FI118348B - Lämpötilan ja alkalipanoksen vaikutus massan vaaleuteen - Google Patents

Description

, 118348 / Lämpötilan ja alkalipanoksen vaikutus massan vaaleuteen Inverkan av temperatur och alkalimatning pä massans ljushet

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä massan lopullisen vaaleuden parantamiseksi. Keksintö kohdistuu erityisemmin sekä keittolampötilan että valkolipeäpanoksen muuttamiseen nopeaan syrjäyttävään kuumentamiseen perustuvassa keittojärjes-telmässä.

Nopea syrjäyttävä kuumentaminen (Rapid Displacement Heating; "RDH") on vähän energiaa kuluttava panoskeittoprosessi sul-faattimassan tuottamiseksi. RDH-menetelmässä panoskeiton luontaiset edut yhdistetään jatkuvatoimisen keittokattilan tehokkaaseen energiankäyttöön käyttämällä jo keittäneestä keittokat-tilasta syrjäytetty jätemustalipeä uudestaan puulastujen esikä-sittelemiseksi seuraavassa keitossa. Näin ollen sekä näiden jä-telipeiden kemikaalit että niiden lämpö kierrätetään seuraa-vaan keittoon. Uusien puulastujen esikäsittely seuraavassa keitossa alkaa lipeillä, joiden lämpötila on pienempi (noin 80-130 °C) , ja jatkuu sitten lipeillä, joiden lämpötila on ·***; suurempi (noin 130-165 °C) , ja jotka kuumentavat keittokatti- t » lan suurimpaan mahdolliseen lämpötilaan ennen lämpötilojen • · · · nostamista höyryllä lopulliseen keittolämpötilaan (170 °C) .

• * « • · • · · • * RDH ja muut alkaliset keittoprosessit tuottavat massaa, joka S · · ;;; on väriltään suhteellisen tummaa. Massan ja paperin monissa • · » **’ * sovellutuksissa tarvitaan usein suurempaa kontrastia, joten massa on tavallisesti valkaistava suureen vaaleuteen valkoisen massan tuottamiseksi kirjoitus- ja painopapereita ja kartonkia ·♦· V: varten. Massan väri syntyy raaka-aineen ligniinikomponentissa tapahtuvista muutoksista kuidutusprosessin aikana. Koska RDH- • m · ···. prosessissa käytetään suuria keittolämpötiloja ja laimeata S · mustalipeää, niin valitettavasti ongelmana on ollut huono • 9 · : *.* valkaistavuus tavanomaisia ECF- ja TCF-valkaisuprosesseja • · · :...· käytettäessä. Suuret keittolämpötilat ja mustalipeän laimeus näyttävät nopeuttavan kondensaatioreaktioita, jotka johtavat 118348 2 siihen, että ligniini kondensoituu ligniinin ja muiden puusta uuttuvien aineiden kanssa. Tämän seurauksena massan valkaista-vuus heikkenee.

Näin ollen RDH-keittoprosessissa tarvitaan vaihtoehtoinen menetelmä tällaisten haitallisten sivureaktioiden välttämiseksi ja massan valkaistavuuden parantamiseksi.

Esillä olevassa keksinnössä saadaan aikaan menetelmä massan vaaleuden parantamiseksi. Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä, joka perustuu nopeata syrjäyttävää kuumentamista-käyttävään panoskeittoprosessiin tehtyihin muutoksiin, yhdistetään vaiheet, joissa toisaalta valkolipeäliuosta [% aktiivista alkalisuutta (AA) tai tehollista alkalisuutta (EA)] tai Na-OH:ta lisätään sekä lämpimään täyttövaiheeseen että alkuperäiseen kuumaan täyttövaiheeseen, sekä toisaalta keitetään puu-lastut lämpötiloissa, jotka ovat pienemmät kuin aikaisemmin panostyyppisessä toiminnassa käytetyt lämpötilat sellaisen massan tuottamiseksi, jonka massan valkaistavuus on parantunut. Niinpä alueella 15 % AA - 35 % AA olevaa kokonaisvalkoli-peäpanosta lisätään lämpimään ja kuumaan vaiheeseen sekä keit- • · ϊ.ί,ϊ tovaiheeseen ennalta määrättynä määränä. Mikäli keksinnön to- *:* teutuksessa käytetään viileää tulppaa ("cool pad"), niin täi- * · · · ··· löin myös viileää valkolipeää lisätään viileän lipeän kerääjäs- • ··« tä vapautuvaan mustalipeään. Valkolipeää lisätään pääsääntöi- • · . ,·. sesti panoskeittoprosessin jokaiseen vaiheeseen ennen varsi- * · · "· naista keittoa.

• · * • · · . Lastujen keiton aikana keittokattilassa on läsnä valko- ja * · · *“·* mustalipeää. Keittolämpötilat ovat pieniä, noin alueella *·* * 150-167 °C. Massan lopullinen vaaleus saadaan paremmaksi yh- :** distämällä valkolipeäpanos, jolla on suuri AA tai EA, pieneen ,**·. keittolämpötilaan. Tämän seurauksena saastuttavien aineiden • * · määrä ja valkaisukemikaalien kulutus pienenevät massatehtaan * i * : ·' toiminnoissa.

* · • · • · ···

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti tämänhetkisessä RDH-keittojär jestelmässä käytettyä keittokattilaa ja siihen liittyviä lait teita .

3 118348

Kukin kuvio 2A, 2B ja 2C esittää valkolipeän profiilia tai valkolipeän lisäämistä RDH-keittoprosessin eri vaiheissa. Kuviossa 2A käyrä A esittää valkolipeän pienen määrän lisäämistä lämpimän täyttötavan alussa. Käyrä B esittää keittovai-hetta, ja siitä nähdään valkolipeän läsnäolo keittokattilassa lastujen varsinaisen keiton aikana.

Kuvio 2B esittää valkolipeän jatkuvaa lisäämistä mustalipeään RDH-keittoprosessin kussakin vaiheessa, alkaen lämpimästä täytöstä ja jatkuen kuumatäytön päättymiseen saakka. Kuviosta nähdään myös, että valkolipeää on myös läsnä keittokattilassa varsinaisen keiton aikana.

Kuvio 2C esittää valkolipeän jatkuvaa lisäämistä jokaisessa RDH-vaiheessa, mukaan lukien valkolipeän lisääminen syrjäytys-säiliöstä peräisin olevaan pesusuodokseen.

ί.ί.ϊ Kuvio 3 esittää vaiheen 3 RDH (Stage 3 RDH)-järjestelmää ilman •J* valkolipeän lisäystä lämpimän ja kuuman täyttötavan aikana.

• · · ···« .Vj Kuvio 4 esittää vaiheen 3 RDH-järjestelmää, jossa valkolipeää • · , ,·. lisätään lämpimän ja kuuman täyttötavan aikana.

· · *·« ί ! ί

Kuvio 5 esittää käyränä Dl-kirkkauden riippuvuutta käytettä- . vissä olevasta kokonaisklooripanoksesta (D100 + Dl) RDH-masso- • · ·

jen parhaassa tapauksessa ja perusviivatapauksessa. Käyrä A

• · » *·] esittää RDH-massaa R3 (0,225 Kappa-tekijä) . Käyrä B esittää :T: RDH-massaa R4 (0,27 Kappa-tekijä). Käyrä C esittää RDH-massaa I***: R7 (0,225 Kappa-tekijä) . Käyrä D esittää RDH-massaa R8 (0,27 ·· *

Kappa-tekijä) .

« · • · • · t·* • · ’.··* Kuvio 5A esittää käyränä Dl-vaaleuden riippuvuutta Dl-kloori-dioksidipanoksesta. Käyrä A esittää RDH-massaa R3 (0,225 Kap- pa-tekijä) . Käyrä B esittää RDH-massaa R4 (0,27 Kappa-tekijä).

Käyrä C esittää RDH-massaa R7 (0,225 Kappa-tekijä). Käyrä D

esittää RDH-massaa R8 (0,27 Kappa-tekijä).

118348 4

Kuvio 6 esittää Dl-kirkkauden riippuvuutta D100- ja Dl-vai-heissa käytettävissä olevasta kokonaisklooripanoksesta kaikissa niissä valkaisuissa, joissa Kappa-tekijä on 0,225. Käyrä A esittää RDH-massaa R3. Käyrä B esittää RDH-massaa R12. Käyrä C esittää RDH-massaa R7.

Kuvio 6A esittää Dl-vaaleuden riippuvuutta Dl-vaiheen kloori-dioksidipanoksesta. Käyrä A esittää RDH-massaa R3 (0,225 Kappa-tekijä). Käyrä B esittää RDH-massaa R12 (0,225 Kappa-tekijä). Käyrä C esittää RDH-massaa R7 (0,225 Kappa-tekijä).

Kuvio 7 esittää Dl-kirkkauden riippuvuutta D100- ja Dl-vai-heissa käytettävissä olevasta kokonaisklooripanoksesta kaikissa niissä valkaisuissa, joissa Kappa-tekijä on 0,27. Käyrä A esittää RDH-massaa R4. Käyrä B esittää RDH-massaa R12. Käyrä C esittää RDH-massaa R8.

• ♦ :.V Kuvio 7A esittää Dl-vaaleuden riippuvuutta Dl-vaiheen kloori- § t>*!’ dioksidipanoksesta. Käyrä A esittää RDH-massaa R4 (0,27 Kappa- |i* tekijä) . Käyrä B esittää RDH-massaa R12 (0,27 Kappa-tekijä) .

·*·*. Käyrä C esittää RDH-massaa R8 (0,27 Kappa-tekijä) .

• · Ϊ* t • · ·*·

Esillä olevassa keksinnössä saadaan aikaan menetelmä massan • * * valkaistavuuden parantamiseksi, tämän menetelmän perustuessa . puulastujen keittämiseksi tarkoitetussa, tunnetussa RDH-keitto- • · · järjestelmässä tehtyihin muutoksiin. Erityisemmin, tässä mene- • · · *·) * telmässä lisätään valkolipeäpanos RDH-keitto jakson alusta :T: alkaen ja jatkaen lisäystä menetelmään kuuluvaan lämpötilan i"*j korotusvaiheeseen saakka, jossa vaiheessa varsinainen keitto ·«· alkaa. Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä perustuu : * : myös siihen, että varsinaisessa keitossa käytetään jokin ver- • · ’···’ ran pienempiä keittolämpötiloja RDH-kuidutusprosessissa tavallisesti käytettyihin keittolämpötiloihin verrattuna.

5 118348

Esillä olevan keksinnön mukaisesti noin alueella 15 % AA - 35 % AA oleva kokonaisvalkolipeäpanos jaetaan lämpimään mustali-peään, alkuperäiseen kuumaan mustalipeään ja keittovaiheisiin. Mahdollisesti käytetty viileä tulppa tai viileän lipeän kerääjä ottaa myös vastaan valkolipeäpanoksen. Tämän jakautuneen valkolipeäpanoksen käytön lisäksi esillä olevassa keksinnössä käytetään pienempiä keittolämpötiloja, jotka ovat noin alueella 150-167 °C. Tämän seurauksena saadaan massaa, jonka lopullinen vaaleus on parantunut millä tahansa valkaisukemikaa-lien yhdistelmällä toteutetun valkaisun jälkeen.

Tyypillisen RDH-keittojärjestelmän toiminnalliset vaiheet ovat seuraavat: (1) lastujen täyttö; (2) viileän mustalipeän täyttö; (3) lämpimän mustalipeän täyttö; (4) kuuman musta-lipeän täyttö; (5) lämpötilan kohoaminen; (6) lämpötilan säilyttäminen; (7) syrjäytys; sekä (8) ulospumppaus. RDH-toimin-nan perusperiaatteet on kuvattu US-patenttijulkaisussa 4 578 149 (myönnetty 25. maaliskuuta 1986), jonka sisältö liitetään kokonaisuudessaan oheen tällä viittauksella. Näin ollen RDH-toimenpiteiden yksityiskohtia tarkastellaan ainoas- · V,: taan siinä määrin, että alan asiantuntija kykenee ymmärtämään ne RDH-keittojärjestelmään tehdyt muutokset, jotka johtavat ·;· ohessa kuvattuun, valkaistavaa laatua olevaan massaan.

Ml· · • · « · • · j Kuvio 1 esittää kaavamaisesti massan keitossa käytettyä RDH-

• •I

···, tyyppistä laitteistoa. Selvää on, että tämä kuvio esittää

S · I

keittolaitteen hyvin yleisiä piirteitä, ja että muutoksia ja . muokkauksia tehdään tähän järjestelmään alla yksityiskohta!- i · · semmin kuvattavalla tavalla. Ohessa esitetyistä kuvioista on • f * *·* * jätetty pois kuvioiden yksinkertaistamiseksi monia välineitä :T: kuten mittareita, paineenalennusliitoksia, pumppuja ja venttii- i*·*: lejä. Kuvion 1 avulla havainnollistetaan tunnettua RDH-keitto- ··· prosessia, ja sillä pyritään helpottamaan tähän prosessiin • · · esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti tehtyjen • · *·*·* parannusten ymmärtämistä.

118348 6

Kuvio 1 esittää keittokattilaa, jota merkitään numerolla 10, ja jonka tyyppistä laitetta käytetään yleensä puulastujen kemialliseksi keittämiseksi. Keittokattilassa 10 on katkaistu pohja 12. Sisäänmenoventtiili 14 säätelee erilaisten reaktiivisten liemien sisäänmenoa keittokattilaan 10. Keittokattilan 10 sisältö voidaan kuumentaa lopulliseen keittolämpötilaan pumppaamalla keittolientä lämmönvaihtimen läpi tai höryä si-säänpuhaltavalla välineellä, joka on kytketty keittokattilaan 10 venttiilin avulla säädetyn linjan välityksellä, vaikka kuviossa tätä ei esitetäkään.

Sen jälkeen, kun puulastut on lisätty keittokattilaan 10, viileän liemen kerääjästä (säiliö A) 16 saatavaa viileää musta-lipeää (lämpötila noin 70-95 °C) pumpataan pumpulla 18 venttiilin 22 säätelemää linjaa 22 pitkin keittokattilan 10 pohjalle sisäänmenoventtiilin 14 läpi. Seuraavaksi lämpimän liemen kerääjästä 24 saatavaa lämmintä mustalipeää (lämpötila noin 90-150 °C) pumpataan pumpulla 18 venttiilin 22 läpi ja venttiilin 14 läpi keittokattilan 10 pohjalle. Tämän lämpimän liemen täytön aikana jonkin verran mustalipeää syrjäytyyy keittokattilasta 10, ja se palautetaan sitten linjaa 26 pitkin • · V,: viileän liemen kerääjään 16. Sitten kuumaa mustalipeää (lämpö- mm\\' tila noin 150-168 °C) pumpataan kuuman liemen kerääjästä (säi- •|* liö C) 28 venttiilin 32 säätelemällä pumpulla 30 keittokatti- »··· ·**’· lan 10 pohjalle venttiilin 14 kautta. Tämän kuuman liemen • · , täytön aikana mustalipeää syrjäytyy keittokattilasta 10 ja se *·· ,···, palautetaan lämpimän liemen kerääjään 24 ja kuuman liemen kerääjään 28 vastaavasti linjoja 34 ja 36 pitkin. Kuuman lie-, men täytön keskivaiheilla kuuman valkolipeän kerääjässä 38 i · i säilytettyä valkolipeää pumpataan ulos pumpulla 30 ja yhdiste- • * · ’·[ * tään kuuman liemen kerääjästä 28 poistuvaan kuumaan mustalipe- :T: ään, minkä jälkeen nämä yhdistetyt liemet kulkevat venttiilin Γ": 32 läpi ja edelleen keittokattilan 10 pohjalle.

·· · »· · • * · « ·

Kuumatäytön päättymisen jälkeen keittokattilan 10 sisäänmeno- • · *·*·’ ja ulostuloventtiilit suljetaan ja lämpötilan korotusvaihe alkaa. Hyöryä ruiskutetaan keittokattilaan 10 ja lämpötila nos- 118348 7 tetaan keittolämpötilaan, joka on keskimäärin noin 170 °C.

Keittokattilan lämpötila pidetään suurin piirtein tässä lämpötilassa, kunnes puulastut ovat hajonneet, riippuen valkoli-peäpanoksesta ja H-tekijästä.

Keittovaiheen päättymisen jälkeen syrjäytyssäiliössä (säiliö D) 40 säilytettyä pesusuodosta (lämpötila noin 70-85 °C) pumpataan keittokattilaan 10 käyttäen pumppua 42 ja venttiiliä 44. Sisältö pestään ja keittokattila 10 jäähdytetään. Kun pesusuodosta lisätään keittokattilaan 10, jäteliemet syrjäytyvät ja ne palautetaan lämpimän liemen kerääjään 24 ja kuuman liemen kerääjään 28 vastaavasti linjoja 46 ja 48 pitkin. Syrjäytysvai-he päättyy, kun kaikki pesusuodos on käytetty, suodosmäärän perustuessa pesuhollanterin laimennustekijään. Syrjäyttämisen päättymisen jälkeen keitetty massa pumpataan keittokattilasta 10 poistosäiliöön pumpulla 50.

Tämänhetkisessä RDH-keittojärjestelmässä käytetään arvoa 170 °C suurempia keittolämpötiloja nopeaan keittämiseen pääsemiseksi, mikä johtaa kondensaatioreaktioiden nopeutumiseen. Tuloksena ovat valkaistavuusongelmat, kun massaa käsitellään * · ! ί ϊ tavanomaisilla EOF- ja TCF-valkaisumenetelmillä. Esillä ole- •Γ vassa keksinnössä päästään eroon näistä ongelmista ja sen ··· avulla massan valkaistavuus saadaan paremmaksi muokkaamalla I··· puulastujen keittomenetelmää. Tässä parannetussa RDH-menetel- • · ( ,·. mässä käytetään hyväksi suuremman alkalisuuden (tai valkoli-

*·*, peäpanoksen) ja pienempien keittolämpötilojen yhdistelmää. Eri-S « I

tyisemmin, valkolipeää lisätään lämpimän ja alkuperäisen kuu- , matäyttövaiheen aikana. Tämä on toisin kuin jo olemassa ole- » · » *···* vassa RDH-menetelmässä, jossa valkolipeää lisätään ainoastaan » · * ·’* kuumatäyttövaiheen keskivaiheilla. Edelleen, kun esillä ole-:T: vassa keksinnössä käytetään viileää tulppaa, niin tällöin val- ,***; kolipeää lisätään viileän liemen kerääjästä (tai A-säiliöstä) M* poistuvaan viileään mustalipeään. Näin ollen, RDH-keittoproses- • * * sin alusta lämpötilan korotusvaiheeseen saakka valkolipeää

« I

*...* lisätään kunkin vaiheen aikana mustalipeään. Valkolipeän lisäys jokaisessa vaiheessa, mitä kutsutaan myös valkolipeän 118348 8 profiiliksi, esitetään yksityiskohtaisemmin jäljempänä kuvioissa 2A, 2B ja 2C.

Kuviossa 2A käyrä A esittää valkolipeän pienen määrän lisäämistä lämpimän täytön alussa, kun lämmintä mustalipeää poistuu B-säiliöstä tai lämpimän liemen kerääjästä ja virtaa keitto-kattilaan. Valkolipeää voidaan myös lisätä A-säiliöön tai mahdollisesti käytettyyn viileään tulppaan. Kuumatäytön, joissa käytetään hyväksi kahta kuuman liemen kerääjää Cl ja C2, päätyttyä valkolipeän ja mustalipeän seos jää keittokatti-laan. Käyrä B esittää keittovaihetta ja siitä nähdään valkolipeän läsnäolo keittokattilassa lastujen varsinaisen keiton aikana. Myös mustalipeää on läsnä keiton aikana.

Kuvio 2B esittää valkolipeän jatkuvaa lisäämistä mustalipeään keittoprosessin jokaisessa vaiheessa, alkaen lämpimästä täytöstä ja päättyen kuumaan täyttöön.

Kuvio 2C esittää valkolipeän jatkuvaa lisäämistä kaikissa vaiheissa, mukaan lukien valkolipeän lisääminen syrjäytyssäi-liöstä peräisin olevaan pesusuodokseen.

• * · « t t • « •|* Liuenneen orgaanisen materiaalin pitoisuutta alkuperäisessä tvti .1. kuumatäyttötoimenpiteessä (mustalipeää sisältävät Cl- ja C2- säiliöt) verrattiin tilanteisiin, joissa lisättiin ja ei lisät- ! .* ty valkolipeää lämpimän ja kuuman täyttötoimenpiteen aikana.

• 5 ·

Kuvio 3 havainnollistaa vaiheen 3 RDH-järjestelmää, jossa ei I · * * lisätty lainkaan valkolipeää lämpimän ja kuumn täytön aikana. Ainoastaan lämmintä mustalipeää poistuu lämpimän liemen kerää- • · « *···’ jästä (B-säiliö) 24 ja se virtaa lämpimän täytön aikana linjaa V * 56 pitkin ja edelleen keittokatttilaan 10 johtavaan linjaan * 20. Vaikka tämä RDH-järjestelmä käsittääkin kaksi kuuman lie- l**·» men kerääjää 28 (Cl-säiliö) ja 58 (C2-säiliö) , vastaavasti, ·** niin olemassa on kuitenkin RDH-kuidutusprosesseja, joissa käy- # ♦ · * ·* tetään vain yhtä kuuman liemen kerääjää. Kun esillä oleva J...* keksintö toteutetaan käytännössä, niin valkolipeän profiloin- 118348 9 tia voidaan soveltaa järjestelmiin mustalipeän kerääjien lukumäärästä riippumatta.

Kuten kuviosta 3 nähdään, alkuperäisen kuumatäytön aikana kuuma mustalipeä poistuu kuuman liemen kerääjistä 28 ja 58 vastaavasti linjoja 60 ja 62 pitkin, ja se virtaa keittokatti-laan 10 linjoja 64 ja 20 pitkin. Kuumatäytön keskivaiheilla kuuman valkolipeän kerääjästä 38 saatava kuuma valkolipeä sekoittuu kuuman liemen kerääjästä 58 linjaa 66 pitkin poistuvaan kuumaan mustalipeään. Tämän jälkeen seos virtaa linjoja 64 ja 20 pitkin keittokattilaan 10.

Kuvio 4 esittää vaiheen 3 RDH-järjestelmää, jossa valkolipeää lisätään lämpimän ja kuuman täytön aikana. Ensiksi lämpimän täytön aikana valkolipeää lisätään lämpimän liemen kerääjästä 24 linjaa 70 pitkin poistuvaan lämpimään mustalipeään. Lämmin täyttö virtaa linjoja 56 ja 20 pitkin keittokattilaan 10. Tämän lämpimän täytön aikana voidaan käyttää joko viileää tai kuumaa valkolipeää. Alkuperäisen kuumatäytön aikana kuuman valkolipeän kerääjästä 38 saatava kuuma valkolipeä sekoitetaan kuuman liemen kerääjästä 28 linjaa 72 pitkin poistuvaan musta-iVi lipeään, ja se sekoitetaan edelleen toisesta kuuman liemen •j* kerääjästä 58 linjoja 62 ja 66 pitkin poistuvaan mustalipeään.

• 14· .!· Tämä kuuman valkolipeän ja kuuman mustalipeän seos virtaa »*.*, näistä kahdesta kuuman liemen kerääjästä 28 ja 58 linjoja 64

S I

·, ja 20 pitkin keittokattilaan 10.

• · * M» t:: * Tästä vertailusta saatiin seuraavat tulokset: | * t ·*·* Ilman valkolipeän lisäystä lämpimässä ja kuumassa täyttötoi- V * menpiteessä (kuvio 3) f t · « # · · * j**’. Alkup. kuuma Kokonaisvirtaus, Liuennut *;** täyttötoimenpide gal. (1) /keitto orgaaninen aines, %

Cl mustalipeä 20799 (78724) 13,1 ·»..· C2 mustalipeä 8709 (32964) 14,9 10 1 1 8348

Valkolipeää lisäten lämpimässä ja kuumassa täyttötoimenpiteessä (kuvio 4)

Valkolipeäpanokset: 1,5 % AA Cl-mustalipeässä 1,5 % AA C2-mustalipeässä

Alkup. kuuma Kokonaisvirtaus, Liuennut täyttötoimenpide gal. (1)/keitto orgaaninen aines, %

Cl mustalipeä 19877 (75234) 10,1 C2 mustalipeä 7971 (30170) 9,8 Tämä tapaustutkimus osoittaa selvästi, että liuenneiden orgaanisten yhdisteiden pitoisuutta alkuperäisessä kuumassa täyttö-toimenpiteessä voidaan muunnella lisäämällä valkolipeää kuuma-täyttölinjaan. Liuenneiden orgaanisten yhdisteiden pitoisuus Cl-mustalipeässä ja C2-mustalipeässä laskee vastaavasti arvosta 13,1 % arvoon 10,1 % ja arvosta 14,9 % arvoon 9,8 %.

Valkaistavuuteen liittyvien etujen maksimoimiseksi ja ligniinin poiston parantamiseksi tässä RDH-prosessissa lämmintä mustalipeää (lämpötila noin alueella 70-150 °C ja väkevyys . . alueella 3-20 g/1 AA) ja kuumaa mustalipeää (lämpötila noin * * f *·*;* alueella 100-168 °C ja väkevyys alueella 8-30 g/1 AA) tulisi • · · ··*! tehostaa millä tahansa valkolipeän tai NaOH-liuoksen yhdistel- mällä.

• » • * · φ · • * *

Kuten edellä esitetyistä kuvioista nähdään, lämmintä ja kuumaa :T: mustalipeää voidaan muokata käyttämällä valkolipeän profiloin tia. Näitä lipeitä voidaan myös muokata natriumhydroksidin . (NaOH) profiloinnilla. Valkolipeän tai NaOH:n lisäys säätelee * · · kaikkien liuenneiden kiintoaineiden (total dissolved solids; φ · · *· TDS) pitoisuutta ja mustalipeän väkevyyttä säädetään käyttä- • φ φ *.' * mällä mitä tahansa mustalipeän, valkolipeän ja NaOH:n yhdis- φ·φ telmää. Pesusuodoksen syrjäytysvaihetta, jossa mustalipeän φ :*.*j lämpötila pidetään noin alueella 50-105 °C ja mustalipeän • φ • · φ • · • · *·φ n 118348 väkevyys pidetään alueella 1-18 g/1 AA, voidaan tehostaa millä tahansa valkolipeän tai NaOH-liuoksen yhdistelmällä.

Seuraavilla esimerkeillä havainnollistetaan edelleen esillä olevan keksinnön edullisia suoritusmuotoja.

Kuten jäljempänä nähdään, taulukoissa 1, IA, 2, 2A, 3 ja 3A

esitetään kuidutustulokset ja useiden keittojen olosuhteet, joita käytettiin RDH-massojen valmistamiseksi myöhempiä valkai-sututkimuksia varten. Yhteenveto kuidutustuloksista on esitetty taulukossa 3B.

Taulukko 1 RDH-kuidutuksen olosuhteet ja tulokset - "paras tapaus"

Keiton Rl:n R2:n R3:n R4:n numero Rl jälk. R2 jälk R3 jälk. R4 jälk.

H-tekijä 937 532 475 452 AA (TAPPI) 16,0 16,0 16,0 16 kuumaan täyttöön, %

Sulfidi- 30,4 30 30,3 30,2 suus, (TAPPI), % AA:sta • · • * · *·**.* Suurin 160 160 160 160 *:* lämpöt. ,

°C

• · · • · φ ·

Aika suu- 16 20 17 19 • * rimpaan lämpötilaan, min • · ·

Aika suu- 130 37 60 57 rimmassa lämpöti- lassa, min « · ·

Kappa, 7,2 8,9 9,2 9,8 seulomaton ·»« « · **:·’ Kappa, 7,1 8,2 8,8 9,3 ·*·*: seulottu * ··· • * • · * 118348 12

Kok.- 46,3 47,3 48,2 1,7 saanto, %

Kok.- 0,9 1,2 1,4 1,7 poiste, %

Seulottu 45,4 46,1 46,8 46,9 saanto, %

Viskosi- 26 39 40,7 44,9 teetti, 0,5% CED, cp Jäännös keiton jälkeen: AA(Na20), 28,2 31,6 32,9 31,6

g/L

EA (Na20) , 21,1 24,2 24,2 24,2

g/L

Na2S 14,3 14,9 17,4 14,9

(Na20), g/L

TTA (Na20) , g/L

Kiintoaine, 14,8 15,9 16,7 16,8 %

Kiintoaine, 161 173 183 185

g/L

Sulfidisuus, 51 47,1 52,9 47,1 *·*·* % AA:sta ··· ________ ____________

Kuuma täyttö: ·«·*

Kuuman 18 18 18 18 : *, lipeän

!#·/ panos, L

• « · V : Täyttö- 13 14 13 13 aika, min

!.·,* Lämpöt. °C

• * * : Huippu 130 127 127 128 • · · ; Pohja 145 141 141 141 • · · m · i -.,1. i i i. . . ......................... , , - • · * · • · · • · • · • · ··· • · · **· 118348 13

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: AA(Na20), 22,9 20,6 25,7 21,7 29,2 24,6 27,3 23,6

g/L

EA (Na20), 16,1 15,1 18,1 16,1 20,2 18,3 19,8 17,9

g/L

Na2S 13,7 11 15,2 11,2 18 12,7 14,9 11,4

(Na20) , g/L

TTA (Na20) , - - - - -

g/L

Sulfidisuus, 59,4 53,4 59,1 51,6 61,6 51,2 54,9 48,3 % AA:sta

Kiintoaine, 9,5 10,5 11,1 11,9 11,9 13,6 12,7 13,6 %

Kiintoaine, 99,8 111 118 127 127 146 137 146

g/L

Kulunut aika 45 43 41 42 yht. , min* * sisältää ajan, joka kuluu kuumentamiseen 145 °C:n lämpötilaan, ja ajan 145 °C:ssa kuuman mustalipeän alkuperäisen ruiskutuksen ja kuuman ML-VL-seoksen viimeisen lisäyksen jälkeen.

Taulukko IA

RDH-kuidutuksen olosuhteet ja tulokset - "paras tapaus" ··· * ···· .:· Keiton Rl: n R2:n R3:n R4:n ··.··. numero Rl jälk. R2 jälk R3 jälk. R4 jälk.

• · · • * — - -------------

Valko- *·*·’ lipeä: • · * « · J ..... .......... ' ' -—

Valko- 6,04 5,65 5,53 5,52 lipeän

, .·. panos, L

• · · ···

Kuuma M/V 5 4,13 5,5 5,8 ;*·*: Lisäys- 11 11 9 9 "... aika, min t :

Lämpötila, °C

• ♦ · • · • · ··» • · • · ·«· 14 1 1 8348

Huippu 140 139 140 139

Pohja 141 141 144 143

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) AA(Na20), 98 99,2 10,2 101,5

g/L

EA (Na20), 83,1 84,3 85,8 86,2

g/L

Na2S - -

(Na20), g/L

TTA (Na20) , g/L

Sulfidisuus, 30,4 30 30,3 30,2 % AA:sta

Lastupanos & Lipeä:

Lastu- panos, g 3,700 3,500 3,500 3,500

Lastujen 37,3 37,3 37,3 37,3 kosteus, % O.D. kiinto- 62,7 62,7 62,7 62,7 aines, % Lämmin täyttö: Lämpimän 24,7 24 24 24 * 1 lipeän

/V panos, L

Ulostulo-pH, 12,8 13,5 13,3 13,3 ·1·1· alussa • · ··.:1.1· Lisäys- 15 15 15 15 aika, min I · 1

Lämpötila, °C

Huippu 100 104 102 100 • ·

Pohja 113 112 111 112 • » · —im —« i i . ! ·ι i — m· ' i i i • « 1 • · · m • · · ! : • · « • · 1 • · · • · • · t1 • 1 • t ··« 118348 15

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: AA(Na20), 23,6 16,4 26,4 17,7 25,7 19,2 28,5 21,1

g/L

EA (Na20), 16,4 10,5 17,4 11,5 18 12,4 18,6 13,6

g/L

Na2S 14,3 11,8 18 12,4 15,5 13,6 19,8 14,9

(Na20), g/L

TTA (Na20), --------

g/L

Sulfidisuus, 60,8 71,7 68,3 70,2 60,3 71 69,5 70,6 % AA:sta

Kiintoaine, 9 9,25 13,6 12,4 14,3 13,1 14,1 13,1 %

Kiintoaine, 94,3 96,4 147 131 155 141 152 141

g/L

Kulunut aika 40 31 34 33 yht., min*

Syrjäytys:

Syrjäytys- 32 32 32 32

tilavuus, L

Lisäysaika, 26 26 26 26 min •Y· Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) * · ./j* AA(Na20) , 9,5 10,1 9 10,1

‘ g/L

···· :*·*: EA (Na20) , 9,5 10,1 9 10,1

I g/L

/;·. Na2S - -

(Na20) , g/L

TTA (Na20) , - -

g/L

• · · —''

Sulfidisuus, o 0 o 0 % AA:sta ·· tmii - "* * sisältää täyttöajan, ajan, joka kuluu 120 °C:n lämpötilaan lämmittämiseen, sekä ajan 120 °C:ssa lämpimän täytön jälkeen.

• · • · »«· 16 1 1 8348

Taulukko 2 RDH-kuidutuksen olosuhteet ja tulokset - "perustapaus"

Keiton Rl:n R2:n R3:n R4:n numero Rl jälk. R2 jälk R3 jälk. R4 jälk.

H-tekijä 116,1 765 831 832 AA (TAPPI) 10,0 10,0 10,0 10,0 kuumaan täyttöön, %

Sulfidi- 30,2 30,3 30,3 30,2 suus, (TAPPI), % AA:sta

Suurin 170 170 170 170 lämpöt.,

°C

Aika suu- 23 27 21 21 rimpaan lämpötilaan, min

Aika suu- 62 35 41 42 rimmassa lämpötilassa, min

Kappa, 7,6 9,7 9,5 8,9 * seulomaton ·· « .·, Kappa, 7,2 9,1 8,9 8,8 seulottu • · » » i * Kok.- 47,3 48,3 48,6 49,1 saanto, % ♦ ·· *·*' *’ Kok.- 1,1 1,6 1,7 1,4 poiste, %

Seulottu 46,2 46,7 46,9 47,7 saanto, % · · ' * .·*:·. viskosi- 19,5 33,2 33,3 32,2 *·** teetti, 0,5% CED, cp * · · • · · • · • · • · a · * a · • · *·· 17 1 1 8348 Jäännös keiton jälkeen: AA(Na20), 27,9 25,4 26 25,4

g/L

EA (Na20), 19,2 18 17,4 17,4

g/L

Na2S 17,4 14,9 17,4 16

(Na20) , g/L

TTA (Na20), g/L

Kiintoaine, 19 19,1 19,2 19,1 %

Kiintoaine, 210 211 213 210

g/L

Sulfidisuus, 62,4 58,3 66,2 63 % AA:sta

Kuuma täyttö:

Kuuman 18 18 18 18 lipeän

panos, L

Täyttö- 12 ' 13 12 13 aika, min

Lämpöt. 0 C

.*·*: Huippu 135 137 137 135 • · ..*.!* Pohja 153 153 154 155 * ------- - ----- * a « ···* Kemialliset olosuhteet kerääjässä: t * • t t AA (Na20) , 30,4 23,6 26 21,1 26,7 20,5 26,4 20,5

g/L

* ϊ* · *·* * EA (Na20) , 22,3 16,2 18,6 14,3 18 13,6 18,3 13,6

g/L

*

Na2S 16,1 14,9 14,9 13,6 17,4 13,6 16,1 13,6 .'f. (Na20) , * · * .

g/L

a * · V ! TTA (Na20) - . - - -:::= ^ a « · * : : * a ··· • * 9 f a·· l8 1 1 8348

Sulfidisuus, 53,3 63,6 56,9 64,5 65,2 67,3 61,4 67,3 % AA:Sta

Kiintoaine, 16,7 17 17,2 17,1 17 17,3 17 16,9 %

Kiintoaine, 183 185 189 187 187 189 186 184

g/L

Kulunut aika 46 44 45 44 yht., min* * sisältää ajan, joka kuluu kuumentamiseen 155 °C:n lämpötilaan, ja ajan 155 °C:ssa kuuman mustalipeän alkuperäisen ruiskutuksen ja kuuman ML-VL-seoksen viimeisen lisäyksen jälkeen.

Taulukko 2A

RDH-kuidutuksen olosuhteet ja tulokset - "perustapaus"

Keiton R5:n R6:n R7:n R8:n numero R5 jälk. R6 jälk R7 jälk. R8 jälk.

Valko- lipeä:

Valko- 3,47 3,45 3,46 3,47 lipeän

panos, L

Kuuma M/V 5,4 7 5,6 5

Lisäys- 9 9 9 9 **·* aika, min ···

Lämpöt., °C

«

Huippu 151 152 151 151 * *

Pohja 149 147 145 144 .......- ..... .......................

*.* * Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) . AA(Na20), 100,8 101,4 101,2 100,8

I : Ϊ g/L

«·· -* ' f#* v : EA (Na20) , 85,6 86 85,9 85,6

Λ. g/L

» e · r · f • •f f : ti· t • · · ! *: • * ·· t · • ·

III

1 1 8348 19

Na2S --

(Na20), g/L

TTA (Na20), 121,6 122,8 123,1 120,6

g/L

Sulfidisuus, 30,2 30,3 30,3 30,2 % AArsta

Lastupanos & Lipeä:

Lastu- panos, g 3,500 3,500 3,500 3,500

Lastujen 37,3 37,3 37,3 37,3 kosteus, % O.D. kiinto- 62,7 62,7 62,7 62,7 aines, % Lämmin täyttö: Lämpimän 24,4 25 25,2 24 lipeän

panos, L

Ulostulo-pH, 13,1 13,3 13,5 13,3 alussa

Lisäys- 15 15 15 15 aika, min

Lämpötila, °C

Huippu 109 109 106 106 ·

Pohja 121 120 118 116 • * · ·

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) « · l i *, AA (Na20) , 28,1 19,2 27,9 18,6 26,7 19,2 26,7 19,7

g/L

v ·« | « · ·’ ’ EA (Na20) , 18,3 12,4 18 11,2 18 11,8 18,6 12,1

g/L

Λ v..: Na2S 19,6 13,6 19,8 14,9 17,4 14,9 16,1 15,1 ΓΓ; (Na20) ,

\ g/L

«M • * ·

Sulfidisuus, 69,8 70,8 71 79,6 65,2 77,1 60,7 77,2 % AA: sta • f · v a 9 · f » m * *** » · * « »·· 20 1 1 8348

Kiintoaine, 14,5 15,4 15 16 14,7 15,5 14,6 15,9 %

Kiintoaine, 157 167 164 173 159 168 158 172

g/L

Kulunut aika 35 33 31 30 yht. , min*

Syrj äytys:

Syrjäytys- 32 32 32 32

tilavuus, L

Lisäysaika, 26 26 26 26 min

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: AA(Na20), 4,3 4,31 4,3 4,3

g/L

EA (Na20), 3,7 3,7 3,7 3,5

g/L

Na2S 1,24 1,24 1,24 1,74

(Na20), g/L

Sulfidisuus, 27,9 27,9 27,9 27,9 % AA:sta

Kiintoaine, 9,7 10,6 10,4 10,3 %

Kiintoaine, 102 112 109 108

*··;· g/L

• * · _ * -------------- *"*.t * sisältää täyttöajan, ajan, joka kuluu 120 °C:n lämpötilaan lämmittämiseen, sekä ajan 120 °C:ssa lämpimän täytön jälkeen.

• · • · · • * * » • · * • · · .···. Taulukko 3 *·* * RDH-kuidutuksen olosuhteet ja tulokset - "parhaiten toteutettavissa oleva tapaus" • · · • · *

Keiton R9:n RIO: n Rll:n R12:n *·] ‘ numero R9 jälk. RIO jälk. Rll jälk. R12 jälk.

• · · v : H-tekijä 484 558 483 494 • · · • · • ♦ »·· ·· · * · · • # • · ··· • · • m ··· 21 118348 AA (TAPPI) 18,9 16,0 16,0 16 kuumaan täyttöön, %

Sulfidi- 30,6 30,2 29,8 30,4 suus, (TAPPI), % AA:sta

Suurin 160 160 160 160 lämpöt.,

°C

Aika suu- 20 20 18 16 rimpaan lämpötilaan, min

Aika suu- 60 72 62 63 rimmassa lämpötilassa, min

Kappa, 9,1 8,9 9,6 10 seulomaton

Kappa, 8,1 8,5 9,2 9,3 seulottu

Kok.- 48,1 48,1 49,1 49,1 saanto, %

Kok.- 1,1 1,2 1,5 1,3 poiste, %

Seulottu 47 46,9 47,6 47,8 saanto, % ·»·» ··1 2 3 Viskosi- 33,5 33 39,3 32,1 "1: teetti, • 0,5% CED, cp • - ' ------ -- .....-.......

• · · *·:1’ Jäännös keiton jälkeen: t · · AA(Na20), 37,6 32,8 34,1 33,5

g/L

* • · · EA (Na20), 28,6 25,3 25,9 25,3

*·1.1:’: g/L

;1·1: Na2S 17,9 15,2 16,4 16,4

(Na20), g/L

M · • · · • ♦ • · · 1 • · 2 • · 3 22 118348

Kiintoaine, 18,8 19,1 19,2 19,3 %

Kiintoaine, 210 212 215 214

g/L

Sulfidisuus, 47,9 45,7 48,1 49 % AA:Sta

Kuuma täyttö:

Kuuman 18 18 18 18,7 lipeän

panos, L

Täyttö- 13 13 13 13 aika, min

Lämpöt. °C

Huippu 129 132 132 132

Pohja 145 147 147 145

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: AA(Na20), 27,8 25,9 27,3 25,3 27,1 24,6 26,5 23,4

g/L

EA (Na20), 19,9 18,9 19,9 18,3 20,2 18,3 19,57 17

g/L

Na2S 15,8 13,4 14,9 13,9 13,9 12,6 13,9 12,6 (Na20),

S/L

• · · * « * TTA (Na20) , _____

·1 g/L

• · * *:*; Sulfidisuus, 56,8 54,1 54,2 55,3 50,9 51,2 52,3 54,7 • \· % AA:Sta

Kiintoaine, 16,2 16,1 16,7 16,7 17 17,2 17,3 17 % • · · ° *

Kiintoaine, 177 176 182 183 187 189 190 186

. .·. g/L

• · · • · a

Kulunut aika 42 42 42 3 9 yht., min* • · a • •a —— Il ' »*" aa· * sisältää ajan, joka kuluu kuumentamiseen 145 °C:n lämpötilaan, ja ajan 145 °C:ssa kuuman mustalipeän alkuperäisen ruiskutuksen ja kuuman ML-VL-seoksen viimeisen j lisäyksen jälkeen.

a·· • a • a • a· 23 118348

Taulukko 3A

RDH-kuidutuksen olosuhteet ja tulokset - "parhaiten toteutettavissa oleva tapaus"

Keiton R9:n RIO:n Rll:n R12:n numero R9 jälk. RIO jälk. Rll jälk. R12 jälk.

Valko-lipeä:

Valko- 6,17 5,81 5,79 5,6 lipeän

panos, L

Kuuma M/V 4,8 5,2 5,0 6,4

Lisäys- 10 10 10 9 aika, min

Lämpötila, °C

Huippu 139 140 139 141

Pohja 139 145 140 144

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) AA(Na20), 107,3 96,4 96,7 100

g/L

EA (Na20), 90,8 81,8 82,3 84,8

g/L

:Y: TTA (Na20), 125,8 115,6 117,8 120,9

g/L

Φ· · • · · ·

Sulfidisuus, 30,6 30,2 29,8 30,4 % AA: sta • · • · · ____ ._ • t · ----------- ^ _ - - ---------------

Lastupanos & Lipeä: • · · • · ·

Lastu- panos, g 3,500 3,500 3,500 3,500 , .·, Lastujen 37,3 37,3 37,3 37,3 kosteus, % • · · • · * ’*! * O.D. kiinto- 62,7 62,7 62,7 62,7 aines, % • · * ' • __________________ • · * i : • · · •» · • · · ♦ • · 1 • * • · ··· 24 118348 Lämmin täyttö: Lämpimän 24,5 24,3 23,9 24,2 lipeän

panos, L

Ulostulo-pH, 13,3 13,2 13,2 13 alussa

Lisäys- 15 15 15 15 aika, min

Lämpötila, °C

Huippu 108 106 104 108

Pohja 121 117 116 118

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) AA(Na20), 27,1 21,1 26,5 21,1 26,5 20,8 25,9 20,8

g/L

EA (Na20), 20,5 14,5 18,9 14,1 18,3 13,3 17,7 13,3

g/L

Na2S 13,3 13,3 15,2 14,1 16,4 15,2 16,4 15,2

(Na20), g/L

Sulfidisuus, 48,7 62,6 57,4 66,4 61,9 72,1 63,3 72,1 % AA:sta

Kiintoaine, 14,3 14,9 14,8 15,8 15,6 16,1 15 15,6 % • · Φ · · • f « *! Kiintoaine, 155 161 162 171 170 176 163 170

..‘.r g/L

··» ·"! Kulunut aika 30 30 31 30 :***: yht., min1 i « • ^“1““p— • I ·

Syrjäytys: • ·· * · · * Syrjäytys- 32 32 32 32

tilavuus, L

t 1 1 '·“··’ Lisäysaika, 26 26 26 26 min · · 1 · * · · • · · t : M» * • · · ♦ ♦ ♦ * · • · • 1 · • · • · ·1 25 118348

Kemialliset olosuhteet kerääjässä: (TAPPI) AA(Na20), 9,5 9,8 8,8 11,4

g/L

EA (Na20), 8,2 9,2 8,2 10,7

g/L

Na2S 2,5 1,3 1,3 1,3

(Na20), g/L

Sulfidisuus, 31,7 13 14,6 13,1 % AA:sta

Kiintoaine, 10,3 10,6 11,2 %

Kiintoaine, 109 112 118

g/L

* sisältää täyttöajan, ajan, joka kuluu 120 °C:n lämpötilaan lämmittämiseen, sekä ajan 120 °C:ssa lämpimän täytön jälkeen.

Taulukko 3B

YHTEENVETO KUIDUTUSTUTKIMUKSESTA

Keiton numero

Paras keitto: Uusi RDH-keittomenettely R3 R4 • · • * · • * · .......... I II I .........

.·. Peruskeitto: Vanha RDH-keittomenettely R7 R8 vt·* 1 1 *

• · V

« ···« : Parhaiten toteutettavissa oleva keitto: , Muunnettu uusi RDH-keittomenettely R12 ··· i...............

Keiton olosuhteet R3 R4 R7 R8 R12 I * * " ' ' “· Lämmin täyttö • · · _ EA (g/1) 18 18,6 18 18,6 17,7

Na20*.na • · · *...*· Kiintoaine, % 14,3 14,1 14,7 14,6 15 M · • · · • t v · ··· * · a · ··· 26 118348

Kuuma täyttö EA (g/1) Na20 20 19,8 18 18,3 19,6

Kiintoaine, % 11,9 12,7 17 17 17,3

Keittovaihe AA-panos, % 16 16 10 10 16 H-tekijä 475 452 831 832 494

Suurin lämpöt., 160 160 170 170 160

°C

Syrj äytys EA (g/1) 9 10,1 3,7 3,5 10,7

Na20:na

Kiintoaine, % 0 0 10,4 10,3 10

Esimerkki 1

Seuraavat lopulliset massat valmistettiin valkaisututkimusta varten:

Tapaus Keitto no. Kappa Vaaleus, TAPPI

;*·*: "Paras" R3 8,8 45,3 * I R4 9,345,0 • · t "Perus" R7 8,9 4 0,6 ···! R8 8,8 41,3 • ·

• · I

• *.p "Parhaiten RIO 8,5 41,5 toteutettava" Rii 9,2 4 0,8 R12 9,3 41,5 e

Viisi RDH-massaa (R3, R4, R7, R8 ja R12) valkaistiin käyttäen järjestystä (O) (D100) (EO) (D) . Jokaisesta näistä viidestä RDH- • · * ·, massasta poistettiin kuitenkin ensin ligniini hapen avulla :t: ! sekoitusreaktoreissa käyttäen alla taulukossa 4 esitettyjä !***: olosuhteita.

* • e · i *: e · e ♦ • · ·· · 27 118348

Taulukko 4

Olosuhteet hapen avulla toteutetussa ligniinin poistossa

Paras tapaus Perustapaus Parhaiten toteutettavissa oleva tapaus Näyte R3 R4 R7 R8 R12

Laj i Aspen Aspen Aspen Aspen Aspen

Keitto- RDH RDH RDH RDH RDH

tapa

Kappa 8,8 9,2 8,9 8,8 9,3

Visko- 40,7 44,9 33,3 32,2 32,1 siteetti, mPa. s

Valkai- 45,3 45 40,6 41,3 41,5 sematon vaaleus, % 0-vaihe: 95 psig, 99 °C, pit. 12%

NaOH, % 2 2 2 2 2 02 aika, 60 60 60 60 60 min lopulli- 12,8 12,9 12,5 12,5 12,3

ϊ^ϊ nen pH

Kappa 4,7 5,2 4,7 4,5 5 I·* *;*: viskosi- 14,4 13,8 12,6 13,6 12,5 \ v teetti, . .·, mPa. s « « t »··

Kappa- 46,6 43,5 47,2 48,9 50 tekijän pienene- , ,*. minen, % * · · «·· Ϊ*:': Saanto 95,2 95,8 94,3 98,8 94,4 raaka- ·*·’: aineesta, * %

Ml ΐ i : • · · M · ♦ · · • * ♦ · • · 9 • · ··· 28 118348

Valkaisututkimuksia varten 0,225 olevaa Kappa-tekijää käyttäen laskettiin klooridioksidipanos D100-vaiheessa massojen R3, R7 ja R12 tapauksessa. 0,27 olevaa Kappa-tekijää käytettiin massojen R4, R8 ja R12 tapauksessa. Alla olevissa taulukoissa 5-10 on esitetty (D100)(Eo)(D)-valkaisun olosuhteet sekä tulokset, jotka saatiin näistä keitoista saaduilla, hapen avulla ligniinittömiksi tehdyillä massoilla. Klooridioksidiliuoksen pitoisuutta muutettiin 0,92 olevan tekijän verran, millä kompensoitiin klooridioksidin häviöt täytettäessä reaktoreita ja polyeteenipusseja valkaisun aikana.

Taulukko 5

Optimaalisen RDH-massan (O)(D100)(Eo)D-valkaisu

Kappatekijä=0,225 Näyte R3

Laj i Aspen

Keittotapa RDH

02-massa, Kappa 4,7

Viskositeetti, mPa.s 14,4 D-100-vaihe: 30 min, 68 °C, pit. 4,2%

Klooraustekijä 0,23 C102, käytettävissä 1,06 olevana Cl2:na* *·*.' Todellinen C102, käytet- 1,15 ·*· tävissä olevana Cl2=na **** Korvautuminen, % 100 „:r H2S04, % 1,5 ,V, Lopullinen pH 2 s ·* Jäännös, g/L käytettä- 0,14 ; Ϊ*; vissä olevaa Cl2:a • t» Ä • ·» * E0-vaihe: 60 min, 74 °C, pit. 10%

NaOH, % 0,8 : 02-paine, psig 25 • Y*t 02-aika, min 15 V i Lopullinen pH 12,4 K No. (25 Ml) 2,3 V : Viskositeetti, mPa.s 13,7 ,··, Saanto raaka-aineesta, % 93,5 *·« »· * » « · • « ¥ Ψ ««« • · • · *»* 29 118348 D-vaihe: 74 °C, 210 min, pit. 10% Näyte no. #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 C102 C102:na, 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 0,9 1,1 %*

Todellinen 0,11 0,33 0,54 0,76 0,98 1,2 0,98 1,2 C102, % C102

NaOH, % 00 0,09 0,16 0,25 0,3 0,33 0,42 H2S04, % 0,1 0,05 0 0 0 0 0 0

Lopullinen pH 4,1 3,4 3,3 3 2,9 2,6 3,6 3,7 Jäännös muo- 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0 0 dossa C102, %

Vaaleus, 89,7 90,4 91,2 91,5 91,6 92 91,1 91,3

%ISO

Viskosi- 13,1 - - 11,2 - -- 9,2 teetti, mPa.s * Todellinen C102-pit. x 0,92 Taulukko 6

Optimaalisen RDH-massan (O)(D100)(Eo)D-valkaisu Kappatekijä=0,27

v V

V.* Näyte R4 .:. Laji Aspen

•••j Keittotapa RDH

*j* 02-massa, Kappa 5,2

Viskositeetti, mPa.s 13,8 « · • « • ·“* D-100-vaihe: 30 min, 68 °C, pit. 4,2% ; · t M» : Klooraustekijä 0,27 C102, käytettävissä 1,4 olevana C^ma* i ·’; Todellinen C102, käytet- 1,53 tävissä olevana Cl2=na : Korvautuminen, % 100 .:. H2S04, % 2 *,· · Lopullinen pH 1,9 Jäännös, g/L käytettä- 0,09 '·*’ vissä olevaa Cl2:a o r4 : ·: o » ·♦· • » * » ΨΨΡ 30 118348 EO-vaihe: 60 min, 74 °C, pit. 10%

NaOH, % 0,8 02-paine, psig 25 02-aika, min 15

Lopullinen pH 12,5 K No. (25 Ml) 2

Viskositeetti, mPa.s 13,3

Saanto raaka-aineesta, % 92,8 D-vaihe: 74 °C, 210 min, pit. 10% Näyte no. #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8

Cl02 Cl02:na, 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 0,9 1,1 %*

Todellinen 0,11 0,33 0,54 0,76 0,98 1,2 0,98 1,2 C102, % C102

NaOH, % 00 0,09 0,16 0,25 0,3 0,33 0,42 H2S04, % 0,1 0,05 0 0 0 0 0 0

Lopullinen pH 4,3 3,4 3,4 3,2 2,8 2,7 3,7 3,5 Jäännös muo- 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0 0 dossa C102, %

Vaaleus, %ISO 89,8 90,5 91,2 91,5 91,8 91,8 91,4 91,5

Viskositeetti 12,5 - - 11,6 - - - 9,8 * Todellinen Cl02-pit. x 0,92 • · • · · * · · · ···* Taulukko 7 • · • · · * ; Perus-RDH-massan (O)(D100)(Eo)D-valkaisu • « · • · · • · ·

Kappatekija=0,225 • · · Näyte R7 . La j i Aspen

:.i.: Keittotapa RDH

02-massa, Kappa 4,5 *\ Viskositeetti, mPa.s 13,6 • · · *.' * D-100-vaihe: 30 min, 68 °C, pit. 4,2% • * · : : *" Klooraustekijä 0,23 C102, käytettävissä 1,01 *..* olevana Cl2:na* • · • · • · · 31 118348

Todellinen C102, käytet- 1,1 tavissa olevana Cl2:na Korvautuminen, % 100 H2S04, % 2

Lopullinen pH 2,7 Jäännös, g/L käytettä- 0,01 vissä olevaa Cl2:a EO-vaihe: 60 min, 74 °C, pit. 10%

NaOH, % 0,8 02-paine, psig 25 02-aika, min 15

Lopullinen pH 12,3 K No. (25 Ml) 2,3

Viskositeetti, mPa.s 13,3

Saanto raaka-aineesta, % 97 D-vaihe: 74 °C, 210 min, pit. 10% Näyte no. #1 #2 #3 #4 #5 #6 C102 C102:na, 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 % *

Todellinen 0,11 0,33 0,54 0,76 0,98 1,2 C102, % C102

NaOH, % 00 0,08 0,2 0,33 0,42 H2S04, % 0,10,050 0 0 0 . . Lopullinen pH 4 3,5 3,4 3,4 3,4 3,8 • · * • · · • * Jäännös muo- 0 0 0 0 0 0 ··· dossa C102, % ··*

Vaaleus, %ISO 87,6 88,7 89, 7 90,3 90,3 90,6 • · • · . .*. Viskositetti 12,6 - - 11,4 - 9,6 • · · r ' ' • · · ________ _____ : * Todellinen C102-pit. x 0,92 • · *

Taulukko 8 • · · * # ·

Perus-RDH-massan (O)(D100)(Eo)D-valkaisu • * · • * · ···. Kappatekijä=0,27 t · *»« Näyte R8 ; V Laji Aspen

.***. Keittotapa RDH

··· 32 1 1 8348 02-massa, Kappa 4,7

Viskositeetti, mPa.s 12,6 (D-100)-vaihe: 30 min, 68 °C, pit. 4,2%

Klooraustekijä 0,27 C102, käytettävissä 1,27 olevana C^ma*

Todellinen C102, käytet- 1,38 tavissa olevana Cl2:na Korvautuminen, % 100 H2S04, % 2

Lopullinen pH 1,9 Jäännös, g/L käytettä- 0,07 vissä olevaa Cl2:a EO-vaihe: 60 min, 74 °C, pit. 10%

NaOH, % 0,8 02-paine, psig 25 02-aika, min 15

Lopullinen pH 12,2 K No. (25 Ml) 2,1

Viskositeetti, mPa.s 12,6

Saanto raaka-aineesta, % 94,2 D-vaihe: 74 °C, 210 min, pit. 10% Näyte no. #1 #2 #3 #4 #5 . #6 C102 Cl02:na, 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 %* :V: Todellinen 0,11 0,33 0,54 0,76 0,98 1,2 C102, % C102 • · »· ·:· NaOH, % 0 0 0,08 0,2 0,33 0,42 ·»·* * H2S04, % 0,1 0,05 0 0 0 0 « * * · *·"* Lopullinen pH 3,6 3,1 3,1 3,1 3,2 3,6 • · · • · · Jäännös muo- 000000 dossa C102, % • · · *“·/ Vaaleus, %ISO 87 88,7 89,3 90,1 90,5 90,5 * · · • * ·

Viskositeetti, 12,2 - - 11,2 - 9,5 mPa.s • · · ‘..j * Todellinen C102-pit. x 0,92 • · · • · · • * t · »»· • * • · ·· * 33 1 1 8348

Taulukko 9

Parhaiten toteutettavissa olevan RDH-massan (0)(D100)(Eo)D-valkaisu

Kappatekijä=0,225 Näyte R12

Laj i Aspen

Keittotapa RDH

02-massa, Kappa 5

Viskositeetti, mPa.s 12,5 D-100-vaihe: 30 min, 68 °C, pit. 4,2%

Klooraustekijä 0,03 C102, käytettävissä 1,13 olevana Cl2:na*

Todellinen Cl02, käytet- 1,22 tävissä olevana Cl2:na Korvautuminen, % 100 H2S04, % 1,5

Lopullinen pH 2 Jäännös, g/L käytettä- 0,04 vissä olevaa Cl2:a EO-vaihe: 60 min, 74 °C, pit. 10%

NaOH, % 0,8 02-paine, psig 25 02-aika, min 15

Lopullinen pH 12,7 K No. (25 Ml) 2,3

Viskositeetti, mPa.s 11,9 ’·*·* Saanto raaka-aineesta, % • · · "jj, D-vaihe: 74 °C, 210 min, pit. 10% Näyte no. #1 #2 #3 #4 #5 #6 • · C102 C102:na, 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 • ·* % "k t · * I φ * •

Todellinen 0,11 0#33 0,54 0,76 0,98 1,2 C102, % C102 « * · • · · .*·.·. NaOH, % 0 0 0,08 0,2 0,33 0,42 • · * Φ H2S04, % 0,1 0,05 0 0 0 0 • a · l***: Lopullinen pH 4,1 3,7 3,4 3,4 3,4 3,3 * · · Jäännös muo- 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 • ·’ dossa C102, % • * • φ φ φ φ 34 118348

Vaaleus, %ISO 88,9 90 90,8 91 91,6 91,8

Viskositeetti 11/9 - - 10,5 - 9,4 * Todellinen C102-pit. x 0,92

Taulukko 10

Parhaiten toteutettavissa olevan RDH-massan (0) (D100) (Eo)D-valkaisu

Kappatekijä=0,27 Näyte R12

Laji Aspen

Keittotapa RDH

02-massa, Kappa 5

Viskositeetti, mPa.s 12,5 D-100-vaihe: 30 min, 68 °C, pit. 4,2%

Klooraustekijä 0,03 C102, käytettävissä 1,35 olevana Cl2=na*

Todellinen C102, käytet- 1,47 tävissä olevana Cl2:na Korvautuminen, % 100 H2S04, % 2

Lopullinen pH 2,3 Jäännös, g/L käytettä- 0,08 vissä olevaa Cl2:a :Y: E0-vaihe: 60 min, 74 °C, pit. 10% • · ..II* NaOH, % 0,8 02-paine, psig 25 ;*j 02-aika, min 15 : * : Lopullinen pH 12,6 K No. (25 Ml) 2,2 '.ί.* Viskositeetti, mPa.s 12,2 j*·*; Saanto raaka-aineesta, % m D-vaihe: 74 °C, 210 min, pit. 10% Näyte no. #1 #2 #3 #4 #5 #6 Φ · • · · *\ * C102 C102:na, 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 • · · o, * · « -¾ • * » »"*: Todellinen 0,11 0,33 0,54 0,76 0,98 1,2 ·«* 1 l»l*/ C102, % C102 ·· · • · · • ♦ *...\ NaOH, % 0 0 0,08 0,2 0,33 0,42 • · ··* 4 35 1 1 8348 H2S04, % 0,1 0,05 O 0 0 0

Lopullinen pH 3,9 3,4 3,3 3,3 3,3 3,3 Jäännös muo- 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0,01 dossa C102, %

Vaaleus, %ISO 88,9 90 90,8 91,1 91,5 91,8

Viskositeetti, 12,4 - - 10,7 - 9,5 mPa. s * Todellinen Cl02-pit. x 0,92

Kuten kuvioista 5 ja 5A nähdään, suuremman Kappa-tekijän käyttö ei näyttänyt vähentävän Dl-vaiheessa klooridioksidin tarvetta. Parasta tapausta edustavat RDH-massat (R3 ja R4) tuottivat 1,5-2 pistettä suuremman vaaleuden kuin perustapausta vastaavat RDH-massat (R7 ja R8) ekvivalentteja klooridioksidi-panoksia käytettäessä.

Kuvioista 6 ja 6A nähdään, että parhaiten toteutettavissa olevaa tapausta vastaavalla RDH-massalla (R12) saavutettu vaaleus oli keskimääräinen eli parasta tapausta vastaavan RDH-massan (R3) ja perustapausta vastaavan RDH-massan (R7) vaaleuksien välissä.

• * • · ♦ • · ·

Kuvioista 7 ja 7A nähdään, että parhaiten toteutettavissa "*|t olevaa tapausta vastaavalla RDH-massalla (R12) saavutettu vaa- * leus oli keskimääräinen eli parasta tapausta vastaavan RDH- » * i : ·* massan (R4) ja perustapausta vastaavan RDH-massan (R8) vaaleuk- * * * sien välissä.

• ·· t : : «

Alla olevaan taulukkoon 11 on koottu tulokset, jotka satiin * massan valkaisututkimuksista. Massat, joiden valkaiseminen oli :T: helpointa, olivat parasta tapausta vastaavia massoja. Kaikkein vaikeimmin valkaistavia olivat perustapauksen massat, ja par- * · · I.. haiten toteutettavissa olevan tapauksen valkaistavuus oli i : "* näiden kahden luokan välissä. Tuloksista nähtiin, että suuri • *,! alkalisuus (valkolipeän lisääminen lämpimään ja kuumaan täyt- :***: töön sekä keittovaiheeseen, AA-panos alueella 15-35 % AA) ··· 36 118348 yhdistettynä pieneen keittolämpötilaan (noin 150-167 °C) parantaa massan valkaistavuutta ja näin ollen massan lopullista vaaleutta. Huomattakoon, että mustalipeän väkevyys RDH-keiton aikana tulisi säilyttää.

Taulukko 11

YHTEENVETO VALKAISUTUTKIMUKSESTA

Keiton numero

Paras keitto: Uusi RDH-keittomenettely R3 R4

Peruskeitto: Vanha RDH-keittomenettely R7 R8

Parhaiten toteutettavissa oleva keitto:

Muunnettu uusi RDH-keittomenettely R12

Valkaisun tulokset

Kappa- 0,225 D:ssa (100% C102-korvautuminen) tekijä e · „Ii* Lopullinen vaaleus, %IS0 *·· ···· ·*·*· Cl02-panos viimeisessä D-vaiheessa, % *. 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 :: : _ ·:*. R3 89,7 90,4 91,2 91,5 91,6 92 ·* * (Paras keitto) R12 88,9 90 90,8 91 91,6 91,8 .·:% (Parh.

• · · \ tot.

oleva) » · · • »1: R7 87,6 88,7 89,7 90,3 90,3 90,6 *1* (Perus) «· · • · · -- ' - 111 e * \t: Kappa- i...1 tekijä 0,27 D:ssä (100% C102-korvautuminen) 37 118348

Lopullinen vaaleus, %ISO

C102-panos viimeisessä D-vaiheessa, % 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 R4 89,8 90,5 91,2 91,5 91,8 91,8 (Paras keitto) R12 88,9 90 90,8 91,1 91,5 91,8 (Parh. tot. oleva) R8 87 88,7 89,3 90,1 90,5 90,5 (Perus)

Selvää on, että ohessa kuvattuihin, tällä hetkellä edullisena pidettyihin suoritusmuotoihin voidaan tehdä alan asiantuntijalle ilmeisiä muutoksia ja muokkauksia. Nämä muutokset ja muokkaukset voidaan tehdä esillä olevan keksinnön hengestä ja tavoitteista poikkeamatta ja saavutettujen etujen kärsimättä. Näin ollen liitteenä olevien patenttivaatimusten on tarkoitus kattaa nämä muutokset ja muokkaukset.

a · » · » * · · • · ··· « ···« « ··· »i·· • · » · * « · • · • 1 · · I · I ♦ *· f * * I · « • • · · • · · ··· *·♦ • · · · · ··♦ • · · • · · m i : ··· ·· ♦ • · · • · • i 1 m · 9 · ·♦·

Claims (9)

38 118348

1. Panoskeittoprosessi, jossa käytetään nopeaa syrjäyttävää kuumentamista ligniinittömäksi tehdyn massan tuottamiseksi, jossa prosessissa jätelipeä, jota on syntynyt keittokatti-lassa (10) keittolipeän avulla tapahtuneen selluloosamateri-aalin keittämisen seurauksena, syrjäytetään ja kerätään kerääjiin (24, 28, 58) kuumana mustalipeänä ja lämpimänä mus-talipeänä tämän jätelipeän sisältämän lämmön säilyttämiseksi ja käyttämiseksi toisen selluloosamateriaalierän kuumentamiseksi lämmintä mustalipeää ja kuumaa mustalipeää syrjäyttävää tyyppiä olevissa esikäsittelyissä aina kuumempien jätelipei-den avulla ennen keittoa, tunnettu siitä, että: valkolipeää lisätään lämpimään mustalipeään lämpimällä musta-lipeällä toteutetun esikäsittelyn aikana ja kuumaan mustalipeään kuumalla mustalipeällä toteutettujen esikäsittelyvai- heiden aikana ja keittolipeään hajotusprosessin keittovaiheen * · ··- aikana, valkolipeän hajautetusti lisätyn kokonaispanoksen e··* *;· ollessa välillä noin 15 %:sta aktiivista alkalisuutta 35 :*·]: %:iin aktiivista alkalisuutta; ja • · - • e -··· ϊφϊ keittolipeän lämpötila nostetaan noin 150-167 °C:een keitto- vaihetta varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että valkolipeäliuosta lisätään lämpimään mustalipeään (läm- ·*· pötila välillä 90-150 °C) sekä kuumaan mustalipeään (lämpö- • · ·* tila välillä 150-167 °C) ennalta määrättynä määränä. * e*

.···* 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu • e .·, : siitä, että valkolipeää lisätään viileään mustalipeään (läm- * e e * pötila välillä 70 °C ja 90 °C) ja että selluloosamateriaalia 39 118348 esikäsitellään tällä viileällä mustalipeällä, johon on lisätty valkolipeää, ennen esikäsittelyä lämpimällä mustalipeällä .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että valkolipeän edullinen kokonaispanos on > 20 % AA.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että edullinen keittolämpötila on välillä 155 °C - 167 °C.

6. Menetelmä valkaistavan massan tuottamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisella prosessilla, tämän menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa: (a) haketta laitetaan keittokattilaan (10); (b) haketta esikäsitellään lämpimän mustalipeän ja valkoli- ·*·* peän seoksella, jonka lämpötila on keittolämpötilaa pie- e · ·· nempi; ···· ··* (c) seos syrjäytetään keittokattilasta (10) vähintään yh- • Ml *’**' dellä kuuman mustalipeän ja kuuman valkolipeän seok- • * : sella; ·*· ;Y (d) keittokattilan (10) lämpötila nostetaan keittolämpöti- laan; (e) lämpötilaa ylläpidetään kunnes hake on hajonnut; (f) keittokattilan (10) sisältö syrjäytetään massan pesusta saadulla suodosnesteellä; ja »·· (g) keittokattilan (10) sisältö tyhjennetään kohdistamalla ♦ * ··· keittokattilan (10) sisätilaan kaasunpaine tai pumppaa- ···* maila sisältö ulos.

« · ··· * • · : 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu • ·· siitä, että siihen kuuluu vaihe, jossa haketta esikäsitellään viileän mustalipeän ja valkolipeän (tai NaOH-liuoksen) seok sella ennen lämpimällä mustalipeällä toteutettavaa esikäsit- telyvaihetta. 40 118348

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetyn valkolipeän kokonaispanos on yhteensä välillä 15 %:sta AA 35 %:een AA.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu vaihe, jossa syrjäytetään keitto-kattilan (10) sisältö pesusuodoksen ja valkolipeän (tai NaOH-liuoksen) millä tahansa yhdistelmällä. • · * · • 9 9 « • 99 • • 11« 9 * 9 9999 99 9 • 9 9 9 9 9 9 9 - 9 9 999 9 9 9 9 • · • · · ··· • 9 99 9 9 999 999* 9 9 9 999 9 9 • * 9 9 9 9 * 9 9 · • 41 118348