第二纸浆贮存器(12)中的所述酸化的有色纸浆混合物(14)的水平面(15)以下至少2米的距离处进行，‑将所述酸化的有色纸浆混合物(14)从所述第二纸浆贮存器(12)向所述纸板生产设备(1)的纸板生产部件(3)泵送，以及‑通过所述纸板生产部件(3)由所述酸化的有色纸浆混合物(14)生产有色纸板。
纸板生产设备生产有色纸板的方法及该方法生产的有色纸板
技术领域
[0001] 本发明涉及一种在纸板生产设备中生产有色纸板的方法，其中该纸板生产设备包括用于用至少一种硫化染料对纸浆进行着色的纸浆着色设备。本发明还涉及通过这种方法生产的有色纸板。
背景技术
[0002] 已知用硫化染料对用于生产纸板的纸浆进行着色。硫化染料为纸板提供高质量的着色，在生产纸板方面具有一定的优势。毕竟，应用于纸板的硫化染料不退色、不渗色、提供几乎无色的回流水并且成本价格低廉。
[0003] 由于向纸浆中添加硫化染料，纸浆的pH值增加（通常增加至pH=10到11的量级）。在生产过程中，这种高pH值需要被降低（至pH=6.5到7.0），否则染料不会以正确的形式沉淀在纸浆的纤维上和纤维中。
[0004] 在生产有色纸板时，已知用盐酸、明矾或乙酸来将添加了硫化染料的纸浆酸化。然而，这种酸化会导致严重的环境问题。因为，在用盐酸（一种强酸）进行酸化时，在经注入的盐酸射流的位置会释放出大量H2S，这是一种有毒且易爆的化学物质。另外采用明矾或乙酸（弱酸）的酸化会不希望地导致在废水中留下酸基，这导致废水净化中的各种问题和超负荷。例如，采用明矾的酸化会导致流出物中硫酸盐过量。
[0005] 由于这些环境问题，在生产有色纸板时，采用开放式工艺，硫化染料的使用越来越少。
发明内容
[0006] 本发明的一个目的是提供一种用于用硫化染料生产有色纸板的方案，其中防止了上述环境问题。
[0007] 为此目的，本发明提供了根据所附权利要求1的方法，以及根据所附权利要求2的有色纸板。
[0008] 因此，本发明提供了一种在纸板生产设备中生产有色纸板的方法，其中纸板生产设备包括用于用至少一种硫化染料对纸浆进行着色的纸浆着色设备，其特征为：
[0009] ●纸浆着色设备包括第一纸浆贮存器、第二纸浆贮存器、纸浆管道结构、纸浆泵送装置、二氧化碳注入装置和纸浆注入装置，
[0010] ●该方法包括：
[0011] ‑ 在第一纸浆贮存器中混合纸浆和至少一种硫化染料，
[0012] ‑ 通过纸浆泵送装置将纸浆和与纸浆混合的硫化染料经由纸浆管道结构从第一纸浆贮存器向第二纸浆贮存器泵送，其中纸浆泵送装置的输送压力高于200kPa，[0013] ‑ 通过二氧化碳注入装置将二氧化碳注入到纸浆管道结构中，以使得在纸浆管道结构中二氧化碳与正被从第一纸浆贮存器向第二纸浆贮存器泵送的、纸浆和与纸浆混合的硫化染料混合，其中二氧化碳在纸浆管道结构中的停留时间大于20秒，以使得纸浆和与纸浆混合的硫化染料通过经注入并溶解于其中的二氧化碳在纸浆管道结构中被酸化以变成pH值在6.5和7.0之间的酸化的有色纸浆混合物，
[0014] ‑ 通过纸浆注入装置将酸化的有色纸浆混合物从纸浆管道结构注入到第二纸浆贮存器中，其中，在注入酸化的有色纸浆混合物的位置处，待注入的酸化的有色纸浆混合物在纸浆管道结构中的静压高于150kPa，并且其中所述注入酸化的有色纸浆混合物在第二纸浆贮存器中的酸化的有色纸浆混合物的水平面以下至少2米的距离处进行，[0015] ‑ 将酸化的有色纸浆混合物从第二纸浆贮存器向纸板生产设备的纸板生产部件泵送，以及
[0016] ‑ 通过所述纸板生产部件由酸化的有色纸浆混合物生产有色纸板。
[0017] 显然，由于这样的向纸浆和与纸浆混合的硫化染料施加了二氧化碳，硫化染料以正确的形式沉淀在纸浆的纤维上和纤维中，而没有出现在添加了硫化染料的纸浆中采用上述已知的酸化方式时出现的环境问题。
[0018] 将这解释如下。二氧化碳是最弱的酸之一。二氧化碳的pKa值的量级为6.3，由此酸化的有色纸浆混合物的pH值不容易低于6.8。因此，平衡H2S ↔ HSˉ ↔Sˉ会尽可能远离不希望的H2S形式。此外，根据本发明，二氧化碳是在压力下施加的，因此相对较多的二氧化碳溶解，酸化的有色纸浆混合物获得的pH值介于6.5和7.0之间，并且在优选的实施方式中介于6.6和6.8之间。因此硫化染料以正确的形式沉淀在纸浆的纤维上和纤维中，从而获得极好的着色结果。“在压力下”施加具有额外的优势，即H2S剩余物保持溶解。在压力释放时，pH值再次增加，由此H2S剩余物再次转化为HSˉ。酸基是HCO3ˉ，不会对环境造成麻烦。
具体实施方式
[0019] 参考附图中的示意图1，下面将参考非限制性实施方式进一步地阐明本发明。
[0020] 图1以侧视图示意性地示出了在纸板生产设备中执行根据本发明的用于生产有色纸板的方法的实施方式的示例期间纸浆着色设备的示例。
[0021] 图1的纸板生产设备1包括纸浆着色设备2和纸板生产部件3。图1中仅高度示意性地描绘这些纸板生产部件3。
[0022] 在所示示例中，纸浆着色设备2的第一纸浆贮存器11是混合罐，其中具有纸浆（纤维浓度大于2%）和硫化染料的混合物。在这个示例中，硫化染料是黑色的硫。该混合罐中混合物的pH值介于10和11之间。纸浆管道结构包括管道4和管道5，其中泵8装有工作头。纸浆管道结构还包括弯曲的管道6。管道6相对较薄（DN150），以便获得在其中泵送的纸浆混合物的相对较高的速度。
[0023] 二氧化碳注入装置9连接到管道6，即在泵8之后相对较短的位置连接到管道6，那里压力相对较高并且纸浆混合物的速度高于2.5m/sec。这促进了湍流，有利于良好的混合。
[0024] 在管道6的下游，纸浆管道结构还包括管道7，该管道7较长且较厚（DN250），用于获得正被酸化的纸浆混合物在管道7中长的停留时间。在所示示例中，管道7包括弯曲的部分7A以改善混合作用。
[0025] 在其下游端，管道7连接到以所示的喷嘴结构的形式的纸浆注入装置10。通过该喷嘴结构，酸化的有色纸浆混合物14被从管道7注入到第二纸浆贮存器12中。第二纸浆贮存器12是进一步混合有色纸浆混合物14的混合贮存器。
[0026] 该注入到第二纸浆贮存器12的步骤在第二纸浆贮存器12中的有色纸浆混合物14的水平面15下方至少2米的距离处进行。优选地，该注入在第二纸浆贮存器12中的下方尽可能低地进行。在第二纸浆贮存器12中的下方尽可能低的这种注入对于保持低的沿喷嘴结构的压降是很重要的，以避免二氧化碳从喷嘴结构的缩流断面（vena contracta）过度脱除（excessive stripping）。因为二氧化碳的过度脱除会扰乱第二纸浆贮存器12中的纸浆流。此外，喷嘴结构并非只有一个，而是具有多个出射流开口，由此在万一发生脱除时不会或几乎不会阻塞纸浆流。
[0027] 通过所示的泵17，有色纸浆混合物14经由所示的管道16、18和19被从第二纸浆贮存器12向用于生产有色纸板的纸板生产设备1的纸板生产部件3泵送。
[0028] 通过泵17的频率控制可以实现将第二纸浆贮存器12中的有色纸浆混合物14保持在足够高的水平面15。
