FI115640B

FI115640B - Kuumaa mustalipeää käyttävä keittoprosessi

Info

Publication number: FI115640B
Application number: FI20002421A
Authority: FI
Inventors: Mikael Svedman; Hannu Haaslahti; Olavi Katajisto; Osmo Keitaanniemi
Original assignee: Metso Paper Inc
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2005-06-15
Also published as: WO2002036876A1; CA2425381A1; EP1330572A1; BR0115122A; FI20002421A0; AU2002215062A1; FI20002421A; US20040079498A1

Description

115640

KUUMAA MUSTALIEPÄÄ KÄYTTÄVÄ KEITTOPROSESSI

KEKSINNÖN ALUE

5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää massan tuottamiseksi alkalisessa keittopro- sessisssa, joka käsittää seuraavat vaiheet: lignoselluloosamateriaalin syöttämisen keitinjäijestelmään; sanotun lignoselluloosamatertiaalin esikäsittelemisen aluksi impregnointi- lipeällä ja jälkeenpäin ainakin kuumemmalla lipeällä joka sisältää pääasiassa 10 mustalipeää, jolloin jätelipeää syrjäytetään keittimestä sanotun käsittelyn aikana; sanotun lignoselluloosamateriaalin kuumentamisen ja keittämisen keittoläm- pötilassa tuottaen keitettyä lignoselluloosamateriaalia ja keittolipeää, joka keittolipeä on sanotussa keittolämpötilasssa ja omaa alkukuiva-ainepitoisuuden; sanotun jäijestelmäkeittolipeän osan syrjäyttämisen sanotussa keittolämpö- . 15 tilassa sanotusta keittimestä ensimmäiseen osastoon syöttämällä pesunestettä sanot- . tuun keittimeen syrjäytetyn keittolipeän ensimmäisen osan saamiseksi, joka omaa :, ensimmäisen lämpötilan ja ensimmäisen kuiva-ainepitoisuuden; , , ; - lisäksi syrjäytetyn lipeän toisen osan syrjäyttämisen sanotusta keittimestä « « · , · ·. ainakin toiseen osastoon syöttämällä lisää pesunestettä kunnes syrjäytetyn lipeän . “ ‘; 20 sanotun toisen osan lämpötila laskee lämpötilaan, joka on ainakin noin sanotun keittolipeän kiehumispisteessä ilmakehän paineessa, mikä johtaa syrjäytetyn lipeän : ’ *, i toiseen osaan, joka omaa kuiva-ainepitoisuuden joka on huomattavasti alhaisempi '/· kuin sanotun keittolipeän alkukuiva-ainepitoisuus ja huomattavasti alhaisempi kuin | syrjäytetyn lipeän ensimmäinen osa.

25

KEKSINNÖN TAUSTA

Yhteistä lignoselluloosamateriaalin syrjäytyseräkeitolle on, että vapaa keittolipeä tai niin sanottu emäliuos syrjäytetään keiton lopussa lämmön ja jäännöskemikaalien tal-30 teenottamiseksi niden käyttämiseksi seuraavissa erissä. Haittana on, että uudelleen-kierrätetyssä kuumamustalipeässä tyypillisesti on korkea kuiva-ainepitoisuus ja 2 115640 ionivahvuus. Lisäksi sanotussa lipeässä tapahtuu kuiva-aineiden kertymien kuuma-mustalipeäkäsittelyn ja keiton välisenä aikana. Tämä tapahtuu esimerkiksi niin sanotuissa RDH, EnerBatch ja SuperBatch syrjäytyserämenetelmissä, joissa keittimessä keiton lopussa läsnä olevaa kuumaa keittolipeää tai vapaata lipeää käytetään uudel-5 leen kuumamustalipeänä seuraavassa erässä kuumalipeätäyttönä. Sellaisia järjestelmiä on esitetty esim. US patentissa 5,578,149 ja FI patentissa 92224. Seuraavassa erässä korkean kuiva-ainepitoisuuden omaavan kuumamustalipeän uudelleenkäyt-tämien aiheuttaa sen, että keittimeen kerääntyy yhä enemmän kuiva-ainetta. Haittana on että korkea kuiva-ainepitoisuus keitossa heikentää valkaistavuutta, ainakin mo-10 nien lehtipuiden osalta, ja myöhempää pesua, koska enemmän kuiva-ainetta vuotaa myöhempään massanpesuun. Tämä voi vahingoittaa massan laatua ja mahdollisesti nostaa alkalinkulutusta keittolaitoksessa. Korotettu kuiva-ainepitoisuus pesun alussa vaikuttaa negatiivisesti erityisesti havupuumassan valmistukseen, koska korkeampi kuiva-ainepitoisuus massasuspensiossa aiheuttaa saippuan (uuteaineiden) alhaisem-. 15 paa liukenevuutta, kun hake defibroituu keittimen tyhjentämisen aikana. Tämä joh taa korkeaan osuuteen liukenematonta saippuaa massasuspensiossa, mikä vahingoittaa vedenpoistoa ja syijäytystä massanpesun ensimmäisissä vaiheissa. Siten esiintyy . : alhaisempi pesuteho ja/tai suurempia lipeätilavuuksia on haihdutettava talteenotto- * *. laitoksessa tai useampia pesulaitteita on käytettävä.

20

Sama ongelma esiintyy jatkuvissa keittimissä, esimerkiksi julkaisussa WO 98/35090 : ·.: selostetussa menetelmässä, jossa käytetään jätekeittölipeää, tavallisesti niin kutsuttua ‘,,.: emälipeää, kuumamustalipeäkäsittelyssä ennen keittovaihetta. Kuiva-ainepitoisuus •; · · · kasvaa uudelleenkierrätyksessä esikäsittely- ja keittovaiheen välillä, mikä sen takia :" *: 25 nostaa pesun kuormitusta.

....: KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksinnön tavoitteena on pesutehon nostaminen keittimessä ja keittolipeän kuiva-3 0 ainepitoisuuden alentaminen keittimessä, kun käytetään kuumia mustalipeäkäsittelyjä ennen keittoa. Tähän päästään johdannon mukaisella menetelmällä, joka tunnetaan 3 115640 piirteistä, että huomattavia osia sanotun syrjäytetyn lipeän toisesta osasta kuumennetaan syijäytetyn lipeän ensimmäisen osan lämmöllä, jolloin sanottua korkean kuiva-ainepitoisuuden omaavaa ensimmäistä osaa estetetään tulemasta uudelleen käytetyksi keittimessä, ja sanottua kuumennettua toista osaa käytetään edelleen kuumana 5 lipeänä sanotun lignoselluloosamateriaalin esikäsittelyssä ja kuumentamisessa. Näiden tunnusmerkkien ansiosta kuiva-ainepitoisuus keittolipeässä ja myöhemmissä prosessivaiheissa, kuten pesussa ja valkaisussa, vähenee merkittävästi. Tämä johtaa helpompaan pesuun ja korkeampaan pesutehoon koko laitoksessa, parannettuun toimintaan, parannettuun massan laatuun ja valkaistavuuteen vaikuttamatta oleellisesti 10 tuotantokapasiteettiin tai höyrytalouteen.

Keksinnön lisäpiirteet ilmenevät oheisista epäitsenäisistä vaatimuksista.

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin seuraavassa selityksessä viitaten oheisiin . 15 piirustuksiin.

PIIRUSTUSTEN LYHYT SELITYS

. ·' ·. Kuvio 1 esittää tekniikan tason niin kutsutun "twin tank", eli kaksi kuumamusta- ;: 2 0 lipeäsäiliötä sisältävän prosessin mukaista suoritusmuotoa; : ·,: Kuvio 2 esittää toista tekniikan tason suoritusmuotoa, joka on tarkoitettu kalsium- f t * ' rikkaiden raaka-aineiden käsittelemiseksi; ," *: 25 Kuvio 3 esittää esillä olevan keksinnön mukaista suoritusmuotoa johon myös sisältyy I 4 , . ·. prosessi kalsiumrikkaiden raaka-aineiden käsittelemiseksi;

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaista suoritusmuotoa, joka käsittää vain yhden, kahteen osastoon jaetun HBL säiliön, joka siten poikkeaa kuvion 3 jäijestelmästä.

30 4 115640

SUOSITELTUJEN SUORITUSMUOTOJEN YKSITYISKOHTAINEN SELITYS

Selvyyden vuoksi eri kuvioiden toiminnallisesti vastaavilla säiliöillä on sama numero, vaikkakin prosessi vaihtelee. Venttiilejä, instrumentteja ja säätöpiirejä ei ole esitetty, 5 mutta alan asiantuntijalle on ilmeistä, että nämä voidaan jäljestää mihin tahansa jonkin halutun virtausreitin mahdollistamiseksi. Tarvittavat säiliöt on kuvioissa esitetty ylhäällä, kun taas keitinjäijestelmässä suoritettujen vaiheiden saqa on kaaviollisesti esitetty alhaalla, jossa on esitetty vastaavat lipeävirrat.

10 Alkalisessa keittoprosessissa lignoselluloosamateriaalia, kuten puuhaketta syötetään keitinjärjestelmään. Lignoselluloosamateriaalia esikäsitellään impregnointilipeällä A, jonka lämpötila on 120°C:n alapuolella, sopivasti sanotun impregnointilipeän kiehumispisteen alapuolella, joka lipeä on ilmakehän paineessa olevasta säiliöstä. Prosessissa jossa käsitellään kalsiumrikkaita raaka-aineita, esimerkiksi kuvioissa 3 ja 4 esi-. 15 tetyssä keksinnön mukaisessa prosessissa ja kuviossa 2 esitetyssä tekniikan tason _ · ; prosessissa sanottu impregnointilipeä A syötetään pesusuodossäiliöstä 6. Pienempi .:. määrä valkolipeää voidaan lisätä sanottuun impregnointilipeään A alkalipitoisuuden . : säätämiseksi. Kuviossa 1 esitetyssä tekniikan tason mukaisessa prosessissa impreg- ; ; nointilipeää A syötetään impregnointilipeäsäiliöstä 5, joka edullisesti on ilmakehän 20 paineessa, ja vastaanottaa jäähdytettyä mustalipeää kuumamustalipeäsäiliöstä 2. Saippuaa poistetaan pesusuodossäiliöstä 6, impregnointilipeäsäiliöstä 5 ja musta-: '. | lipeäsäiliöstä 4 ja saippua johdetaan edelleen talteenottoon.

•; · · i Jälkeenpäin lignoselluloosamateriaalia esikäsitellään ainakin kuumemmalla lipeällä B, : ’ ”: 2 5 jonka lämpötila on noin 120- 180°C ja joka sisältää pääasiassa mustalipeää kuuma- , mustalipeäsäiliöstä 1. Esikäsittely suoritetaan edullisesti ajassa ja lämpötilassa, joka ·;··': vastaa alla 300 olevaa H-kerrointa.

Ennen keittoa keittöjärjerstelmään lisätään kuumaa valkolipeää C ja vähän kuumaa 3 0 mustalipeää säiliöstä 1. Kylmiä jätelipeitä AI ja A2 impregnointilipeä- ja kuuma-lipeäkäsittelystä syrjäytetään keittimestä näiden kahden esikäsittelyvaiheiden aikana, 5 115640 mitkä jätelipeät syötetään mustalipeäsäiliöön 4 kohdassa AB. Säiliö 4 on edullisesti ilmakehän paineessa. Syrjäytetyt lipeät, jotka ovat noin ilmakehänpaineisen kiehumispisteensä yläpuolella, johdetaan paineenalaisiin säiliöihin.

5 Sitten lignoselluloosamateriaalia kuumennetaan ja keitetään keittolämpötilassa 140 -185°C, edullisesti 150 - 180°C, jolloin tuotetaan keitettyä lignoselluloosamateriaalia ja keittolipeää. Keittolipeä on sanotussa keittolämpötilassaa ja se omaa alkukuiva-ainepitoisuuden.

10 Keiton päätyttyä sanotussa keittolämpötilassa oleva keittolipän ensimmäinen osa Dl syrjäytetään keittimestä keksinnön mukaan ensimmäiseen osastoon, t.s. kuumamus-talipeäsäiliöön 2, kohdassa D, kuten on esitetty kuvioissa 3-4, syöttämällä ensin lipeää E mustalipeäsäiliöstä 4.

. 15 Lisäsyijäytystä suoritetaan lisäämällä keittimeen pesulipeää F pesusuodossäiliöstä 6 jolloin toinen osa syrjäytettyä lipeää B1 syrjäytyy toiseen osastoon, t.s. mustalipeä- säiliöön 1, kohdassa B. Syrjäytystä suoritetaan kunnes syrjäytetyn lipeän sanotun , : toisen osan B1 lämpötila laskee sanotun keittolipeän ainakin noin ilmakehänpainei- * ,·**. sessa kiehumispisteessä olevaan lämpötilaan. Syrjäytetyn lipeän sanotun toisen osan "'. 20 B1 kuiva-ainepitoisuus on huomattavasti alhaisempi kuin keittolipeän sanottu alku- kuiva-ainepitoisuus ja huomattavasti alhaisempi kuin syrjäytetyn lipeän sanottu ; , ensimmäinen osa D1.

.;· j Esillä olevan keksinnön mukaan huomattavia osia kuumamustalipeäsäiliössä 1 ole- ; ‘ ; 25 van syrjäytetyn lipeän toisesta osasta B1 kuumennetaan mustalipeäsäiliössä 2 olevan * , ,·. syrjäytetyn lipeän ensimmäisen osan Dl lämmöllä. Syrjäytetyn lipeän sanottua toista .,..: osaa B1 käytetään sitten kuumana lipeänä B keittimeen syötetyn lignoselluloosa- materiaalin esikäsittelyssä ja kuumennuksessa. Kuuman lipeän B lämpötila säädetään edullisesti höyryllä ennen sen tuloa keittimeen. Tuoretta lipeää, t.s. valkolipeää voi-3 0 daan lisätä esi-käsittelyvaiheeseen ja/tai kuumennus/keittovaiheeseen keittimessä olevan lipeän alkaliteetin säätämiseksi.

6 115640

Syrjäytetyn lipeän Bl, Dl kuiva-ainepitoisuutta ja lämpötilaa tarkkaillaan ja saatuja tuloksia hyödynnetään prosessin ohjauksessa.

5 Toisaalta kuvioissa 1 ja 2 esitetyt tekniikan tason prosessit syijäyttävät keittimestä keiton päättymisen jälkeen keittolipeän sanotussa keittolämpötilassa olevan ensimmäisen osan Bl esimmäiseen osastoon, t.s. kuumamustalipeäsäiliöön 1, kohdassa B, syöttämällä pesulipeää E pesusuodossäiliöstä 6 kuviossa 1 esitetyssä prosessissa.

Tekniikan tason kuviossa 2 esitetyssä prosessissa syrjäytys suoritetaan ensin lipeällä 10 E mustalipeäsäiliöstä 4.

Tekniikan tason mukaan, lisäsyrjäytystä suoritetaan syöttämällä keittimeen enemmän pesulipeää E tai F pesusuodossäiliöstä 6, jolloin syrjäytetyn lipeän toinen osa Dl syrjäytetään toiseen osastoon, t.s. mustalipeäsäiliöön 2 kohdassa D. Syrjäytystä suo- . 15 ritetaan kunnes syrjäytetyn lipeän sanotun toisen osan Dl lämpötila laskee ainakin ; noin sanotun keittolipeän ilmakehänpaineisessa kiehumispisteessä olevaan lämpöti- :. laan.

» k · I · '*; Tekniikan tason mukaan, syrjäytetyn lipeän sanotun ensimmäisen osan Bl kuiva-ai- ' *: 2 0 nepitoisuus on lähellä keittolipeän sanottua alkukuiva-ainepitoisuutta. Sanotun toi sen osan Dl kuiva-ainepitoisuus on huomattavasti alhaisempi kuin sanottu alkukui-'.: va-ainepitoisuus ja huomattavasti alhaisempi kuin syrjäytetyn lipeän sanotun ensim- ’,,,: mäisen osan B1 kuiva-ainepitoisuus.

: 25 Siten on ilmeistä, että tekniikan tason prosessien esikäsitteyvaiheissa käytetään kuu- . .'. maa mustalipeää, joka sisältää huomattavia määriä kuiva-ainetta, jotka aiheuttavat •; · · · ongelmia myöhemmissä prosessivaiheissa, kuten aikaisemmin on mainittu.

Esillä olevan keksinnön mukaan keittolipeän Dl syrjäyttäminen keittimestä mustali-30 peäsäiliöön 2 jatketaan edullisesti kunnes sanotun syrjäytetyn keittolipeän Dl kuiva-ainepitoisuus laskee keittolipeän sanotun alkukuiva-ainepitoisuuden alapuolelle, mi- 7 115640 kä johtaa syrjäytetyn lipeän ensimmäiseen osaan, jonka lämpötila on ainakin yli noin 85 % keittolämpötilasta Celsius-asteina ja kuiva-ainepitoisuus vastaa pääasiassa ainakin yli noin 85 % sanotun keittolipeän kuiva-ainepitoisuudesta.

5 Keittovaiheen aikana, mikä kuvioissa 3 - 4 on merkitty "Lämpötilansäätö" ja "Keit-toaika" jonkin verran lipeää B2 ja/tai D2 syrjäytetään, johtuen siitä, että lisää valko-lipeää C syötetään keittimeen keittolipeän alkaliteetin säätämiseksi. Tarkkailemalla sanotun syrjäytetyn lipeän B2, D2 kuiva-ainepitoisuutta se syötetään kuumamusta-lipeäsäiliöön 2, jos syrjäytetyn lipeän D2 tarkkailtu kuiva-ainepitoisuus on pääasiassa 10 samalla tasolla kuin keittolipeän alkukuiva-ainepitoisuus, ja kuumamustalipeäsäiliöön 1, jos tarkkailtu kuiva-ainepitoisuus on alemmalla tasolla.

Keksinnön mukaan syrjäytetyn lipeän ensimmäistä osaa Dl, D2, joka omaa korkean kuiva-ainepitoisuuden, estetään tulemasta uudelleen käytetyksi keittimessä. Edulli-15 sesti syrjäytetyn lipeän ensimmäistä osaa Dl, D2 estetään tulemasta uudelleen käytetyksi keittimessä. Sitä vastoin kuumalipeäsäiliössä 2 oleva syrjäytetty lipeä D, joka omaa korkean kuiva-ainepitoisuuden, johdetaan lämmöntalteenottolaitteistojen *. kautta kemikaalien talteenottolaitokseen,, t.s. haihduttamoon. Ensimmäisessä neste/neste lämmönvaihtimessa syrjäytetyn lipeän sanottua ensimmäistä osaa D käy-, · ··. 20 tetään kuumamustalipeäsäiliöön 1 syötetyn syrjäytetyn lipeän toisen osan Bl, B2, t.s.

B kuumentamiseen. Toisessa lämmönvaihtimessa lipeää D, joka omaa korkean kui-.' · t · va-ainepitoisuuden, käytetään keittokemikaalien talteenotosta tulevan valkolipeän • “ *: kuumentamiseksi. Lisäksi sanottua lipeää D käytetään veden kuumentamiseksi.

I I · , “ *. 25 Aluksi syrjäytetyn lipeän ensimmäisellä osalla D kuumennetun syrjäytetyn lipeän toi sen osan B lämpötilaa säädetään vielä höyryllä ennen kuin sanottu lipeä B tuodaan ,,.,: keittimeen. Lisäksi syrjäytetyn lipeän sanotun toisen osan, t.s. lipeän B, alkaliteettia säädetään tuoreella alkalilla, t.s. valkolipeällä C, ennen sanotun lipeän B tuloa keittimeen. Sanottu alkaliteetin säätö suoritetaan edullisesti kuumamustalipeäsäiliöstä 1 30 keittimeen vievässä linjassa.

8 115640

Kuviossa 4 esitetyssä suoritusmuodossa kuumamustalipeäsäiliön ensimmäisen osaston, t.s. osaston 2 kaasuilla on yhteydessä sanotun kuumamustalipeäsäiliön toisen osaston, t.s. osaston 1 kanssa. Tämän johdosta vapautettu höyry ensimmäisestä osastosta 2 kuumentaa sanotussa toisessa osastossa 1 olevan lipeän ja samanaikai-5 sesti lipeä B tulee laimennetuksi samalla kun sanotussa ensimmäisessä osastossa 2 olevan lipeän D kuiva-ainepitoisuus nousee, mikä vähentää energiankulutusta myöhemmässä Ensimmäisessä osastossa 2 olevasta lipeästä D vapautuneet rikkiyhdisteet absorboituvat toisessa osastossa 1 olevaan lipeään B, mikä nostaa sanotun lipeän B alkaliteettia.

10

Esikäsittelyn aikana keittimestä syrjäytetty lipeä B3 johdetaan toiseen osastoon, t.s. kuumamustalipeäsäiliöön 1 heti kun sanotun lipeän B3 lämpötila on yli noin 100°C ja sanotun lipeän B3 kuiva-ainepitoisuus on noin samalla tasolla kuin syrjäytetyn lipeän toisen osan B kuiva-ainepitoisuus ja/tai sanotun lipeän B3 kuiva-ainepitoisuus on 15 syrjäytetyn lipeän ensimmäisen osan D kuiva-ainepitoisuuden alapuolella.

t > · ’ * , ’ Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan sanottu toinen osasto 1 on jaettu useisiin ‘ . alaosastoihin (ei esitetty) jotka sisältävät eri kuiva-ainepitoisuuksia omaavia lipeitä.

» * * t * »

Huomattavia osia toisen osaston sanotuissa alaosastoissa olevista lipeistä käytetään I e (* ' · t 20 esikäsittelyssä kuumana lipeänä B siten, että lisäysjäijestys keitinjäijestelmään on » «· korkeimmasta kuiva-ainepitoisuudesta alhaisimpaan.

t · • i * » · · ." *: Toinen osasto 1 ja sen alaosastot ovat edullisesti varustetut sekoitin- tai muulla samankaltaisella järjestelyllä, mikä johtaa lipeän B yhtenäiseen koostumukseen ja . · * ·. 25 yhtenäisiin ominaisuuksiin.

» · « ’ ’ ’; Pesusuodoksen F kuiva-ainepitoisuus on alhaisempi kuin alkukeittolipeän, syrjäyte tyn lipeän sanotun ensimmäisen osan D ja syrjäytetyn lipeän sanotun toisen osan B kuiva-ainepitoisuus. Ideana on, että keittosarjan aikana keittimeen lisättyjen lipeiden 30 kuiva-ainepitoisuus alennetaan asteittain kussakin myöhemmässä lipeänsyötössä keittimeen, kokonaiskuiva-ainepitoisuuden pitämiseksi keittimessä pääasiassa vakio- 9 115640 na, ja erityisesti kuiva-aineen kerääntymisen estämiseksi keitinjäijestelmään. Pesu-suodoksen F lämpötila on sanotun pesunesteen kiehumispisteen alapuolella, edullisesti noin 85 - 50°C.

5 Oheisessa taulukossa 1 on esitetty simuloitujen keittoprosessien tulokset, jotka vastaavat kuvion 1 mukaista tekniikan tason prosessia (esimerkit 1 ja 2) ja esillä olevan keksinnön mukaisia keittoprosesseja, jotka vastaavat kuviossa 3 esitettyä prosessia (esimerkit 3 - 7).

10 Esimerkit esittävät miten uusi keksinnön mukainen prosessi alentaa lipeiden kuiva-ainepitoisuuden käytettäessä alkalista keittoa, jonka saanto on 46 % ja happideligni-fiointia, jonka saanto on 97%, sekä vedellä tapahtuvan pesun aikana laimennusker-toimella (DF) ja E10-kertoimen mukaisilla erilaisilla pesutehoarvoilla. Keiton lopussa lipeän kuiva-ainepitoisuus on alentunut 23,4 %:sta 19,1 - 18,8 %:iin keksinnön mu-. 15 kaista menetelmää käytettäessä. Kuumamustalipeän B kuiva-ainepitoisuus alenee , , 21,2 %:sta 14,1 - 13,7 %:iin ja pesusuodoksen 12,7 %:sta 10,9 - 10,3 %:iin. Im- pregnointilipeän kuiva-ainepitoisuus alenee 17,3 %:sta 10,9 - 10,3 %:iin. Siten kaik- i i · · , , : kien lipeiden kuiva-ainepitoisuudet alenevat huomattavasti käyttämällä esillä olevan ,' ‘ . keksinnön mukaista menetelmää. Tämä on saavutettavissa vaikuttamatta merkittä- t · .' “; 20 västi höyrynkulutukseen.

fgt

Keksinnön etuna on, että massanpesuteho paranee merkittävästi koska keittimestä ‘ _ < · poistuvassa massassa olevien liuenneiden aineiden määrä on huomattavasti alhai- .;; sempi. Tämä on selvästi osoitettu silliä seikalla, että pesusuodoksen kuiva-ainepitoi- ;' * *: 2 5 suus on huomattavasti alhaisempi. Tämä kuiva-ainepitoisuuden aleneminen johtaa • t · , , ·, esimerkiksi keitetystä hakkeesta ja kuiduista vapautuneen aineen huomattavasti hel- .... j pompaan liottamiseen. Esimerkiksi keitettäessä uuttoainetta sisältävää puuta tämä mahdollistaa vaikeasti liukenevien uuttoaineiden huomattavasti parannetun liukene-vuuden. Tämä kuiva-ainepitoisuuden aleneminen helpottaa huomattavasti massan 3 0 vedenpoiston ja pesun, ja tarvittava määrä käytettävää vaahdonestoainetta alenee merkittävästi. Keitosta tulevan ei-toivotun hapettumattoman aineen osuus happi- 10 115640 delignifiointivaiheen tulossa on myös huomattavasti pienempi, erityisesti käytettäessä alhaisempia E10-arvoja omaavaa massanpesulaitteistoa, vrt. esimerkiksi Esimerkki 1 ja esimerkki 3. Lisäksi voidaan otaksua että E10-arvon keskiarvo paranee tietyssä massanpesulaitoksessa keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä. Tämä alentaa 5 edelleen hapettumattoman COD:n pesuhäviön happidelignifiointivaiheen tulossa, vrt. esimerkiksi esimerkki 1 (tekniikan taso) ja esimerkki 5. Sitä voidaan käyttää liuotta-miskertoimen DF alentamiseen massanpesussa, mikä nostaa keittämöstä tulevan haihdutettavan lipeän kuiva-ainepitoisuutta, mikä vähentää mustalipeähaihdutuksen energiankulutusta ja nostaa haihduttamon kapasiteettia, vrt. esimerkki 2 ja esimerkki 10 7.

Voidaan myös otaksua, että jätelipeiden alentunut kuiva-ainepitoisuus keitossa parantaa ja yksinkertaistaa keitetyn massan valkaisun, mikä on koettu erityisesti lehtipuun pilot plant keitossa. Tämä alentunut kuiva-ainepitoisuus voidaan myös käyttää 15 välineenä tuoreen valkolipeän määrän alentamiseksi keittämössä.

> * ,' Esimerkki 9 on esimerkki menetelmästä jossa ei käytetä neste/neste lämmönvaihti- t ’; mia. Kuten taulukosta ilmenee sellaisen prosessin höyrynkulutus on huomattavasti * · ·, korkeampi.

,··. 20 t t * t * · » ♦ « · * * · tl» » * , » • · 1 · · I « I » ♦ » * » oi S cnj CMI cmj oi cq| oi ^ ^ 5640 051 sl£ ddddd d OI COI MOJ'tflMCNIJ ^1 5 M dsl ddddd d "'g T“

CDJ

OI (Oi OI M COI COI ml OI JO, CO

401 slel ddddd ®| CMW

OI COI COI MOI COI mi COI ^ 101 SI SI 21 cNita T-\ oi col ·Η H σ>1 °>l «iiri sISl ?1 cmiö

CDJ

OI CDJ *>J ΙΟΙΪ sla ddddd d oili 'r* G coj ^ OI loi COI cmi Ti-j M mj σ>| ^,<0 ; ~ ήή cklslda sMg * ' I · t ,· , oitj-i «JfNI^JH^I «J mi^ M rfslddd d *ls ’ ’Wf'11111' 1" " sism * * CO CO s—I--4 n—4 >—4 -—4 co α σ σ ,,:· ~ 1«jli| |S|s|it|| «liiII gg| ··: S |3 i:srs°sS 2-ili| ss§ ^ li |i|SP 1 lii Hl • \ ui ϋ CO .tj 3 ^ rr Ω Φ _ CO CO 3 >—> U-l en E en 03 « ^ ~qq2 ««u5 ä I lii^li sm m V ί 1 HI 1 |lll "il •i.! ! i~" 1 nis ιοΊ :"i 1 I »fe?l öl S 3 (Λ

5 (Λ -J5 CO

1 Q 3 E

— ϋ tn

O ^ CD

C O Q

® E Q

* ? O

o o

LII

Claims

1. Menetelmä massan valmistamiseksi alkalisessa keittoprosessissa, joka käsittää seuraavat vaiheet: 5. lignoselluloosamateriaalin syöttämisen keitinjäijestelmään; sanotun lignoselluloosamateriaalin esikäsittelemisen aluksi impregnointi-lipeällä ja jälkeenpäin ainakin kuumemmalla lipeällä, joka sisältää pääasiassa musta-lipeää, jolloin jätelipeää syijäytetään keittimestä sanotun käsittelyn aikana; sanotun lignoselluloosamateriaalin kuumentamisen ja keittämisen keittoläm-10 pötilassa tuottaen keitettyä lignoselluloosamateriaalia ja keittolipeää, joka keittolipeä on sanotussa keittolämpötilassa ja omaa alkukuiva-ainepitoisuuden; sanotun keittolipeän osan syrjäyttämisen sanotusta keittimestä sanotussa keittolämpötilassa ensimmäiseen osastoon syöttämällä pesunestettä sanottuun keittimeen syrjäytetyn keittolipeän ensimmäisen osan saamiseksi, joka omaa ensimmäisen 15 lämpötilan ja ensimmäisen kuiva-ainepitoisuuden, lisäksi syrjäytetyn lipeän toisen osan syrjäyttämisen sanotusta keitinjärjestel-mästä ainakin toiseen osastoon syöttämällä lisää pesunestettä kunnes syrjäytetyn lipeän sanotun toisen osan lämpötila alenee lämpötilaan, joka on ainakin noin sano- t « . . tun keittolipeän kiehumispisteessä ilmakehän paineessa, mikä johtaa syrjäytetyn • * · . ’ 2 0 lipeän toiseen osaan, joka omaa kuiva-ainepitoisuuden joka on huomattavasti alhai- , *. ; sempi kuin sanotun keittolipeän alkukuiva-ainepitoisuus ja huomattavasti alhaisempi • ♦ * , ·". kuin syrjäytetyn lipeän sanotun ensimmäisen osan vastaava, ; ’ ‘'. tunnettu siitä, että huomattavia osia syrjäytetyn lipeän sanottua toista osaa kuumen netaan syrjäytetyn lipeän ensimmäisen osan lämmöllä, jolloin sanottua korkean kui- : · ’: 25 va-ainepitoisuuden omavaa syrjäytetyn lipeän ensimmäistä osaa estetään tulemasta • · » ’· ^ t : uudelleen käytetyksi keittimessä ja sanottua kuumennettua toista osaa käytetään : ‘ _ j edelleen kuumana lipeänä sanotun lignoselluloosamateriaalin esikäsittelyssä ja •: * · kuumentamisessa. t > » •;. | 30 2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytetyn lipeän kuiva-ainepitoisuutta ja lämpötilaa tarkkaillaan. 13 115640

2. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att den förträngda lutens torrsubstanshalt och temperatur bevakas.

3. Förfarande enligt kravet 2, kännetecknat därav, att förträngningen av kok-10 luten tili den första avdelningen fortsättes tills den förträngda koklutens torrsubstanshalt sjunker under koklutens nämnda begynnelsetorrsubstanshalt, vilket resulte-rar i den förträngda lutens första del, vars temperatur är ätminstone över ungefar 85 % av koktemperaturens värde i Celsius-grader och vars torrsubstanshalt huvudsak-ligen motsvarar ätminstone över ungefär 85 % av nämnda kokluts torrsubstanshalt. 15

3. Vaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittolipeän syrjäyttäminen ensimmäiseen osastoon jatketaan kunnes syrjäytetyn keittolipeän kuiva-ainepitoisuus laskee keittolipeän sanotun alkukuiva-ainepitoisuuden alapuolelle, mikä johtaa syrjäytetyn lipeän ensimmäiseen osaan, jonka lämpötila on ainakin yli noin 5 85 % keittolämpötilan arvosta Celsius-asteina ja jonka kuiva-ainepitoisuus pää asiassa vastaa ainakin yli noin 85 % sanotun keittolipeän kuiva-ainepitoisuudesta.

4. Förfarande enligt kravet 3, kännetecknat därav, att de under koksteget förträngda lutarna leds tili den första eller den andra avdelningen beroende pä de , nämnda lutarnas bevakade torrsubstanshalt. Il*· i · * · 2 0 5. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att den förträngda lutens « * t * · , ·, : första del, som uppvisar hög torrsubstanshalt leds genom värmeatervinningsanläg- ." ningar tili en kemikalieätervinningsanordning, dvs. en indunstningsanläggning. * · • i • · ·

4. Vaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittovaiheen aikana syrjäytetyt lipeät johdetaan ensimmäiseen tai toiseen osastoon riippuen sanottujen 10 lipeiden tarkkaillusta kuiva-ainepitoisuudesta.

5. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkean kuiva-ainepitoisuuden omaava syrjäytetyn lipeän ensimmäinen osa johdetaan lämmöntal-teenottolaitteistojen läpi kemikaalien talteenottolaitokseen, t.s haihduttamoon. 15

6. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att den förträngda lutens : · : 2 5 andra del upphettas med den förträngda lutens första del i en vätske/vätske-värme- • växlare innan den inkommer i kokaren.

• · * · · • | *: · * * 7. Förfarande enligt kravet 5, kännetecknat därav, att värmet av den för- . ·, ; trängda lutens första del används för upphettning av viilut. • ( » 30 18 115640

6. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytetyn lipeän toinen osa kuumennetaan syrjäytetyn lipeän ensimmäisellä osalla neste/neste-läm- . mönvaihtimessa ennen sen tuloa keittimeen. ;, 2 0 7. Vaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytetyn lipeän : * . ·, : ensimmäisen osan lämpöä käytetään valkolipeän kuumentamiseksi. • · * · • » :' ”; 8. Vaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytetyn lipeän toisen osan lämpötilaa säädetään höyryllä ennen sen tuloa keittimeen. 25 »Il

8. Förfarande enligt kravet 6, kännetecknat därav, att temperaturen av den förträngda lutens andra del regleras med änga innan den inkommer i kokaren.

9. Förfarande enligt kravet 8, kännetecknat därav, att alkaliteten av den för-5 trängda lutens andra del regleras med farskt alkali innan nämnda lut inkommer i kokaren.

9. Vaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytetyn lipeän : * ’.: toisen osan alkaliteettia säädetään tuoreella alkalilla ennen sanotun lipeän tuloa ’:' ‘: keittimeen. • » « » * • i 14 115640

10. Förfarande enligt kravet 9, kännetecknat därav, att alkaliteten av den förträngda lutens andra del regleras i en linje som för frän nämnda andra avdelning tili 10 kokaren.

10. Vaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syrjäytetyn lipeän toisen osan alkaliteettia säädetään sanotusta toisesta osastosta keittimeen vievässä linjassa.

11. Förfarande enligt kravet 9, kännetecknat därav, att färsk lut, dvs. vitlut tillförs förbehandlingssteget och/eller upphettnings-/koksteget för att reglera alkaliteten av luten i kokaren. 15

11. Vaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuoretta lipeää, t.s. valkolipeää lisätään esikäsittelyvaiheeseen ja/tai kuumennus-/keittovaiheeseen keit-timessä olevan lipeän alkaliteetin säätämiseksi.

12. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att den första avdelningens gasutrymme kommunicerar med den andra avdelningen, varvid frän nämnda första . avdelning frigjord änga upphettar luten i nämnda andra avdelning och utspäder sam- tidigt nämnda lut och höjer torrsubstanshalten av luten i nämnda första avdelning. :! 20 : 13. Förfarande enligt kravet 12, kännetecknat därav, att de frän luten i nämnda ’. första avdelning frigjorda svavelföreningarna absorberas i luten i den andra avdel ningen. \· 25 14. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att den frän kokaren ,,, * förträngda luten leds under förbehandlingen tili den andra avdelningen, genast dä ,: temperaturen av nämnda lut är över cirka 100°C och torrsubstanshalten av nämnda : ’' av lut är ungefär pä samma nivä som torrsubstanshalten av den förträngda lutens ’. andra del och/eller torrsubstanshalten av nämnda lut ligger under torrsubstanshalten ; · j 30 för den förträngda lutens första del. 19 115640

12. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen osas-10 ton kaasuilla on yhteydessä toisen osaston kanssa, jolloin sanotusta ensimmäisestä osastosta vapautettu höyry kuumentaa sanotussa toisessa osastossa olevan lipeän ja samalla laimentaa sanotun lipeän ja korottaa sanotussa ensimmäisessä osastossa olevan lipeän kuiva-ainepitoisuuden.

12 115640

13. Vaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanotussa ensim mäisessä osastossa olevasta lipeästä vapautuneet rikkiyhdisteet absorboituvat toisessa osastossa olevaan lipeään. •

14. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittimestä syijäy-:, 2 0 tetty lipeä johdetaan esikäsittelyn aikana toiseen osastoon, heti kun sanotun lipeän ; ’ \ lämpötila on yli noin 100°C ja sanotun lipeän kuiva-ainepitoisuus on noin samalla : ‘ ‘: tasolla kuin syrjäytetyn lipeän toisen osan kuiva-ainepitoisuus ja/tai sanotun lipeän * 4 » :' ”: kuiva-ainepitoisuus on syrjäytetyn lipeän ensimmäisen osan kuiva-ainepitoisuuden alapuolella. • · · : '.·* 25 • · · ’ 15. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu toinen . j osasto on jaettu useisiin alaosastoihin, jotka sisältävät kuiva-ainepitoisuuksiltaan ‘: ‘ · erilaisia lipeitä. ': · ·! 30 16. Vaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen osaston alaosastojen lipeiden huomattavia osia käytetään kuumana lipeänä esikäsittelyssä 15 115640

15. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att nämnda andra avdelning är uppdelad i ett flertal underavdelningar, vilka innehäller lutar med olika torrsubs-tanshalt. 5

16. Förfarande enligt kravet 15, kännetecknat därav, att betydande delar av lutarna i den andra avdelningens underavdelningar används som het lut vid förbe-handlingen sä, att tillförselordningen tili kokarsystemet är frän den högsta tili den lägsta torrsubstanshalten. 10 17. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat därav, att nämnda andra avdelning och dess underavdelningar är försedda med omrörare.

17. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu toinen osasto on jaettu useisiin alaosastoihin, jotka sisältävät kuiva-ainepitoisuuksiltaan erilaisia lipeitä.

18. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat därav, att tvättlutens torrsubstanshalt är lägre än torrsubstanshalten av utgängskokluten, av 15 den förträngda lutens nämnda första del, och den förträngda lutens nämnda andra del. . 19. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att värme frän den för- . trängda lutens första del används för upphettning av lignocellulosamaterialet under 20 inmatingen till kokaren. •

18. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen osaston alaosastojen Upeiden huomattavia osia käytetään kuumana lipeänä esikäsittelyssä siten, että lisäysjärjestys keitinjärjestelmään on korkeimmasta alimpaan kuiva-ainepitoisuuteen.

19. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu toinen osastoja sen alaosastot on varustettu sekoittimella.

20. Förfarande enligt kravet 19, kännetecknat därav, att nämnda upphettning '; utförs genom expansion under användning av expansionsänga. ’ 25 21. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att impregneringslutens ,, ,·’ temperatur är under cirka 120°C, företrädesvis under kokpunkten för nämnda ’ ·, i impregneringslut. * · ’. : 22. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att den hetare lutens ; · 30 temperatur är cirka 120- 180°C. 20 115640

20. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesulipeän kuiva-ainepitoisuus on alhaisempi kuin lähtökeittolipeän, syrjäytetyn 15 lipeän sanotun ensimmäisen osan ja syrjäytetyn lipeän sanotun toisen osan kuiva-ainepitoisuus.

21. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöä syrjäytetyn lipeän ensimmäisestä osasta käytetään lignoselluloosamateriaalin kuumentamiseksi 2. syötön aikana keittimeen.

22. Vaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu kuumentaminen suoritetaan paisuttamalla, käyttäen paisutushöyryä.

23. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att lignocellulosamaterialets förbehandling utförs under en tid och temperatur som motsvarar en H-faktor under 300. 5 24. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att tvättvätskans temperatur ligger under nämnda tvättvätskas kokpunkt, företrädesvis cirka 85 - 50°C.

23. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että impregnointilipeän lämpötila on noin 120°C:en alapuolella, edullisesti sanotun impregnointilipeän kiehumispisteen alapuolella.

24. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumemman lipeän 30 lämpötila on noin 120 - 180°C. 16 115640

25. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att nämnda koktemperatur är 140- 185°C. 10

25. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu keittoläm-pötila on 140 - 185°C.

26. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keksintö soveltuu sekä erä- että jatkuviin keittoprosesseihin. 10 1. Förfarande för framställning av massa i en alkalisk kokprocess, vilken omfattar följande steg: inmatning av lignocellulosamaterial i ett kokarsystem; förbehandling av nämnda lignocellulosamaterial först med en impregnerings-lut och efterät ätminstone med en hetare lut, som innehäller i huvudsak svartlut, var-15 vid avlut förträngs frän kokaren under nämnda behandling; upphettning och kokning av nämnda lignocellulosamaterial vid en koktempe-ratur under produktion av kokt lignocellulosamaterial och koklut, vilken kolut är vid nämnda koktemperatur och uppvisar en begynnelsetorrhalt; * förträngning av en del av nämnda koklut frän nämnda kokare vid nämnda t · 20 koktemperatur tili en första avdelning genom att tillföra tvättvätska tili nämnda kokare för att erhälla en första del av förträngd koklut, vilken uppvisar en första . · · ·, temperatur och en första torrsubstanshalt; . * ·. - ytterligare förträngning av en andra del förträngd lut frän nämnda kokar- • · * system till ätminstone en andra avdelning genom att tillföra mera tvättvätska till dess : * · 25 att temperaturen av den förträngda lutens nämnda andra del sjunker tili en tempera- : ' tur, som är ätminstone ungefär vid kokpunkten för nämnda koklut vid atmosfäriskt ; . j tryck, vilket resulterar i en andra del av förträngd lut, som uppvisar en torrsubstans- •: · Ί hait som är betydligt lägre än nämnda kokluts begynnelsetorrsubstanshalt och betyd- . ·, : ligt lägre än motsvarande för den förträngda lutens nämnda första del, •; · ·30 kännetecknat därav, att betydande delar av den förträngda lutens nämnda andra del upphettas med värmen av den förträngda lutens första del, varvid den förträngda 17 115640 lutens nämnda första del, som uppvisar hög torrsubstanshalt, förhindras frän att komma pä nytt i användning i kokaren och nämnda upphettade andra del används vidare som het lut vid förbehandlingen och upphettningen av nämnda lignocellu-losamaterial. 5

26. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat därav, att uppfinningen lämpar sig bade för satsvisa och kontinuerliga kokprocesser. = · > * > * · • * · » I · s · 1 * · » * • I # · * * * « t * ♦ # t · • ( t 1 1 · * * * * * * I · • · »