FI120362B - Method and apparatus for cooking cellulose - Google Patents
Method and apparatus for cooking cellulose Download PDFInfo
- Publication number
- FI120362B FI120362B FI964530A FI964530A FI120362B FI 120362 B FI120362 B FI 120362B FI 964530 A FI964530 A FI 964530A FI 964530 A FI964530 A FI 964530A FI 120362 B FI120362 B FI 120362B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- liquor
- cooking
- alkali
- vessel
- digester
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
MENETELMÄ JA LAITE SELLULOOSAN KEITTÄMISEKSIMETHOD AND APPARATUS FOR BOILING CELLULOSE
Kaksi tärkeintä aktiivista keittokemikaalia, joilla hienonnettua selluloosakuituainesta käsitellään sulfaatti-5 eli "kraft"-keiton aikana, ovat natriumsulfidi Na2S sekä natriumhydroksidi NaOH. Selluloosan keitossa mukana olevan keittokemikaalin määrä ilmaistaan massanvalmistuksessa käyttämällä siitä nimitystä "tehollinen alkali". Tehollisen alkalin pitoisuusarvo kuvaa keittolipeän hyd-10 roksidi-ioni- eli OH-väkevyyttä. Koska natriumsulfidi hydrolysoituu vesiväliaineessa, jolloin muodostuu nat-riumhydroksidia eli "alkalia" sekä natriumhydrosulfidia, tuorevalkolipeän tehollisen alkalin määritelmä on seuraa-va: natriumhydroksidipitoisuus plus puolet natriumsulfi-15 dipitoisuudesta, ja se ilmaistaan NaOH:na, eli siis tehollinen alkali = (NaOH) + l/2(Na2S).The two most important active cooking chemicals for treating the pulverized cellulosic fiber during sulfate-5 or "kraft" cooking are sodium sulfide Na2S and sodium hydroxide NaOH. The amount of cooking chemical involved in the cooking of cellulose is expressed in mass production by the term "effective alkali". The effective alkali concentration value describes the hydroxide ion, or OH, concentration of the cooking liquor. Since sodium sulphide is hydrolyzed in aqueous medium to form sodium hydroxide or "alkali" and sodium hydrosulphide, the definition of effective alkali in fresh white liquor is as follows: sodium hydroxide content plus half the sodium sulph l / 2 (Na 2 S).
Selluloosa-aineksen käsittelemiseksi alkalilla on esitetty erilaisia menetelmiä. Esimerkiksi tavanomaisessa 20 kraft-keitossa kaikki keittokemikaalit eli tehollinen alkali syötetään prosessiin keiton alussa, ennen impreg- • · · nointivaihetta. Tässä prosessissa alkali kuluu asteittain • · · I käsittelyn edetessä. Tavanomaisessa kraft-keitossa tehol- : lisen alkalin määrä keittolipeässä on tyypillisesti suu- • · · · ··· 25 rimmillaan keiton alussa ja pienimmillään keiton lopussa.Various methods for treating cellulosic material with alkali have been disclosed. For example, in conventional 20 kraft cooking, all cooking chemicals, i.e. effective alkali, are introduced into the process at the beginning of the cooking, before the impregnation step. In this process, alkali is gradually consumed as the · · · I treatment progresses. In conventional kraft cooking, the effective amount of alkali in the cooking liquor is typically high at the beginning of the cooking and lowest at the end of the cooking.
»··· • · · • · · • · · STFI:n (the Swedish Forest Products Research Institute) • · t 1980-luvun alussa tekemien tutkimusten perusteella nk.According to research conducted by the Swedish Forest Products Research Institute (STFI) in the early 1980s
... modifioitu keitto otettiin käyttöön 1980-luvun ensimmäi- • * * 30 sellä puoliskolla. Kuten Sjöblom et ai (Paperi ja Puu, • · *···* 1983, nro 4, s. 227) kuvaa, tämäntyyppisen keiton yhtenä tavoitteena on aikaansaada "tehollisen alkalin matala ja • · ·’**· tasainen pitoisuus" sekä viskositeetin että saannon yhte- • · · .;. nä parantamiskeinona. Johansson et ai, Svensk Papperstid- • · 35 ning, 1984, nro 10, on kuvannut tehollisen alkalin pitoi- • · · ’· suusprofiilia, ts. pitoisuusarvon muutoksia koko modifi oidun jatkuvan kraft-keiton aikana, ja verrannut sitä ta- 2 vanomaisen kraft-keiton vastaavaan. Johansson et ai kuvasi, miten tällainen alkalipitoisuuksiltaan tasaisempi modifioitu keitto mm. parantaa massan viskositeettia ja valkaistavuutta sekä kuormittaa vähemmän ympäristöä. Tämä 5 tutkimus ja muiden tahojen myöhemmin tekemät kokeet vahvistivat, että tehollisen alkalin matala pitoisuus ja tasainen jakauma sekä jatkuvassa että eräkeitossa (kraft) ovat edullisia. Tästä massankäsittelytavasta tuli Andritz Inc.'in (entiseltä nimeltään Ahlström Kamyr), Glens Falls 10 NY, markkinoimien MCC®- ja EMCC®-keittimien ja keittopro-sessien kulmakivi. Kyseisistä laitteistoista tuli erittäin suosittuja massanvalmistuksessa 1980- ja 1990-lukujen taitteessa.... modified soup was introduced in the first half of the 1980s. As described by Sjöblom et al. (Paper and Wood, 1983, No. 4, p. 227), one of the aims of this type of cooking is to provide a "low and effective concentration of effective alkali" and viscosity. that the yield • • ·.;. as a means of healing. Johansson et al., Svensk Papperstid- · 35 Ning, 1984, No. 10, have described the concentration profile of the effective alkali, i.e., the change in concentration value throughout the modified continuous kraft cooking, and compared it with conventional kraft soup. Johansson et al described how such a more alkaline modified soup e.g. improves the viscosity and bleaching of the pulp and reduces the burden on the environment. This study and subsequent experiments by others confirmed that low concentration and uniform distribution of effective alkali in both continuous and batch cooking (kraft) are preferred. This pulp treatment became the cornerstone of MCC® and EMCC® machines and cooking processes marketed by Andritz Inc. (formerly Ahlström Kamyr), Glens Falls 10 NY. Such equipment became very popular in mass production in the late 1980s and 1990s.
15 Vaikka tehollisen alkalin matalan ja tasaisen pitoisuuden massan viskositeetille ja saannolle tuomat edut on alalla hyväksytty, on yllättäen havaittu, että näillä profiileilla tuotettu massa ei ole ominaiskuitulujuudeltaan vahvinta mahdollista.15 While the benefits of low and steady concentration of effective alkali for the viscosity and yield of the pulp have been accepted in the art, it has surprisingly been found that the pulp produced by these profiles is not the strongest in its intrinsic fiber strength.
2020
Termi "massan viskositeetti" on mielletty suoraan massan • · · kuituluj uuteen. Massan viskositeetti tulkitaan joskus • · · • massan suhteellisen kuituvaurion tai depolymeroinnin : epäsuoraksi mitaksi. Tämän ajattelun mukaisesti: mitä ··· · ··· 25 alempi viskositeetti, sitä suurempi kuituvaurio. Usein on • · · · ; oletettu että vaurioitunut kuitu tuottaa heikompaa massaa • · · ja näin ollen alempi viskositeetti on tulkittu alen- • · · tuneeksi ominaiskuitulujuudeksi. Esillä olevan keksinnön ... mukaisesti on kuitenkin havaittu, että tehollisen alkalin • · · • · · *.. 30 korkeat pitoisuudet ja/tai korkea pH-arvo bulkki- ja • · *“·’ jäännösdelignifioinnissa, vaikkakin ne mahdollisesti alentavat massan viskositeettia, tuottavat massaa, jonka ominaiskuitulujuus on korkeampi. Esimerkiksi laboratorio- • · · y..' keitoissa, joissa käytettiin keiton aikana korkeita aika- • · !**, 35 lipitoisuuksia, esim. tehollista alkalia 32 g/1, tarvit- • · · * tiin vain noin 40 % tavanomaisesta H-tekijästä, jotta saatiin havupuumassalle kappaluku 21 sekä vahvempaa mas- 3 saa. Tehollisen alkalin korkea pitoisuus sekä korkea pH keittämisen aikana antavat tulokseksi myös valkaistavuu-deltaan parempaa massaa, kuten kirjallisuudessa on todettu. Lisäksi korkea tehollisen alkalin pitoisuus antaa 5 korkean jäännösalkalipitoisuuden jätekeittolipeälle, jota voidaan käyttää tehokkaasti hakkeen esikäsittelyyn ennen keiton bulkkidelignifiointivaihetta. Esillä olevan keksinnön mukaan on mahdollista käyttää alhaisempia keitto-lämpötiloja ja/tai lyhyempiä keittoaikoja tavanomaisiin 10 keittoihin verrattuna. Toisin sanoen, tätä keksintöä käyttämällä keittoastiat voidaan suunnitella pienemmiksi ja hinnaltaan edullisemmiksi. Tämä tarkoittaa myös sitä, että olemassa olevat keittoastiat, joiden toimintaa nykyiset prosessit rajoittavat, voidaan saada tuottamaan 15 enemmän massaa aikayksikköä kohden ilman, että niiden lämpötilaa tai tehollisen alkalin määrää niissä tarvitsee lisätä.The term "pulp viscosity" is directly conceived of in the fiber. The viscosity of the pulp is sometimes interpreted as an indirect measure of the relative fiber damage or depolymerization of the pulp. According to this thinking: the lower the viscosity, the greater the fiber damage. Often there is a · · · ·; it is assumed that the damaged fiber produces a weaker mass and that the lower viscosity is interpreted as a reduced specific fiber strength. However, in accordance with the present invention, it has been found that high concentrations and / or high pH of the effective alkali in bulk and residual delignification, although they may possibly reduce the viscosity of the pulp. , produce pulp with a higher specific fiber strength. For example, in laboratory soups that used high time lipid concentrations during cooking, such as 32 g / L of effective alkali, only about 40% of the usual H was needed. factor to obtain a kappa number of 21 for softwood pulp and a stronger mass. The high concentration of effective alkali as well as the high pH during cooking also results in a higher pulp bleaching mass, as has been reported in the literature. In addition, the high effective alkali content gives a 5 high residual alkali content to the waste cooking liquor, which can be effectively used to pre-treat the chips prior to the bulk bulk delignification step. According to the present invention, it is possible to use lower cooking temperatures and / or shorter cooking times compared to conventional soups. In other words, by using the present invention, cookware can be designed to be smaller and less expensive. This also means that existing cookware, whose operation is limited by current processes, can be made to produce 15 more mass per unit of time without having to increase their temperature or the amount of effective alkali therein.
Termit "bulkki" ja "jäännös" delignifiointiin sovellettu-20 na ovat standardikäsitteitä sellu- ja paperialalla, ja ne on määritelty julkaisussa "Pulp and Paper Manufacturing", • · · osa 5, Alkaline Pulping, Grace et ai, Technical Section, ·· · { *#C Canadian Pulp & Paper Association, 1989, ss. 60-62. Lyhy- : esti sanottuna, "bulkkidelignifiointi" on se delignifi- ··· 25 oinnin vaihe, jolloin enin osa ligniinistä poistetaan • · · · .edeltävään alkuvaiheeseen verrattuna suurella valinta-• · · • · · tarkkuudella. "Jäännösdelignifiointi" puolestaan on bulk- i · Φ kidelignifioinnin jälkeinen vaihe, jolle on tunnusomaista ... se, että ligniininpoisto on paljon hitaampaa, saannon 30 hävikki on suurempi ja myös alkalin kulutus on suurempi • · *·;·* poistettua ligniiniyksikköä kohden.The terms "bulk" and "residue" applied to delignification are standard concepts in the pulp and paper industry and are defined in Pulp and Paper Manufacturing, Part 5, Alkaline Pulping, Grace et al., Technical Section, ··· · {* # C Canadian Pulp & Paper Association, 1989, ss. 60-62. Briefly, "bulk delignification" is the stage of delignification whereby most of the lignin is removed with a high degree of selectivity compared to the preceding initial step. "Residual delignification", in turn, is a step after bulk crystallization, characterized by ... much slower lignin depletion, higher yield loss and also higher alkali consumption per unit of lignin removed.
• · • · · • · · • ·• · • · · · · ·
Tarkkaa mekanismia, joka tuottaa yllä mainitut toivotut • · · tulokset, ei täysin ymmärretä. Korkea pH - joka ei ole • · 35 korkean alkalipitoisuuden kanssa identtinen (ja joka voi • · · ’· *· olla aktiivisten keittokemikaalien tarkempi osoitin), vaikka korkea alkalipitoisuus on tavallisesti edellytyk- 4 senä korkealle pH:lie - voi olla tärkeämpi kuin korkea alkalipitoisuus itse, ja näiden kahden kombinaatio saattaa olla mitä merkityksellisin.The exact mechanism that produces the above desired results is not fully understood. High pH - not identical to 35 · high alkaline content (and which may be a more accurate indicator of active cooking chemicals), although high alkaline content is usually a prerequisite for high pH - may be more important than high the alkali content itself, and the combination of the two may be most meaningful.
5 Tämän keksinnön laajimman näkökohdan mukaan keksintö käsittää menetelmän hienonnetun selluloosakuituaineksen keittämiseksi käyttämällä korkeita tehollisen alkalin pitoisuuksia ainakin yhdessä käsittelyvaiheessa. Tätä korkeaa alkalipitoisuutta käytetään edullisesti keiton 10 bulkkidelignifiointivaiheessa. Edullisesti tehollisen alkalin pitoisuus ylittää 15 g/1 (edullisemmin 20 g/1) sekä bulkki- että jäännösdelignifioinnissa. Menetelmä voidaan toteuttaa vuo- tai eräkeittona, yhdessä tai useammassa astiassa, hydraulisessa tai höyry/neste-15 faasikeittimessä. Edullisen suoritusmuodon mukaan keksin nön menetelmä toteutetaan kuitenkin jatkuvatoimisena erityyppisiä konventionaalisia vuokeittimiä käyttäen.According to a broadest aspect of the present invention, the invention comprises a process for cooking comminuted cellulosic fibrous material using high concentrations of effective alkali in at least one treatment step. This high alkali content is advantageously used in the bulk deliquescence step of the soup. Preferably, the effective alkali concentration exceeds 15 g / L (more preferably 20 g / L) in both bulk and residual delignification. The process may be carried out as a flow or batch cooking, in one or more vessels, in a hydraulic or in a steam / liquid phase cooker. However, according to a preferred embodiment, the method of the invention is carried out continuously using different types of conventional transceivers.
Keksinnön mukaan on aikaansaatu myös menetelmä hienonne-20 tun selluloosakuituaineksen käsittelemiseksi kemiallisen massan valmistuksessa, jonka kemiallisen massan ominais- • · · kuitulujuus on suurempi kuin tavanomaisen tai modifioidun • · · : · : keiton menetelmillä valmistetun massan. Menetelmä käsit- • · : tää seuraavat jatkuvatoimiset ja peräkkäiset vaiheet: a) ·· · · ··· 25 Käsitellään (esim. impregnoimalla) hienonnettua sellu- ···· . loosakuituainesta ensimmäisellä keittolipeällä, jolla on • · · ensimmäinen tehollisen alkalin pitoisuus, joka on yli 10 • · · g/1; b) käsitellään ko. selluloosakuituainesta (esim. nyt impregnoituna) edelleen ensimmäisellä keittolipeällä 30 siten, että ensimmäisestä keittolipeästä kuluu alkalia, • ♦ *··♦* niin että ensimmäisen jätelipeän tehollisen alkalin pi- toisuus alenee n. 10 g/1:aan tai sen alle; c) poistetaan ensimmäinen jätekeittolipeä selluloosakuituaineksesta; d) ··♦ käsitellään (esim. impregnoimalla) selluloosakuituainesta ***. 35 toisella keittolipeällä, jolla on toinen tehollisen aika- • · · ’· *· Iin pitoisuus, joka on yli 25 g/1 ja korkeampi kuin en simmäinen pitoisuus, ja pH vähintään 13, joka toinen 5 keittolipeä sisältää vähintään 50 % selluloosakuituainek-sen kemiallisen massan valmistuksessa kuluttamasta koko-naisalkalista; e) keitetään selluloosakuituainesta toisella keittolipeällä keittolämpötilassa kemiallisen mas-5 san valmistamiseksi, jolloin syntyy toinen jätekeitto-lipeä, jonka tehollisen alkalin pitoisuus on yli 15 g/1 (esim. suurempi kuin n. 20 g/1); f) poistetaan toinen jätekeittolipeä massasta.According to the invention there is also provided a process for treating comminuted cellulosic fibrous material in the manufacture of a chemical pulp having a higher chemical fiber specificity than conventional pulp or modified pulp. The process consists of the following continuous and sequential steps: a) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · loose fiber material in a first cooking liquor having a · · · first effective alkali content of more than 10 · · · g / l; b. the cellulosic fibrous material (e.g., now impregnated) with the first cooking liquor 30 such that alkali is consumed in the first cooking liquor, so that the effective alkali content of the first waste liquor is reduced to about 10 g / l; c) removing the first waste cooking liquor from the cellulosic fibrous material; d) ·· ♦ treated (eg by impregnation) with cellulosic fibrous material ***. 35 second cooking liquors with a second effective time concentration of more than 25 g / l and higher than the first concentration and a pH of at least 13, each of the other 5 cooking liquors contains at least 50% cellulose fiber total alkali consumed in chemical pulp production; e) boiling the cellulosic fibrous material in a second cooking liquor at cooking temperature to produce a chemical pulping liquor to form a second waste cooking liquor having an effective alkali content of greater than 15 g / L (e.g., greater than about 20 g / L); (f) removing the second waste cooking liquor from the pulp.
10 Vaihe b) toteutetaan edullisesti käyttämällä ensimmäisenä keittolipeänä toinen jätekeittolipeä vaiheesta f); jonkin verran voidaan vielä lisätä keittolipeää, tyypillisesti valkolipeää. Tunnetun tekniikan mukaisissa tyypillisissä massanvalmistusmenetelmissä, olkootpa ne tavanomaisia tai 15 modifioituja, selluloosa-ainesta pitää käsitellä keitto-kemikaaleilla ko. aineksen esikäsittelemiseksi tai imp-regnoimiseksi ennen varsinaista keittämistä tai bulkkide-lignifiointia. Tavallisesti yli 25 %, joskus yli 50 % alkalin kokonaiskulutuksesta sellun tuotannossa tapahtuu 20 tämän esikäsittelyn eli b)-vaiheen aikana. Muiden etujen ohella esillä olevalla keksinnöllä on kuitenkin myös se • · · ·...· etu, ettei tuoretta keittokemikaalia tarvitse syöttää ·· · • tähän esikäsittelyvaiheeseen, koska tässä vaiheessa käy- : tetään keittokemikaalin lähteenä korkea-alkalisessa keit- ··· · ··· 25 toprosessissa syntyneen mustalipeän sisältämää jäännösal- ···· . kalia.Step b) is preferably carried out using the second waste cooking liquor from step f) as the first cooking liquor; some cooking liquor, typically white liquor, can still be added. In conventional mass production processes, whether conventional or modified, the cellulosic material must be treated with cooking chemicals of the type known in the art. for pretreatment or impro- gation of the material prior to actual cooking or bulk crystallization. Typically, more than 25%, sometimes more than 50%, of the total alkali consumption in pulp production occurs during this pretreatment, step b). However, among other advantages, the present invention also has the advantage of not having to feed the fresh cooking chemical to this pretreatment step, since this is used as a source of the cooking chemical in a high alkaline cooking ··· · ··· 25 residual aliquots contained in the black liquor produced in the process. Kalia.
• · · ··· ··· ♦ · · • · · Tämän keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan tehollisen alkalin korkean pitoisuuden saavuttamiseksi • · · 30 keiton lopussa, lisäämättä kuitenkaan tuorevalkolipeän • · *;* kulutusta, kulutetaan ainakin jonkin verran toisen jäte- Σ/.: keittolipeän alkalista edullisesti a)-vaiheessa ennen jätelipeän siirtämistä talteenottoon. Sen vuoksi c)-vai- ··· y.. heessa poistettavan ja a)-vaiheessa käytettävän ensimmäi- ***. 35 sen jätekeittolipeän EA-pitoisuus (eli tehollisen alkalin • · · *· *· pitoisuus) on 15 - 50 g/1 (NaOH:na), tyypillisesti 18 - 40 g/1 ja edullisesti 20 - 35 g/1. a)-vaiheessa käytetty 6 lipeä sisältää ainakin jonkin verran c)-vaiheessa poistettua lipeää tai edullisesti sen kokonaan, b)-vaiheessa tapahtuvan alkalikulutuksen takia a)-vaiheeseen lisätyn kokonaisalkalin määrä c)-vaiheen aikana poistetusta jäte-5 lipeästä pitäisi olla ainakin 5 %, tyypillisesti ainakin 7 % ja edullisesti ainakin 9 %, tai jopa 11 % tehollista alkalia (EA) NaOHrna puusta laskettuna. Tämän jätelipeästä otettavan alkalin, joka syötetään ennen c)-vaihetta sijaitseviin vaiheisiin, tulisi olla ainakin 50 %, tyy-10 pillisesti ainakin 70 % ja edullisesti ainakin 90 % näihin vaiheisiin syötettävästä alkalimäärästä. Sen vuoksi yhden tai useamman c)-vaiheessa poistetun jätelipeän tehollisen alkalin kokonaisosuus on ainakin 5 %, tyypillisesti ainakin 7 %, edullisesti ainakin 9 %, tai jopa 15 ainakin 11 % NaOHrna puusta, ja nämä jätelipeät käytetään uudelleen ja kulutetaan ennen c)-vaihetta sijaitsevissa keittoprosessin vaiheissa. Jonkin verran tuoretta keitto-lipeää, esimerkiksi kraft-valkolipeää tai viherlipeää, voidaan lisätä jätelipeävirtaan halutun EA-arvon aikaan-20 saamiseksi. Tämä varmistaa, että d) - ja e)-vaiheissa kulutetaan tehollista alkalia rajallisesti siten, että • · · ·...· suhteellisen korkea pH ja EA saavutetaan e)-vaiheen jäi- ·· · • '· kimmäisessä osassa.According to a preferred embodiment of the present invention, to achieve a high concentration of effective alkali, at least 30% of the other waste is consumed at the end of the cooking, without increasing the consumption of fresh white liquor. Σ /: of the cooking liquor alkaline preferably in step a) before transferring the waste liquor to the recovery. Therefore, the first element to be removed in step c) ··· y .. and used in step a). The EA content (i.e., the effective alkali • · · * · * · content) of its waste cooking liquor is 15-50 g / l (as NaOH), typically 18-40 g / l, and preferably 20-35 g / l. The 6 liquors used in step a) contain at least some of the lye removed in step c), or preferably due to alkaline consumption in step b), the amount of total alkali added to step a) in the waste liquor 5 removed during step c) should be at least 5 %, typically at least 7%, and preferably at least 9%, or even 11% effective alkali (EA) based on NaOH. This alkali from the waste liquor fed to the steps prior to step c) should be at least 50%, typically at least 70%, and preferably at least 90% of the amount of alkali fed to these steps. Therefore, the total effective alkali content of one or more waste liquors removed in step c) is at least 5%, typically at least 7%, preferably at least 9%, or even 15 at least 11% NaOH from wood, and these waste liquors are reused and consumed prior to step c). stages of the cooking process. Some fresh cooking liquor, for example kraft white liquor or green liquor, may be added to the waste liquor stream to achieve the desired EA value. This ensures that effective alkali is consumed to a limited extent in steps d) and e) so that relatively high pH and EA are achieved in the stiffest part of step e).
• · • * • · · • · · • · · · ··· 25 d)-vaiheen toinen keittolipeä on edullisesti pesulipeään • · · · ; yhdistetty valkolipeä, tai mustalipeä, ja on toivottavaa • · · että enemmän kuin noin 80 % massan valmistukseen kulutet- • · · tavan valkolipeän kokonaismäärästä (kulutettava kokonais-alkali) lisätään d)-vaiheessa toisena keittolipeänä.The second cooking liquor of step 25 d) is preferably in the washing liquor; white liquor, or black liquor, and it is desirable that more than about 80% of the total white liquor consumed in the pulp (total alkali consumed) is added in step d) as a second cooking liquor.
• · · 30 Pesulipeää käyteään valkolipeän laimentamiseksi toiseksi • · ’·;·* keittolipeäksi, jotta saadaan haluttu tehollisen alkalin • · pitoisuus ja edullinen neste-puusuhde. d)-vaiheen kulku voi aiheuttaa luonnostaan materiaalin kuumentumisen keit- • · · tolämpötilaan. Kuumentaminen voidaan suorittaa myös erik- • · 35 seen. Keittolämpötila on tavallisesti 140-180°C, tyypil- • · · • · lisimmin 150-170°C. Keittimessä toisena keittolipeänä olevan lipeän tehollisen alkalin pitoisuus on edullisesti 7 enemmän kuin n. 25 g/1, esim. n. 25-60 g/1, tyypillisesti n. 30-50 g/1. Nämä tehollisen alkalin pitoisuusalueet saadaan tyypillisesti laimentamalla tuoretta keittolipeää kemiallisesti, alkaen pitoisuudesta, joka on n. 90 g/1 5 tai enemmän tehollista alkalia ja käyttäen saatavissa olevaa laimennuslähdettä. Laimentamiseen voidaan käyttää mm. mustalipeää, pesusuodosta, valkaisimon pesusuodos mukaanlukien, tai kylmäpuskusuodosta. Keksintö käsittää myös jäljempänä sijaitsevat vaiheet massan jäähdyttämi-10 seksi ja pesemiseksi, ja ennen a)-vaihetta materiaali höyrytetään edullisesti sen kuumentamiseksi ja ilman poistamiseksi siitä. Vaiheet a), b), d) ja e) voidaan toteuttaa myös joko myötä- tai vastavirtaperiaatteella (materiaalivirta keittolipeän virran suhteen). Vaiheista 15 c) ja f) poistetut jätelipeät pitäisi pitää erillään toisistaan ja käyttää eri tarkoituksiin, f)-vaiheen lipeä käytetään tavallisesti toisen keittolipeän esilämmittämi-seen ja sen jälkeen paisutetaan, ja jäännöslipeä käytetään ensimmäisenä keittolipeänä. Höyry puolestaan syöte-20 tään hakesiiloon tai esihöyrytyssäiliöön materiaalin esikäsittelemiseksi. Lämpöä voidaan myös ottaa talteen • ·· ί.,.ϊ c)-vaiheen lipeästä, esimerkiksi paisuttamalla tai läm- : mönsiirtimellä, minkä jälkeen lipeä johdetaan kraft-lai- • ;*: toksen tavanomaiseen lämmön talteenottoon.• · · 30 Wash liquors used to dilute white liquor into another • · · · · cooking liquor to obtain the desired effective alkali content and · liquid-wood ratio. The passage of the d) stage may naturally cause the material to heat up to the boiling temperature. Heating can also be performed separately • · 35. The cooking temperature is usually 140-180 ° C, typically 150-170 ° C. Preferably, the concentration of the effective alkali in the second cooking liquor in the digester is greater than about 25 g / l, e.g. about 25-60 g / l, typically about 30-50 g / l. These effective alkali concentration ranges are typically obtained by chemically diluting fresh cooking liquor, starting at a concentration of about 90 g / l 5 or more effective alkali, using an available dilution source. Dilution can be done eg. black liquor, washing filtration, including bleach washing filtration, or cold-shot filtration. The invention also encompasses the steps below for cooling and washing the pulp, and prior to step a), the material is preferably steamed to heat it and remove air therefrom. Steps (a), (b), (d) and (e) can also be carried out either in a downstream or in a counter current (material flow relative to the cooking liquor flow). The waste liquors removed from steps 15 c) and f) should be kept separate and used for different purposes, the liquor from step f) is usually used to preheat the second cooking liquor and then expand, and the residual liquor is used as the first cooking liquor. The steam, in turn, is fed into a chips silo or pre-steam tank to pre-treat the material. Heat can also be recovered from the liquor of step · ···,. Ϊ c), for example by swelling or heat exchanger, followed by the lye to the normal heat recovery of the kraft plant;
• · · · 25 • · · · . .·. On kehitetty myös menetelmä korkean ominaiskuitulujuuden • · · omaavan kemiallisen massan valmistamiseksi hienonnetusta • · · selluloosakuitumateriaalista, joka menetelmä käsittää ... seuraavat jatkuvatoimiset ja peräkkäiset vaiheet: a) • · · 30 Käsitellään (esim. impregnoimalla) hienonnettua selluloo- * · *···* sakuituainesta ensimmäisellä keittolipeällä, jolla on :\i ensimmäinen pH, joka on korkeampi kuin n. 13,0 (esim.• · · · 25 • · · ·. . ·. A process has also been developed for the production of a chemical pulp of high specific fiber strength from a chopped cellulosic fibrous material comprising ... the following continuous and sequential steps: a) · · · 30 Treating (e.g. by impregnating) chopped cellulose * · * · ·· * succulent in a first cooking liquor having: \ i a first pH greater than about 13.0 (e.g.
korkeampi kuin n. 13,2); b) käsitellään ko. sellu- ··· .1. loosakuituainesta (impregnoitua) edelleen ensimmäisellä • · • · ***. 35 keittolipeällä siten, että ensimmäisestä keittolipeästä • · · *· *· kuluu alkalia, niin että ensimmäisen keittolipeän jään- nös-pH on n. 13,0 tai alle (tai n. 13,2 tai alle); c) 8 poistetaan ensimmäinen jätekeittolipeä selluloosakuitu-aineksesta; d) käsitellään (esim. impregnoimalla) sellu-loosakuituainesta toisella keittolipeällä, jolla on toinen pH, joka on n. 13,5 tai yli, esim. n. 13,7 tai yli 5 ja korkeampi kuin ensimmäinen pH, joka toinen keittolipeä sisältää vähintään 50 % selluloosakuituaineksen kemiallisen massan valmistuksessa kuluttamasta kokonaisalkalista; e) keitetään selluloosakuituainesta toisella keittolipeällä keittolämpötilassa kemiallisen massan valmistami-10 seksi, jolloin syntyy toinen jätekeittolipeä, jonka jään-nös-pH on ainakin n. 13,0, esim. n. 13,4 tai yli tai n.higher than about 13.2); b. pulp ··· .1. of loose fiber material (impregnated) still in the first • · • · ***. 35 cooking liquor such that the first cooking liquor • · · * · * · consumes alkali so that the residual pH of the first cooking liquor is about 13.0 or less (or about 13.2 or less); c) removing the first waste cooking liquor from the cellulosic fibrous material; d) treating (e.g. impregnating) the cellulosic fibrous material with a second cooking liquor having a second pH of about 13.5 or more, e.g., 13.7 or more than 5 and higher than the first pH, wherein the second cooking liquor contains at least 50% of the total alkali consumed in the chemical pulp production of the cellulosic fibrous material; e) boiling the cellulosic fibrous material in a second cooking liquor at cooking temperature to produce a chemical pulp, thereby producing a second waste cooking liquor having a residual pH of at least about 13.0, e.g., about 13.4 or above or about.
13,6 tai yli; ja f) poistetaan toinen jätekeittolipeä massasta.13.6 or more; and f) removing the second waste cooking liquor from the pulp.
15 On myös aikaansaatu kraft-massa, jolla on korkea ominais-kuitulujuus ja valkaistavuus tavanomaisella ja modifioidulla keitolla valmistettuun kraft-massaan verrattuna. Kraft-massa valmistetaan käyttämällä toista tai molempia yllä mainittuja menetelmiä.Also provided is a kraft pulp having high specific fiber strength and bleachability as compared to conventional kraft pulp and modified cooking. Kraft pulp is prepared using one or both of the above methods.
2020
Keksinnön mukaan on aikaansaatu menetelmä, jolla valmis- • · « ·...· tetaan kemiallista massaa hienonnetusta selluloosakuitu- ·· · • aineksesta käyttämällä syöttöaukolla varustettua vuokei- jtj*: tintä. Menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: a) syötetään ··· 25 hienonnettua selluloosakuituainesta jatkuvasti nestemäi- • · · · ; .*· sessä suspensiossa vuokeittimen syöttöaukkoon; b) keite-According to the invention, there is provided a process for preparing a chemical pulp from a comminuted cellulosic fiber material using a feeder with an inlet port. The method comprises the steps of: a) continuously supplying ··· 25 milled cellulosic fibrous material to a liquid · · · ·; . * · In the suspension inlet of the stern; (b) cooking
IMIM
tään ko. selluloosakuituainesta keittimessä yli 30 minuu- • · · tin ajan, esim. yli tunnin, n. 140 - 190 °C:n lämpötilas- sa ennenkuin keitto päättyy; jolle menetelmälle on tun- .···. 30 nusomaista, että vaihe b) toteutetaan siten, että ainakin • · viimeisen minuutin aikana ennen keiton päättymistä tehol- • · *.*·: lisen alkalin pitoisuus NaOHrna tai vastaavana ilmaistuna • · · on keittimessä vähintään 15 g/1.here. cellulosic fibrous material in the digester for more than 30 minutes, e.g., over an hour at a temperature of about 140 ° C to 190 ° C before cooking is complete; for which the method is known ···. 30, step (b) is carried out such that, for at least the last minute before the end of the cooking process, the effective alkali concentration, expressed as NaOH or equivalent, is at least 15 g / l in the digester.
• · · • · • · • · · .·. : 35 Milloin ja missä "keitto päättyy" sellukeittimessä on• · · • · • · · ·. ·. : 35 When and where the "soup ends" in the pulp maker
• M• M
hieman epämääräinen käsite ja riippuu suuressa määrin käytetystä keittolaitteistosta, prosessista ja käsiteltä- 9 västä puulajista. Sellunkeitto katsotaan yleensä varsinaisesti päättyneeksi, kun materiaalin lämpötila laskee n. 130-140°C:seen. Jonkin verran delignifiointia, vaikkakin hyvin hidasta, tapahtuu kuitenkin vielä niinkin 5 alhaisessa lämpötilassa kuin n. 100°C. Missä ja milloin tämä lämpötila saavutetaan, vaihtelee tapauksesta riippuen. Esimerkiksi vuokeittimissä, joissa pesunesteen jakautuma on heikko tai joihin ei lisätä pesunestettä, keittoreaktio voi jatkua vaikka massa on jo tullut ulos 10 varsinaisesta keittoastiasta. Toinen äärimmäisyys on jatkuvatoimiset keittoprosessit, joissa keittoprosessin viimeisiin vaiheisiin ei lisätä lainkaan keittokemikaalia ja joissa on vastavirtaperiaatteella toimiva Hi-Heat™-pesuvyöhyke. Näissä keittoreaktio voi loppua paljon ennen 15 alinta sihtiä. Vaikka keittoprosessin päättymispaikkaa ja -ajankohtaa ei voi hyvin määritellä, tämän keksinnön mukaan on toivottavaa, että keiton varsinaisesti loppuessa hienonnetun selluloosakuituaineksen alkalipitoisuus on suhteellisen korkea ja/tai pH on korkea.a somewhat vague concept and largely dependent on the cooking equipment used, the process and the species of wood being treated. Pulp cooking is generally considered to be substantially complete when the temperature of the material drops to about 130-140 ° C. However, some delignification, albeit very slow, occurs at temperatures as low as about 100 ° C. Where and when this temperature is reached will vary depending on the case. For example, in cooker hoods with poor detergent distribution or with no washing liquid added, the cooking reaction may continue even if the mass has already come out of the 10 actual cookware. The other extreme is continuous cooking processes, in which no cooking chemical is added to the final stages of the cooking process and a Hi-Heat ™ wash zone with counter current. In these, the cooking reaction may end well before the 15 lowest strainers. Although the end and time of the cooking process cannot be well defined, it is desirable according to the present invention that at the end of the actual cooking process, the alkaline content of the chopped cellulosic fibrous material is relatively high and / or high.
20 ... Vaihe b) toteutetaan edullisesti siten, että ainakin • · ’···* viimeisen 15 minuutin aikana, ja edullisemmin ainakin ·· · -* • · · ϊ ·* viimeisen 30 minuutin aikana ennen keiton päättymistä • · : tehollisen alkalin pitoisuus on n. 15-50 g/1, esim. n.20 ... Step b) is preferably carried out such that at least • · · · · · * during the last 15 minutes, and more preferably at least · · · · * - · · · · * during the last 30 minutes before the end of cooking · ·: the alkali content is about 15-50 g / l, e.g.
..*·’ 25 18-50 g/1, edullisemmin n. 18-40 g/1 ja kaikkein edulli- ίφ:#ί simmin n. 20-35 g/1) . Vaihe b) toteutetaan tyypillisesti :T: siten, että poistetaan nestettä suspensiosta ainakin ensimmäisessä ja toisessa pisteessä, joista ensimmäinen piste on lähinnä keittimen syöttöaukkoa, lisätään aika- .···. 30 lia, ja yli 50 % suspensioon lisättävästä kokonaisaika- • · *·* lista koko a) ja b) vaiheiden aikana lisätään ensimmäisen • · • · · *. *! pisteen jälkeen. Edullisesti yli 70 %, edullisemmin yli • · · 80 %, ja kaikkein edullisimmin yli 90 % koko sellun vai-mistuksen aikana suspensioon lisättävästä kokonaisaika- • · · 35 lista lisätään ensimmäisen pisteen jälkeen. Alkalia li- • · sätään kuitenkin ensimmäisen pisteen jälkeen edullisesti useammassa kuin yhdessä pisteessä, ja edullisesti useam- 10 massa kuin kahdessa eri pisteessä, ja alkali lisätään siten, että korkein tehollisen alkalin pitoisuus b)-vaiheen aikana on alle 50 g/1, edullisesti alle 40 g/1, ja edullisimmin alle 35 g/1. Ennen ensimmäistä pistettä 5 selluloosa-aines on jo kuluttanut ainakin 5 %, edullisesti ainakin 7 %, vielä edullisemmin ainakin 9 %, ja kaikkein edullisimmin ainakin 11 % tehollista alkalia puusta laskettuna ja NaOH:na ilmaistuna.18-50 g / l, more preferably about 18-40 g / l, and most preferably: # 20 more than 35-35 g / l). Step (b) is typically carried out by: T: removing the liquid from the suspension at least at the first and second points, the first of which is closest to the inlet of the digester, adding time. 30 l, and more than 50% of the total time to be added to the suspension during steps a) and b) is added during the first time. *! after the dot. Preferably, more than 70%, more preferably more than 80%, and most preferably more than 90% of the total time added to the suspension throughout the pulp production is added after the first point. However, the alkali is added after the first point preferably at more than one point, and preferably at more than two different points, and the alkali is added so that the highest effective alkali content during step b) is less than 50 g / l, preferably less than 40 g / l, and most preferably less than 35 g / l. Prior to the first point 5, the cellulosic material has already consumed at least 5%, preferably at least 7%, even more preferably at least 9%, and most preferably at least 11%, expressed as effective alkali calculated from wood and expressed as NaOH.
10 Esillä olevan keksinnön mukaan on myös aikaansaatu menetelmä sellun valmistamiseksi hienonnetusta selluloosakui-tuaineksesta, jolla sellulla on korkea ominaiskuitulujuus ja joka menetelmä käsittää seuraavat jatkuvatoimiset ja perättäiset vaiheet: a) käsitellään hienonnettua sellu- 15 loosakuituainesta ensimmäisellä keittolipeällä, jolla on ensimmäinen tehollisen alkalin pitoisuus, joka on yli 10 g/1; b) käsitellään selluloosakuituainesta edelleen ensimmäisellä keittolipeällä siten, että ensimmäisestä keittolipeästä kuluu alkalia, niin että ensimmäisen jäte-20 lipeän tehollisen alkalin pitoisuus alenee n. 10 g/1:aan tai sen alle; c) poistetaan ensimmäinen jätekeittolipeä ··· ·...· selluloosakuituaineksesta; d) käsitellään selluloosakui- ·· · • *.i tuainesta toisella keittolipeällä, jolla on toinen tehol- jj*: lisen alkalin pitoisuus, joka on yli 25 g/1 ja korkeampi ··· 25 kuin ensimmäinen pitoisuus, joka toinen keittolipeä si-According to the present invention there is also provided a process for the production of pulp from comminuted cellulosic fibrous material having a high specific fiber strength, comprising the following continuous and sequential steps: a) treating the comminuted pulp with a first cooking liquor having a first effective alkali content greater than 10 g / l; b) further treating the cellulosic fibrous material with a first cooking liquor such that alkali is consumed in the first cooking liquor so that the effective alkali content of the first waste liquor 20 is reduced to about 10 g / l or less; (c) removing the first waste cooking liquor ··· · ... · from cellulosic fibrous material; (d) treating the cellulosic fiber material with a second cooking liquor having a second potable alkali content greater than 25 g / l and higher ··· 25 than the first concentration of the second cooking liquor.
• IM• IM
• sältää ainakin 50 % selluloosakuituaineksen sellun vai- • · · ··· mistuksessa kuluttamasta kokonaisalkalista; e) keitetään • · « selluloosakuituainesta toisella keittolipeällä keitto-lämpötilassa kemiallisen massan valmistamiseksi, jolloin • · · 30 syntyy toinen jätekeittolipeä, jonka tehollisen alkalin • ♦ *··* pitoisuuden on yli 15 g/1; f) poistetaan toinen jätekeit- • · ί#*.« tolipeä massasta; jolle menetelmälle on tunnusomaista, :***: että e)-vaihe kestää yli 30 minuuttia ja että ainakin ··♦ y..' viimeisten 15 minuutin aikana tehollisen alkalin pitoi- • · ***. 35 suus NaOH:na ilmaistuna on 18-40 g/1. Tämän keksinnön • · » **· mukaan e)-vaiheen yksityiskohdat voidaan toteuttaa ai kaisemman suoritusmuodon c)-vaiheessa. Edullisesti n. 80 11 % tai enemmän massan valmistukseen tarvittavasta valko-lipeän ja alkalin kokonaismäärästä lisätään d)-vaiheeseen toisena keittolipeänä. Tämän menetelmän muut yksityiskohdat noudattavat edellä kuvattua.• contains at least 50% of the total alkali consumed by the pulp in the pulp production; e) boiling • · «cellulosic fibrous material in a second cooking liquor at a cooking temperature to produce a chemical pulp to produce a second cooking liquor with an effective alkali content of more than 15 g / l; (f) removing the other waste cooker • · ί # *. «from the pulp; characterized by: ***: that step (e) lasts more than 30 minutes and that at least ·· ♦ y .. 'during the last 15 minutes, the effective alkali content • · ***. 35 mouth expressed as NaOH is 18-40 g / l. According to the present invention, the details of step e) may be carried out in step c) of the previous embodiment. Preferably, about 80 to 11% or more of the total amount of white liquor and alkali needed to make the pulp is added to step d) as a second cooking liquor. Other details of this method follow the above.
55
Toinen tapa sellaisen keittoprosessin aikaansaamiseksi, jossa tehollisen alkalin pitoisuus on keiton lopussa korkea, on tämän keksinnön mukaan muunnella olemassa olevaa vastavirtaista keittoprosessia, esim. Andritz 10 Inc.'in (Glens Falls, New York) markkinoimat MCC®- tai EMCC®-keitot, siten että viimeisen vastavirtaisen vyöhykkeen loppuun lisättävän alkalin määrää nostetaan huomattavasti. Tavallisesti viimeisen vastavirtaisen keitto-vyöhykkeen loppuun lisättävän alkalin määrä vaihtelee n. 15 5:stä 20 prosenttiin syötettävän alkalin kokonaismäärästä. Syötetyn alkalin kokonaismäärä on tyypillisesti n. 18-22 % EA:ta puusta laskettuna. Toisin sanoen tavanomaisissa menetelmissä syötettävän alkalin määrä viimeisen vastavirtaisen keittovyöhykkeen lopussa on tyypillisesti 20 vain n. 1 - 4 % EA:ta puusta laskettuna, NaOH:na ilmaistuna. Tyypillinen EA-pitoisuus viimeisen vastavirtaisen : keittovyöhykkeen lopussa on n. 10-15 g/1. Esillä olevan ·*·*: keksinnön mukaan tämän pitoisuuden pitäisi massan laadun • · { ·*. parantamiseksi olla yli 15 g/1, edullisesti yli 20 g/1 ja • · · · 25 edullisimmin yli 25 g/1. Nämä korkeat pitoisuudet voidaan • · · · . .·. saavuttaa, kun yli 5 %, edullisesti yli 7 % ja edullisiin- • · · III min yli 9 % tehollista alkalia, puusta laskettuna, syöte- • · · * tään viimeisen vastavirtaisen keittovyöhykkeen loppuun.Another way to achieve a cooking process with a high effective alkali content at the end of cooking is to modify an existing countercurrent cooking process, e.g. MCC® or EMCC® soups marketed by Andritz 10 Inc. (Glens Falls, New York), such that the amount of alkali added to the end of the last upstream zone is significantly increased. Usually, the amount of alkali added to the end of the last upstream cooking zone ranges from about 15 to 20 percent of the total amount of alkali fed. The total amount of alkali supplied is typically about 18-22% EA based on wood. In other words, in conventional methods, the amount of alkali fed at the end of the last countercurrent cooking zone is typically only about 1-4% EA on the wood, expressed as NaOH. A typical concentration of EA at the end of the last upstream: cooking zone is about 10-15 g / l. The present · * · *: according to the invention, this concentration should be the quality of the pulp. to be greater than 15 g / l, preferably more than 20 g / l and most preferably more than 25 g / l. These high concentrations can be • · · ·. . ·. reaches when more than 5%, preferably more than 7%, and preferably more than 9% of effective alkali, calculated from wood, is fed to the end of the last countercurrent cooking zone.
• · · • · · ’·* ’ 30 Esillä olevan keksinnön mukaan on myös aikaansaatu jatku- • · · • · vatoiminen hydraulinen tai höyryfaasikeitin, joka käsit- :*·.· tää seuraavat osat: pystysuora astia, jossa on suspension • · .*··. syöttöaukko, massanpoistoaukko, ensimmäinen keittovyöhy- • · · ^ ke, toinen keittovyöhyke ja lipeänpoistosihti, sekä kier- • · ’···* 35 tosysteemi, joka erottaa vyöhykkeet toisistaan. Se käsit- • · · *. *: tää myös elimet alkalin lisäämiseksi kiertosysteemiin siten, että sihdin poistaman lipeän tehollisen alkalin 12 pitoisuus NaOHrna ilmaistuna on n. 18-40 g/1. Keitin käsittää edullisesti myös elimet kiertosysteemin lämmittämiseksi, sekä alkalin lisäämiseksi, jotta massan pois-toaukosta poistetun massan lopullista kappalukua voidaan 5 säätää. Keitin käsittää myös elimet sihdiltä lähempää suspension syöttöaukkoa kuin massan poistoaukkoa poistetun nesteen uudelleen käyttämiseksi keittimessä.In accordance with the present invention, there is also provided a continuous hydraulic or vapor phase digester comprising: a vertical vessel having a suspension. . * ··. inlet, pulp outlet, first cooking zone, • · · ^ ke, second cooking zone, and lye removal filter, and a spiral system that • separates the zones. It hand- • · · *. * also provides means for introducing alkali into the circulatory system so that the effective amount of alkali 12 removed by the strainer, expressed as NaOH, is about 18-40 g / L. Preferably, the digester also comprises means for heating the circulation system and for adding alkali to adjust the final kappa number of the pulp discharged from the pulp outlet. The digester also comprises means for screening closer to the suspension inlet than the pulp outlet for reusing the discharged liquid in the digester.
Ensimmäinen keittovyöhyke voi olla myötä- tai vastavir-10 täinen. Samoin toinen keittovyöhyke voi olla myötä- tai vastavirtainen, mutta edullisesti kuitenkin vastavirtai-nen, esim. MCC®- tai EMCC®-keittovyöhyke, tai vastavirtainen pesu- ja keittovyöhyke, esim Hi-Heat™-pesuvyöhyke. Lipeäkiertoon kuuluu tyypillisesti pumppu, 15 epäsuora höyrylämmitin sekä mahdollisesti elimet laimen-nusliemen lisäämiseksi. Sihti- ja kiertosysteeminä voidaan käyttää "sammutuskierroksi" nimitettyä systeemiä.The first cooking zone may be upstream or downstream. Likewise, the second cooking zone may be downstream or upstream, but preferably upstream, e.g., MCC® or EMCC® cooking zone, or upstream washing and cooking zone, e.g., Hi-Heat ™ wash zone. The liquor circuit typically includes a pump, an indirect steam heater, and possibly means for adding a dilution broth. A system known as a "shut-off cycle" can be used as a screening and circulation system.
Esillä olevan ' keksinnön pääasiallisena tavoitteena on 20 aikaansaada korkean ominaiskuitulujuuden ja valkaistavuu-den omaava sellu keittämällä sitä korkeassa alkalipitoi- • · · :...ί suudessa ja/tai korkeassa pH:ssa. Tämä ja muut keksinnön : * : tavoitteet käyvät ilmi keksinnön yksityiskohtaisesta : selostuksesta sekä oheisista patenttivaatimuksista.The main object of the present invention is to provide a pulp of high specific fiber strength and bleachability by cooking at high alkalinity and / or high pH. This and other objects of the invention: *: The objects will be apparent from the detailed description of the invention and from the appended claims.
• · · · 25 • · · · . .·. Kuvio 1 on kaaviokuva ensimmäisestä suoritusmuodosta eli • · · .···. uudesta kaksiastiaisesta keitinlaitteistosta, jolla to- • · · teutetaan menetelmä korkean ominaiskuitulujuuden omaavan ... sellun valmistamiseksi; • · · ♦ · · _ Ä 30 ··· • · *♦··* Kuvio 2 on kaaviokuva toisesta suoritusmuodosta ja esit- tää tekniikan tason mukaisen kaksiastiaisen keitinlait- • · :***j teiston, jolla toteutetaan menetelmä korkean ominaiskui- »·· .;. tulujuuden omaavan sellun valmistamiseksi; 35 • · ♦ · · *· *· Kuvio 3 on kaaviokuva kolmannesta suoritusmuodosta ja esittää tekniikan tason mukaisen yksiastiaisen keitin- 13 laitteiston, jolla toteutetaan menetelmä korkean ominais-kuitulujuuden omaavan sellun valmistamiseksi;• · · · 25 • · · ·. . ·. Figure 1 is a diagram of the first embodiment, i.e., · · · ···. a new two-vessel digester for implementing a process for the production of pulp of high specific fiber strength; Figure 2 is a schematic view of another embodiment and illustrates a prior art two-pot brewing apparatus for implementing a high specific gravity method. »··.;. for the production of high-strength pulp; Fig. 3 is a diagrammatic view of a third embodiment and illustrates a prior art single-vessel digester apparatus 13 for implementing a process for making pulp of high specific fiber strength;
Kuvio 4 on kaaviokuva eräästä suoritusmuodosta, jolla 5 toteutetaan menetelmä korkean ominaiskuitulujuuden omaavan sellun valmistamiseksi;Fig. 4 is a diagrammatic view of an embodiment of a method for producing a pulp of high intrinsic fiber strength;
Kuvio 5 on käyrä, jossa alkalipitoisuutta verrataan keit-toaikaan tavanomaisessa keitossa; 10Figure 5 is a graph comparing the alkali content to the cooking time in conventional cooking; 10
Kuvio 6 on käyrä, jossa alkalipitoisuutta verrataan keit-toaikaan modifioidussa keitossa;Fig. 6 is a graph comparing alkali content to cooking time in modified cooking;
Kuvio 7 on käyrä, jossa alkalipitoisuutta verrataan keit-15 toaikaan tämän keksinnön mukaisessa esimerkinomaisessa menetelmässä;Fig. 7 is a graph comparing the alkali concentration to the boiling time in the exemplary method of this invention;
Kuvio 8 esittää graafisesti massan lujuutta jäännösalka-lin funktiona kahdessa erilaisessa vetolujuudessa.Figure 8 graphically shows the strength of pulp as a function of residual alkali at two different tensile strengths.
2020
Kuvio 9 esittää graafisesti massan lujuutta jäännös-pH:n • · · funktiona kahdessa erilaisessa vetolujuudessa • t · • · · • · • · { Kuvio 10 on kaaviokuva esillä olevan keksinnön mukaisesta • t · · 25 esimerkinomaisesta keitinlaitteistosta esillä olevan • ·· · . .·. keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi; • · · • · · • · · • · · • · ·Figure 9 graphically illustrates the strength of the pulp as a function of the residual pH at two different tensile strengths. Fig. 10 is a schematic diagram of an exemplary digester apparatus of the present invention. . . ·. for carrying out the process of the invention; • · · · · · · · · · · · · ·
Kuviot 11 - 13 esittävät graafisesti tehollisen jään- ... nösalkalin pitoisuuden vaikutuksen massan ominaisuuksiin • · · *·* * 30 keksintöä toteutettaessa; • · · • · • · • · ·Figures 11 to 13 graphically illustrate the effect of effective residual alkali content on pulp properties • · · * · * * in the practice of the invention; • · · · · · · · · ·
Kuvio 14 on kuvion 10 kaltainen kuva, jossa esitetään • · keksinnön mukainen toinen järjestelmä; ja • · · • · · • · *;··] 35 Kuviot 15 - 17 esittävät graafisesti tehollisen alkalin • · · *· korkean pitoisuuden vaikutuksen suoritetuissa koeajoissa, joissa on käytetty kuvion 14 mukaista järjestelmää.Fig. 14 is a view similar to Fig. 10, showing a second system according to the invention; and FIGS. 15-17 graphically illustrate the effect of high concentration of alkaline effective · · · * · on the test runs performed using the system of FIG. 14.
1414
Esillä oleva keksintö voidaan toteuttaa muiden edullisten keittomenetelmien yhteydessä sellaisen keittojärjestelmän aikaansaamiseksi, jolla tuotetaan mahdollisimman korkean 5 lujuuden omaavaa massaa käyttäen samalla saatavissa olevat energia, materiaali, ja kemikaalit mahdollisimman tehokkaasti hyväksi. Tyypillisiä keittojärjestelmiä on kuvattu piirustuksissa.The present invention may be implemented in conjunction with other preferred cooking methods to provide a cooking system that produces the highest possible strength, while utilizing the energy, material, and chemicals available in the most efficient manner. Typical cooking systems are illustrated in the drawings.
10 Kuvio 1 esittää tyypillisen järjestelmän, jolla on esillä olevan keksinnön edut. Siinä kuvataan tyypillinen kak-siastiainen hydraulinen vuokeitinjärjestelmä 10 keksinnön mukaisen prosessin toteuttamiseksi. Puuhaketta 11 tai muuta hienonnettua selluloosakuituainesta syötetään ha-15 kesiiloon 12 esihöyryttämistä ja/tai esikäsittelyä varten. Tyypillisesti siilo 12 on astia, jolla on yksiulotteinen suppeneva osuus ja pienemmän virtausvastuksen alue, kuten 2.2.1994 jätetyssä US-patenttihakemuksessa 08/189,546 ja 5.12.1994 jätetystä US-patenttihakemuksessa 20 08/354,005 on kuvattu, ja joita myy Andritz Inc., GlensFigure 1 shows a typical system having the advantages of the present invention. It describes a typical two-bowl hydraulic spout system 10 for carrying out the process of the invention. Wood chips 11 or other comminuted cellulosic fiber material is fed to ha-15 digester 12 for pre-steaming and / or pretreatment. Typically, silo 12 is a vessel having a one-dimensional tapered portion and a lower flow resistance range, as described in U.S. Patent Application 08 / 189,546, filed February 2, 1994, and U.S. Patent Application No. 20 08 / 354,005, filed December 5, 1994, by Andritz Inc., Glens.
Falls, New York, tavaramerkillä DIAMONDBACK®. Höyrytys • · · voidaan suorittaa joko ilmanpaineessa tai paineistettuna. Hake voidaan syöttää hakesiiloon kanavien kautta, kuten • · • ;*; US-patentissa 4,927,312 tai synkronoitujen kanavien kaut- • · · · .:. 25 ta, kuten 11.11.1994 jätetyssä US-patenttihakemuksessa . 08/350, 129 on esitetty.Falls, New York under the trademark DIAMONDBACK®. Steaming • · · can be performed either under atmospheric pressure or under pressure. The chips can be fed into the chip silo via channels such as • · •; *; In U.S. Patent 4,927,312 or through Synchronized Channels • · · ·.:. 25, as in U.S. Patent Application Nov. 11, 1994. 08/350, 129 are disclosed.
• · · • · · • · · • · · • · · Höyrytetty hake puretaan hakesiilosta yhteeseen tai kou- ... ruun 13, jossa hake uppoaa keittolipeään 14 ja keittoli- • · · *·^* 30 peän impregnointiprosessi alkaa. Hakkeen purkamiseen • · *···* siilosta voidaan käyttää pyörivää ilmalukkotyyppistä syö- :*·.· tintä (ei esitetty) kuten Andritz Inc.'in markkinoimaa • · .***. hakemittaria (Chip Meter) . Lipeän pinta yhteessä 13 pide- • · · tään tietyllä tasolla tavanomaisen pinnansäätimen avulla *···’ 35 (ei esitetty) . Haluttaessa lipeän pinta voidaan pitää • · · *· *J hakesiilossa 12 yhteen tai kourun 13 yläpuolella.The steamed chips are discharged from the chips silo to the joint or to the school 13 where the chips are submerged in cooking liquor 14 and the impregnation process of the cooking medium begins. To dismantle the chips • · * ··· * from the silo can be used a rotary air lock type feeder (not shown) as marketed by Andritz Inc. • ·. ***. application meter (Chip Meter). The surface of the liquor at the joint 13 is held at a certain level by a conventional surface adjuster * ··· '35 (not shown). If desired, the surface of the lye can be held in the chips silo 12 together or above the trough 13.
1515
Yhde 13 johtaa tavanomaiseen korkeapainesyöttimeen 15, joka on myös Andritz Inc'in markkinoima laite. Pyörivä taskutyyppinen syötin 15, joka on liitetty korkeapa inepumpun (ei esitetty) yhteyteen, paineistaa ja 5 kuljettaa hakesuspension syötinjärjestelmän matalasta paineesta keittoastian (esim. 19) korkeaan paineeseen. Hakesuspension paine voidaan nostaa esimerkiksi 0-2 bar'in (0 - 30 psi) paineesta delignifiointireaktion vaatimaan paineeseen 3-14 bar (45 - 200 psi) . Tämä 10 syöttöjärjestelmä sisältää tyypillisesti hakekourun pumpun, linjassa olevan nesteenpoistolaitteet, tasoitussäi-liön, jne. (ei esitetty), jotka on liitetty tunnetulla tavalla kiertosysteemiin 16. Tämä paineistus ja kuljetus voidaan suorittaa myös lietepumpulla, kuten 16.6.1994 15 jätetyssä US-patenttihakemuksessa 08/267,171 tai 25.4.-1995 jätetyssä US-patenttihakemuksessa 08/428,302 on esitetty. Tämän paineistuksen ja kuljetuksen aikana ha-kesuspensio joutuu tyypillisesti kosketuksiin kuuman keittolipeän kanssa 80 - 120 °C:n, tyypillisesti 90 - 110 20 °C:n lämmössä kiertosysteemissä 17.Unit 13 leads to a conventional high pressure feeder 15, also a device marketed by Andritz Inc. The rotary pocket type feeder 15, which is connected to a high pressure inlet pump (not shown), pressurizes and 5 conveys the chips suspension from low pressure to high pressure of the cooking vessel (e.g. 19). The pressure of the chips suspension can be increased, for example, from 0 to 2 bar (0 to 30 psi) to 3 to 14 bar (45 to 200 psi) for the delignification reaction. This feed system 10 typically includes a chute pump, an in-line fluid drainage device, an equalization tank, etc. (not shown), which are known to be connected to a circulating system 16. This pressurization and transport can also be performed by a slurry pump, such as / 267,171 or U.S. Patent Application 08 / 428,302, filed April 25, 1995. During this pressurization and transport, the lingering suspension is typically contacted with hot cooking liquor at a temperature of 80 to 120 ° C, typically 90 to 110 ° C in a circulating system 17.
• · · • · !*··’ Kuumennettu, paineistettu järjestelmä kuljettaa hakkeen • · · : ·* ja lipeän muodostaman suspension yhteen 18 kautta keitto- • · · : astian 19 yläosaan. Ko. keittoastia voi olla esim. imp- e ..li’ 25 regnointi- tai esikäsittelyastia tai keitin. Kuviossa 1 ·,·.ί on esitetty tyypillinen impregnointiastia 19, jota voi- :T: daan käyttää tämän keksinnön soveltamiseen. Ylimääräinen lipeä poistetaan suspensiosta sihtien 20 avulla ja pa- lautetaan yhteen 17 kautta käytettäväksi syöttimeltä 15 .··*. 30 tulevan aineen liettämiseen. Astiassa 19 hakesuspensiolle • · ·* suoritetaan suhteellisen pitkä, kylmä, myötävirtainen • · · *.*ί impregnointikäsittely I-vyöhykkeellä. Tämä impregnointi- • · · käsittely on esitetty 2.6.1995 jätetyssä US-patenttihake- .**·. muksessa 08/460,723. Pitkässä, kylmässä impregnointivai- ·· · .·. : 35 heessa I, joka alkaa, kun lipeä syötetään korkeapaine- • · · syöttimeen 15, hakesuspensio pidetään tyypillisesti 80 - 16 110 °C:n, edullisesti 90 - 105 °C:n lämpötilassa. Vaikka tämä käsittely esitetään kuviossa 1 myötävirtaisena käsittelynä, se voi olla myös vastavirtainen.The heated pressurized system conveys the suspension of the chips and the lye through one 18 to the top of the cooking vessel 19. Ko. the cooking vessel may be, for example, an impe .. 25 'recovery or pretreatment vessel or a kettle. Figure 1 ·, · .ί illustrates a typical impregnation vessel 19 that may be used to practice the present invention. Excess liquor is removed from the suspension by means of strainers 20 and returned together through 17 for use in feeder 15. ·· *. 30 slurry. In container 19, the chips suspension is subjected to a relatively long, cold, downstream • · · *. * Impregnation treatment in the I zone. This impregnation treatment is described in U.S. Patent Application Serial No. **, filed June 2, 1995. 08 / 460,723. For long, cold impregnation steps ·· ·. ·. In 35 I, which begins when the liquor is fed to the high pressure feeder 15, the chips suspension is typically maintained at a temperature of 80 to 1610 ° C, preferably 90 to 105 ° C. Although this treatment is shown in Fig. 1 as a downstream treatment, it can also be countercurrent.
5 Impregnointivyöhykkeeseen I voi kuulua sihti 21 ja kier-tosysteemi 22, joka edesauttaa haketta liikkumaan alaspäin sekä jakaa lämpöä ja kemikaaleja tasaisemmin hake-patsaaseen. Tässä kiertosysteemissä voi olla tavanomainen lipeäpumppu ja epäsuora höyrylämmitin (ei esitetty). 10 Kiertosysteemiin voi kuulua lisäksi mustalipeän, valko-lipeän tai massaa parantavien lisäaineiden, kuten po-lysulfidien ja antrakinonien ja niiden johteiden syöttö. Kuviossa 1 kiertoon syötetään yhteen 23 kautta seuraaval-ta käsittelyvaiheelta poistettua mustalipeää.The impregnation zone I may include a screen 21 and a circulating system 22 which facilitates downward movement of the wood chips and distributes heat and chemicals more evenly to the wood chips. This circulation system may have a conventional lye pump and an indirect steam heater (not shown). The circulatory system may further include the supply of black liquor, white liquor, or bulking agents such as polysulfides and anthraquinones and their derivatives. In Figure 1, the black liquor removed from the next treatment step is fed into the circuit through 23.
1515
Sen jälkeen kun suspensio on käsitelty impregnointi-vyöhykkeellä I, se kulkee tyypillisesti vyöhykkeelle II, joka on vastavirtainen lämmitysvyöhyke. Vyöhykkeet I ja II on erotettu yhdellä tai useammalla lipeänpoistosihdil-20 lä 24 ja 25, jotka astian paineella tai pumppaamalla poistavat lipeää impregnointivyöhykkeeltä ja muodostavat • · · ·...· käyttövoiman lipeän siirtämiseksi vastavirtaisen vyöhyk- • · · • V keen II läpi. Poistettu lipeä voidaan käyttää muualla • · j keittoprosessissa, tai se voidaan ohjata lipeän ja lämmön ··· 25 talteenottosysteemiin. Kuten esim. kuviossa 1 on esitet- ·«·· ; j*; ty, kylmempi laimennettu mustalipeä, joka on poistettu ··· ylemmältä sihdiltä 24, voidaan syöttää talteenottoon yhteen 26 kautta. Kuumempi lipeä, joka on poistettu sih-din 25 kautta ja joka voi sisältää käyttökelpoista aika- • · · 30 lia ja sulfidia, voidaan johtaa yhteen 23 kautta kiertoon • · • · *** 22 alkalin ja sulfidin lisäämiseksi ja lämpötila jakauman • · ·/·· parantamiseksi I-vyöhykkeen yläosassa. Vaikka käytettäi- siin vain yhtä sihtilaitteistoa, lipeä, vaikkakin sekoi- #*··> tettu, voidaan jakaa ja käyttää tarpeen mukaan.After the suspension has been treated with impregnation zone I, it typically passes to zone II, which is a counter current heating zone. Zones I and II are separated by one or more lye removal screens 20 and 24 which, by pressure or pumping of the vessel, remove the lye from the impregnation zone and provide a driving force to transfer the lye to the upstream zone II. Removed lye can be used elsewhere in the · · j cooking process, or it can be routed to a lye and heat ··· 25 recovery system. As shown, for example, in Fig. 1 · · · ·; j *; ie, the cooler diluted black liquor removed from the ··· upper strain 24 can be fed to the recovery through 26. The hotter liquor removed through sieve 25, which may contain useful times • · · 30 l and sulfide, may be led through one cycle of 23 to increase the alkali and sulfide and temperature distribution · · · / ·· at the top of zone I. Even if only one screening apparatus is used, the lye, albeit mixed # * ··>, can be distributed and used as required.
V\ 35 • · · • · · • · 17V \ 35 • · · • · · · 17
Kuuma lipeä yhteestä 26 voidaan johtaa myös epäsuoraan lämmönsiirtimeen, kuten 10.4.1995 jätetyssä US-patentti-hakemuksessa 08/420,730 on esitetty.The hot liquor from the joint 26 may also be introduced into an indirect heat exchanger as disclosed in U.S. Patent Application 08 / 420,730, filed April 10, 1995.
5 Lipeän poisto sihdin 24 kautta päättää impregnointivai-heen ja poistaa myös puun kosteutta ja höyrykondensaat-tia, joilla on taipumus laimentaa keittokemikaalien pi-toisuusarvoja keittovyöhykkeillä. Koko impregnointivaihe siitä hetkestä kun hake tulee kosketuksiin lipeän kanssa 10 yli 80°C:n lämpötilassa aina poistosihtien välityksellä tapahtuvaan kylmemmän lipeän poistohetkeen asti saattaa kestää kolmestakymmenestä minuutista kolmeen vuorokauteen. Tyypillisesti se kestää kuitenkin yhdestä kuuteen tuntia, edullisesti yhdestä kolmeen tuntia. Vastavirtai-15 sessa kuumennuksessa ja impregnointivyöhykkeellä II alaspäin virtaava impregnoitu hake kuumennetaan kuumemmalla keittolipeällä, jota johdetaan ylöspäin sihtien 24 ja 25 välityksellä. Tätä lipeää kuumennetaan tyypillisesti kiertosysteemillä 28 120 - 160 °C:n, tyypillisesti 130 -20 150 °C:n ja edullisesti 135 - 145 °C:n lämpötilaan. Tämä .···. vastavirtakuumennus voi kestää viidestä minuutista kuu- • · .’•'1' teen tuntiin, mutta tyypillisesti se kestää puolesta tun- • · I I nista kolmeen tuntiin. Vastavirtavaihe on edullinen, • · · ···.· mutta suspensiota voidaan kuumentaa myös muulla tavoin, • · · 25 esim. käyttämällä yhtä tai useampaa myötävirtaista kier- • · · *.i.‘ tosysteemiä (joissa lämmitys tapahtuu suoraan tai epäsuo- • · · V : rasti), astian ulkoista kuumentamista tai virtausta as tiasta tms. Kuten kierto 22, myös kierto 28 käsittää :T: tyypillisesti yhden tai useamman sihdin 27, pumpun ja 30 epäsuoran höyrylämmittimen (ei esitetty) . Tässä kierrossa • · * .* . lipeään voidaan lisätä kuumennettua lipeää, jota on pois- • · · I,.* tettu jäljempänä seuraavista keittovaiheista. Tässä kier- • · *···* rossa lipeään voidaan myös lisätä puhtaampaa suodosta joko keittolipeän kanssa tai ilman, siten että hajonnut :*·.· 35 puuaines syrjäytetään keittojärjestelmästä. Tässä käyte- • · tään myös Andritz Inc.'in myymää LO-SOLIDS®-keitintä ja - 18 prosessia, jotka on esitetty 4.5.1993 jätetyssä US-pa-tenttihakemuksessa 08/056,211 sekä kansainvälisessä hakemus julkaisussa W0 94/25668. Kuviossa 1 esitetyssä edullisessa suoritusmuodossa kiertoon lisätään sekä kuumaa 5 mustalipeää kahden astian välisestä kierrosta yhteen 29 kautta sekä kylmää puskupesusuodosta yhteen 30 kautta.Removal of the liquor through the screen 24 completes the impregnation step and also removes moisture and vapor condensate from the wood which tend to dilute the concentration values of the cooking chemicals in the cooking zones. The entire impregnation step from the time the chips are in contact with the lye at temperatures above 80 ° C up to the colder lye removal through the strainers may take from thirty minutes to three days. Typically, however, it will last from one to six hours, preferably from one to three hours. During countercurrent heating and downstream impregnation chips in impregnation zone II, the impregnated chips are heated with hotter cooking liquor which is passed upwardly through screens 24 and 25. This lye is typically heated to 28 120-160 ° C, typically 130-20-150 ° C, and preferably 135-145 ° C by a circulating system. This. ···. countercurrent heating can last from five minutes to • ·. '•' 1 'hours, but typically lasts from half an hour to three hours. A countercurrent step is preferred, · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · V: cross), external heating of the vessel, or flow from the vessel, etc. Like cycle 22, cycle 28 also comprises: T: typically one or more strainers 27, a pump, and an indirect steam heater (not shown). In this tour • · *. *. heated liquor may be added to the liquor, which has been removed from the following cooking steps. Here, a cleaner filtrate, with or without cooking liquor, can also be added to the Rossa liquor so that: * · · · 35 wood is removed from the cooking system. It also utilizes the LO-SOLIDS® Steamer and • 18 processes sold by Andritz Inc., as disclosed in U.S. Patent Application 08 / 056,211, filed May 4, 1993, and International Application WO 94/25668. In the preferred embodiment shown in Fig. 1, both hot black liquor from the two-vessel rotation together through 29 and cold butt wash filtration to the one through 30 are added to the circulation.
Impregnointiastian 19 alaosassa tapahtuneen kuumennuksen jälkeen impregnoitu suspensio poistetaan impregnointias-10 tiasta, kuumennetaan keittolämpötilaan ja kuljetetaan toiseen keittoastiaan eli keittimeen 33. Vaikka impreg-nointiastiassa voidaan käyttää tavanomaista pyörivää poistolaitetta, ensimmäisen astian poistoaukossa 31 on edullisesti yksiulotteinen suppeneva osuus sekä pienemmän 15 virtausvastuksen alue sivuilla pyörivän mekaanisen laitteen asemesta. Tämäntyyppinen poistoaukko kuvataan 10.3.-1995 jätetyssä US-hakemuksessa 08/401,503 ja sitä markkinoi Andritz Inc., Glens Falls, tavaramerkillä DIAMOND-BACK®.After heating at the bottom of the impregnation vessel 19, the impregnated suspension is removed from the impregnation vessel 10, heated to a cooking temperature and transported to a second cooking vessel, i.e. a digester 33. While a conventional rotary outlet instead of a mechanical device. This type of outlet is described in U.S. Patent Application 08 / 401,503, filed March 10, 1995 and marketed by Andritz Inc., Glens Falls, under the trademark DIAMOND-BACK®.
2020
Impregnointiastian tyhjennyksen aikana hakkeen ja lipeän • · · ϊ.,.ϊ muodostama suspensio on kosketuksissa keittolipeän kanssa :*·[: olennaisesti täydessä keittolämpötilassa, ts. 140 - 180 •Jj °C:ssa, tyypillisesti 150 - 170 °C:ssa. Yhteen 35 kautta 25 astian 19 poistoaukkoon syötetty kuuma lipeä työntää : suspension keittimen 33 yläosaan. Ylimääräinen lipeä • · · ;*·*; poistetaan sen jälkeen tyypillisesti suspensiosta sihdil- lä 34 ja palautetaan yhteen 35 kautta poistoaukkoon 31. Tätä palautuslipeäkiertoa 35 lämmitetään tyypillisesti • · · I.. 30 höyryllä tavanomaisessa epäsuorassa lämmönsiirtimessä 36.During the emptying of the impregnation vessel, the suspension formed by the chips and lye • · · ϊ.,. Ϊ is in contact with the cooking liquor: * · [: substantially at full cooking temperature, i.e. 140-180 ° C, typically 150-170 ° C. Hot liquor fed through one of 35 into the outlet of 25 vessels 19 pushes: the suspension into the upper part of the digester 33. Extra lye • · ·; * · *; is then typically removed from the suspension by means of a strainer 34 and returned to one of the 35 through the outlet 31. This reflux liquor circuit 35 is typically heated by steam · · · 30 in a conventional indirect heat exchanger 36.
• · *Γ Ennen lämmönsiirtimeen 36 syöttämistä jonkin verran tästä • · ·.*·· kiertolipeästä voidaan poistaa ja syöttää lipeäkiertoon 28 yhteen 29 kautta.Before feeding into heat exchanger 36, some of this • · ·. * ·· circulation liquor may be removed and fed to the liquor circulation 28 together 29.
• ·· • · • · 35 Keittolipeää, tyypillisesti kraft-valkolipeää, syötetään • · · edullisesti kierron 35 materiaalin joukkoon yhteen 37 avulla ennen lämmitintä 36. Kuten keksinnölle on tunnus- 19 merkillistä, suuri osa tästä systeemiin lisättävästä keittolipeästä lisätään yhteen 37 kautta kiertoon 35. Tyypillisesti ainakin 50 %, edullisesti ainakin 80 % (esim. n. 90 %) lisätään kiertoon 35. Tästä on tuloksena 5 erittäin korkea tehollisen alkalin pitoisuus keittimessä; ts. yli 25 g/1, edullisesti yli 35 g/1. Jäännöslipeä voidaan lisätä kiertoon 16 yhteen 38 kautta tai kiertoihin 22 tai 28, jotta saadaan varmistettua vähimmäisalka-lipitoisuus näissä kierroissa ligniinikondensaation, 10 happohydrolyysin jne. estämiseksi. Yhteen 37 kautta lisätty keittolipeä voidaan lämmittää epäsuorasti lämmön-siirtimellä 39 höyryn tai kuuman, keittimestä poistetun, esim. sihdiltä 40 tulevan jätekeittolipeän avulla.35 Cooking liquors, typically kraft white liquor, are fed · · · preferably into the set of material 35 of the circulation 35 by means of the heater 36. As is characteristic of the invention, much of this cooking liquor to be added to the system is added via the 37 35. Typically, at least 50%, preferably at least 80% (e.g., about 90%) is added to the cycle 35. This results in 5 very high effective alkali contents in the digester; i.e., more than 25 g / l, preferably more than 35 g / l. Residual liquor can be added to cycle 16 together through 38 or to cycles 22 or 28 to ensure a minimum alkali concentration in these cycles to prevent lignin condensation, acid hydrolysis, etc. The cooking liquor added through one of the 37 can be indirectly heated by heat exchanger 39 by means of steam or hot waste cooking liquor removed from the boiler, e.g. from strainer 40.
15 Esillä olevan keksinnön mukaisesti toivotun korkean alka-lipitoisuuden ja korkean pH:n saavuttamiseksi yhteen 37 kautta lisättävällä keittolipeällä, kuten esim. kraft-valkolipeällä voi olla seuraavat ominaisuudet: kokonais-alkali puusta laskettuna n. 15 - 25 % (tyypillisesti n.In order to achieve the desired high alkali content and high pH in accordance with the present invention, a cooking liquor such as kraft white liquor added together in one 37 may have the following properties: total alkali from about 15% to about 25% (typically approx.
20 16 - 22 %) , tehollisen alkalin pitoisuus n. 90 - 130 g/1 (tyypillisesti n. 100 - 120 g/1) NaOH:na mitattuna, lai- ··· ·...· mennettuna haluttuun laimeusasteeseen, joka on 25 - 60 ·· · • g/1, edullisesti 30 - 50 g/1, ennen keksinnön toteutusta; : ja virtaus joka on n. 2,0 - 5,0 m3/BDMT (m3/absoluuttisen ··· 25 kuivaa metristä tonnia) massaa, tyypillisesti n. 3,0 - ···· . 4,0 m3/BDMT massaa.20 to 22%), effective alkali content of about 90 to about 130 g / l (typically about 100 to about 120 g / l) as NaOH, diluted to the desired dilution of 25-60 g / l, preferably 30-50 g / l, prior to the invention; and a flow of about 2.0 - 5.0 m3 / BDMT (m3 / absolute ··· 25 dry metric tons) mass, typically about 3.0 - ····. 4.0 m3 / BDMT pulp.
♦ · · ' ··· • · · • · · • · «♦ · · '··· • · · · · · · «
Kuumennettu suspensio sekä keittolipeä, jotka ovat olen-naisesti keittolämpötilassa, siirretään paineistettuna « · · *.. 30 poistoaukosta 31 yhteen 32 kautta astian ts. keittimen 33 • · *·;·* yläosaan. Ylimääräistä lipeää poistetaan keittimen syöt- :/.[ töaukkoon järjestetyn sihtilaitteiston 34 kautta ja pa- lautetaan impregnointiastian poistoaukkoon 31 yhteen 35 ··· .1. kautta hakkeen liettämiseksi. Tämä palautettu lipeä kuu- • · ”*. 35 mennetaan tyypillisesti höyryllä epäsuorassa lämmönsiir- • · · ’* timessä 36 ennen poistoaukkoon 31 syöttämistä. Kuumen- 20 nettua lipeää voidaan syöttää useisiin poistoaukon suut-timiin, jotta suspensio poistuisi tasaisesti.The heated suspension as well as the cooking liquor, which are essentially at cooking temperature, are transferred under pressure from · · · · · · · · · · · · · from the outlet 31 31 to one 32 through the top of the vessel, i.e. the cooker 33. Excess lye is removed through the screening apparatus 34 provided in the inlet of the digester and returned to the outlet of the impregnation vessel 31 together 35 ··· .1. through wood chips. This restored lye • • ”*. Typically, 35 is vapor discharged in an indirect heat exchanger 36 before being fed to outlet 31. The heated liquor may be fed to a plurality of outlet nozzles to uniformly drain the suspension.
Hake, joka on nyt täysin impregnoitu, kulkee keittolämpö-5 tilassa keittimen 33 vyöhykkeellä III myötävirtaan alaspäin keittoreaktion edetessä. Vaikka tämä käsittely on kuvattu myötävirtaisena, se voi olla myös vastavirtainen. Tämä keittoreaktio, johon liittyy korkea alkalipitoisuus, voi kestää puolesta tunnista kuuteen tuntia. Tyypilli-10 sesti se kuitenkin kestää yhdestä kolmeen tuntia. Keittimen alaosassa kuuma jätekeittolipeä poistetaan nyt täysin keitetystä hakkeesta yhden tai useamman sihtilaitteiston 40 ja 41 avulla. Jäljempänä sijaitsevien massapesureiden (ei esitetty) kylmempi pesusuodos voidaan syöttää keitti-15 men pohjalle yhden tai useamman yhteen 42 avulla keitto-reaktion päättämiseksi ja keitetyn hakesuspension lämpötilan alentamiseksi.The chips, which are now fully impregnated, pass downstream in zone III of the digester 33 in the cooking heat 5 state as the cooking reaction proceeds. Although this treatment is described as downstream, it can also be countercurrent. This cooking reaction with a high alkali content can last from half an hour to six hours. Typically, however, it lasts one to three hours. At the bottom of the digester, the hot waste cooking liquor is now removed from the fully cooked chip by means of one or more screening devices 40 and 41. The colder wash filtrate of the mass scrubbers below (not shown) may be fed to the bottom of the kitchen 15 by one or more of the two 42 to terminate the cooking reaction and reduce the temperature of the cooked chips suspension.
Yhteen 42 kautta kulkevaa pesulipeää voidaan myös lisätä 20 tarvittaviin paikkoihin, esim. kiertoihin 155, 135 tai 17, keittoon liuenneen materiaalin laimentamiseksi. Näin • · · :...ί jäähdytetty keitetty hake poistetaan sen jälkeen keitti- : mestä poistoaukon 43 kautta yhteeseen 44. Keitetty massa • :1; johdetaan sen jälkeen varastoon tai seuraavaan prosessi- • · · · ··· 25 vaiheeseen, kuten ruskean massan pesuun ja valkaisuun (ei • · · · . esitetty) . Jos käytetään yhtä yksittäistä sihtiä 40, • · · poistettu lipeä voidaan jakaa ja käyttää sen jälkeen tar- • · · peen mukaan.The wash liquor passing through 42 may also be added 20 to the required locations, e.g., circuits 155, 135, or 17, to dilute the dissolved material. Hereby, the · · ·: ... ί cooled cooked chips are then removed from the kitchen via the outlet 43 to the 44. Cooked mass •: 1; is then passed to the warehouse or to the following process steps, such as washing and bleaching the brown pulp (not shown). If a single strainer 40 is used, the removed liquor may be dispensed and then used as required.
· · • · · • · « 30 Vaikka hakesuspension poistossa käytetään tavanomaisesti • t 2130 Although the chips suspension is commonly used to remove t 21
Kuten kuvio 1 osoittaa, kuuma jätekeittolipeä poistetaan keittimestä edullisesti ylemmän sihtilaitteiston 40 ja yhteen 45 avulla. Koska suurin osa tehollisesta alkalista on syötetty keittimen syöttöaukkoon, tämän kuuman lipeän 5 käyttämättömän alkalin ts. jäännösalkalin pitoisuus on suhteellisen korkea. Yhteen 45 lipeän alkalipitoisuus on tyypillisesti ainakin 15 g/1, esim. vähintään 20 g/1, edullisesti vähintään n. 25 g/1. Tavanomaisen kraft-kei-ton ja modifioidun kraft-keiton jäännösalkalipitoisuus 10 pidetään tyypillisesti noin 6-12 g/l:na. Tähän alempaan jäännösalkalipitoisuuteen pyritään tavallisesti siksi, että voitaisiin varmistua siitä, että lipeän pois-tamiskohdassa on riittävästi alkalia kunnon keittoa varten, mutta samalla minimoida alkalin turha kulutus tal-15 teenottosysteemiin. Suhteellisen korkea jäännösalkali pitoisuus esillä olevan keksinnön mukaan on seurausta siitä, että keittimeen syötettävä alkalimäärä on edullisesti korkea.As shown in Figure 1, the hot waste cooking liquor is preferably removed from the digester by means of the upper screen apparatus 40 and one 45. Since most of the effective alkali is fed to the inlet of the digester, the content of this hot lye 5 unused alkali, i.e. residual alkali, is relatively high. The alkali content of each of the 45 lyes is typically at least 15 g / l, e.g. at least 20 g / l, preferably at least about 25 g / l. Typically, the residual alkali content of conventional kraft soup and modified kraft soup is maintained at about 6-12 g / l. This lower residual alkali content is usually sought to ensure that there is sufficient alkali at the lye removal site for proper cooking, while minimizing unnecessary alkali consumption in the tal-15 recovery system. The relatively high residual alkali content according to the present invention results from the fact that the amount of alkali fed into the digester is preferably high.
20 Kuitenkin tätä jätelipeää, vaikkakaan se ei ole kokonaan jätelipeää, koska sen alkalipitoisuus on vielä melkoinen, ··· voidaan edullisesti kierrättää puuhakkeen esikäsittelemi- *· · : *#ί seksi. Edelleen on syytä huomata, että yhteen 45 kautta : :*: poistettu lipeä sisältää myös huomattavan määrän sulfi- ··· 25 dia, tyypillisesti 10 - 30 g/1, mikä on myös edullista • · · · . .*. hakkeen esikäsittelyn tai impregnoinnin aikana. Sulfidin • » · ja tehollisen alkalin pitoisuuksien suhdeluku on suurempi ♦ · « kuin valkolipeässä. Sen vuoksi jätekeittolipeän sulfidi- ... pitoisuus ja/tai sulfidisuus on korkeampi, niin että • · · • · · 30 delignifioinnin alussa, käytettäessä materiaalia yhteestä • · *···’ 45 saatavalla lipeällä, saavutetaan korkeampi sulfidisuus kuin tavanomaisessa ja modifioidussa keitossa.20 However, this waste liquor, although not entirely waste liquor, because it has a relatively high alkali content, ··· can be advantageously recycled for wood chips pre-treatment. Further, it should be noted that, through one of the 45:: *: the lye removed also contains a considerable amount of sulfide ··· 25 slides, typically 10-30 g / l, which is also advantageous. . *. during chip pre-treatment or impregnation. The ratio of sulphide • »· to effective alkali is higher ♦ ·« than in white liquor. Therefore, the sulphide ... content and / or sulphide content of the waste cooking liquor is higher, so that at the beginning of the delignification process, with the aid of the caustic soda, the sulphide content is higher than in conventional and modified cooking. .
• · • · • · ··· .!. Yhteessä 45 virtaava lipeä, joka sisältää sekä alkalia • · ;*·, 35 että sulfidia, johdetaan edullisesti syöttösysteemin • · · *· *: kiertoon 16 käytettäväksi syötettävän puuhakkeen esikä sittelyssä tai impregnoinnissa. Koska yhteen 45 lipeä on 22 tyypillisesti keittolämpötilassa, joka on 140 - 180 °C, sitä voidaan käyttää lämmönsiirtimen 39 kuumennusväliai-neena sisäänsyötettävän valkolipeän kuumentamiseen yh-teessä 49. Tätä kuumaa lipeää voidaan myös paisuttaa 5 paisuntasäiliössä 46 höyryn synnyttämiseksi sekä lipeän jäähdyttämiseksi edelleen. Höyryä voidaan käyttää yhteen 47 kautta hakkeen esihöyrytykseen hakesiilossa 12. Jäähdytetty lipeä voidaan johtaa kiertoon 16 yhteen 48 kautta. Paisuttamisen sijasta kuumaa lipeää voidaan käyttää 10 myös veden lämmittämiseen epäsuorasti lämmönsiirtimessä "puhtaan" höyryn synnyttämiseksi.• · • · • · ···.!. Preferably, the flowing liquor 45, which contains both the alkali · · · ·, 35 and the sulfide, is fed to the circulation system • · · * · *: for use in pretreatment or impregnation of the wood chips to be fed. Since one of the 45 liquors is 22 typically at a cooking temperature of 140-180 ° C, it can be used as a heating medium 39 for heating the white liquor supplied in combination 49. This hot liquor can also be expanded in the expansion vessel 46 to generate steam and to further cool the liquor. The steam can be used together through 47 for the pre-steaming of the chips in the chips silo 12. The cooled liquor can be led to the circulation 16 together through 48. Instead of swelling, hot liquor can also be used to indirectly heat water in the heat exchanger to produce "pure" steam.
Myös toista, alempaa sihtilaitteistoa 41 voidaan käyttää keittimen 33 pohjalla sieltä vastavirtaan poistettavan 15 jäähdytetyn pesulipeän poistamiseen. Astian 33 alaosaan voi kuulua vastavirtainen kuumennettu pesuvyöhyke (Hi-Heat™-pesuvyöhyke tavanomaisissa Kamyr-keittimissä) tai vastavirtainen keittovyöhyke, esimerkiksi Andritz Inc.'in EMCC®-keittovyöhyke, jossa jonkin verran keittokemikaalia 20 lisätään pesulipeään 50, jonka mukana se sitten virtaa vastavirtaan. Yhteessä 50 virtaavan poistetun suodoksen • · · • · sulfidipitoisuus on alempi, koska se on pesusuodoksen • · · • *.· laimentamaa. Yhteestä 50 tulevaa suodosta voidaan käyttää • · · keittimeen tulevan hakkeen esikäsittelyyn kierrättämällä •j* 25 sitä lipeän paluukierrossa 35 yhteen 52 avulla. Kierrätys : yhteen 52 kautta mahdollistaa tehollisen alkalin pitoi- • ft suuden ja neste-puusuhteen säätämisen keiton aikana.Also, the second lower screening apparatus 41 may be used at the bottom of the digester 33 to remove the cooled wash liquor 15 to be removed upstream. The lower portion of vessel 33 may include a countercurrent heated washing zone (Hi-Heat ™ wash in conventional Kamyr cookers) or a countercurrent cooking zone, such as Andritz Inc.'s EMCC® cooking zone, wherein some cooking chemical 20 is added to the washing liquor 50, . The sulphide content of the 50 flowing effluent filtrates is lower because it is diluted by the washing filtrate. The filtrate from one of the 50 can be used to • · · pretreat the chips entering the digester by recycling • j * 25 in the lye return cycle 35 to 52. Recirculation: through 52 allows the adjustment of effective alkali content and liquid-wood ratio during cooking.
Yhteessä 52 virtaavaa suhteellisen puhdasta suodosta, johon voidaan lisätä pesusuodosta, voidaan käyttää myös • · · I.. 30 liuenneiden kiintoaineiden syrjäyttämiseen ja näin suo-The 52 flowing relatively pure filtrate to which the washing filtrate can be added can also be used to displace dissolved solids and thus
rittaa Andritz Inc.'in LO-SOLIDS®-keitto (ks. esim. WOand LO-SOLIDS® soup by Andritz Inc. (see, e.g., WO
• · 94/25668) . Koska yhteen 50 lipeä voi sisältää kuitua, sen poistamiseen voidaan käyttää kuitusuodinta tai sihtiä 51 s··' ja palauttaa se massavirtaan yhteen 53 kautta.• · 94/25668). Since one of the 50 liquids may contain fiber, a fiber filter or screen 51 s ·· 'can be used to remove it and return it to the pulp stream 53 together.
*:**! 35 • · · * * Yhteen 50 laihamustalipeää ja yhteen 45 vahvamustalipeää voidaan myös käyttää kaksiportaiseen lipeäimpregnointi- 23 prosessiin, joka on esitetty 2.9.1994 jätetyssä US-pa-tenttihakemuksessa 08/299,103, 21.11.1994 jätetyssä US- patenttihakemuksessa 08/345,822 ja 14.3.1995 jätetyssä US-patenttihakemuksessa 08/403,932. Esimerkiksi laiha-5 mustalipeää yhteestä 50 voidaan syöttää kiertoon 16 tai 22 hakkeen esikäsittelemiseksi ja vahvamustalipeää yhteestä 45 voidaan syöttää kiertoon 22 tai 28 hakkeen toisena käsittelynä. Tämä sekvenssi voidaan kääntää myös toisinpäin siten, että vahvamustalipeällä suoritettava 10 käsittely tapahtuu ennen heikkomustalipeällä suoritettavaa käsittelyä.*: **! 35 · · · * * One of 50 lean black liquors and one of 45 strong black liquors may also be used in the two-step lye impregnation process disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 08 / 299,103 filed September 2, 1994, U.S. Patent Application Serial No. 08 / 345,822 filed November 21, 1994; 1995, U.S. Patent Application Serial No. 08 / 403,932. For example, lean-5 black liquor from joint 50 may be fed into cycle 16 or 22 for pretreatment of chips and strength black liquor from joint 45 may be introduced into circulation 22 or 28 as second processing of chips. This sequence may also be reversed so that the treatment with the strong black liquor 10 precedes the treatment with the weak black liquor.
Kuvion 1 esittämässä järjestelmässä pitkät vastavirtaiset keittovyöhykkeet rajoittuvat esikäsittelyvyöhykkeisiin 15 eikä keiton loppuun. Koska puuhakemassa (tai muu hienonnettua selluloosakuituainesta sisältävä massa) on pehmeämpää keiton lopussa, sen läpi on vaikeampaa johtaa lipeää vastavirtaan. Rajoittamalla vastavirtavyöhykkeen kokoa keiton lopussa keitintä on helpompi käyttää. Kään-20 teisesti, lujempi hakemassa esikäsittelyvaiheessa päästää vastavirtaan liikkuvan lipeän kulkemaan helpommin lävit- • « · :.ϊ#ϊ seen, ja keitintä on niinmuodoin helpompi käyttää. Tämä keksinnön näkökohta on erittäin tärkeä, kun keksintöä • sovelletaan vanhempiin ylikuormitettuihin keittimiin, ··« · 25 joissa on joko rajoitettu vastavirtaus tai ei lainkaan ♦ ··· . .·. vastavirtausta keiton lopussa.In the system of Figure 1, the long countercurrent cooking zones are limited to the pretreatment zones 15 and not to the end of the cooking. Because wood pulp (or other pulp containing comminuted cellulosic fibrous material) is softer at the end of the cooking process, it is more difficult to pass lye upstream. By limiting the size of the countercurrent zone at the end of cooking, the kettle is easier to operate. In turn, 20, the stronger the applied pretreatment step allows the countercurrent moving liquor to pass through easier, and thus the kettle is easier to operate. This aspect of the invention is very important when applying the invention to older overloaded cookers with either limited or no backflow ♦ ···. . ·. countercurrent at the end of cooking.
♦ · · ««· ··♦ • · · • · ♦♦ · · «« · ·· ♦ • · · • · ♦
Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisten prosessien toteutuksen ... olemassa olevassa kahden keittimen järjestelmässä. Ne ♦ ♦ · *·[/ 30 osat, jotka kuviossa 2 ovat kuvion 1 vastaavien kanssa • · *···* identtisiä tai toiminnaltaan samanlaisia, on merkitty samoilla viitenumeroilla. Uniikkien, vaikkakin kuvion 1 • ♦ :***; osien kanssa samankaltaisten osien viitenumeroiden eteen • · » .1. on kuviossa 2 lisätty "1".Figure 2 illustrates the implementation of the processes of Figure 1 ... in an existing dual cooker system. The parts ♦ ♦ · * · [/ 30 which in Figure 2 are identical or similar in function to those of Figure 1 are denoted by the same reference numerals. Uniforms, albeit in Figure 1 • ♦: ***; in front of reference numbers of parts similar to parts • · ».1. is "1" added in Figure 2.
: 35 • · • · · • ·· • · 24: 35 • · • · · · · · · · 24
Kuviossa 2 esitetään sellunkeittojärjestelmä 110, jossa on identtinen syöttöjärjestelmä kuviossa 1 esitetyn syöttö järjestelmän kanssa. (Huomaa, että esitetty syöttöjär-jestelmä sisältää uuden DIAMONDBACK®-höyrytysastian.Figure 2 shows a pulping system 110 having an identical feed system to the feed system shown in Figure 1. (Note that the feeding system shown includes a new DIAMONDBACK® steaming bowl.
5 Tähän järjestelmään voi myös kuulua tavanomainen syöttö-järjestelmä, joka sisältää tavanomaisen hakesiilon ja höyrytysastian. Astiassa 12 tapahtuvan esihöyrytyksen jälkeen selluloosa-ainesta käsitellään keittolipeällä pitkässä, kylmässä impregnointi- tai esikäsittelyvaihees-10 sa. Tämä käsittely vaiheessa I tapahtuu tyypillisesti 80 - 110 °C:n, edullisesti 95 - 105 °C:n lämpötilassa ja kestää puolesta tunnista kuuteen tuntia, edullisesti yhdestä kolmeen tuntia. Tämä käsittely suoritetaan ensimmäisessä keittoastiassa tai impregnointiastiassa 119 15 myötävirtakäsittelynä. Olemassa oleva astia ei tyypillisesti sisällä mitään lipeäkiertoja eikä sihtejä, vaikkakin siinä voi olla kiertosysteemejä ja sihtejä. Esimerkiksi astiassa 119 voi olla yksi tai useampi poistosihti, jotka muodostavat myötä- ja vastavirtakäsittelyille vyö-20 hykkeet.5 This system may also include a conventional feed system comprising a conventional chips silo and a steaming vessel. After pre-steaming in vessel 12, the cellulosic material is treated with cooking liquor in a long, cold impregnation or pre-treatment step 10. This treatment in step I is typically carried out at a temperature of 80 to 110 ° C, preferably 95 to 105 ° C, and lasts from half an hour to six hours, preferably from one to three hours. This treatment is carried out in a first cooking vessel or impregnation vessel 119 as a co-current treatment. An existing vessel typically does not contain any lye circulation or strainers, although it may have circulation systems and strainers. For example, vessel 119 may have one or more outlet screens forming belt-zones for upstream and downstream treatments.
• · ·• · ·
Esikäsittelyn jälkeen impregnoitu materiaali siirretään • t · : V noin 100 °C:n lämpötilassa tavanomaisesta astian 119 • · : aukosta 131 yhteen 132 kautta toisen keittoastian tai ..*·* 25 keittimen yläosaan 133. Ylimääräinen lipeä otetaan tal- : teen suspensiosta sihdeillä 134 ja palautetaan yhteen 135 :*·*: kautta astian poistoaukkoon suspensionesteeksi. Yhteessä 135 olevaan lipeään voidaan lisätä keiton muista osista, esimerkiksi yhteen 151 kautta, poistettua lipeää. Sen • · · .···, 30 vuoksi keittimen 133 yläosaan tuleva suspensio on tyypil- • · >1« ,· . lisesti lämpötilaltaan n. 110 - 120°C, tyypillisemmin n.After pretreatment, the impregnated material is transferred at about 100 ° C from a conventional container 119 • ·: through opening 131 to one 132 through a second cooking pan or .. * · * 25 top of the digester 133. Excess liquor is recovered from the suspension by sieves 134 and returned via 135: * · *: to the outlet of the vessel for suspension liquid. The liquor present in the joint 135 may be supplemented with the liquor removed from the other parts of the soup, e.g. Because of this, · · · · · · · · · · · · 30, the suspension entering the top of the digester 133 is of the type. 110-120 ° C, more typically approx.
• · · *:./ 115 °C.• · · *: ./ 115 ° C.
• · • · • · · * · · ·...· Esikäsittelyvaihe jatkuu keittimen 133 myötävirtavyöhyk- « · 35 keellä I, kunnes suspensio tulee yhdelle tai useammalle sihdille 152 ja 154. Esikäsittelylipeää, ts. laihamusta- 25 lipeää, voidaan poistaa sihtien 152 kautta ja johtaa yhteen 153 kautta talteenottoon. Vastavirtaiselta keitto-vyöhykkeeltä II poistettua vahvempaa mustalipeää voidaan poistaa sihdin 151 kautta ja lisätä kiertoyhteeseen 135 5 yhteen 151 kautta.The pretreatment step continues in downstream zone 35 of digester 133 until the suspension reaches one or more of the strainers 152 and 154. The pretreatment broth, i.e., lean black liquor, can be removed by the strainers. 152 through and leads to a total of 153 through recovery. Stronger black liquor removed from countercurrent cooking zone II may be removed through a strainer 151 and added to a circulator 135 5 through 151.
Tälle keksinnölle tunnusomainen käsittely korkeassa alka-lipitoisuudessa suoritetaan keittimen 133 vastavirtaisel-la keittovyöhykkeellä II. Suurin osa valkolipeästä, tyy-10 pillisesti ainakin 50 %, edullisesti vähintään 80 % (esimerkiksi n. 90 %) lisätään suspensioon kierron 155 kautta. Näin syntyy keittimeen erittäin korkea tehollisen alkalin pitoisuus, joka on yli 25 g/1, edullisesti yli 35 g/1. Kiertoon 155 kuuluu yksi tai useampia sihtejä 156 ja 15 epäsuora höyrykuumennin 157. Keittolipeää, tyypillisesti kraft-valkolipeää lisätään kiertoon 155 yhteen 137 kautta, ja sanottua keittolipeää voidaan esilämmittää lämmön-siirtimessä 39 kuumalla lipeällä, jota on poistettu muualta keittimestä 119. Lämmitetty kierto 155 kuumentaa 20 tyypillisesti suspension keittolipeineen keittolämpöti- laan, joka on tyypillisesti 140 - 180 °C, edullisesti 150 • · · • · ’···1 - 170°C, ennen sanotun suspension virtaamista myötävir- • · « • · · : .1 täiseen keittovyöhykkeeseen III (johon voi myös kuulua ·.: : vastavirtainen keittovyöhyke) . Kiertoon 155 voi myös 25 kuulua sellaisen nesteen poistaminen ja syöttö, jossa : nesteessä on vähemmän hajonnutta orgaanista ainetta, ja :1·1: näin toteutuu Andritz Inc.'in LO-SOLIDS®-keitto.The high alkali treatment characteristic of this invention is carried out in countercurrent cooking zone II of digester 133. Most of the white liquor, typically at least 50%, preferably at least 80% (e.g., about 90%) is added to the suspension via circuit 155. This produces a very high effective alkali content in the digester of more than 25 g / l, preferably greater than 35 g / l. Circulation 155 includes one or more strainers 156 and 15 indirect steam heater 157. Cooking liquor, typically kraft white liquor, is added to circulation 155 through 137 together, and said cooking liquor can be preheated by heat exchanger 39 with hot liquor removed from the rest of the stove 119. 20, typically a suspension with cooking liquors to a cooking temperature of typically 140-180 ° C, preferably 150-180 ° C, prior to the flow of said suspension to a flow of up to 1 ° C. cooking zone III (which may also include ·:: countercurrent cooking zone). Circulation 155 may also include the removal and feeding of a liquid having: less organic matter in the liquid, and: 1 · 1: this is the LO-SOLIDS® soup of Andritz Inc.
Keittoprosessi etenee vaiheessa III aina yhdelle tai .···. 30 useammalle sihdille 40 ja 41 asti. Kuten kuvion 1 yh- • · teydessä kuvailluissa prosesseissa, näilläkin sihdeillä • · • · 1 *. 1: keittoprosessi lopetetaan ja erilaisia kemiallisia koos- »·· ·...· tumuksia sisältävät jätelipeät käytetään esikäsittelyyn, .2·. kemikaalien ja lämmön talteenottoon.The cooking process in step III always goes to one or. ···. 30 for multiple screens up to 40 and 41. As with the processes described in connection with Fig. 1, these screens also have 1 ·. 1: the cooking process is terminated and waste liquors containing various chemical compositions are used for pre-treatment, .2 ·. chemicals and heat recovery.
• · * · · · 35 2 • ··• · * · · · 35 2 • ··
Vaikka yhteen 42 lipeää ei esitetä kuviossa, se voidaan myös johtaa keittimessä minne tahansa, missä sitä voidaan 26 käyttää hajonneen materiaalin laimentamiseen keiton aikana, esimerkiksi kierroissa 17, 135 tai 155.Although one of the liquors 42 is not shown in the figure, it can also be led anywhere in the digester, where it can be used to dilute the decomposed material during cooking, for example in cycles 17, 135 or 155.
Kuvio 3 esittää prosessien toteutuksen käyttämällä kuvion 5 1 laitetta olemassa olevaan yhden keittimen järjestel mään. Kuvion 3 osissa, jotka ovat identtisiä tai toiminnaltaan samoja kuin kuvion 1 ja 2 osat, käytetään samoja viitenumerolta. Kuviossa 3 uniikkien, vaikkakin kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen osien kanssa samankaltaisten osien 10 viitenumeroiden eteen on lisätty "2".Figure 3 illustrates the implementation of the processes using the apparatus of Figure 5 1 in an existing single digester system. In parts of Figure 3 which are identical or functionally identical to parts of Figures 1 and 2, the same reference numerals are used. In Fig. 3, "2" is added in front of the reference numerals of the unique parts 10, albeit similar to those shown in Figs. 1 and 2.
Kuviossa 3 esitetään yksiastiainen sellunkeittojärjes-telmä 210, jossa on identtinen syöttöjärjestelmä kuviossa 1 ja 2 esitettyjen syöttöjärjestelmien kanssa. On jälleen 15 syytä huomata, että esitettyyn syöttöjärjestelmään kuuluu uusi DIAMONDBACK®-höyrytysastia. Tähän järjestelmään voi myös kuulua tavanomainen syöttöjärjestelmä, jossa on tavanomainen hakesiilo ja höyrytysastia. Astiassa 12 tapahtuneen esihöyrytyksen jälkeen selluloosa-ainekseen 20 syötettyjä keittolipeitä sekä itse selluloosa-ainesta käsitellään pitkässä, kylmässä impregnointi- tai esikä- ··♦ ·...· sittelyvaiheessa. Tämä vaihe eli vyöhyke I, alkaa kourus- ·· « • V ta 13 ja jatkuu siirtoyhteessä 18 ja keittimen 219 ylä- jj*: osassa 233. Käsittely tapahtuu tyypillisesti 80 - 110 25 °C:n, edullisesti 95 - 105 °C:n lämpötilassa, ja kestää : noin viidestä minuutista kuuteen tuntia, edullisesti noin puolesta tunnista kolmeen tuntia. Käsittely suoritetaan tyypillisesti myötävirtaisena, mutta se voi olla myös vastavirtainen. Ylimääräistä lipeää poistetaan suspen- • · ♦ ,*♦·. 30 siosta astian yläosassa sihdin 234 kautta ja kierrätetään • · Ί* yhteen 17 kautta takaisin korkeapainesyöttimeen 15, jossa • · se toimii siirron väliaineena.Figure 3 shows a single-vessel pulping system 210 having an identical feed system to those shown in Figures 1 and 2. Again, it should be noted that the feeding system shown includes a new DIAMONDBACK® steamer. This system may also include a conventional feed system having a conventional chips silo and a steaming vessel. After pre-steaming in vessel 12, the cooking liquors fed to the cellulosic material 20 as well as the cellulose material itself are subjected to a long, cold impregnation or pre-treatment stage. This step, or zone I, begins at the gutter 13 and continues at the transfer port 18 and the upper part * of the digester 219 at 233. The treatment is typically carried out at 80 to 110 ° C, preferably 95 to 105 ° C: n, and lasts from about five minutes to six hours, preferably from about half an hour to three hours. The treatment is typically carried out downstream, but it can also be upstream. Excess lye is removed by suspending • · ♦, * ♦ ·. 30 through the screen 234 and is recycled • · yhteen * together 17 through the high pressure feeder 15 where it · · acts as a transfer medium.
·«· • · • · • · · .·*·. Esikäsittelyvaiheeseen I voi kuulua lipeäkierto 260.· «· • · • · · ·. · * ·. The pretreatment step I may include a liquor cycle 260.
• · ''S'. 35 Kiertoon 260 voi kuulua yksi tai useampia sihtejä 261 ja • · · * * lämmönsiirrin (ei esitetty). Lipeään 260 voidaan lisätä keittimen muilta alueilta poistettua lipeää, esim. yhteen 27 262 kautta. Tämän seurauksena suspension lämpötila esikä-sittelyvaiheessa sihdin 261 alapuolella voi nousta 110 -120 °C:seen, tavallisesti n. 115 °C:seen.• · '' S '. Circulation 260 may include one or more screens 261 and • · · * * heat exchanger (not shown). Liquid 260 may be added to liquor 260 removed from other areas of the digester, e.g. As a result, the temperature of the suspension during the pre-treatment step below strainer 261 may rise to 110-120 ° C, usually to about 115 ° C.
5 Esikäsittely päättyy yhdessä tai useammassa sihdissä 263 ja 264, jotka sijaitsevat sihdin 261 alapuolella. Ylempää sihtiä 263 voidaan käyttää esikäsitellyn lipeän poistamiseen suspensiosta. Tässä lipeässä, yhteessä 265, ei tavallisesti ole paljon hyödyllisiä käsittelykemikaaleja, 10 kuten alkalia ja sulfidia, ja se johdetaan tavallisesti talteenottojärjestelmään. Kuten aikaisemmin, putkessa 265 virtaavaa lipeää voidaan käyttää myös höyryn synnyttämiseen joko paisuttamalla tai epäsuoran lämmönsiirtimen kautta. Alemmasta sihdistä 264 poistettu lipeä sisältää 15 tavallisesti huomattavan määrän alkalia ja sulfidia, ja sitä voidaan kierrättää kiertosysteemiin 260, tulevan materiaalin esikäsittelemiseksi.The pretreatment ends with one or more of the strainers 263 and 264 located below the strainer 261. The upper screen 263 may be used to remove the pretreated lye from the suspension. This lye, at 265, does not usually contain many useful treatment chemicals, such as alkali and sulfide, and is usually fed into a recovery system. As before, the liquor flowing in tube 265 may also be used to generate steam either by expansion or through an indirect heat exchanger. The lye removed from the lower strainer 264 typically contains a substantial amount of alkali and sulfide and can be recycled to the recirculation system 260 for pre-treatment of the incoming material.
Vastavirtainen keittovyöhyke II sijaitsee sihdin 264 20 alapuolella. Tämäkin vyöhyke voi olla myötävirtainen. Keksinnölle on tunnusomaista, että tälle keittovyöhyk- • · keelle II syötetään yhteen 237 kautta tehollista alkalia, • · · : *.· jonka pitoisuusarvo on korkea. Kuten aikaisemmin, suurin • · |J · osa valkolipeästä, tyypillisesti ainakin 50 %, edullisesti· 25 ti ainakin n. 80 % (esim. n. 90 %) lisätään suspensioon : kierron 266 kautta. Tämä synnyttää keittovyöhykkeelle • · · ;*·*. erittäin korkean tehollisen alkalin pitoisuuden, joka on yli 25 g/1, edullisesti yli 35 g/1. Kiertoon 266 kuuluu yksi tai useampia sihtejä 267 ja epäsuora höyrykuumennin • · · 30 268. Keittolipeää, tyypillisesti kraft-valkolipeää, lisä- • · *1* tään kiertoon 266 yhteen 237 kautta, ja sitä voidaan • · ·.'·· esilämmittää lämmönsiirtimessä 39 kuumalla lipeällä, jota ··· !...· on poistettu muualta keittimestä 219. Lämmitetty kierto .···. 266 kuumentaa tavallisesti suspension keittolipeineen • · ··· : 35 keittolämpötilaan, joka on tyypillisesti 140 - 180 °C, • · edullisesti 150 - 170 °C, ennen kuin se virtaa myötävir- 28 täiselle keittovyöhykkeelle III. Keittäminen voi kestää viidestä minuutista kuuteen tuntia, mutta tyypillisesti se kestää noin puolesta tunnista kolmeen tuntia. Kiertoon 266 voidaan myös liittää LO-SOLIDS-menetelmällä suoritet-5 tu poisto ja laimennus.The upstream cooking zone II is located below strainer 264 20. This zone can also be downstream. The invention is characterized in that this cooking zone II is fed together with 237 effective alkali, which has a high concentration value. As before, most of the white liquor, typically at least 50%, preferably at least about 80% (e.g. about 90%), is added to the suspension: via circuit 266. This gives rise to the cooking zone • · ·; * · *. a very high effective alkali content of more than 25 g / l, preferably greater than 35 g / l. Circulation 266 includes one or more strainers 267 and an indirect steam heater • · · 30 268. Cooking liquor, typically kraft white liquor, is • · * 1 * added to circulation 266 through 237 and can be preheated in the heat exchanger. 39 hot liquors ···! ... · removed from the rest of the cooker 219. Heated circulation ···. The 266 usually heats the suspension with cooking liquors to a cooking temperature of typically 140-180 ° C, preferably 150-170 ° C before flowing into the downstream cooking zone III. Cooking can take from five minutes to six hours, but typically takes about half an hour to three hours. Circulation 266 can also be accompanied by LO-SOLIDS removal and dilution.
Kuten aikaisemmin, keittoprosessi etenee vaiheessa III aina sihdeille 40 ja 41 saakka. Kuten kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä kuvatuissa prosesseissa, keittoprosessi päät-10 tyy sihdeillä 40 ja 41, ja kemialliselta koostumukseltaan erilaiset jätelipeät käytetään esikäsittelyyn, kemikaalien talteenottoon ja lämmön talteenottoon. Pesulipeä voidaan johtaa prosessiin samalla tavoin kuin kuvion 2 suoritusmuodon yhteydessä on kuvattu.As before, the cooking process proceeds to stage 40 and 41 in step III. As in the processes described with reference to Figures 1 and 2, the cooking process ends with sieves 40 and 41, and waste liquors of different chemical compositions are used for pretreatment, chemical recovery and heat recovery. The washing liquor may be introduced into the process in the same manner as described in connection with the embodiment of Figure 2.
1515
Kuvio 4 on kaaviokuva toisesta esimerkinomaisesta järjestelmästä, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön mukaan. Kuvio 4 esittää tyypilliset sidotun ja vapaan lipeän virtaukset (m3/BDMT) ja vapaan lipeän virtaussuun-20 nan. Se kuvaa myös yhden keittimen käsittävän hydraulisen keitinjärjestelmän 310, joka on samanlainen kuin kuviossa • · · 3 esitetty järjestelmä 210 (kuvion 4 osat, jotka ovat • · « | samoja kuin muissa kuvioissa esitetyt, on merkitty samoin • viitenumeroin siten, että viitenumeron edessä on "3".) • · · · ··· 25 Tällä keittimellä suoritetaan keksinnön mukainen keitto, • ·· · . jossa tehollisen alkalin pitoisuusarvo sekä pH ovat kor- • · · keat. Kuviossa 4 numerot osoittavat kokonaislipeävirtauk- • · · sen m3/BDMT. Mikä osa kustakin virrasta on "sidottu" ja ... mikä "vapaa", voidaan määritellä seuraavasti: "Sidottu" • · · *].* 30 lipeä on selluloosa-aineksen mukana kulkeutuva lipeä, kun • · ’·;·* taas "vapaa" lipeä on lipeää, joka ei ole sidottu mutta joka pääsee virtaamaan selluloosa-aineksen sisään ja sen ;***: ympärillä.Figure 4 is a schematic view of another exemplary system that may be used in accordance with the present invention. Figure 4 shows the typical bound and free-flow liquor flows (m3 / BDMT) and the free-flow flow direction-20 nan. It also illustrates a hydraulic digester system 310 comprising a single digester, similar to the system 210 shown in Fig. 4 (parts of Fig. 4 which are · · «| identical to those shown in the other Figures) are denoted by the same reference numerals with "3".) • · · · ··· 25 This machine performs the cooking according to the invention, • ·· ·. where the effective alkali concentration and pH are high. In Fig. 4, the numbers indicate the total liquor flow • · · m3 / BDMT. What part of each stream is "bound" and ... what is "free" can be defined as "Bound" • · · *]. * 30 lyes are the liquids carried with the cellulosic material while • · '·; · * "free" lye is lye that is not bound but which can flow in and around the cellulosic material; ***.
··· • · · • · ***. 35 Kuviossa 4 esitetty astia 12 ja syöttöjärjestelmä 15 ovat • · · *· *· samat kuin muissakin kuvissa. Kuviossa 4 esitetyssä jär jestelmässä käytetään kuitenkin valkolipeän jäähdytintä 29 70, jota ei muissa suoritusmuodoissa käytetä. Jäähdytin 70 alentaa valkolipeän (jota voi olla mukana, vaikka kuviossa 4 sen kohdalla on 0) ja muiden lipeiden, kuten syöttöjärjestelmään esim. putken 16 kautta tulevan mus-5 talipeän, lämpötilaa. Kuvion 4 esimerkissä noin 9,4 m3/-BDMT lipeää virtaa syöttöjärjestelmään yhteen 16 kautta, kun taas 2,2 m3/BDMT tulee hakkeen mukana, jolloin koko-naisvirtaus on n. 11,6 m3/BDMT. Tästä 11,6 m3/BDMT:stä joka on syötetty keittimen 319 yläosaan, n. 4,4 m3/BDMT 10 on sidottua ja noin 7,2 m3/BDMT vapaata. Impregnointi jatkuu kunnes lipeä poistetaan sihdin 365 kautta. Sihdin 365 kautta poistetusta 9,2 m3/BDMT:stä noin 7,2 m3/BDMT on impregnointilipeää, kun taas n. 2,0 m3/BDMT on lipeää, jota on johdettu keittimen 319 sihdin 365 alapuolisesta 15 vastavirtaisesta osasta ylöspäin. Se 4,4 m3/BDMT, joka on sidottu, kun se tulee keittimen 319 yläosaan, on edelleen sidottu koko matkan keittimen 319 läpi.··· • · · · · ***. The container 12 and supply system 15 shown in Figure 4 are the same as in the other figures. However, the system shown in Fig. 4 employs a white liquor condenser 29 70 which is not used in other embodiments. The cooler 70 lowers the temperature of the white liquor (which may be present even though it is 0 in Fig. 4) and other liquids, such as mus-5 alkaline liquor entering the feed system e.g. via pipe 16. In the example of Figure 4, about 9.4 m 3 / BDMT of lye flows into the feed system through one of 16, while 2.2 m 3 / BDMT comes with the chips, giving a total flow of about 11.6 m 3 / BDMT. Of this 11.6 m3 / BDMT fed to the top of the digester 319, approximately 4.4 m3 / BDMT 10 is bound and approximately 7.2 m3 / BDMT free. The impregnation continues until the lye is removed through the screen 365. Of the 9.2 m 3 / BDMT removed through the screen 365, about 7.2 m 3 / BDMT is impregnation liquor, while about 2.0 m 3 / BDMT is lye conducted upstream of the 15 upstream portions of the screen 365 of the digester 319. The 4.4 m3 / BDMT that is bound when it enters the top of the digester 319 is still bound the entire distance through the digester 319.
Sihdin 365 jälkeen selluloosasuspensio kuumennetaan, 20 valkolipeää lisätään ja kiintoaineet syrjäytetään kierrossa 71, joka on sihdin 72 yhteydessä. Kiertoon 71 lisä-tystä 2,5 m3/BDMT valkolipeästä ja 2,5 m3/BDMT pesuli-: peästä noin 2,0 m /BDMT virtaa vastavirtaan ja poistetaan • :*: ja noin 3,0 m3/BDMT virtaa selluloosamateriaalin mukana 25 alaspäin keittimessä 319.After the screen 365, the cellulose suspension is heated, 20 white liquors are added, and the solids are displaced by the passage 71 in connection with the screen 72. With the addition of 2.5 m3 / BDMT of white liquor and 2.5 m3 / BDMT of washing liquor into circulation 71, about 2.0 m / BDMT flows upstream and is removed •: * and about 3.0 m3 / BDMT flows with cellulosic material 25 down in the stove 319.
···· • · ♦ • · ····· • · ♦ • · ·
Suspension sisältämää selluloosamateriaalia keitetään • · · edelleen korkeassa alkalipitoisuudessa ja alhaisessa liu- ... enneiden kiintoaineiden pitoisuudessa aina kiertoon 75 • · · l[* 30 liitetylle sihdille 74 saakka. Mustalipeää, jonka jään- « · *···* nösalkali- ja sulf idipitoisuus on korkea, poistetaan putken 76 kautta kierrosta 75, n. 4,0 m3/BDMT, ja johde- • · j***j taan syöttöjär jestelmään. Jonkin verran poistettua lipeää ··· .1. korvataan valkolipeällä ja pesusuodoksella lisäämällä • · *·**[ 35 noin 1,0 m3/BDMT kumpaakin. Materiaalia keitetään edel- • ♦ · *· '· leen sihdin 74 alapuolella vastavirtaisella keittovyöhyk- 30 keellä, joskin vapaata lipeää on vähemmän kuin aikaisemmin.The cellulosic material in the suspension is · · · cooked at high alkali content and low solids solids up to 75 · · · l [* 30] for a sieve 74 attached. Black liquor with high ice-alkaline and sulphide content is removed through tube 76 from circuit 75, about 4.0 m3 / BDMT, and fed to the feed system. Some removed lye ··· .1. is replaced by white liquor and washing filtrate by adding • · * · ** [35 about 1.0 m3 / BDMT each. The material is further cooked underneath the strainer 74 under the strainer 74, although there is less free liquor than before.
Keitto päättyy sihdillä 77, missä noin 5,4 m3/BDMT jäte-5 lipeää poistetaan ja yhdistetään putken 76 kautta poistettuun lipeään ja johdetaan syöttöjärjestelmään. Lipeä (mustalipeä) jäähdytetään lämmönsiirtimessä 70. Kylmää pesulipeää, n. 7,0 m3/BDMT lisätään keittimen 319 pohjalle ja sieltä se johdetaan vastavirtaan massaan, jossa se 10 lopettaa keiton, jäähdyttää massan ja pesee massan ennen sen purkamista. Lisätystä 7,0 m3/BDMT:n määrästä noin 4,4 m3/BDMT johdetaan ylöspäin ja poistetaan sihdin 77 kautta, kun taas noin 2,6 m3/BDMT poistuu keittimestä 319 sidotun lipeän, n. 4,4 m3/BDMT, kanssa ja muodostaa 7,0 15 m3/BDMT massan kanssa poistettua lipeää, kuten kuviossa 4 esitetään.The cooking ends with a strainer 77, where about 5.4 m3 / BDMT of waste-5 liquor is removed and combined with the liquor removed through tube 76 and fed to the feed system. The lye (black liquor) is cooled in the heat exchanger 70. Cold wash liquor, about 7.0 m3 / BDMT, is added to the bottom of the digester 319 and from there it is led upstream to the pulp, where it stops cooking, cools the pulp before washing. Of the added 7.0 m3 / BDMT, about 4.4 m3 / BDMT is led upwards and discharged through a strainer 77, while about 2.6 m3 / BDMT is removed from the digester with ca. 4.4 m3 / BDMT of brine. and forms 7.0 with 15 m3 / BDMT of pulp removed as shown in Figure 4.
Kuviot 5-7 esittävät tyypillisiä alkalipitoisuuden vaihteluita tai profiileita kraft-keiton kaikissa vai-20 heissä eri keittotavoilla keittoajän funktiona. Kuviossa 5 esitetään tavanomaisen kraft-keiton alkaliprofiili.Figures 5-7 show typical alkali concentration variations or profiles for each step of kraft cooking in different cooking methods as a function of cooking time. Figure 5 shows the alkaline profile of a conventional kraft soup.
• · ·• · ·
Siinä alkali lisätään syöttöjärjestelmään ennen impreg- • · · I nointia. Käyrä 301 esittää, miten alkali on enimmillään : alussa ja vähenee jatkuvasti keiton edetessä, ja minimi- • · · · ··· 25 pitoisuus saavutetaan keiton lopussa.In it, alkali is added to the feed system before impregnation. Curve 301 shows how the alkali is at its maximum: initially and continuously decreasing as the cooking progresses, and a minimum concentration of • · · · ··· is reached at the end of the cooking.
···· • · · • · · ······· · · · · · ···
Kuvio 6 esittää modifioidun keiton tyypillisen alkalipro- • · · fiilin. Siinä noin puolet alkalista lisätään keiton alus- ... sa ja noin puolet lisätään impregnoinnin lopussa. Kuten • · · 30 käyrästä 401 käy ilmi, alkalipitoisuuden piikit osuvat • · *···* alkalin lisäämiskohtiin, mutta piikki on alemmalla tasol- la kuin kuvion 5 piikki.Figure 6 shows a typical alkaline profile of modified soup. In it, about half of the alkali is added at the beginning of the soup and about half is added at the end of the impregnation. As shown in the curve 401 of the · · · · 30, the alkali concentration peaks are at the · · * ··· * alkali addition sites, but the peak is at a lower level than the peak in Figure 5.
• · · • · • · • · · .;. Kuvio 7 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen kraft- • · 35 keiton tyypillisen alkaliprofiilin. Koko alkalimäärä tai • · · *· *· olennaisesti koko alkalimäärä lisätään impregnoinnin jälkeen kohdassa 502, ja keiton jälkeen lipeässä oleva 31 jäännösalkali kierrätetään esikäsittelyyn keiton alkuun, kohtaan 503. Kuten käyrä 501 osoittaa, jäännösalkalin kierrätys aiheuttaa kohtuullisen alkalipiikin keiton alussa kohdassa 503, mutta korkeampi piikki osuu kohtaan, 5 missä koko alkali lisätään, eli kohtaan 502. Esillä olevan keksinnön mukaan on havaittu, että kuvion 7 alkali-profiili tuottaa kemiallista massaa, jolla on korkeampi ominaiskuitulujuus ja parempi valkaistavuus kuin kuvioissa 5 ja 6 esitetyillä modifioidulla tai tavanomaisella 10 keittotavalla saadulla massalla.• · · • • • • • •.;. Figure 7 shows a typical alkaline profile of the kraft soup according to the present invention. After impregnation, the total amount of alkali or substantially all of the alkali is added at step 502, and after cooking, the residual alkali in the lye is recycled to the beginning of the cooking at step 503. As shown by curve 501, recycling a residual alkali causes a moderate alkali peak at the higher peak is at the point 5 where all the alkali is added, i.e. at 502. According to the present invention, it has been found that the alkali profile of Figure 7 produces a chemical pulp having higher specific fiber strength and better bleaching than the modified or conventional 10 cooking methods shown in Figures 5 and 6. mass obtained.
Kuviot 8 ja 9 esittävät graafisesti testituloksia, joista käy ilmi jäännösalkalin ja korkean pH:n (edullisesti n. 13,4 tai yli, tyypillisesti n. 13,6 tai yli) vaikutus 15 laboratoriokeittojen lopussa. Kuvio 8 osoittaa, miten repäisyindeksi (joka osoittaa ominaiskuitulujuuden) kasvaa jäännösalkalipitoisuuden kasvaessa keiton lopussa. Alkali ilmaistaan grammoina NaOH:ta litraa kohden kuviossa 8. Repäisyindeksit 70:n (käyrä 801) ja 90:n (käyrä 20 802) vetolujuudessa. Kuvio 9 osittaa samanlaisen suun tauksen repäisyindeksiarvon ja jäännös-pH:n välillä käy- • · · ·...* tettäessä samaa lipeää kuin kuviossa 8; käyrä 901 70:n ja ·· · • V käyrä 902 90:n vetolujuudessa. Kuviot 8 ja 9 osoittavat • · : siis selvästi, että massan ominaiskuitulujuus kasvaa ··· 25 jäännösalkalin ja/tai jäännös-pH:n kasvaessa.Figures 8 and 9 graphically show test results showing the effect of residual alkali and high pH (preferably about 13.4 or above, typically about 13.6 or above) at the end of laboratory cookings. Figure 8 shows how the tear index (indicating the specific fiber strength) increases as the residual alkali content increases at the end of cooking. Alkali is expressed in grams of NaOH per liter in Figure 8. Tear indices at tensile strengths of 70 (curve 801) and 90 (curve 20 802). Figure 9 shows a similar trend between the tear index value and the residual pH at the same lye as in Figure 8; curve 901 for 70 and ·· · • V curve for tensile strength 902 90. Figures 8 and 9 thus clearly show that the specific fiber strength of the pulp increases by ··· 25 as the residual alkali and / or residual pH increases.
• •o • · · • · · • · ·• • o • · · · · · · · ·
On syytä huomata, että kuvioissa 8 ja 9 esitetyt pH- ja alkaliarvot ovat laboratorion eräkeitoista. Todellisissa tehdasolosuhteissa lipeän sisältäessä liuenneita suoloja • · · 30 ja muita aineita mitatut pH- ja jäännösalkaliarvot ovat • · • · *;* tavallisesti alempia kuin tässä osoitetut.It should be noted that the pH and alkali values shown in Figures 8 and 9 are from laboratory batches. Under actual factory conditions, the pH and residual alkali values of soluble salts, · · · 30, and other substances are usually · · · · *; * lower than those indicated herein.
• · • · · • · · • · :***: Kuviossa 10 esitetään kaavamaisesti esimerkinomainen • · · #.!.e keitinjär jestelmä keksinnön toteuttamista varten. Kuten • · Γ*. 35 kuvioissa 3 ja 4, myös kuviossa 10 esitetään yhden keit- • · · ** timen järjestelmä 410, jossa esillä olevaa keksintöä toteutetaan. Keitin voi olla joko uusi tätä keksintöä 32 varten suunniteltu laite tai olemassa oleva, tätä keksintöä varten muunneltu. Vaikka tässä kuvataan yksiastiainen hydraulinen keitin, on selvää että useampiastiainen järjestelmä tai kaksiastiainen höyry-lipeäfaasikeitin sovel-5 tuu myös käytettäväksi. Kuviossa 10 ja kuvioissa 3 ja 4 esitettyjen keittimien välinen yksi ero on se, että kuviossa 10 esitetyssä keittimessä on vastavirtainen keit-tovyöhyke, esimerkiksi Hi-Heat™- tai EMCC®-keitto-vyöhyke, keittimen pohjan läheisyydessä. Järjestelmä 410 10 käyttää samaa syöttöjärjestelmää 12, 15, 16, 17 ja 18 kuten aiemmin on kuvattu. Tässäkin järjestelmässä voidaan puhua "sidotusta" ja "vapaasta" lipeävirrasta, jotka aiemmin esitettiin kuvion 4 yhteydessä. Nämä lipeävirrat samoin kuin myöhemmin kuvatutkin ovat likimääräisiä. 15 Todelliset virtaamat vaihtelevat mm. käytetystä laitteistosta, puulajista ja tuotantonopeudesta riippuen. Syöttö-järjestelmään tuleva hake sisältää tyypillisesti 2,2 kuutiometriä sidottua nestettä/BDMT tuotettua massaa, joka massa tuotetaan selluloosamateriaalista, tyypilli-20 sesti lehtipuu- tai havupuuhakkeesta. Aikaisemmissa kuvioissa esitettyjen kaltaiset tai niiden kanssa identtiset ··· rakenteet on esitetty muuten samoilla viitenumeroilla, ·· · I mutta eteen on lisätty "4".Figure 10 schematically illustrates an exemplary digester system for carrying out the invention. Like • · Γ *. 35 and FIG. 10 also show a single-cooker system 410 in which the present invention is implemented. The digester may be either a new device designed for the present invention 32 or an existing device modified for the present invention. Although the one-pot hydraulic cooker is described herein, it is clear that the multiple-pot system or the two-pot steam-liquor phase cooker is also suitable for use. One difference between the digesters shown in Fig. 10 and Figs. 3 and 4 is that the digester shown in Fig. 10 has an upstream cooking zone, for example a Hi-Heat ™ or EMCC® cooking zone, near the bottom of the digester. System 410 10 uses the same feed system 12, 15, 16, 17 and 18 as previously described. Again, in this system, the "bound" and "free" liquor stream, previously described in connection with Figure 4, can be referred to. These liquor flows as well as those described below are approximate. 15 Actual discharges vary, e.g. depending on the equipment used, the type of wood and the speed of production. The chips entering the feed system typically contain 2.2 cubic meters of bound fluid / BDMT pulp produced from cellulosic material, typically from hardwood or softwood chips. Structures similar to or similar to those shown in the previous figures are otherwise denoted by the same reference numerals, ·· · I but preceded by a "4".
• · • · · • « * • · · · ··· 25 Kuten aiemmin on esitetty, syöttöjärjestelmä johtaa hak- ···· . .*. keesta ja lipeästä koostuvan suspension keittimen 419 • · » .*:·. syöttöaukkoon. Keittimessä 419 on neljä sihtilaitteistoa • · · 80, 81, 85 ja 95. Näihin ei kuulu ylempi sihtilaitteisto, ... josta palautusvirtaus 17 johdetaan korkeapainesyöttimeen.· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · . *. boil and lye suspension digester 419 • · ». *: ·. feed slot. The digester 419 has four screening devices • · · 80, 81, 85 and 95. These do not include the upper screening device, ... from which return flow 17 is fed to the high pressure feeder.
• · · • · · 30 Keittolipeää ts. kraft-valkolipeää tarvitsee lisätä vain • · *···* vähän tai ei lainkaan yhteen 38 kautta kiertoon 17. Keit- tolipeä melkein kokonaisuudessaan tai kokonaisuudessaan, :***; ts. 3,5 m3/BDMT yhden esimerkin mukaan, lisätään yhteiden ··· .1. 49 ja 437 kautta jäljempänä oleville keittovyöhykkeille.30 · Cooking liquor, ie kraft white liquor need only be added • · * ··· * little or no at all 38 times in cycle 17. Almost all or all of the cooking liquor: ***; ie 3.5 m3 / BDMT according to one example, added by ··· .1. 49 and 437 for the cooking zones below.
**·*! 35 Tämän keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan • · · *· *· keittokemikaalia eli tehollista alkalia (EA joka ilmais taan aina NaOHrna tai vastaavana) lisätään tyypillisesti 33 astiaan 419 tulevaan suspensioon syöttämällä käytettyä keittokemikaalia, joka sisältää jäännös-EA:ta myöhemmältä keittoprosessilta. Tämä jätelipeä, esim. kraft-mustali-peä, syötetään esimerkiksi yhteeseen 17 yhteen 93 kautta, 5 keittimen 419 yläosaan yhteen 94 kautta, tai mihin tahansa sopivaan kohtaan syöttöjärjestelmässä, esim. kiertoon 16 tai hakekouruun 13 tai hakesiiloon 12, ks. kuvio 3.** · *! According to a preferred embodiment of the present invention, the cooking chemical, or effective alkali (EA, always expressed as NaOH or the like), is typically added to 33 vessels 419 by the addition of a spent cooking chemical containing residual EA from a subsequent cooking process. This waste liquor, e.g., kraft black liquor, is fed, for example, into port 17 through 93, top 5 of digester 419 through 94, or at any convenient point in the feed system, e.g., through loop 16 or chute 13 or chute silo 12, cf. Figure 3.
Suspensio virtaa keittimeen 419 ja ylimääräinen lipeä 10 poistetaan sihdin ja yhteen 17 kautta ja palautetaan kor-keapainesyöttimeen 15. Saostettu suspensio johdetaan sen jälkeen alaspäin ensimmäisellä "esikäsittelyvyöhykkeel-lä". Tässä suspensiossa on tavallisesti selluloosa-ainekseen sidottua lipeää noin 4,4 m3/BDMT ja vapaata lipeää 15 3,8 m3/BDMT. Esikäsittelyvyöhykkeellä vapaa lipeä virtaa samaan suuntaan kuin hake, ts. käsittely tapahtuu myötävirtaan. Tälle vyöhykkeelle tulevan suspension tehollinen alkali NaOH:na ilmaistuna on noin 20 - 25 g/1. Suspension lämpötila tällä vyöhykkeellä on noin 80 - 130 °C ja kä-20 sittelyaika vaihtelee 6 minuutista 4 tuntiin; se on esim. 0,5-2 tuntia.The suspension flows into the digester 419 and the excess liquor 10 is removed through the sieve and one 17 and returned to the high pressure feeder 15. The precipitated suspension is then conducted downwardly in the first "pretreatment zone". This suspension usually contains ca. 4.4 m3 / BDMT of free cellulose and 3.8 m3 / BDMT of free lye. In the pretreatment zone, the free lye flows in the same direction as the chips, i.e., the treatment occurs downstream. The effective alkali, expressed as NaOH, of the suspension entering this zone is about 20 to 25 g / L. The temperature of the suspension in this zone is about 80-130 ° C and the treatment time varies from 6 minutes to 4 hours; for example 0.5-2 hours.
• · · • · • ♦ ·· · ♦ · · : *.· Esikäsittelyvaihe päättyy käytännössä, kun suspensio • · ·.· · tulee yhdelle tai useammalle sihdille 80. Suspensio vir- ·:* 25 taa edelleen sihdin 80 ohi toiselle vyöhykkeelle, joka on : ns. impregnointivyöhyke. Tällä vyöhykkeellä lipeä johde- ·«· taan hakevirtauksen kanssa vastakkaiseen suuntaan, ts.The pretreatment step is virtually complete when the suspension is applied to one or more of the strainers 80. The suspension flows over: 25 passes the strainer 80 past the other zone. , which is the so-called. impregnation zone. In this zone, the lye is led in a direction opposite to the chipping stream, i.e.
• · · ' käsittely tapahtuu vastavirtaan. Lipeää poistetaan sekä .···. ylemmältä esikäsittelyvyöhykkeeltä että alemmalta impreg- • ♦ · 1..^ 30 nointivyöhykkeeltä sihdin 80 kautta yhteeseen 98. Sihdil- T tä 80 poistettujen yhdistettyjen Upeiden tehollisen • · :.*·· alkalin pitoisuus on noin 2-10 g/1. Suhteellisen laiha jätelipeä yhteestä 98 johdetaan tyypillisesti selluteh- .···. taan kemikaalien talteenottoon, esimerkiksi haihdutuk- • · 35 seen, mutta se voidaan ensin paisuttaa esim. paisuntasäi- • · · liössä 99, jolloin syntyy höyryä, tai johtaa lämmönsiir-timeen lämmittämään tehtaan muuta nestevirtausta. Tätä 34 laihalipeävirtaa voidaan käyttää myös tulevan hakkeen esikäsittelyyn esimerkiksi hakekourussa 13 tai hakesii-lossa 12, ks. kuvio 3.• · · 'processing is done upstream. The liquor is removed as well. • from the upper pretreatment zone to the lower impregnation zone • ♦ · 1 .. ^ 30 through the sieve 80 to the 98. The combined stunning effective • ·:. * ·· alkali content removed from the sieve 80 is approximately 2 to 10 g / l. Relatively lean waste liquor from connection 98 is typically conducted to a pulp mill. ···. • · · 35, but it can first be expanded, for example, in an expansion vessel 99 to produce steam, or lead to a heat exchanger to heat the other fluid stream of the mill. This leach liquor stream 34 can also be used to pre-treat incoming chips, for example in chips 13 or chips 12, cf. Figure 3.
5 Impregnointivyöhykkeellä on lämmitetty kiertosysteemi 82, joka poistaa lipeää vyöhykkeen päästä yhden tai useamman sihdin 81 kautta pumpulla (ei esitetty). Tähän kiertoon lisätään tavallisesti keittolipeää ja jätekeittolipeää. Esimerkiksi kraft-valkolipeää, jota on laimennettu pesu-10 lipeällä, lisätään yhteen 83 kautta n. 4,0 m3/BDMT, EA:n ollessa n. 50 - 100 g/1. Jätekeittolipeää, edullisesti myöhemmästä keittoprosessista poistettua lipeää, jonka EA on noin 20 - 40 g/1, lisätään yhteen 84 kautta noin 3,0 m3/BDMT. Tuoreen keittolipeän ja jätekeittolipeän lisäyk-15 sen yhteisvaikutuksena syntyy EA-arvo, joka on sihdin 81 lähellä noin 20 - 30 g/1. Noin 4,9 m3/BDMT kierron 82 kautta lisätystä lipeästä johdetaan vastavirtaan impreg-nointivyöhykkeen läpi ja poistetaan sihdin 80 kautta yhdistetyssä virtauksessa, joka on noin 8,7 m3/BDMT. 20 Suspension lämpötila tällä impregnointivyöhykkeellä on noin 100 - 170 °C ja käsittelyaika vaihtelee 6 minuutista • · 2 tuntiin. Suspension kyllästetty hake sisältää silti ta- • · · o S .* vallisesti sidottua lipeää noin 4,4 m /BDMT.The impregnation zone has a heated circulation system 82 which removes lye from the end of the zone through one or more sieves 81 by means of a pump (not shown). Cooking liquor and waste cooking liquor are usually added to this cycle. For example, kraft white liquor diluted with wash-10 liquor is added together over 83 times at about 4.0 m3 / BDMT, with EA at about 50-100 g / L. Waste cooking liquor, preferably liquor removed from the subsequent cooking process, having an EA of about 20 to 40 g / L, is added together through 84 at about 3.0 m3 / BDMT. Addition of fresh cooking liquor to waste cooking liquor results in an EA value close to sieve 81 of about 20-30 g / l. Approximately 4.9 m 3 / BDMT of lye added through cycle 82 is led upstream through the impregnation zone and removed through screen 80 at a combined flow of about 8.7 m 3 / BDMT. The temperature of the suspension in this impregnation zone is about 100-170 ° C and the treatment time varies from 6 minutes to · · 2 hours. However, the impregnated chips of the suspension still contain approximately 4,4 m / BDMT of normally bound alkali.
• · • · · • · · IM · 25 Suspensio kuumennetaan edullisesti 140 - 180 °C:n (280 - 360 °F) keittolämpötilaan lämmitetyn kierron 82 avulla, • · · V · ja sihdin 81 jälkeen suspensio tulee keittovyöhykkeelle.Preferably, the suspension is heated to a boiling point of 140-180 ° C (280-360 ° F) by means of a heated cycle 82, after which the suspension enters the cooking zone.
Keittovyöhykkeellä noin 2,1 m3/BDMT vapaata lipeää johde- :*Γ: taan hakkeen kanssa myötävirtaan. Hake puolestaan sisäl- j***j 30 tää tyypillisesti sidottua lipeää 4,4 m3/BDMT. Tällä .* . vyöhykkeellä hake keitetään myötävirtaan tuoreen keitto- • · · lipeän ja kierrosta 82 lisätyn jätekeittolipeän läsnä oi- • · *···* lessa. Käsittelyaika keittovyöhykkeellä vaihtelee 6 mi- nuutista 4 tuntiin, ja edullisesti se on enemmän kuin 30 ··· :*·.· 35 minuuttia. Myötävirtainen keittovaihe loppuu kun suspen- • · sio tulee yhdelle tai useammalle sihdille 85. Sihdin 85 alapuolella suspensio tulee vastavirtaiselle keittovyö- 35 hykkeelle. Jätekeittolipeää sekä myötä- että vastavir-taiselta keittovyöhykkeeltä poistetaan sihdin 85 kautta. Ainakin jonkin verran sihdin 85 kautta poistetusta lipeästä pumpataan pumpulla (ei esitetty), lämmitetään ja 5 kierrätetään kiertosysteemin 86 kautta sihdin 85 lähelle.In the cooking zone, about 2.1 m3 / BDMT of free lye is led: * Γ downstream with the chips. The chips, on the other hand, typically contain bound brine of 4.4 m3 / BDMT. This. in the zone, the chips are boiled downstream in the presence of fresh cooking liquor and · 82 spent cooking liquor added. The treatment time in the cooking zone ranges from 6 minutes to 4 hours, and is preferably more than 30 ···: * ·. · 35 minutes. The co-current cooking step ends when the suspension • comes to one or more of the strainers 85. Below the strainer 85, the suspension enters the upstream cooking zone. The waste cooking liquor from both the downstream and upstream cooking zones is removed through screen 85. At least some of the liquor removed through the screen 85 is pumped by a pump (not shown), heated and circulated through the circulation system 86 near the screen 85.
Keksinnön yksi tärkeä piirre on se, että jonkin verran sihdin 85 kautta poistetusta jätelipeästä poistetaan yhteestä 86 yhteen 87 kautta ja käytetään esikäsittelyyn 10 aikaisemmassa keittovaiheessa. Edullisesti jätelipeä, jonka EA-arvo on noin 25 - 35 g/1 (vaikka se voi olla 10 - 60 g/1) kierrätetään yhteiden 87, 90, 92 ja 94 (tai 93) kautta esikäsittelyvaiheen alkuun. Tätä kuumaa lipeää voidaan myös käyttää muiden lipeiden lämmittämiseen tai 15 höyryn kehittämiseen. Kuumaa jätelipeää yhteestä 87 voidaan esimerkiksi johtaa lämmönsiirtimen 89 läpi ja lämmittää yhteen 437 kautta syötettävää keittolipeää tai mitä tahansa muuta lipeävirtaa, joka vaatii lämmittämistä. Höyryä voidaan kehittää myös tästä kuumasta lipeästä 20 johtamalla se yhteen 90 kautta paisuntasäiliöön 91.One important feature of the invention is that some of the waste liquor removed through the screen 85 is removed from the unit 86 through the 87 and used for pre-treatment 10 in the earlier cooking step. Preferably, the waste liquor having an EA of about 25 to 35 g / L (although it may be 10 to 60 g / L) is recycled through the ports 87, 90, 92 and 94 (or 93) to the beginning of the pre-treatment step. This hot liquor can also be used to heat other liquids or to generate steam. The hot waste liquor from the conduit 87 may, for example, be passed through a heat exchanger 89 and heated together with the cooking liquor fed through 437 or any other liquor stream that requires heating. Steam can also be generated from this hot liquor 20 by passing it through a single 90 to an expansion vessel 91.
• * · *...· Vastavirtaisella keittovyöhykkeellä hake, joka sisältää ·· · - • *,ί noin 4,4 m/BDMT sidottua lipeää, johdetaan vapaaseen ϊ#:*: lipeään nähden vastavirtaan, jota vapaata lipeää on noin ··· 25 2,9 m3/BDMT. Vastavirtainen keittovyöhyke ulottuu yhdelle• * · * ... · In the countercurrent cooking zone, chips containing ·· · - • *, ί about 4.4 m / BDMT-bound liquor are led to free ϊ #: *: upstream of the liquor, which is approximately ·· · 25 2.9 m3 / BDMT. The upstream cooking zone extends to one
• •M• • M
• tai useammalle sihdille 95. Vapaata lipeää syötetään • ·· kiertosysteemin 96 kautta, joka on yhteydessä sihtiin 95, ja pesulipeäyhteen 42 kautta keittimen 419 pohjalle. Vastavirtaisen keittovyöhykkeen suspension lämpötila on • · · 30 noin 140 - 180 °C ja käsittelyaika vaihtelee 6 minuutista • · *1* 6 tuntiin, ja edullisesti se on yli 30 minuuttia. Kuten • · kierrot 82 ja 86, myös kierto 96 poistaa jätekeittolipeää ··· :...J sihdin 95 kautta pumpulla (ei esitetty) ja syöttää aina- .···. kin jonkin verran lipeästä uudelleen sihdin 95 lähelle ,\l 35 lämmittämisen jälkeen. Kuten aikaisemmin on kuvattu, kek- • ·· sinnön yhtenä piirteenä on se, että jonkin verran sihdin 95 kautta poistetusta jätekeittolipeästä kierrätetään 36 yhteen 84 kautta aikaisempaan keittovaiheeseen, tässä tapauksessa keittokiertoon 82. Sihdin 95 kautta poistetun lipeän EA-arvo on tavallisesti noin 20 - 30 g/1. Myös jonkin verran keittolipeää, tyypillisesti 0,5 m3/BDMT, 5 lisätään tähän kiertoon yhteen 97 kautta.• or more strainers 95. Free liquor is fed through a · · circulation system 96 connected to strainer 95 and through a wash liquor port 42 to the bottom of digester 419. The temperature of the upstream cooking zone suspension is from about 140 ° C to about 180 ° C and the treatment time ranges from 6 minutes to · 1 * 6 hours, and is preferably greater than 30 minutes. As • · loops 82 and 86, cycle 96 also removes waste cooking liquor ···: ... J through strainer 95 with a pump (not shown) and always supplies. ···. also some lye near re-strainer 95, after heating 35. As previously described, one feature of the invention is that some of the waste cooking liquor removed through strainer 95 is recycled 36 to 84 through the previous cooking step, in this case cooking circuit 82. The liquor removed through strainer 95 typically has an EA value of about 20- 30 g / l. Also, some cooking liquor, typically 0.5 m3 / BDMT, 5 is added to this circuit through 97.
Sihdin 95 alapuolella keittoprosessi päättyy käytännössä siihen, kun lisätään pesusuodosta eli kylmäpuskusuodosta yhteen 42 ja kahden tai useamman suuttimen kautta. Suut-10 timet sijaitsevat keittimen 419 alapäässä. Tavallisesti suodosta lisätään noin 9,0 m3/BDMT keittimen pohjalle keiton lopettamiseksi ja massan jäähdyttämiseksi ennen sen poistamista. Tätä suodosta lisätään myös tyypillisesti 2,0 m3/BDMT valkolipeän syöttöyhteeseen 437 valkolipe-15 än laimentamiseksi, jotta voidaan toteuttaa AndritzBelow the screen 95, the cooking process is virtually completed by adding the wash filter, i.e. the cold shot filter, to one of the 42 and two or more nozzles. The nozzles 10 are located at the bottom end of the digester 419. Typically, about 9.0 m3 / BDMT of filtrate is added to the bottom of the digester to stop cooking and cool the pulp before removing it. This filtrate is also typically added to a 2.0 m3 / BDMT white liquor feed line to dilute 437 white liquor 15 to effect Andritz
Inc.'in markkinoima ja US-patenteissa 5,489,363 ja 5,547,012 kuvattu LO-SOLIDS®-keitto. Jäähdytetty massa poistetaan keittimestä 419 yhteeseen, joka sisältää 8,0 m3/BDMT vapaata ja sidottua lipeää noin 10 - 12 %:n sa-20 keudessa absoluuttisen kuivana.Inc. marketed and described in U.S. Patents 5,489,363 and 5,547,012, LO-SOLIDS® soup. The cooled pulp is removed from the digester 419 to a container containing 8.0 m3 / BDMT of free and bound liquor at about 10-12% sa-20 lb. absolute dry.
Näin ollen käyttämällä keitintä 419, joka voi olla jatku- • · · vatoiminen hydraulinen tai höyryfaasikeitin, hienonnetun • · ; .·. selluloosakuituaineksen ja nesteen muodostamaa suspen- • · · **V 25 siota syötetään jatkuvasti keittimen 419 yläosassa ole- ***! vaan syöttöaukkoon, ja materiaalia keitetään keittimessä • · · • · » y.'.t 419 tyypillisesti yli tunnin noin 140 - 190 °C:n lämpöti- • · · lassa ennen kuin keitto päätetään yllä kuvatulla tavalla.Thus, using a steaming machine 419, which may be a continuous · · · hydraulic or steam-phase digester, • ·; . ·. the suspension of cellulosic fiber and liquid • · · ** V 25 is continuously fed at the top of digester 419! but into the inlet, and the material is cooked in a digester typically 41 hours at about 140-190 ° C before the cooking is completed as described above.
... Keittäminen toteutetaan siten, että ainakin viimeisen • · · • · · 30 minuutin aikana (ja edullisesti ainakin viimeisen 15 • · minuutin aikana, ja edullisimmin ainakin viimeisen 30 • · • · · '· “ minuutin aikana) ennen keiton päättämistä tehollisen • · *·”* alkalin pitoisuus (ilmaistuna NaOHrna tai vastaavana) ϊ.,.ϊ keittimessä on vähintään 15 g/1, tyypillisesti 15 - 50 ^ g/1/ edullisesti 18 - 40 g/1, ja edullisimmin 20 - 35 g/1. Myös vähintään ensimmäisessä pisteessä eli sihdissä 80 ja toisessa pisteessä eli sihdissä 85, ja edullisesti 37 myös kolmannessa pisteessä eli sihdissä 95 tai useammassa pisteessä, joista ensimmäinen on lähinnä keittimen syöt-töaukkoa, suspensiosta poistetaan nestettä ja suspensioon voidaan lisätä alkalia. Kemiallisen massan valmistamisek-5 si tarvittavan puuhakkeen käsittelyn aikana suspensioon lisätystä kokonaisalkalista yli 50 %, edullisesti yli 70 %, edullisemmin yli 80 % ja edullisimmin yli 90 % lisätään ensimmäisen pisteen 80 jälkeen. Kuten kuviosta 10 ilmenee, alkali lisätään edullisesti useammasta kuin 10 yhdestä ja edullisesti useammasta kuin kahdesta pisteestä, kuten esim. putkien 83, 88, 97 kautta, kuvio 10. Alkali lisätään useista eri pisteistä ja sillä tavoin, että koko keittovaiheen ajalle saadaan korkea mutta tasainen alkaliprofiili. Alkali lisätään edullisesti siten, 15 että korkein tehollisen alkalin pitoisuus keiton aikana on alle 50 g/1, edullisesti alle 40 g/1, ja edullisimmin alle 35 g/1. Ennen alkalin lisäystä ensimmäisen pisteen eli sihdin 80 jälkeen ainakin 5 %, edullisesti yli 7 %, edullisemmin yli 9 % ja edullisimmin yli 11 % tehollista 20 alkalia NaOHrna puusta laskettuna on jo käytetty puuhakkeeseen.... Cooking is carried out such that at least the last 30 minutes (and preferably at least the last 15 minutes, and most preferably at least the last 30 minutes), before the cooking is completed, The concentration of alkali (expressed as NaOH or equivalent) in the digester is at least 15 g / l, typically 15-50 g / l / preferably 18-40 g / l, and most preferably 20-35 g / 1. Also, at least at the first point or sieve 80 and at the second point or sieve 85, and preferably also at the third point or sieve 95 or more points, the first of which is closest to the inlet of the digester, the suspension is dehydrated and alkali can be added. During the treatment of the wood chips required for chemical pulping, more than 50%, preferably more than 70%, more preferably more than 80% and most preferably more than 90% of the total alkali added to the suspension is added after the first point 80. As shown in Figure 10, the alkali is preferably added from more than 10 from one and preferably more than two points, such as through tubes 83, 88, 97, Figure 10. The alkali is added from a number of different points and in such a manner that alkali profile. The alkali is preferably added such that the highest effective alkali content during cooking is less than 50 g / l, preferably less than 40 g / l, and most preferably less than 35 g / l. Prior to the addition of alkali, after the first point, i.e. the sieve 80, at least 5%, preferably more than 7%, more preferably more than 9%, and most preferably more than 11% of the effective 20 alkali calculated from NaOH on wood has already been used.
• · » • · • · • · · • Keittimessä 419 kierrot 86 ja 96 ja yhteet 88 ja 97 sekä : muut tavanomaiset laitteet muodostavat elimet alkalin ··· · ··· 25 lisäämiseksi kiertoihin 86 ja 96 siten, että tehollisen ·»·· . .·. alkalin pitoisuus NaOH:na ilmaistuna keittovyöhykkeellä • · · juuri ennen keiton päättämistä (joka siis tapahtuu alen- • · · tamalla lämpötilaa syöttämällä kylmäpuskusuodosta yhteen ... 42 kautta jne.) on 15 - 50 g/1, edullisesti n. 18 - 40 • · · **]/ 30 g/1, ja edullisimmin 20 - 35 g/1. Laitteet voivat myös • · ’···* käsittää elimet kiertojen 86 ja 96 lämmön lisäämiseksi, :’·.· kuten tavanomaisen epäsuoran lämmönsiirtimen 96' ja 88' • » :***: tai minkä tahansa sopivan tavanomaisen nestekuumennuseli- ··· .*. men, jota voidaan käyttää kiertosysteemissä. Lämmönlisäys • · *···[ 35 laitteissa 88' tai 96' sekä alkalin lisäys laitteissa 88 • · · *· ’· tai 97 säätelevät yhdessä massan poistoaukosta 44 pois tetun massan lopullista kappalukua paljon lyhyemmällä 38 palauteajalla kuin jos kappalukua säädettäisiin tavanomaiseen tapaan kierron 82 lämpötilan avulla. Sihti 95 on liitetty kiertoon 96, ja laite käsittää elimet, kuten yhteen 84 ja mitä tahansa tavanomaisia osia keittimen 5 sihdiltä poistetun nesteen uudelleen käyttämiseksi. Sihti on lähempänä keittimen 419 yläosassa olevaa suspension syöttöaukkoa kuin massan poistoaukkoa 44. Näin keittimen pohjan lämpötila voidaan säätää tarkemmin; esimerkiksi käyttämällä suurta vastavirtaa, ts. korkeampaa "laimenit) nustekijää", sihdin 95 yläpuolisella vyöhykkeellä massan lämpötilaa voidaan alentaa jyrkästi keiton lopettamiseksi. Jos keitin ei pysty ylläpitämään positiivista laimen-nustekijää sihtien 85 ja 95 välillä, massan lämpötilaa ja keiton päättämistä voidaan säätää paremmin käyttämällä 15 toista tai molempia kiertoja 86 ja 96. Laimennustekijä on pesuveden syrjäyttämän lipeän mitta. Positiivinen laimennustekijä osoittaa, että pesunestettä käytetään enemmän kuin mitä massan nesteen kokonaissyrjäytykseen vaaditaan. Negatiivinen laimennustekijä osoittaa että massan nesteen 20 kokonaissyrjäytystä ei tapahtunut.In the digester 419, the turns 86 and 96 and the connections 88 and 97 and: other conventional devices provide means for adding alkaline ··· · ··· 25 to the circuits 86 and 96 so that the effective · · · · ·. . ·. the concentration of alkali, expressed as NaOH, in the cooking zone • · · just before the end of cooking (which is by lowering the temperature by supplying the cold trickle filtrate with one ... 42, etc.) is 15-50 g / l, preferably about 18-40 · · · **] / 30 g / l, and most preferably 20-35 g / l. The devices may also include means for increasing the heat of the circuits 86 and 96, such as a conventional indirect heat exchanger 96 'and 88' • »: ***: or any suitable conventional liquid heating means. . *. men that can be used in the circulatory system. Heat Enhancement • · * ··· [35 for 88 'or 96' and Alkaline for 88 * · * * '' or 97 together control the final kappa number of pulp outlet 44 with a much shorter 38 feedback time than if the kappa number were conventionally adjusted 82 temperature. The screen 95 is connected to the circuit 96, and the device comprises means, such as one 84, and any conventional parts for reusing the liquid removed from the screen of the digester 5. The strainer is located closer to the suspension inlet at the top of the digester 419 than to the mass outlet port 44. This allows the bottom temperature of the digester to be more accurately controlled; for example, by using a high counter current, i.e., a higher "dilution factor", in the zone above the screen 95, the pulp temperature can be sharply reduced to stop cooking. If the kettle is unable to maintain a positive dilution factor between screens 85 and 95, the pulp temperature and boiling end can be better controlled by using 15 or 86 cycles 86 and 96. The dilution factor is a measure of the amount of lye displaced by the wash water. A positive dilution factor indicates that the washing liquid is used more than is required for total pulp fluid displacement. A negative dilution factor indicates no total displacement of the pulp fluid.
• · ·• · ·
Kuviossa 10 esitetty järjestelmä kuvaa esillä olevan kek- • · · • sinnön toteuttamiseen vaadittavaa yhtä edullista menetel- ; mää ja laitetta. Erityisesti syöttämällä suurin osa tai • · · · ··· 25 oleellisesti koko tuoreen keittokemikaalin määrä keitto- ♦ ··· . prosessin myöhempään vaiheeseen ja kierrättämällä selek- • · · tiivisesti ainakin jonkin verran alkalipitoista jätekeit- • ♦ ♦ tolipeää aikaisempaan käsittely- tai keittovaiheeseen, ... saadaan keittoprosessissa aikaan edullinen korkean aika- • ♦ » *.. 30 lipitoisuuden profiili. Kuten laboratorio- ja tehdasmit- • « *···* takaavaisten kokeiden tulokset osoittavat kuvioissa 11 - 13 ja 15 - 17, tämä korkean alkalipitoisuuden profiili :***: tuottaa selluloosamassaa, jonka lujuus- ja vaaleusarvot ··· ovat korkeat ja rejektipitoisuus alentunut.The system illustrated in Fig. 10 illustrates an equally advantageous method required to implement the present invention; quantity and device. In particular, by feeding most or all of the · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · to a later stage of the process and selectively circulating at least some alkaline waste digester • ♦ ♦ toluene to an earlier treatment or cooking stage, ... providing an advantageous high time lipid profile in the cooking process. As shown in Figures 11-13 and 15-17, the results of laboratory and factory measurements ensure that this high alkali content: ***: produces cellulosic pulp with high strength and brightness values ··· impaired.
1 35 • · • · · '· *J Kuviot 11 - 13 kuvaavat laboratoriotestien tuloksia esil lä olevan keksinnön mukaisesti tuotetusta massasta. Näis- 39 sä laboratoriotesteissä käsitelty puuhake oli skandinaavista havupuuta ja käsittely tapahtui seuraavissa olosuhteissa: esikäsittelyvaihe kesti noin kaksi tuntia noin 100 °C:ssa, ja EA-pitoisuus aleni noin 20 g/l:sta noin 8 5 g/l:aan. Impregnointivaihe kesti noin tunnin noin 125 °C:ssa ja EA-pitoisuus oli noin 20 g/1. Esikäsittely- ja impregnointivaiheet olivat kaikissa keitoissa samanlaiset. Keittovaihe kesti noin kaksi tuntia eri lämpötiloissa ja EA-pitoisuuksissa tavoitekappaluvun 25 saamiseksi. 10 Impregnointivaiheen lopussa syötettiin eri määriä alkalia (0 - 27 % EA puusta laskettuna) eri EA-pitoisuuksien aikaansaamiseksi keittovaiheessa. Kaikki laboratoriotes-tit olivat myötävirtaisia.Figures 11 to 13 illustrate the results of laboratory tests on the pulp produced in accordance with the present invention. In these 39 laboratory tests, the treated wood chips were Scandinavian coniferous and were treated under the following conditions: the pretreatment step took about two hours at about 100 ° C and the EA content decreased from about 20 g / L to about 8 g / L. The impregnation step lasted about one hour at about 125 ° C and the EA content was about 20 g / L. The pretreatment and impregnation steps were the same in all soups. The cooking step took about two hours at various temperatures and EA concentrations to obtain the target number of 25. At the end of the impregnation step, different amounts of alkali (0-27% EA based on wood) were fed to provide different concentrations of EA in the cooking step. All laboratory tests were downstream.
15 Kuvio 11 on repäisyindeksin käyrä 100 70 Nm/g:n vetolujuudessa jätekeittolipeän jäännösalkalin suhteen keiton lopussa. Kuten tulokset osoittavat, keksinnön mukaisesti nostettu jäännösalkalin määrä nostaa repäisyindeksiä, joka on ominaiskuitulujuuden mitta.Figure 11 is a tear index curve at a tensile strength of 100 to 70 Nm / g for the residual alkali of the waste cooking liquor at the end of cooking. As the results show, the amount of residual alkali raised in accordance with the invention increases the tear index, which is a measure of the specific fiber strength.
20 ... Kuvio 12 on ruskean massan vaaleuden (ISO) käyrä 101 • · kuvion 11 hakemassan jäännösalkalin suhteen. Kuvio 12 • · · j ·* osoittaa, että jäännösalkalin lisäys lisää vaaleutta, • · · ’··’· ! mikä myös osoittaa tämän keksinnön ansiot.Fig. 12 is a brown mass lightness (ISO) curve 101 for the residual alkali retrieved in Fig. 11. Fig. 12 • · · j · * indicates that the addition of residual alkaline increases the brightness, · · · · · ·! which also demonstrates the merits of the present invention.
• 2 S• 2 S
• · · · ^ ·.·.: Kuvio 13 on rejektisisällön käyrä 102 kuvioissa 11 ja 12 esitetyn massan jäännösalkalin suhteen. "Rejekti" on se keittymättömän puun määrä, joka ilmenee hienoaineina tai pieninä puusäleinä saadussa massassa. Mitä vähemmän re- .···. 30 jektiä on tuloksena, sitä täydellisempi on selluloosan • · keitto, ja sitä vähemmän puuta menee hukkaan. Kuten nä- • · * *. ” kyy, keittoprosessista jäävän jäännösalkalin määrän li- • · · :...: sääntyessä rejektin prosenttimäärä pienenee.Fig. 13 is a reject content curve 102 with respect to the residual alkali of the pulp shown in Figs. 11 and 12. "Reject" is the amount of uncooked wood which is manifested in the pulp obtained as fines or small wood slats. The less re- ···. The result is 30 milliliters, the more complete the cellulose soup and the less wood is wasted. As you can see • · * *. 'Kyy, as the amount of residual alkali remaining in the cooking process increases, the percentage of reject decreases.
• · · • · • · • · · .·. : 35 Kuviossa 14 esitetään toinen edullinen suoritusmuoto • · · esillä olevan keksinnön toteuttamiseksi ja verrataan sitä tavanomaiseen järjestelmään. Järjestelmien erona on se, 40 että toisessa järjestelmässä valkolipeää lisättiin syöttö järjestelmän ja pohjakierron lisäksi kahteen keitto-kiertoon. Tämä valkolipeän syöttäminen myöhemmin prosessissa nosti lipeän EÄ-arvoa ensimmäisessä kierrossa 20 5 g/l:sta (NaOH:na ilmaistuna) 35 g/l:aan ja keittimestä poistetun lipeän EA-arvoa 10 g/l:sta 25 g/l:aan. Koko kemikaalipitoisuus on tässä selostuksessa ilmaistu NaOH:n vastaavina pitoisuuksina, ellei toisin ole mainittu.• · · • · • · · ·. ·. Figure 14 illustrates another preferred embodiment of the present invention and compares it to a conventional system. The difference between the systems is that in one system, white liquor was added to the two system cycles in addition to the feed system and bottom circuit. This feeding of white liquor later in the process increased the EA of the liquor in the first cycle from 20 g / l (expressed as NaOH) to 35 g / l and the EA of the liquor removed from the digester from 10 g / l to 25 g / l . Throughout this specification, the total chemical concentration is expressed as the corresponding concentrations of NaOH, unless otherwise stated.
10 Kuviossa 14 kuvattu vuokeitinjärjestelmä 510 käsittää tavanomaisen syöttöjärjestelmän 511, tavanomaisen impreg-nointiastian IV 512, ja jatkuvatoimisen höyryfaasikeitti-men 513, jossa on kaksi kuumennetun lipeän kiertoa 520 ja 530. Tätä keksintöä testaavissa koeajoissa syötettiin 15 mäntyhaketta 514 syöttöjärjestelmään 511, jossa hake höyrytettiin, lietettiin keittolipeällä yhteen 515 kautta, paineistettiin ja johdettiin yhteen 516 kautta imp-regnointiastian IV 512 yläosaan noin 116 - 119 °C:n lämpötilassa. Kuuma hakkeen ja lipeän muodostama suspensio 20 johdettiin myötävirtaan impregnointiastian IV 512 läpi ja poistettiin siitä yhteen 517 kautta syötetyn lipeän avul- • · *···* la. Lisää valkolipeää syötettiin yhteeseen 517 yhteen 518 • · · : .* kautta siten, että yhteessä 517 oleva tehollinen alkali • · · ja keittimeen yhteen 519 kautta johdettuun hakkeeseen #>*j‘ 25 syötetty tehollinen alkali oli noin 30 g/1 sekä koeaje- : tussa että referenssimenetelmässä.The spout system 510 depicted in Figure 14 comprises a conventional feed system 511, a conventional impregnation vessel IV 512, and a continuous steam phase cooker 513 having two heated liquor cycles 520 and 530. During the test runs of this invention, 15 piston chips were fed, slurried with cooking liquor 515, pressurized and fed 516 to the top of the impregnation vessel IV 512 at a temperature of about 116-119 ° C. The hot suspension of chips and liquor 20 was passed downstream of the impregnation vessel IV 512 and discharged therefrom via the liquor fed through 517. More white liquor was fed to the 517 through 518 • · ·:. * So that the effective alkali in · · · · · · · · · · · · and the effective alkali fed into the digester into one of the chips #> * j ′ 25 through 519 was about 30 g / l. and the reference method.
• · · • · · • · · • · ·• · · · · · · · · ·
Kuumennettu, keittolipeää sisältävä suspensio syötettiin .*!*. keittimen 513 yläosaan noin 127 - 129 °C:n lämpötilassa.A heated suspension containing cooking liquor was fed. *! *. at the top of digester 513 at a temperature of about 127 ° C to about 129 ° C.
.**·. 30 Ylimääräinen lipeä poistettiin suspensiosta ensimmäisen • · · / # lipeänpoistosihdin (ei esitetty) kautta ja johdettiin • · · *· ** yhteen 517 kautta takaisin impregnointiastian IV 512: n ··» pohjalle, jotta muodostuu lipeää, joka kuljettaa hakkeen mukanaan keittimelle 513. Tässä kiertosysteemissä oli # · ·> : 35 myös yhde 517', jonka kautta jonkin verran lipeää yhtees- • · tä 517 voitiin syöttää impregnointiastian IV 512 yläosaan edesauttamaan hakkeen liikkumista ja parantamaan neste- 41 puusuhdetta impregnointiastian IV yläosassa tarpeen mukaan. Keittimeen 513 syötetty suspensio johdettiin sen jälkeen myötävirtaan alaspäin ensimmäiseen kiertoon 520 eli "säätökiertoon", johon kuului ensimmäinen lipeänpois-5 tosihti 521, poisto- ja kierrätysyhde 522 ja kuumennus-laite 523. Referenssimenetelmässä tuoretta keittolipeää ei tähän kiertoon lisätty lainkaan ja EA tässä kierrossa oli noin 20 g/1. Tämän keksinnön mukaisesti suoritetuissa testeissä valkolipeää lisättiin yhteeseen 522 yhteen 524 10 kautta siten, että tehollisen alkalin määrä kierrossa 520 koeajon aikana oli noin 35 g/1, eli noin 75 % suurempi kuin tavanomaisissa menetelmissä.. ** ·. 30 Excess lye was removed from the suspension through the first · · · / # # decalcifying strainer (not shown) and passed • · · * · ** through 517 back to the bottom of impregnation vessel IV 512 ··· to form lye which carries chips to digester 513 This circulating system also had a compound 517 'through which some lye compound 517 could be fed to the top of the impregnation vessel IV 512 to facilitate chip movement and improve the fluidity ratio at the top of the impregnation vessel IV as needed. The suspension fed to the digester 513 was then led downstream to the first cycle 520, or "control loop", which included the first slipper-5 filter 521, the drain and recycle connection 522, and the heater 523. In the reference method, no fresh cooking liquor was added about 20 g / l. In the tests performed in accordance with the present invention, white liquor was added to connector 522 through 524 10 so that the amount of effective alkali in the 520 test run was about 35 g / L, or about 75% higher than conventional methods.
Sihdin 521 jälkeen kummassakin järjestelmässä suspensio, 15 joka nyt oli kuumennettu noin 160 - 170 °C:n keittolämpö-tilaan, virtasi edelleen ja lämmitettiin keittimen ensimmäisellä keittovyöhykkeellä. Ensimmäinen keittovaihe päättyi suspension tullessa toiselle ja kolmannelle li-peänpoistosihdille 525 ja 526. Jätekeittolipeää poistet-20 tiin suspensiosta sihdeillä 525 ja 526 ja johdettiin yhteen 527 kautta tavanomaisiin paisuntasäiliöihin 528 ja • · *···* 529 kehittämään höyryä ennen sanotun jätekeittolipeän • · · : .* johtamista kemikaalien ja lämmön talteenottoon.After strainer 521, in each system, the suspension, now heated to a cooking temperature of about 160-170 ° C, continued to flow and heated in the first cooking zone of the digester. The first cooking step ended with the suspension entering the second and third liquor removal strainers 525 and 526. The cooking liquor was removed from the suspension with strainers 525 and 526 and led through 527 to the conventional expansion tanks 528 and • · * ··· * 529 to develop steam · :. * leading to chemicals and heat recovery.
• · • · · • i · ··· · .,*·* 25 Sihdin 526 yhteydessä oli toinen kuumennetun lipeän kierii]: to 530 eli "sammutuskierto", joka käsitti kierrätysyhteen 531 ja kuumennuslaitteen 532. Keksinnön testatun menetel- m män mukaan ja referenssimenetelmästä poiketen lisää val-kolipeää syötettiin yhteen 533 kautta yhteeseen 531.The second firing liquor rotor was connected to the screen 526]: Thu 530 or "extinguishing cycle" comprising the recirculation nozzle 531 and the heating device 532. According to the tested method of the invention and, unlike the reference method, more white liquor was fed through 533 to 531.
• · · .···, 30 Vaikka seuraava keittovyöhyke on vastavirtainen, lipeän • · *Γ lisääminen yhteen 533 kautta ja sen kierrättäminen sihdin • · ·.**: 526 läheisyyteen varmisti, että riittävästi alkalia oli ··· :...ϊ mukana keiton jatkamiseksi vastavirtaisella vyöhykkeellä.• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ϊ included to continue cooking in the counter current zone.
··· • · • · .·[ ; 35 Kuviossa 14 esitetty järjestelmä on kaavakuva eräästä • «· olemassa olevasta keitinjärjestelmästä. Koska keksinnön toteuttamiseksi tarvittavaa putkistoa ei ollut saatavis- 42 sa, eli esim. putkistoa, jolla voitaisiin kierrättää alkalipitoista jätelipeää yhteestä 527 impregnointiasti-aan 512, keksintö simuloitiin lisäämällä alkalia kiertoihin 520 ja 530. Tästä oli tuloksena noin 25 g/l:n 5 alkalipitoisuus jätelipeävirrassa 527. Keksinnön mukaan tämä suhteellisen korkean alkalipitoisuuden omaava höyry yhteessä 527 syötetään edullisesti esimerkiksi impreg-nointiastiaan 512 korvaamaan tuorevalkolipeästä peräisin oleva tehollinen alkali yhteissä 515 ja 518. Suoritetuis-10 sa kokeissa tätä ei kuitenkaan voitu tehdä. Kuitenkin keiton lopussa vallitsevan korkean alkalipitoisuuden teho arvioitiin syöttämällä lisäalkalia yhteiden 524 ja 533 kautta, millä saatiin korkeampi alkalipitoisuus jäte-lipeäyhteeseen 527.··· • · • ·. · [; 35 The system shown in Figure 14 is a schematic view of an existing cooking system. Because the piping needed to carry out the invention was not available 42, i.e., piping that could recycle the alkaline waste liquor from the common 527 to the impregnation vessel 512, the invention was simulated by adding alkali to cycles 520 and 530. This resulted in an alkaline content of about 25 g / l. According to the invention, this relatively high alkali vapor in the conduit 527 is preferably fed, for example, into the impregnation vessel 512 to replace the effective alkali from the fresh white liquor in the conduits 515 and 518. However, this could not be done in the experiments. However, the potency of the high alkali content at the end of the cooking was evaluated by feeding additional alkali through the terminals 524 and 533, which resulted in a higher alkali content in the waste-liquor medium 527.
1515
Todelliset alkalilisäykset, joita näissä kokeissa käytettiin, tehollisena alkalina puusta laskettuna, olivat n. 13 % putkilinjaan 515 menevään syötteeseen, n. 7 % pohja-kiertoon putkilinjan 518 kautta, n. 5 % kiertoon 522 eli 20 "säätökiertoon" yhteen 524 kautta ja n. 5 % kiertoon 531 eli "sammutuskiertoon" yhteen 533 kautta. Kokonaislisäys ··· ·...· puusta laskettuna tässä kokeessa oli siis noin 30 %. Tämä ·· · • \i on enemmän kuin tyypillinen kokonaislisäys, joka on 20 %, : esimerkiksi 13 % ja 7% tämän kokeen perustesteissä. Tosi- ··· · ··· 25 asiallisesti koko prosessiin lisätty alkali on esillä ···· . .*. olevan keksinnön toteutuksessa noin 20 %, eli 18 - 22 %, • · · • · · mikä on tavanomaista. Alkali lisätään mieluiten keittämi- * i » sen myöhemmissä vaiheissa. Kuitenkin käyttämällä suhteel- ... lisen korkeaa alkalipitoisuutta ja näin ollen korkeaa • · · 30 pH:ta keiton lopussa, syntyy jätelipeää, jonka alkalipi- • * ***** toisuus ja pH on suhteellisen korkea. Tätä alkalipitoi- suudeltaan korkeaa jätelipeää käytetään edullisesti ai- :***: kaisemmissa keittovaiheissa alkalilähteenä.The actual alkali additions used in these experiments, calculated as the effective alkali from the wood, were about 13% for feed to pipeline 515, about 7% for bottom cycle through pipeline 518, about 5% for cycle 522 or 20 "control cycles" through 524 and n. 5% to Circuit 531 or "Shutdown Circuit" through one 533. The total increase ··· · ... · calculated from the tree was thus about 30% in this experiment. This ·· · • \ i is more than the typical total increase of 20%: for example 13% and 7% in the basic tests of this experiment. True ··· · ··· 25 actually added alkali throughout the process are displayed ····. . *. in the implementation of the present invention, about 20%, i.e. 18-22%, which is conventional. Alkali is preferably added in subsequent steps of cooking. However, by using a relatively high alkaline content and thus a high pH of · · · 30 at the end of the cooking process, a waste liquor with a relatively high alkaline content and pH is obtained. This high alkali waste liquor is preferably used as a source of alkali in the lower cooking stages.
··· ♦ ··· • · ***t 35 Esillä olevan keksinnön mukaan siis käytettäessä aika- • · · *· *♦ lipitoisuudeltaan korkeaa jätelipeää selluloosa joutuu tehollisen alkalin (puusta lasketun) vaikutukseen, jonka 43 pitoisuus on korkeampi kuin 20 %, tyypillisesti yli 25 %, tai jopa yli 30 %, vaikka tuoretta keittolipeää ei syötetä tavallista eli 20 % (puusta laskettuna) enempää. Vaihtoehtoisesti käyttämällä keiton jälkivaiheisiin syötettyä 5 tehollista alkalia jonkin verran uudelleen, järjestelmään voidaan syöttää vähemmän tuoretta keittolipeää ja silti ylläpitää sama keittoaste. Toisin sanoen tätä keksintöä hyödyntämällä sellutehdas voi säästää kemikaalien käytössä ja kustannuksissa.Thus, according to the present invention, when using high-waste liquor with high lipid content, cellulose is exposed to an effective alkali (calculated from wood) with a content higher than 20%. , typically more than 25%, or even more than 30%, even though fresh cooking liquor is not fed at the usual rate of 20% (based on wood). Alternatively, by using some of the 5 effective alkali supplied to the post-cooking stages, some fresh cooking liquor can be fed to the system while still maintaining the same cooking degree. In other words, by utilizing this invention, a pulp mill can save on the use and cost of chemicals.
1010
Sihdin 526 jälkeen suspensio syötettiin vastavirtaiselle keitto/pesuvyöhykkeelle eli Andritz Inc.'in (Glens Falls, New York) Hi-Heat™-pesuvyöhykkeelle keittimen 513 alaosaan. Vaikka tämän vyöhykkeen varsinainen käsittely oli 15 keittolipeän vastavirtainen syrjäytys pesulipeällä, keit- tolipeän syöttäminen kiertoon 530 eli Andritz Inc.'in markkinoima EMCC®-pesu sai aikaan lisäkeittymisen tällä vyöhykkeellä. Hi-Heat-vaihe päättyi, kun keitetty suspensio tuli sihdille 534. Vastavirtaisella pesuvyöhykkeellä 20 käytetty suodos 526 syötettiin suuttimien 535 kautta keittimen pohjapäähän. Ruskea massa purettiin yhteeseen • · · ;...· 527. Sen jälkeen massa valkaistiin käyttämällä val- : **: kaisusekvenssiä 0-0-D0-E-D1-D2.After strainer 526, the suspension was fed to the countercurrent cooking / washing zone, i.e., the Hi-Heat ™ wash zone of Andritz Inc. (Glens Falls, New York), at the bottom of the stove 513. Although the actual treatment of this zone was the countercurrent displacement of 15 cooking liquors with washing liquor, the supply of boiling liquor to circulation 530, i.e. the EMCC® wash marketed by Andritz Inc., resulted in additional boiling in this zone. The Hi-Heat phase ended when the cooked slurry came on strainer 534. The filtrate 526 used in countercurrent wash zone 20 was fed through nozzles 535 to the bottom end of the digester. The brown pulp was unloaded into a · · ·; ... · 527. The pulp was then bleached using the val-: **: sequencing 0-0-D0-E-D1-D2.
• · • · • · · • · · ··· i •j. 25 Vaikka on edullista syöttää ainakin jonkin verran alkalia ···· . .·. lopulliseen vastavirtaiselle keitto/pesuvyöhykkeelle • · · halutun alkalisuuden ja pH:n ylläpitämiseksi, käsittelyn • * · tehon puute voi joskus tehdä alkalin lisäämisen tarpeet- ... tomaksi. Ihanteellista olisi, että kaikki vastavirta- • · · *]/ 30 vyöhykkeelle tuleva alkali erotettaisiin hakkeesta lipe- • · *···* ään ja poistettaisiin sihdin 526 kautta. Syrjäytyksen tai alkalin erottumisen hakkeesta ollessa kuitenkin epätasai-nen, jonkin verran alkalia ja ylimääräistä lämpöä vai • · · jäädä alasvirtaavaan hakemassaan. Tämä alkali ja lämpöti- ;**. 35 la voivat olla riittäviä aikaansaamaan esillä olevan kek- • · · *· *· sinnön mukainen haluttu alkalisuus ja pH. Näin tapahtui keittimessä, jossa nämä koeajot suoritettiin. Vaikka 44 yhtään alkalia ei lisätty sihdin 534 läheisyydessä, hakemassaan jäi riittävästi alkalia ja lämpöä (n. 130 °C) niin, että vastavirtaisen keitto/pesuvyöhykkeen alkali-suus- ja pH-arvot olivat halutun mukaisia.• • • • • • • • • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·. Although it is advantageous to supply at least some alkaline ····. . ·. to the final countercurrent cooking / washing zone • · · to maintain the desired alkalinity and pH, the lack of processing • * · power can sometimes render the addition of alkali unnecessary. Ideally, any alkali coming into the countercurrent • · · *] / 30 zone should be separated from the chips to the liquor and removed through strainer 526. However, when the displacement or alkali separation from the chips is uneven, some alkali and excess heat may · · · remain in the downstream application. This alkaline and thermal; **. 35a may be sufficient to provide the desired alkalinity and pH according to the present invention. This was the case in the digester where these test runs were performed. Although 44 no alkali was added in the vicinity of strainer 534, sufficient alkali and heat (about 130 ° C) were retained to maintain the alkalinity and pH of the countercurrent cooking / washing zone.
55
Kuvion 14 mukaista järjestelmää testattaessa pesukierto (ei esitetty) sihdin 534 yhteydessä oli päällä, mutta virtausnopeus oli hyvin alhainen.When testing the system of Figure 14, the washing cycle (not shown) with the screen 534 was on, but the flow rate was very low.
10 Tekniikan tason mukaista menetelmää ja keksinnön (kuvio 14) mukaista menetelmää käyttäen havupuulla saatujen tulosten vertailu on esitetty kuvioissa 15, 16 ja 17.A comparison of the results obtained with coniferous wood using the prior art method and the method according to the invention (Figure 14) is shown in Figures 15, 16 and 17.
Tuotantonopeus kokeen aikana oli noin 600 ADMT/D (eli ilmakuivaa metristä tonnia/vrk). Kappaluku kokeen aikana 15 oli suhteellisen hyvin kontrolloitu, 24 - 30. Tämän kap-paluvun saamiseksi keittokemikaalin uudella jakelutavalla keittolämpötilaa laskettiin 5 °C:lla tekniikan tason mukaiseen verrattuna.The production rate during the test was about 600 ADMT / D (or metric tons of dry air per day). The number of pieces during the experiment 15 was relatively well controlled, 24-30. To obtain this Kap return, the cooking temperature was reduced by 5 ° C compared to the prior art by the new method of delivery of the cooking chemical.
20 Kuviossa 15 esitetään valkaisukemikaalien kulutuksen ja ... lopullisen valkaistun massan vaaleuden vaihtelua koeai- • · kana. (Tämän jakson ulkopuolella käsiteltiin koivuhaket- • · · | ·* ta; lehtipuut tarvitsevat tavallisesti vähemmän vai- • · · :·: · kaisukemikaaleja, ts. niiden valkaistavuus on korkeampi ...: 25 kuin havupuiden.) Abskissa osoittaa käyttöajan; vasemman- ·.·.· puoleinen ordinaatta klooridioksidin (D) suhteellisen • · · ί.ί : kokonaiskulutuksen; oikeanpuoleinen ordinaatta lopullisen valkaistun massan vaaleuden ISO-yksikköinä. Tavanomainen keitto tapahtui ajalla 103 kokeen (korkea tehollisen .**·. 30 alkalin pitoisuus) jommallakummalla puolella. Klooridiok- • · · .· , sidin kulutusta osoitetaan pystypalkeilla 105. Lopullinen • · · *· " vaaleus osoitetaan yhtenäisellä viivalla 106. Kuten nä- • · *···’ kyy, klooridioksidin kulutus alenee selvästi kokeen a- loittamisen jälkeen n. tunnin 7 kohdalla. Samoin näkyy • · · •\! 35 loppuvaaleuden selvä nousu, koska valkaisukemikaalin • · säätö reagoi myöhästyneesti kokeessa käytetyn massan alentuneeseen valkaisukemikaalitarpeeseen, kuten tyypil- 45 lista on. Kun vaaleus on stabilisoitu, klooridioksidin kulutus alenee kuitenkin noin 9 %:lla männylle suoritettuun viitekäsittelyyn verrattuna. Tämä tapahtuu, vaikka kappaluvut (ei esitetty) olisivat koeaikana korkeammat 5 kuin viitekeitossa.Figure 15 shows the variation in the consumption of bleaching chemicals and ... the brightness of the final bleached pulp during the trial. (Birch chips were treated outside this section; hardwoods usually require less potency •, ·::: · rusting chemicals, i.e. have a higher bleaching ...: 25 than softwoods.) The abscissa indicates the service life; left-side ·. ·. · side ordinate for chlorine dioxide (D) relative • · · ί.ί: total consumption; the right ordinate in ISO units for the final bleached pulp. Conventional cooking took place on either side of 103 experiments (high concentration of effective. ** · .30 alkaline). The consumption of chlorine dioxide is indicated by the vertical bars 105. The final brightness is indicated by a solid line 106. As can be seen, the consumption of chlorine dioxide clearly decreases after the experiment is started. hour 7. There is also a clear increase in the final brightness of the · · · ·! 35 because the adjustment of the bleaching chemical · · reacts belatedly to the reduced bleaching chemical requirement of the pulp used in the experiment, but when lightness is stabilized, chlorine dioxide consumption decreases by about 9%: This occurs even if the kappa numbers (not shown) are higher than the reference soup during the trial period.
Kuvio 16 kuvaa valkaistun massan lujuuden 110 nousua esillä olevan keksinnön mukaan, viitekeiton vastaavaan 111 verrattuna. Kuvion 16 abskissa osoittaa paperin veto-10 lujuutta Nm/g:nä. Ordinaatta on repäisylujuus Nm2/kg. Tämä käyrä osoittaa selvästi, että esillä olevan keksinnön prosessin tuottama paperin repäisylujuus 110 on suurempi kuin viitemassan repäisylujuus. Esimerkiksi 90 Nm/g:n vetolujuudessa tämän keksinnön mukaisen massan 15 repäisylujuus on noin 20 % korkeampi kuin viitemassan.Fig. 16 illustrates an increase in bleached pulp strength 110 according to the present invention, compared to a reference cooking 111. The abscissa of Figure 16 shows the tensile strength of the paper in Nm / g. The ordinate has a tear strength of Nm 2 / kg. This curve clearly shows that the tear strength 110 of the paper produced by the process of the present invention is greater than the tear strength of the reference pulp. For example, at a tensile strength of 90 Nm / g, the tear strength of the pulp of this invention is about 20% higher than the reference pulp.
Kuvio 17 vertaa valkaistua "huikkia" eli paperin kuivaa ominaistilavuutta vetolujuuden funktiona. Tämä paperi on valmistettu massasta joka on tehty näillä kahdella mene-20 telmällä. Paperiarkin bulkki on arkin paksuuden suhde sen painoon pinta-alayksikköä kohti, ja se ilmaistaan tila- • · · ·...· vuusyksikkönä painoa kohden; tässä tapauksessa kuutiomet- • reinä tonnia kohti (mVt). Bulkki osoittaa paperiarkin tiheyden; matala bulkki vastaa korkeaa tiheyttä. Kuvio 17 ··· 25 osoittaa, että tämän keksinnön mukaisella menetelmällä ···· . tuotetun paperin bulkki 112 on noin 5 % korkeampi kuin • · · viitepaperin bulkki 113 tietyssä vetolujuudessa. Tämä • * · tarkoittaa, että tämän keksinnön mukaista hienopaperia ... voidaan joissakin tilanteissa keventää (grammaa massaa • · · 30 per neliömetri paperia) ja säilyttää silti laatu samana.Figure 17 compares the bleached "sweat" or dry specific volume of paper as a function of tensile strength. This paper is made from pulp made with these two methods. The bulk of a sheet of paper is the ratio of the thickness of the sheet to its weight per unit area, and is expressed in units of · · · · ... · volume per weight; in this case, • cubic meters per tonne (mVt). Bulk indicates sheet density; a low bulk corresponds to a high density. Figure 17 ··· 25 shows that ····. the bulk paper 112 produced is about 5% higher than the reference paper bulk 113 at a given tensile strength. This * * · means that the fine paper of the present invention ... can in some situations be lightened (grams of mass · · · 30 per square meter of paper) while still maintaining the same quality.
• · • · • · · :\j On siis selvää, että tässä sovelluksessa esitetty sellu- loosan keittomenetelmä, jossa alkalipitoisuus on korkea, • · · y. voidaan hyvin yhdistää useisiin olemassa oleviin järjes- ;**. 35 telmiin ja näin saada aikaan uusia prosesseja vahvemman • · · ** *· kemiallisen selluloosamassan tuottamiseksi kuin tunne tuilla tekniikoilla valmistetut. Vaikka keksintöä on 46 tässä esitetty ja kuvattu sen valossa, mitä tällä hetkellä pidetään sen käytännöllisimpänä ja edullisimpana suoritusmuotona, alan ammattimiehelle on selvää, että monet muunnelmat ovat mahdollisia keksinnön suojapiirin puit-5 teissä, joka suojapiiri on oheisten patenttivaatimusten laajimman tulkinnan mukainen siten, että se kattaa kaikki vastaavat prosessit, tuotteet ja järjestelmät.Thus, it is clear that the high alkaline cooking cellulose cooking method disclosed in this application. can be well combined with several existing systems; **. 35 · · · ** * · to produce a stronger chemical pulp than that produced by known techniques. Although the invention has been described and described herein in the light of what is currently considered to be the most practical and preferred embodiment, it will be apparent to one skilled in the art that many modifications are possible within the scope of the invention. covers all related processes, products and systems.
··· • · • · • · · • · · • · · • · • · • · * · · • · · ··· · • · · ···· • · · • · · • · · • · · ♦ · · • · · • · · • · · • · · • · · • · • 1 • · · • · • · · • · · • · ··· • · • · • · · • · · • · • · • · · · • · · • · · • ···· • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·–back Li pieces - · ♦ · • 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 · · · · · · · · · · · · · · ·
Claims (27)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US55813895 | 1995-11-13 | ||
US08/558,138 US5635026A (en) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | Cooking cellulose material with high alkali concentrations and/or high pH |
US73611296 | 1996-10-24 | ||
US08/736,112 US5779856A (en) | 1995-11-13 | 1996-10-24 | Cooking cellulose material using high alkali concentrations and/or high pH near the end of the cook |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI964530A0 FI964530A0 (en) | 1996-11-12 |
FI964530A FI964530A (en) | 1997-05-14 |
FI120362B true FI120362B (en) | 2009-09-30 |
Family
ID=27071640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI964530A FI120362B (en) | 1995-11-13 | 1996-11-12 | Method and apparatus for cooking cellulose |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA2189899C (en) |
FI (1) | FI120362B (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX2012005924A (en) * | 2009-11-24 | 2012-06-13 | Andritz Inc | Method and system for thin chip digester cooking. |
EA036683B1 (en) | 2015-04-10 | 2020-12-08 | Комет Биорефайнинг Инк. | Methods and compositions for the treatment of cellulosic biomass and products produced thereby |
AU2019265921A1 (en) | 2018-05-10 | 2020-11-26 | Comet Biorefining Inc. | Compositions comprising glucose and hemicellulose and their use |
-
1996
- 1996-11-08 CA CA 2189899 patent/CA2189899C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-12 FI FI964530A patent/FI120362B/en active IP Right Review Request
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI964530A (en) | 1997-05-14 |
CA2189899A1 (en) | 1997-05-14 |
CA2189899C (en) | 2002-07-16 |
FI964530A0 (en) | 1996-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI120650B (en) | Method and apparatus for pulping | |
FI121789B (en) | System for boiling cellulosic fibrous material | |
US5635026A (en) | Cooking cellulose material with high alkali concentrations and/or high pH | |
FI103815B (en) | Power boilers with white liquor added to the washing circulation | |
FI122625B (en) | Procedure for the operation of a boiler and boiler | |
CA2735087A1 (en) | A single vertical atmospheric vessel for steaming, slurrying, impregnating and digesting fibrous material | |
RU2596453C2 (en) | Method and apparatus for efficient production of soluble cellulose on line at sulphate cellulose production, producing cellulose for paper, using cooking boiler of continuous action | |
US6123807A (en) | Method for the continuous cooking of pulp | |
FI130070B (en) | Method of producing dissolving pulp | |
US6203662B1 (en) | Method for the continuous cooking of pulp in a digester system having a top separator | |
US20040089431A1 (en) | Method for alkaline batch cooking of fiber material | |
FI120362B (en) | Method and apparatus for cooking cellulose | |
FI123040B (en) | Process for boiling of finely divided cellulosic fibrous material and sulphate pulp prepared according to the process | |
US6159336A (en) | Method and device for the continuous cooking of pulp | |
US6350348B1 (en) | Batch cooking with black liquor pretreatment | |
JP4741797B2 (en) | A method for producing cellulose pulp and an apparatus for carrying out the method. | |
EP0909353B1 (en) | Method and device for the continuous cooking of pulp | |
RU2793493C2 (en) | Method for manufacturing soluble wood fibre pulp | |
US20100263813A1 (en) | Green liquor pretreatment of lignocellulosic material | |
JP3064607B2 (en) | Modified Kraft Pulp Production Method | |
FI121787B (en) | Method and apparatus for continuous pulping | |
FI127420B (en) | Process for producing cellulose pulp | |
FI121788B (en) | Method and apparatus for power boiling of pulp | |
FI121790B (en) | Continuous boiler and system for a continuous boiler | |
WO2002042550A1 (en) | Method for alkaline cooking of fiber material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 120362 Country of ref document: FI |
|
MD | Opposition filed |
Opponent name: KVAERNER PULPING AB Opponent name: METSO FIBER KARLSTAD AB |