FI100054B - Ligniinivalmiste, sen valmistus ja käyttö - Google Patents

Description

100054

Ligniinivalmiste, sen valmistus ja käyttö - Ett ligninpreparat, dess framställning och användning > Tämä keksintö koskee ligniini valmistetta ja menetelmää sen valmistamiseksi patent- 5 tivaatimuksen 1 ja 7 johdanto-osien mukaisesti samassa järjestyksessä. Keksintö koskee myös kyseisen ligniinivalmisteen käyttöä.

Ligniiniä saadaan sekundäärisenä tuotteena valmistettaessa selluloosaa alkalilignii-ninpoistoprosessin, kuten sulfaattiprosessin, soodaprosessin tai polysulfidiprosessin mukaisesti. Kun puuta keitetään jonkin näistä prosesseista mukaisesti, saadaan niin 10 kutsuttua mustalipeää, joka sisältää keiton aikana puusta poistetun ligniinin. Harjoitettaessa tunnettua tekniikkaa ligniini saostetaan mustalipeästä hapottamalla ja sakka poistetaan suodattamalla. Suodos palautetaan selluloosatehtaan kiertosysteemiin.

Tämä keksintö kohdistuu ligniiniin, joka on saatu millä tahansa mainituista prosesseista, mutta pääasiassa ligniiniin, joka on saatu sulfaattiprosessista.

15 Systeemistä poistettua ligniiniä voidaan käyttää polttoaineena tai lähtöaineena kemiallisten tai kemiallisteknisten tuotteiden valmistuksessa. Ligniini, joka uutetaan erotusprosesseilla, joita suoritetaan teollisessa mittakaavassa, sisältää 1-1,5 paino-% rikkiä ja usein jopa 4 paino-% natriumia. Natriumsisällöllä on usein negatiivinen vaikutus sen tuhkan sintrautumisominaisuuksiin, joka saadaan ligniiniä polttamalla, 20 mikä tekee tuhkan rationaalisen käsittelyn vaikeaksi. Tästä johtuen on toivottavaa kyetä kohottamaan tuhkan sulamispistettä, jotta vältettäisiin karstautumien ja kerros-; ; tumien esiintyminen poltettaessa ligniiniä tai pikemminkin poltettaessa saostettua ja my\ uutettua ligniinivalmistetta.

• · · • · · • · ·:··· Kun tällaista teollisesti tuotettua ligniiniä tai ligniinivalmistetta poltetaan esimerkik- 25 si polttoaineena, syntyneet polttokaasut sisältävät rikkidioksidia, joka todennäköi- • · sesti hapettuu edelleen ilmakehässä ja muodostaa täten ympäristökuormituksen happolaskeutuman muodossa.

• · · • · « Tämän keksinnön eräänä tavoitteena on saada aikaan ligniinipolttoaine, jolla muodostuneella tuhkalla on kohonnut sulamispiste, ja lisätavoitteena on saada aikaan 30 menetelmä tällaisen ligniinipohjaisen polttoaineen valmistamiseksi.

I I

2 100054

Lisäksi poltettaessa tämän keksinnön ligniinivalmistetta läsnä oleva rikki sitoutuu kemiallisesti vangiten rikkidioksidin ja pienentäen siten tästä lähteestä johtuvaa uhkaa ympäristölle.

Nämä tavoitteet saavutetaan tämän keksinnön mukaisesti pääasiassa eliminoimalla 5 tai merkittävästi vähentämällä mustalipeässä olevan ligniinin natriumpitoisuutta ja toiseksi korvaamalla pääosa läsnäolevasta natriumista kalsiumilla.

Ligniini valmiste sisältää ligniiniä ja sitä saadaan saostamalla mustalipeästä, joka on peräisin sellaisesta alkaliligniinin poistoprosessista, joka on valittu sulfaattiproses-sista, soodaprosessista ja polysulfidiprosessista. Tällöin ligniinivalmisteelle on tun-10 nusomaista, että ligniinin alkuperäistä natriumpitoisuutta on pienennetty niin, että se on alle 2 paino-%, edullisesti alle 1 paino-%, laskettuna ligniinin kuivapainosta, jolloin ligniinistä poistettu natrium on korvattu kalsiumilla siten, että ligniinin kalsiumpitoisuus ylittää 2 paino-% ja edullisesti ylittää 3 paino-% laskettuna ligniinin kuivapainosta. Esimerkkinä natriumpitoisuus on 1,2-0,2 paino-%, kun taas kal-15 siumpitoisuus on ainakin 3 paino-%. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan ligniinivalmiste sisältää happamia komponentteja, jotka ovat peräisin esimerkiksi kaoliinista, piidioksidista, alumiinioksidista, kuonasta ja luonteeltaan happamasta tuhkasta. Edullinen on kaoliini, jota on läsnä 5-50 paino-%, edullisesti 5-30 paino-%, ja erityisesti 15 paino-%, laskettuna tuhkasta, joka saadaan poltettaessa 20 valmiste.

Ligniinivalmisteen sintrauslämpötila on yleensä yli 1000°C, edullisesti yli 1100°C.

• · · . . Keksinnön mukaisessa menetelmässä keksinnön mukaisen ligniinivalmisteen val-

Kiistämiseksi ligniini, joka on peräisin sellaisesta alkaliligniinin poistoprosessista, joka on valittu sulfaattiprosessista, soodaprosessista tai polysulfidiprosessista, • ·» [J. 25 poistetaan saostamalla mustalipeästä, joka on peräisin jostakin mainituista proses- . . seista ja ligniinisakka erotetaan mustalipeäjäännöksestä suodattamalla. Menetelmäs- • · · *·*·' sä ainakin pääosa ligniinin natriumista poistetaan pesemällä hapolla, joka on valittu rikkihaposta, C102:n valmistuksen jäännöshaposta ja rikkidioksidivedestä, ja kyke- • · : ’·· nee muodostamaan liukoisen kalsiumsuolan, pH-arvo on alle 9, edullisesti pH-arvo • · · ’ r r 30 on 7-9, edellyttäen, että kalsiumyhdistettä lisätään mustalipeään ennen mainittua . , saostusta tai sen jälkeen, ligniinisakkaan suodatinkakkua pestäessä tai suodatteen poistamisen jälkeen tai sitten kalsiumyhdiste sekoitetaan ligniinin kanssa suodatuksen ja puhdistusprosessin jälkeen, ligniinistä poistetun natriumin korvaamiseksi kalsiumilla.

3 100054

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kalsiumyhdiste on kalsiumkarbonaatti ja toisen suoritusmuodon mukaan ligniinin pesu hapolla suoritetaan pH-arvoon, joka on alle 8, natriumin poistamiseksi ja sitten vesiliukoinen kalsiumyhdiste lisätään.

Vielä toisen suoritusmuodon mukaan ligniinin pesu tapahtuu pH-arvoon, joka on 5 alle 4, minkä jälkeen kalsiumkarbonaattia sekoitetaan lietettyyn suodatuskakkuun.

Vielä erään suoritusmuodon mukaan mainitun kalsiumyhdisteen lisäksi lisätään myös hapan yhdiste, joka sisältää hiilidioksidia, alumiinioksidia, kuonaa tai luonteeltaan hapanta tuhkaa.

Kuten jo mainittiin, ligniinivalmiste on helposti käytettävissä polttoaineena, mah-10 dollisesti yhdessä muiden rikkiä sisältävien polttoaineiden kanssa, muodostuneiden pakokaasujen rikkipitoisuuden vähentämiseksi.

Kuten edellä mainittiin, on tunnettua poistaa ligniini mustalipeästä. Esimerkiksi patenttihakemuksessa SE-A-8402753-1 selostetaan menetelmää, jolla ligniini saoste-taan mustalipeästä syöttämällä siihen hiilidioksidia. Ligniinisakka erotetaan nes-15 teestä yhdessä muiden siinä olevien orgaanisten aineiden kanssa suodattamalla ja homogenisoidaan suspension muodostamiseksi, jota käytetään sitten polttoaine-lähteenä tehtaassa.

SE-B-361 688 esittää menetelmää selluloosamassatehtaan operoimiseksi sulfaatti-prosessilla, jonka tarkoituksena on rikkipitoisten kaasujen päästön vähentäminen :.v 20 poltettaessa jätelipeää (mustalipeä) massatuotannosta, jossa mustalipeä konsentroi-: ’ ·.: daan haihduttamalla ja sitten johdetaan polttovyöhykkeeseen, jossa ligniiniosa polte- •: · ·: taan. Prosessille on tunnusomaista, että mustalipeän rikin suhdetta alkaliin kontrol- loidaan ennen sen syöttämistä polttovyöhykkeeseen lisäämällä kaustisointiosaston valkolipeää määritellyn rikki/alkali-suhteen säilyttämiseksi polton aikana. Prosessia, 25 jossa ligniiniä on saostettu mustalipeässä ja natrium on ligniinissä korvattu kalsiu- • · · \. millä, ei ole esitetty.

• · · . Ligniini, joka on erotettu mustalipeästä teollisessa mittakaavassa tunnetun tekniikan • · · .···. avulla, sisältää merkittäviä määriä natriumia ja rikkiä ja sillä on tämän johdosta edellä mainitut haitat, kun sitä käytetään polttoainelähteenä.

30 Kun tarkoituksena on kyetä käyttämään sitä mustalipeästä saatua ligniinivalmistetta polttoaineena, joka voi sisältää myös muita orgaanisia aineita kuin ligniiniä, tämän keksinnön päätavoitteena on kohottaa polttoaineen poltossa muodostuneen tuhkan sulamispistettä, jotta estettäisiin tuhkaa sulamasta mainitun polton aikana ja kyettäisiin näin ollen käsittelemään tuhkaa sopivalla tavalla. Tuhkassa olevalla natriu- 4 100054 millä on negatiivinen vaikutus tässä suhteessa ja se alentaa tuhkan sulamispistettä. Tästä johtuen tämän keksinnön mukaisesti ensimmäinen menettely on käsitellä ligniiniä sen natriumpitoisuuden pienentämiseksi. Tämä voidaan saavuttaa erilaisten pesuprosessien avulla, kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan. Keksin-5 non mukaisesti korvataan ligniinissä oleva natrium kalsiumilla, joka kohottaa tuhkan sulamispistettä. Kalsium on eräs esimerkki tällaisesta aineesta. Tämän keksinnön mukaisesti muita aineita, jotka sisältävät edullisesti happamia komponentteja, kuten piidioksidia ja alumiinioksidia kaoliinin muodossa, voidaan myös lisätä systeemiin.

Tämän keksinnön lisätavoitteena on eliminoida tai ainakin vähentää rikkidioksidin 10 läsnäoloa polttokaasuissa, jotka syntyvät poltettaessa ligniinivalmistetta. Kalsium on aine, joka sitoo rikkiä poltettaessa rikkiä sisältäviä polttoaineita vähentäen poltto-kaasujen rikkisisältöä. On ollut mahdollista vähentää polttokaasujen rikkisisältöä jopa 90 %, kun kalsiumia lisätään Ca/S-moolisuhteessa n. 2. Poltettaessa ligniiniä, jossa sen natriumpitoisuus, n. 4 paino-%, on korvattu kalsiumilla, saavutetaan vä-15 hintään 60 %:n vähennys polttokaasujen rikkipitoisuudessa.

Toinen etu, joka aikaansaadaan tämän keksinnön mukaisesti valmistetulla ligniini-valmisteella, on, että se on tehokas pienentämään niiden polttokaasujen rikkipitoisuutta, jotka syntyvät, kun ligniiniä poltetaan yhdessä muiden rikkiä sisältävien polttoaineiden, kuten esimerkiksi kivihiilen kanssa. On hyvin tunnettua, että rikkidi-20 oksidia muodostuu kivihiiltä poltettaessa syntyneisiin polttokaasuihin, joka rikkidioksidi muodostaa ympäristövaaran kuten edellä mainittiin. Tekniikassa tunnetaan erilaisia systeemejä polttokaasujen rikkipitoisuuden pienentämiseksi. Erään tunnetun ;;; menetelmän mukaisesti saavutetaan suunnilleen 40 %:n vähennys rikkipitoisuudessa lisäämällä kalsiumyhdistettä hiukkasdispersion muodossa. Tämä menetelmä ei näin 25 ollen ole kovin onnistunut. Sitä paitsi menetelmä merkitsee lisäkustannuksia laitteis- • · ton hankkimisessa, joka tuottaa "suihkusumuja", kompressoreiden hankkimisessa jne. Tällaiset lisäkustannukset ovat luonnollisesti epämieluisia. Käyttämällä ligniini-: Y: valmistetta, joka on valmistettu tämän keksinnön mukaisesti ja jossa on näin ollen suurempi kalsiumpitoisuus kuin mitä vaaditaan sen luontaisen rikkisisällön pienen-30 tämiseen, on mahdollista esimerkiksi poltettaessa ligniiniä yhdessä kivihiilen kanssa . V pienentää polttokaasujen rikkisisältöä paljon suuremmassa määrin ja halvemmalla ja tehokkaammalla tavalla kuin sovellettaessa tunnettua tekniikkaa.

Tämä keksintö koskee näin ollen menetelmää saada alkaliligniininpoistoprosessista, kuten sulfaatti-, sooda- tai polysulfidiprosessista polttoainetta, joka on edullinen 35 ympäristön turvallisuuden ja myös polton kannalta katsottuna.

5 100054

Kuten edellä mainittiin, tämän keksinnön mukaisesti muodostetaan ligniinipolttoai-netta, jonka sulamispistettä on nostettu pienentämällä ligniinin natriumpitoisuutta. Tämä pienennys saavutetaan käsittelemällä ligniinikakkua hapolla natriumionien poistamiseksi ligniinistä. Kuten edellä mainittiin, tuhkan sulamispistettä kohotetaan 5 edelleen ioninvaihdolla, jossa natriumionit korvataan kalsiumioneilla, mikä korvaaminen saa myös aikaan sen edun, että se pienentää niiden polttokaasujen rikkipitoisuutta, joita syntyy poltettaessa tällaisia ligniinivalmisteita. Tuhkan sulamispistettä voidaan kohottaa yhä edelleen lisäämällä systeemiin piidioksidia tai alumiinia sisältäviä happamia komponentteja.

10 Kalsiumia voidaan periaatteessa syöttää ligniinin talteenottoprosessin eri vaiheiden aikana. Näin ollen seuraavia vaihtoehtoisia menettelyjä voidaan soveltaa tätä keksintöä toteutettaessa: 1 Kalsiumyhdistettä lisätään mustalipeään ennen ligniinin saostusta tai sen aikana.

15 2 Kalsiumia sisältävää yhdistettä lisätään ligniinisakkaan.

3 Kalsiumyhdistettä lisätään pestäessä suotokakkua, suodoksen eristämisen jälkeen.

4 Kalsiumyhdistettä sekoitetaan ligniiniin, joka on saatu suodatus- ja pesupro-sessin jälkeen, jolloin vettä voidaan lisätä samanaikaisesti riippuen ligniinin 20 halutusta fysikaalisesta muodosta esimerkiksi lietteen valmistamiseksi.

5 Kalsiumyhdistettä lisätään suotokakkuun kuten edellä vaihtoehdossa 3, mutta siihen liittyy hapotus ja suodatus natriumionien poistamiseksi.

Vaihtoehdon 2 mukaisesti kalsiumia on tarkoituksenmukaista lisätä kalsiumkarbo-naatin muodossa, vaikka suotokakku on sitten pestävä hapolla, joka kykenee muo- « * * '·*·’ 25 dostamaan liukoisen kalsiumsuolan, esim. rikkidioksidilla vedessä niin, että vapaita kalsiumioneja on käytettävissä ioninvaihtoon natriumin kanssa. On välttämätöntä *suorittaa pesuprosessi sillä tavoin, että ligniinisuotokakun pH on alle 9 ja edullisesti »V: välillä 7-9.

.. Vaihtoehdon 3 tapauksessa kalsiumyhdiste on edullisesti vesiliukoinen suola, kuten *... 30 kloridi, bisulfiitti tai asetaatti ja pH-arvon tulee olla välillä 7-9 myös tässä tapauk- t 1 · sessa.

Vaihtoehdot 4 ja 5 vaativat asianmukaisen ja tehokkaan sekoituslaitteiston käyttöä, vaikka ligniini suotokakku on myös pestävä hapolla alhaiseen pH-arvoon, sopivasti alle pH-arvon 5 natriumin poistamiseksi ja sen korvaamiseksi protoneilla.

6 100054

Kuten edellä mainittiin, ligniinissä olevan natriumin korvaaminen kalsiumilla johtaa tuhkaan, jolla on korkeampi sulamispiste. Kuitenkaan riippuen polttolaitoksesta, jossa polttoaine poltetaan, tämä ei toisinaan ehkä ole riittävää sen ongelman välttämiseksi, että polttolaitokseen muodostuu kerrostumaa.

5 Tällaisissa tapauksissa tuhkan ominaisuuksia voidaan säätää yhä edelleen lisäämällä happokomponenttia. Happokomponentteja, jotka ovat sopivia näissä tapauksissa, ovat kaoliini, piidioksidi, alumiinioksidi ja kuona ja myös tuhka, jolla on hapan luonne. Tuhkan sulamispistettä voidaan kohottaa riittävästi syöttämällä tällaisia komponentteja systeemiin esimerkiksi sekoittamalla happokomponentti suotokakku-10 lietteeseen, joka on saatu suodatuksen jälkeen.

Tätä keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viitaten useisiin sen edullisiin toteutusmuotoihin, joita kuvataan seuraavassa.

Toteutusmuoto 1

Sulfaattiselluloosaprosessista saatu mustalipeä haihdutetaan ja laimennetaan tarvitta-15 essa prosessiin sopivaan konsistenssiin, minkä jälkeen kaasumaista hiilidioksidia syötetään lipeään sen ligniinisisällön saostamiseksi. Lipeän annetaan kypsyä erillisessä säiliössä edullisesti hämmentäen samalla lipeää, minkä jälkeen lipeä ja siinä höytälöitynyt ligniini johdetaan suodatuslaitokseen.

Suodatuslaitos käsittää edullisesti hihnasuodatuslaitteen, jossa on suodatinhihna, 20 jonka yläjuoksua ajetaan annettuun suuntaan. Imulaatikoita tai imulaatikoiden systeemi on sijoitettu suodatinhihnan yläjuoksun alapuolelle. Parhaan mahdollisen vaikutuksen saavuttamiseksi suodatus suoritetaan osatyhjössä ja edullisesti selvästi 4 * · ***·' erotetuilla suodatus- ja pesuvyöhykkeillä.

• · · • * · • · :··· Mustalipeä yhdessä höytälöidyn ligniinin kanssa syötetään suodatinhihnan alkuun ,y ; 25 ylävirtaan ensimmäisestä imulaatikosta. Hihnaa ajetaan pienellä nopeudella ja mus talipeä ja jäljellä oleva kemikaalisisältö vedetään suodatinhihnan läpi imulaatikkoon, josta se palautetaan systeemin kemikaalien talteenottoprosessiin. Ligniinihöytäleet * »« eivät kykene läpäisemään suodatinhihnaa ja jäävät näin ollen hihnalle suotokakun muodossa. Ligniini sisältää kuitenkin tästä huolimatta yhä jälkiä mustalipeästä ja r 30 ligniinin natriumpitoisuus on tällaisessa teollisessa prosessissa normaalisti luokkaa 4 paino-% ja on sitoutunut oleellisesti ligniinissä oleviin happoryhmiin.

7 100054

Kun suodatinhihna liikkuu, jatkuvasti muodostunut suotokakku etenee seuraavaan imulaatikkoon tai imulaatikkojen systeemiin, ts. pesuvyöhykkeeseen. Pesuvesi syötetään suotokakkuun pesulaatikoiden läpi.

Kun hihnalla olevan suodoksen natriumpitoisuus on määrä korvata kalsiumilla io-5 ninvaihdon avulla edellä esitetyn vaihtoehdon 5 mukaisesti, happoa tai suolaa syötetään asianmukaiseen pesulaatikkoon käytettäväksi ioninvaihtonesteenä. Ioninvaihto-menetelmä tekee mahdolliseksi säätää suotokakun pH ja natrium- ja kalsiumpitoisuudet halutuille tasoille. Suotokakun lopulliseen pesuun vaikuttaa aina linjan viimeisestä pesulaatikosta tuleva vesi.

10 Tämä prosessi johtaa natriumpitoisuuden pienenemiseen ja on mahdollista saavuttaa ligniinin natriumpitoisuus, joka on vain 0,1 paino-% samanaikaisesti, kun syötetään kalsiumia ligniiniin, mikä tekee helpoksi saavuttaa 6 painoprosentin kalsiumpitoisuus. Tyypillinen lopullinen pH-arvo on 8-9, joka sopivasti saavutetaan säätämällä pesunesteen pH esimerkiksi S02-vedellä.

15 Tämän toteutusmuodon mukaisesti kaoliinia tai vastaavaa tuhkaa parantavaa lisäainetta voidaan lisätä systeemiin, joko ligniinilietteeseen ennen suodatusta tai ligniini-suotokakkuun suodatuksen jälkeen. Lisätty kaoliinin määrä vastaa edullisesti 5-30 paino-% ja sopivasti 15 paino-% lopullisen ligniinipolttoaineen tuhkasta.

Toteutusmuoto 2 20 Dolomiittia, CaMg(C03)2, käytetään kalsiumkloridin sijasta oleellisesti sama pitoi- . * suusprosentti ja se on erityisen edullinen poltettaessa ligniinivalmistetta yhdessä ki- ‘; vihiilen kanssa, jolloin suhteellisen suuria rikkimääriä on otettava talteen.

f · · 4 m · 4 » ♦*\: Toteutusmuoto 3 • · ♦ */♦· , , Tyydyttävä tulos voidaan saavuttaa myös kalsiumhydroksidilla. Pesuvesiliuoksella i · ♦ * ·' ·* 25 oli tällöin seuraava koostumus: vesi 95 paino-% f kalsiumhydroksidi, Ca(OH)2 5 paino-% Tässä tapauksessa on välttämätöntä pestä suotokakku S02-vedellä (väkevyys 1-10 %) pH-arvoon alle 9.

8 100054

Toteutusmuoto 4

Kalsiumkarbonaattia lisätään saostetun ligniinin lietteeseen ylävirtaan suodattimesta 3-20 %:n määrä ligniinistä laskettuna. Suotokakku pestään happamalla pesuvedellä, sopivasti rikkidioksidivedellä pH-arvoon alle 9, sopivasti välille 7-9.

5 Toteutusmuoto 5

Kalsiumkarbonaattia, jonka määrä vastaa 1-20 paino-% ligniinistä, yhdessä kaoliinin kanssa, jonka määrä vastaa 0,4-3 % ligniinistä, lisätään ligniinisuotokakkuun, joka on pesty happamassa ympäristössä pH-arvoon alle 4.

Kalsiumkarbonaatin käyttö saa aikaan prosessin, jota on helppo hallita ja joka johtaa 10 valmisteeseen, jolla on edulliset ominaisuudet: pieni natriumpitoisuus ja suhteellisen suuri kalsiumpitoisuus. Lisäetuja polton tekniseltä kannalta voidaan saada lisäämällä kaoliinia, joka saa aikaan parantuneet tuhkan ominaisuudet.

Ellei kalsiumkarbonaattia syystä tai toisesta olisi saatavissa, havaitaan, että tyydyttävä tulos voidaan saavuttaa myös kalsiumhydroksidilla edellä esitetyn toteutus-15 muodon 3 mukaisesti. Tietyissä tapauksissa dolomiitti voi korvata jonkin muista mainituista kalsiumyhdisteistä tai sitä voidaan käyttää yhdessä tämän kanssa, kuten edellä toteutusmuodossa 2.

Kuten edellä mainittiin toteutusmuodon 5 mukaisesti käytetty kaoliini voidaan korvata muilla happamilla komponenteilla, kuten piidioksidilla, alumiinioksidilla ja 20 kuonalla ja myös tuhkalla, jolla on hapan luonne. Tällaisten komponenttien lisäys-määrät on sopivaa määrittää lopullisesti siten, että tuloksena oleva komponentin :.v koostumus soveltuu vallitseviin poltto-olosuhteisiin mitä tulee tuhkan saamiseen, • · \1·: jolla on parantuneet ominaisuudet.

• · Tämä keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin toteutusmuotoihin. Ei ole esimerkiksi • · · 25 tarpeen korvata ligniinin koko natriumpitoisuutta kalsiumilla hyväksyttävien tuhkan .. ominaisuuksien saavuttamiseksi. Koko korvaaminen on ymmärrettävä toteutusmuo- • · tona, joka on optimoitu ympäristön suhteen. Keksintöä voidaan luonnollisesti sovel- * · · taa myös laitoksissa, joissa jo on erillinen rikkiä vähentävä laite ja tällaisissa tapauksissa kalsiumin lisäys voi olla tarpeetonta. Tässä jälkimmäisessä tapauksessa kä-30 sittelymenettelyt, jotka koskevat esimerkiksi tuhkan sulamispistettä, ovat mielenkiintoisempia. Ligniinituote, jossa natriumpitoisuutta on pienennetty pelkästään tuhkan sulamispisteen kohottamiseksi, on tällöin hyödyllinen sellaisenaan.

9 100054

Natriumpitoisuutta voidaan parhaiten pienentää happamalla pesuvaiheella suotoka-kun pH-arvoon alle 4.

Kun ligniiniä on määrä polttaa yhdessä toisen rikkiä sisältävän polttoaineen, kuten kivihiilen kanssa, on asianmukaista kohottaa edelleen ligniinin kalsiumpitoisuutta.

5 Ligniinin kalsiumpitoisuus on jossain määrin verrannollinen pH-arvoon. Emäksisen ligniinin kyseessä ollen kalsium esiintyy Ca(OH)2:n muodossa pH-arvoon 11 asti ja tällöin 9 %:n maksimipitoisuudella natriumsisällön ollessa 0,1 %. Kun pH-arvot ovat yli 11, kalsium on sitoutunut ligniiniin muodossa CaOH+. Kokeet, jotka suoritettiin ligniinisuotokakulla, jonka pH oli 12,4, osoittivat, että on mahdollista sitoa 10 24,4 % kalsiumia tähän jälkimmäiseen muotoon.

On mielenkiintoista havaita, että erittäin happamassa muodossa oleva ligniini, ts. jolla on hyvin alhainen pH-arvo, kykenee myös sitomaan suuren määrän kalsiumia. Kalsium sitoutuu muodossa Ca++ tai CaOH+ riippuen määrästä, jossa kalsiumyh-distettä on läsnä ja sen muodosta, esim. onko se kalsiumkarbonaattina vai kalsium-15 hydroksina, ja lopullisesta pH-arvosta.

• · · • · · • · • · • · · * · I • · • · • · · • · • · • · · 1 · · • · ·

Claims (14)

100054

1. Ligniinivalmiste, joka sisältää pääasiassa ligniiniä ja joka on saatu saostamalla mustalipeästä, joka on peräisin alkaliligniininpoistoprosessista, joka on valittu sul-faattiprosessista, soodaprosessista tai polysulfidiprosessista, tunnettu siitä, että lig- 5 niinin alkuperäistä natriumpitoisuutta on pienennetty niin, että se on alle 2 paino-% laskettuna ligniinin kuivapainosta, jolloin ligniinistä poistettu natrium on korvattu kalsiumilla niin, että ligniinin kalsiumpitoisuus ylittää 2 paino-% laskettuna ligniinin kuivapainosta.

2. Ligninpreparat enligt patentkrav 1, kännetecknat av att ligninets ursprungliga natriumhalt minskats sä, att den är under 1 vikt-%. 100054

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniinivalmiste, tunnettu siitä, että ligniinin 10 alkuperäistä natriumpitoisuutta on pienennetty niin, että se on alle 1 paino-%.

3. Ligninpreparat enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att det innehäller sura komponenter, som härrör ur exempelvis kaolin, kiseldioxid, aluminiumoxid, slagg och syrlig aska.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ligniinivalmiste, tunnettu siitä, että se sisältää happamia komponentteja, jotka ovat peräisin esimerkiksi kaoliinista, piidioksidista, alumiinioksidista, kuonasta ja luonteeltaan happamasta tuhkasta.

4. Ligninpreparat enligt patentkrav 3, kännetecknat av att dess sintringstempera-5 tur överstiger 1000°C och företrädesvis 1100°C.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ligniinivalmiste, tunnettu siitä, että sen sint-15 rautumislämpötila ylittää 1000°C ja edullisesti ylittää 1100°C.

5. Ligninpreparat enligt patentkrav 1, kännetecknat av att natriumhalten är 1,2-0,2 vikt-% och kalciumhalten är atminstone 3 vikt-% räknat pä ligninets torrvikt.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniinivalmiste, tunnettu siitä, että natrium-pitoisuus on 1,2-0,2 paino-% ja kalsiumpitoisuus on vähintään 3 paino-% laskettuna X! ligniinin kuivapainosta.

6. Ligninpreparat enligt patentkrav 3, kännetecknat av att det innehäller en sur komponent i form av kaolin och i en mängd av 5-50 vikt-%, företrädesvis 5-30 10 vikt-%, och heist 15 vikt-%, räknat pä askan, som erhälles vid förbränning av prepa-ratet.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ligniinivalmiste, tunnettu siitä, että se sisäl- :' ·.: 20 tää hapanta komponenttia kaoliinin muodossa 5-50 painoprosentin määrän, edulli sesti 5-30 paino-%, ja kaikkein edullisimmin 15 paino-%, laskettuna tuhkasta, joka saadaan poltettaessa valmiste.

7. Förfarande för framställning av ett ligninpreparat enligt vilket som heist av pa-tentkraven 1-6, vilket ligninpreparat innehäller lignin, som härrör ur en alkalisk delignifieringsprocess, som valts bland sulfatprocesser, sodaprocesser och polysulfi- 15 dprocesser, i vilket ligninet avlägsnas genom utfällning ur svartlut, som häiTör ur nägon av nämnda processer, och ligninfällningen separeras frän svartlutsresten genom filtrering, kännetecknat av att ätminstone huvuddelen av ligninets natriu-. ‘ : mhalt avlägsnas genom att tvätta med en syra, som valts bland svavelsyra, en restsy- : : ra ur C102-framställningen och svaveldioxidvatten, och formär bilda ett lösligt kal- :: ; 20 ciumsalt, tili ett pH-värde av under 9, forutsatt, att en kalciumförening tillsätts svart- . ·. : lutet före eller efter nämnda utfallning, tili ligninfällningen vid tvätt av fallnings- kakan eller efter avlägsning av filtratet, eller sä blandas kalciumföreningen med • · ...< ligninet efter filtrerings- och reningsprocessen, för ersättning av det frän ligninet • · · * avlägsnade natriumet med kalcium. 25 8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att tvättningen med syra :* ·*; genomförs tili ett pH-värde av 7-9. « ’·.·.· 9. Förfarande enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknat av att kalciumföreningen « · · ' '· är kalciumkarbonat. ♦ «·

7. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen ligniinivalmisteen val- i *' mistamiseksi, joka valmiste sisältää ligniiniä, joka on peräisin alkaliligniininpoisto- • · · v · 25 prosessista, joka on valittu sulfaattiprosessista, soodaprosessista tai polysulfidipro-. ,\ sessista, jossa ligniini poistetaan saostamalla mustalipeästä, joka on peräisin jostakin tn · .···. mainituista prosesseista, ja ligniinisakka erotetaan mustalipeäjäännöksestä suodatta- • · ’** maila, tunnettu siitä, että ainakin pääosa ligniinin natriumpitoisuudesta poistetaan ’. pesemällä hapolla, joka on valittu rikkihaposta, C102:n valmistuksen jäännöshapos- ':: 30 ta ja rikkidioksidivedestä ja kykenee muodostamaan liukoisen kalsiumsuolan, pH-ar- voon alle 9, edellyttäen, että kalsiumyhdistettä lisätään mustalipeään ennen mainittua saostusta tai sen jälkeen, ligniinisakkaan suodatinkakkua pestäessä tai suodatteen poistamisen jälkeen tai sitten kalsiumyhdiste sekoitetaan ligniinin kanssa suodatuk- -1ÖQ(0§4 n sen ja puhdistusprosessin jälkeen, ligniinistä poistetun natriumin korvaamiseksi kalsiumilla.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesu hapolla tapahtuu pH-arvoon 7-9.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalsium- yhdiste on kalsiumkarbonaatti.

10. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att ligninet tvättas med syra 30 tili ett pH-värde av 8 för avlägsning av natriumet, varefter vattenlöslig kalsiumför-ening tillsättes. 100054

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ligniini pestään hapolla alle pH-arvon 8 natriumin poistamiseksi ja sen jälkeen lisätään siihen vesiliukoista kalsiumyhdistettä.

11. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att ligninet tvättas tili ett pH-värde av under 4, varefter kalciumkarbonat blandas i den slammade filterkakan.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ligniini pes tään pH-arvoon alle 4 ja sen jälkeen kalsiumkarbonaattia sekoitetaan lietettyyn suo-tokakkuun.

12. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att förutom nämnda kalcium-förening även en sur förening tillsättes, som innehäller kiseldioxid, aluminiumoxid, 5 slagg eller surlig aska.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään hapanta yhdistettä, joka sisältää piidioksidia, alumiinioksidia, kuonaa tai luonteeltaan 15 hapanta tuhkaa mainitun kalsiumyhdisteen lisäksi.

13. Användning av ett ligninpreparat enligt nägot av patentkraven 1-6, känneteck-nad av att det sker i form av bränsle.

13. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen ligniinivalmisteen käyttö, tunnettu siitä, että se tapahtuu polttoaineena.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen ligniinivalmisteen käyttö, tunnettu siitä, että . : : se tapahtuu polttoaineena yhdessä muiden rikkiä sisältävien polttoaineiden kanssa : ; 20 tarkoituksena pienentää seurauksena olevien polttokaasujen rikkipitoisuutta. • · • · · *; Patentkrav « * · • · · • · ·:··: 1. Ligninpreparat, innehallande huvudsakligen lignin och erhallet genom utfäll- ning ur svartlut, som härrör ur en alkalisk delignifieringsprocess, som valts bland • · sulfatprocesser, sodaprocesser och polysulfidprocesser, kännetecknat av att den :·. 25 ursprungliga natriumhalten i ligninet minskats sä, att det understiger 2 vikt-% räknat • · L..# pä ligninets torrvikt, varvid det frän ligninet avlägsnade natriumet ersatts med kal- cium sä, att ligninets kalciumhalt överstiger 2 vikt-% räknat pä ligninets torrvikt.

14. Användning av ett ligninpreparat enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den sker i form av ett bränsle tillsammans med andra svavelhaltiga bränslet med avsikten 10 att minska svavelhalten hos de följd därav alstrade bränngasema. * 1 « • · · • · f·· * · · * · • · • « · • · · • · • · • · « · · · · • « ·