DE3440716A1

DE3440716A1 - Process for producing sulphite pulp

Info

Publication number: DE3440716A1
Application number: DE19843440716
Authority: DE
Inventors: Simo Mänttä Hyvärinen; Ermo Kaila; Simo Kuusela; Pirkko Espoo Molkentin-Matilainen; Eero Espoo Sjöström
Original assignee: GA Serlachius Oy
Current assignee: GA Serlachius Oy
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1985-06-05
Also published as: FI73012C; PL250632A1; HUT36873A; JPS60134088A; FI73012B; DD229446A5; FI834358A; PL145660B1; NO844740L; SE8405984L; SE8405984D0; FI834358A0

Abstract

In a process for producing sulphite pulp, such a strong digesting solution is drawn into the chippings in the initial stage of digestion that more than 35% of the total quantity of liquid can be removed, but such a quantity of solution is left in the digester that the solution can circulate through a calorifier for indirectly raising the temperature of final digestion. Preferably, the digesting solution/wood weight ratio is reduced to a value of 2.4:1.

Description

Verfahren für die Herstellung von SulfitzellstoffProcess for the production of sulphite pulp

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Herstellung von Sulfitzellstoff. The present invention relates to a method for Manufacture of sulphite pulp.

Gemäss der Erfindung, nach dem die Kochlösung in die Hackspäne eingesaugt worden ist, wird das Gewichtsverhältnis von Kochlösung zu Holz aufs Verhältnis 2,6:1, oder noch mehr durch Abziehen der Kochlösung reduziert, was eine Reduktion des ursprünglichen Verhältnisses von etwa 4:1 um 35 % oder mehr bedeutet. Nach der Reduktion ist das genannte Verhältnis vorzugsweise 2,4:1. Durch Verdichten der Hackspäne um mehr als 10 % kann das genannte Verhältnis sogar zu einem Wert unterhalb 2,2:1 reduziert werden. Im Kocher wird nur so viel Lösung übrig gelassen, dass die Kochlösung zum Umlauf durch einen Kalorisator gebracht werden kann und dass somit die Kochtemperatur mittels umlaufender Kochlösung gesteigert und eingestellt werden kann, und dass kein direkter Dampfzusatz erforderlich ist, wie beim sogenannten Gasphaseaufschluss. Somit kann das Verfahren gemäss der Erfindung Semigasphaseaufschluss genannt werden, denn die Hackspäne sind nur teilweise von der Lösung bedeckt. According to the invention, after which the cooking solution is sucked into the wood chips the weight ratio of cooking solution to wood is set to a ratio of 2.6: 1, or even more reduced by withdrawing the cooking solution, which is a reduction of the original Ratio of about 4: 1 means around 35% or more. After the reduction, that is said ratio is preferably 2.4: 1. By compressing the chips by more than 10% can even reduce the said ratio to a value below 2.2: 1 will. Only so much solution is left in the cooker that the cooking solution can be used Circulation can be brought through a calorizer and that thus the cooking temperature can be increased and adjusted by means of circulating cooking solution, and that no direct addition of steam is required, as is the case with so-called gas-phase digestion. Thus, the method according to the invention can be called semi-phase digestion, because the wood chips are only partially covered by the solution.

Das Verfahren gemäss der Erfindung setzt voraus, dass der Chemikaliengehalt der zum Anfang des Kochens zugeführten Kachlösung so hoch ist, dass die im Kocher nach der Absorptionsstufe und nach dem Abziehen übrige Schwefeldioxid- und Basenmenge für die eigentliche Kochung gross genug ist. Dies wird erreicht, wenn die Basemenge der Initialkochlösung wenigstens 13 g/l von Schwefeldioxid bindet und die Gesamtmenge des Schwefeldioxids höher als 80 g/l ist, d.h. der Anteil des mit Base gebundenen Schwefeldioxids höher als 16 % von dessen Gesamtmenge beträgt. Wenn der Druck während des eigentlichen Kochens möglichst hoch gehalten wird, d.h. die Gasausströmungen minimiert werden, die Druckbeständigkeit des Kochers zu entsprechen, bleibt der Schwefeldioxidgehalt ausreichend. The method according to the invention assumes that the chemical content the kach solution added at the beginning of the boil is so high that that in the cooker after the absorption stage and after the removal of the remaining amount of sulfur dioxide and base is big enough for the actual cooking. This is achieved when the base amount the initial boiling solution binds at least 13 g / l of sulfur dioxide and the total amount of sulfur dioxide is higher than 80 g / l, i.e. the proportion of that bound with base Sulfur dioxide is higher than 16% of the total amount. If the pressure is during the actual cooking is kept as high as possible, i.e. the gas escapes are minimized to match the pressure resistance of the cooker, the remains Sufficient sulfur dioxide content.

Die Kochlösung wird in die Hackspäne bei einer Temperatur von 80...1100C eingesaugt, und das Abziehen der Kochlösung erfolgt in demselben Temperaturbereich. The cooking solution is in the wood chips at a temperature of 80 ... 1100C sucked in, and the withdrawal of the cooking solution takes place in the same temperature range.

Das eigentliche Kochen wird bei einer höheren Temperatur als die Absorptionsstufe ausgeführt, d.h. 120.. .1500C.The actual cooking is at a higher temperature than the absorption stage executed, i.e. 120 ... .1500C.

Als Base können bekannte Sulfitkochbasen verwendet werden, wie z.B. Calcium-, Ammonium-, Magnesium-oder Natriumsulfit oder deren Mischung. Known sulphite cooking bases can be used as the base, e.g. Calcium, ammonium, magnesium or sodium sulfite or a mixture of these.

Der Zweck des Anfangsteils des Kochens gemäss der Erfindung ist hauptsächlich die Absorption der Kochlösung in die Hackspäne, und nicht die eigentliche Sulfinierung und/oder Auflösung des Lignins, denn es ist zu wünschen, dass die abgezogene Kochlösungsmenge nur kleine Mengen von aufgelösten organischen Stoffen enthalten würde, wenn sie zum Kochlösungssystem zurückgeführt wird. The purpose of the initial part of cooking according to the invention is primary the absorption of the cooking solution into the chips, and not the actual sulfination and / or dissolution of the lignin, since it is desirable that the amount of cooking solution withdrawn would only contain small amounts of dissolved organics if they were is returned to the cooking solution system.

Der Gehalt an Schwefeldioxid kann bekanntlich dadurch erhöht werden, dass dem Kocher konzentriertes Schwefeldioxid zugeführt wird. Die Basenmenge wird wieder dadurch erhöht, dass der Gehalt der sogenannten Turmsäure dadurch erhöht wird, dass dazu das betreffende Karbonat, Hydroxid oder Oxid hinzugesetzt wird. Die Hinzusetzung von Base kann auch direkt zu den Hackspänen ausgeführt werden, die dem Kocher zugeführt werden, dann werden entsprechende Basenverbindungen verwendet. As is well known, the sulfur dioxide content can be increased by that concentrated sulfur dioxide is fed to the cooker. The amount of base becomes again increased by the fact that the content of the so-called tower acid increases as a result that the relevant carbonate, hydroxide or oxide is added to it. The addition of base can also be carried out directly to the wood chips, which are fed to the digester, then appropriate base compounds are used.

Eine andere wichtige Beobachtung der Erfindung ist, dass, um ein bedeutendes Abziehen der Kochlösung beim Calciumsulfitkochen zu ermöglichen, der Calciumgehalt der Kochlösung auch dadurch erhöht werden kann,dass lösliche Calciumsalze direkt zur Kochlösung hinzugesetzt werden. Wenn z.B. Calciumazetat hinzugesetzt wird, kann der Calciumgehalt der Kochlösung auch dadurch ausreichend erhöht werden. Another important observation of the invention is that in order to be a to allow significant draw-off of the cooking solution during calcium sulfite cooking, the Calcium content of the cooking solution can also be increased by adding soluble calcium salts can be added directly to the cooking solution. If e.g. calcium acetate is added the calcium content of the cooking solution can also be increased sufficiently.

Weitere Vorteile der Erfindung sind die folgenden: die Heizung der Kochlösung wird weniger Energie als früher erfordern, die Ablauge wird bei der Eindampfungsanlage etwa 4 Prozenteinheiten stärker erhalten, d.h. die Eindampfung erfordert weniger Energie, und das Kochen verläuft schneller, die Zellstoffausbeute ist grösser und der erhaltene Zellstoff heller, und die Molekülgrösse der Lignosulfonate in der Ablauge ist grösser als beim Normalverfahren. Further advantages of the invention are the following: the heating of the Cooking solution will require less energy than before, the waste liquor is obtained in the evaporation plant about 4 percentage units higher, i.e. the Evaporation requires less energy and the cooking is faster, the pulp yield is larger and the pulp obtained is lighter, and the molecular size of the lignosulfonates in the waste liquor is greater than in the normal process.

Aus der finnischen Patentschrift 35 726 kennt man ein Verfahren für die Herstellung von Sulfitzellstoff, bei dem das Kochen in zwei Stufen ausgeführt wird, in der ersten Stufe bei einer Temperatur von 110...1300C und in der zweiten Stufe bei einer höheren Temperatur, wobei nach der ersten Stufe ungefähr die Hälfte des Volumens der Kochflüssigkeit entfernt und einem Zentralkalorisatorbehälter zugeführt wird. Beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird kein Zentralkalorisator verwendet, die Temperatur der Absorptionsstufe ist nur 80...1100C, und sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stufe erfolgt die Heizung, sodass man die Kochflüssigkeit umlaufen lässt, wobei eine kleinere Flüssigkeitsmenge ausreichend ist und keine Kondensierung der Heizdämpfe im Kocher geschieht. Trotzdem ist das Zerfaserungsresultat wenigstens ebenso gut wie beim bekannten Verfahren. From the Finnish patent 35 726 one knows a method for the production of sulphite pulp, in which the cooking is carried out in two stages is, in the first stage at a temperature of 110 ... 1300C and in the second Stage at a higher temperature, with about half after the first stage of the volume of the cooking liquid removed and fed to a central calibrator tank will. In the method according to the present invention, there is no central calibrator used, the temperature of the absorption stage is only 80 ... 1100C, and both in The first as well as the second stage is the heating so that you can use the cooking liquid circulating, with a smaller amount of liquid being sufficient and none The heating vapors condense in the cooker. Nevertheless, the defibering result is at least as well as with the known method.

Aus der finnischen Patentschrift 54 938 ist ein Verfahren für die Verbesserung der Wärmewirtschaft bei der Herstellung von Zellstoff bekannt. Auf Grund der Ausführungsbeispiele kann man den Schluss ziehen, dass es sich ums Sulfatkochen handelt, während das Kochen gemäss der vorliegenden Erfindung Sulfitkochen ist, d.h. die Verfahren sind völlig verschieden. Ausserdem benutzt man beim bekannten Verfahren die Druckschlagtechnik zur Effektivierung der Absorption. From the Finnish patent specification 54 938 a method for the Known to improve the heat economy in the manufacture of pulp. on Based on the exemplary embodiments, one can draw the conclusion that it is about sulphate boiling acts, while the cooking according to the present invention is sulfite cooking, i.e. the procedures are completely different. In addition, one uses the known Process the pressure hammer technique to make the absorption more effective.

Aus der finnischen Patentanmeldung 812102 ist ein anderes Verfahren für die Verbesserung der Wärmewirtschaft bei der Herstellung von Sulfatzellstoff bekannt. Wie die oben besprochene finnische Patent-Schrift 54 938, ist auch dieses Verfahren deutlich verschieden vom Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung. Zur Effektivierung der Absorption wird am Anfang der Absorptionsstufe eine Druckbehandlung vorgenommen, und die Endstufe umfasst einen Gasphaseaufschluss. Another method is from Finnish patent application 812102 for the improvement of the heat economy in the production of Sulphate pulp known. Like the Finnish patent specification 54 938 discussed above, this method is also clearly different from the method according to the present one Invention. To make the absorption more effective, the absorption stage starts at the beginning carried out a pressure treatment, and the final stage comprises a gas phase digestion.

Aus der schwedischen Patentschrift 175 684 ist ein Verfahren für das Kochen von Kieferspänen in zwei Stufen bekannt, wobei Natriumbase verwendet wird (calciums base kann nicht verwendet werden, wenn pH zwischen 4 und 7 ist). In diesem Verfahren wird die Kochflüssigkeit nach der ersten Stufe beinahe vollständig entfernt, und konzentriertes Schwefeldioxid und/oder Wasserlösung von Schwefeldioxid wird hinzugesetzt. From the Swedish patent specification 175 684 is a method for The cooking of pine chips is known in two stages, using sodium base (calcium base cannot be used when pH is between 4 and 7). In this process, the cooking liquor becomes almost complete after the first stage removed, and concentrated sulfur dioxide and / or water solution of sulfur dioxide is added.

Beispiele Eine Reihe von diskontinuierlichen Versuchskochungen wurden sowohl in Labor- als auch in Werksmasstab ausgeführt, wobei die Zusammensetzung und Stärke der Initialkochlösungen sowie vor allem der Grad der Reduktion variiert wurden. Bei den Werksversuchskochungen wurde die Reduktion der Kochlösung/Holz-Verhältnis von normalen 25 % auf 35...41 erhöht, und im Labormasstab von 20 % auf 40...45 %, gerechnet von der gesamten Flüssigkeitsmenge. Examples A number of discontinuous test boilings were made Executed on both laboratory and factory scale, with the composition and strength of the initial cooking solutions and, above all, the degree of reduction varies became. In the factory test boilings, the reduction in the cooking solution / wood ratio was made increased from normal 25% to 35 ... 41, and on a laboratory scale from 20% to 40 ... 45%, calculated from the total amount of liquid.

Im Labormasstab wurde auch solches diskontinuierliches Kochen ausgeführt, bei dem zur Kochlösung neben dem Calciumoxid auch Calciumazetat hinzugesetzt wurde, zur Steigerung der Calciummenge auf die von bedeutender Reduktion erforderte Höhe. Such discontinuous cooking was also carried out on a laboratory scale, in which calcium acetate was added to the solution in addition to calcium oxide, to increase the amount of calcium to the level required by a significant reduction.

Die Ergebnisse sind in der Tafel I angegeben. Tafel I SO2-Gehalt Füllver Reduk- Lösung Koch- Kappa- Vis- Ausbeuten % vom Trocken- hältnis tion Holz-Ver- Hellig- der zeit¹) Zahl kosi- Holz stoffge- bei hältnis keit Kochlösung Lösung tät halt der Kochen 1) 85°C nach h min Zell- Split- Ge- Holz % Ablauge ge- ge- Reduktion dm³/kg stoff ter samt % samt bun- l/kg % g/l den l/kg g/l Labormasstab Vergleichskochen 1 80 13 4,0:1 20 3,2:1 8.15 27,2 62,8 1126 46,5 4,5 51,0 14,6 2 80 13 4,0:1 20 3,2:1 8.30 27,2 67,0 1191 48,8 3,0 51,8 14,8 Kochen mit grosser Reduktion 3 107 17,3 4,0:1 40 2,4:1 7.45 22,0 69,4 1270 49,8 2,7 52,5 19,3 4 107 17,3 4,0:1 40 2,4:1 7.50 22,5 68,5 1342 49,0 2,5 51,5 19,6 5 116 18,6 4,0:1 45 2,2:1 7.40 24,1 68,8 1350 49,5 3,3 52,8 20,4 6 107 17,32) 4,0:1 40 2,4:1 8.00 26,5 64,6 1194 47,8 3,9 51,6 19,0 7 107 20,03) 4,0:1 40 2,4:1 8.15 37,4 64,5 1274 48,5 3,1 51,6 17,8 8 107 17,34) 4,0:1 40 2,4:1 8.30 22,7 66,7 1355 47,8 3,0 50,8 18,4 9 80 9,35) 4,0:1 40 2,4:1 9.00 21,8 55,0 825 40,1 8,5 48,6 18,1 10 80 14 6) 4,0:1 40 2,4:1 10.00 20,7 67,9 1141 44,1 6,8 50,9 18,1 Werksmasstab nicht Vergleichskochen 80 13 4,1:1 24 3,1:1 7.15 26 68,7 1321 ge- 6,9 - 14,0 messen Kochen mit grosser Reduktion 11 94 19 4,1:1 41 2,4:1 6,45 16 71,0 1248 " 2,5 - 17,1 12 89 18 4,0:1 35 2,6:1 6.50 26 70,0 1357 " 4,8 - 15,8 13 93 18 4,0:1 35 2,6:1 6.55 26 69,1 1271 " 4,9 - 17,0 Erklärungen zur Tafel I: 1) Steigerung der Temperatur 50...85°C 2 Std.The results are given in Table I. Panel I. SO2 content of the filler reducing solution Koch Kappa Vis yields% of dry ratio of wood to light of the time¹) number of kosi wood material in the case of proportion The solution is the solution Cooking 1) 85 ° C after h min cell split Wood% waste liquor ge Reduction dm³ / kg of fabric as a whole % including bun- l / kg% g / l den l / kg g / l Laboratory scale Comparative cooking 1 80 13 4.0: 1 20 3.2: 1 8.15 27.2 62.8 1126 46.5 4.5 51.0 14.6 2 80 13 4.0: 1 20 3.2: 1 8.30 27.2 67.0 1191 48.8 3.0 51.8 14.8 Cooking with great reduction 3 107 17.3 4.0: 1 40 2.4: 1 7.45 22.0 69.4 1270 49.8 2.7 52.5 19.3 4 107 17.3 4.0: 1 40 2.4: 1 7.50 22.5 68.5 1342 49.0 2.5 51.5 19.6 5 116 18.6 4.0: 1 45 2.2: 1 7.40 24.1 68.8 1350 49.5 3.3 52.8 20.4 6 107 17.32) 4.0: 1 40 2.4: 1 8.00 26.5 64.6 1194 47.8 3.9 51.6 19.0 7 107 20.03) 4.0: 1 40 2.4: 1 8.15 37.4 64.5 1274 48.5 3.1 51.6 17.8 8 107 17.34) 4.0: 1 40 2.4: 1 8.30 22.7 66.7 1355 47.8 3.0 50.8 18.4 9 80 9.35) 4.0: 1 40 2.4: 1 9.00 21.8 55.0 825 40.1 8.5 48.6 18.1 10 80 14 6) 4.0: 1 40 2.4: 1 10.00 20.7 67.9 1141 44.1 6.8 50.9 18.1 Factory scale not Comparative cooking 80 13 4.1: 1 24 3.1: 1 7.15 26 68.7 1321 g 6.9 - 14.0 measure up Cooking with great reduction 11 94 19 4.1: 1 41 2.4: 1 6.45 16 71.0 1248 "2.5-17.1 12 89 18 4.0: 1 35 2.6: 1 6.50 26 70.0 1357 "4.8 - 15.8 13 93 18 4.0: 1 35 2.6: 1 6.55 26 69.1 1271 "4.9 - 17.0 Explanations for table I: 1) Increase in temperature 50 ... 85 ° C for 2 hours.

" " " 85...130°C 3,5 Std. "" "85 ... 130 ° C 3.5 hours

2) woraus die Basenmenge entsprechend 4,3 g gebundenes SO2/l als Calciumazetat hinzugesetzt wurde, 3) woraus die Basenmenge entsprechend 7.0 g gebundenes SO2/l als Calciumazetat hinzugesetzt wurde, 4) woraus die Basenmenge entsprechend 4,3 g gebundenes SO2/l als Ammoniumazetat hinzugesetzt wurde, 5) ohne Azetatzusatz, d.h. kleine Basenmenge, 6) woraus die Basenmenge entsprechend 4,7 g gebundenes SO2/l als Calciumazetat hinzugesetzt wurde. 2) from which the base amount corresponding to 4.3 g bound SO2 / l as Calcium acetate was added, 3) from which the amount of base corresponding to 7.0 g bound SO2 / l was added as calcium acetate, 4) from which the base amount accordingly 4.3 g of bound SO2 / l was added as ammonium acetate, 5) without added acetate, i.e. small amount of base, 6) from which the amount of base corresponds to 4.7 g bound SO2 / l when calcium acetate was added.

Claims

Claims: 1. Process for the production of sulphite pulp, It is not noted that in the wood chips in the initial stage After boiling, such a strong solution is sucked in that the entire amount of liquid is drawn in more than 35% can be removed, but such an amount of Solution is left over so that the solution can circulate through a caloriser, to indirectly increase the temperature of the final cooking.

2. The method according to claim 1, thereby g e k e n n z e i n e t that the weight ratio of the cooking solution to wood due to excess liquor to the range 2.6: 1 to 2.2: 1, or even below, and preferably to the range 2.4: 1, will be changed.

3. The method according to claim 1, thereby g e k e n n z e i n e t that the sulfur dioxide content of the cooking solution is higher than 80 g / l and that their base content is so high that the base is at least 16% of the amount of sulfur dioxide binds.

4. The method according to claim 1, thereby g e k e n n z e i c h n e t that the cooking acid sucked in at a temperature of 80 .. .1100C and that the withdrawal of cooking solution takes place in the same temperature range.

5. The method according to claim 1, thereby g e k e n n z e i n e t that the cooking solution is concentrated by adding liquid to the cooker Sulfur dioxide is added.

6. The method according to claims 1 to 3, thereby g e k e Note that the base content of the cooking solution is increased by the fact that Base compounds are added to the cooking acid or to the wood chips.

7. The method according to claims 1 to 3, thereby g e k e Note that the base content of the cooking solution is increased by the fact that soluble calcium salts are added.

8. The method according to claim 7, thereby g e k e n n z e i c h n e t that for the cooking solution or the wood chips calcium acetate, calcium nitrate or calcium formate is added.

9. The method according to claims 1 to 8, thereby g e k e We do not point out that the wood chips are compacted so that the ratio Liquid wood can even be reduced to a value lower than 2.2.

10. The method according to claim 9, thereby g e k e n n z e i c h n e t that the wood chips, e.g. due to a pressure surge, by more than 10% be condensed.