FI59434B - Delignifiering och blekning av cellulosa med syre - Google Patents

Description

Ε3?ϊ1 Γβ1 ^kuulutusjulkaisu - Q Α _ .

l»J (11) UTLÄCGNINGSSKRIFT 5 94 34 ^ ’ (51) Kv.«c?/int.a·3 D 21 C 9/10 SUOMI—FINLAND qi) ημιιιμ»*! 649/74 (22) H«k*ml*pUv·—An*5knlnf*rfag 05.03.74

' * (23) AlkupUvl — GlMghaeadtg O5.O3.7U

(41) Tulkit Julkitulal — ftllvlt offuntllg 08.09.74

Patmtti. ]» rekisteri hallitut (44) Nihttviicp™ j. kuuM-ik^n pvm. -

Patent· och registerstyrelsen Anaeiun utiagd oeh uti.*krKt«n pubiicand 30.o4.81 (32)(33)(31) Pjryduttjr «uoMcwi—Begird prioritut 07.03.73 USA(US) 338862 Toteennäytetty-Styrkt (71) International Paper Company, 220 East 42nd Street, New York,

New York 10017, USA(US) (72) Sunanda K. Roymoulik, New Delhi, Intia-Indien(lN),

Kenton J. Brown, Suffern, New York, USA(US) (74) Berggren Oy Ah (54) Selluloosan delignifiointi ja valkaisu hapella - Delignifiering och hlekning av cellulosa med syre

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 alkuosassa esitettyyn valkaisu- ja delignifiointimenetelmään.

Sellua on monien vuosien ajan delignifioitu ja valkaistu perinteisesti käyttämällä erilaisia kloorauskäsittelyjä. Näitä on joskus paperiteollisuudessa tarkoitettu merkinnöillä CpE viisivaiheisen CpEDED tai kuusivaiheisen CpEHDED valkaisukaavion vaiheista. Kloorikaasun käyttö ei ole halpaa ja kloorijäännösten sekä klooripitoisten sivutuotteiden poistaminen jätevesistä vaatii kalliin kemikaalitalteenot-tosysteemin vähentämään vesistöjen ja ympäristön saastumisongelmia.

Jo usean vuoden ajan on ehdotettu kloorin korvaamista deligi-fioinnissa ja valkaisussa hapella. Vaikkakin on esitetty lukuisia menetelmiä sellun delignifioimiseksi ja valkaisemiseksi hapella, kuten USA-patenteissä 1 860 432, 2 926 114, 3 024 158, 3 274 049, 3 384 533, 3 251 730, 3 423 282 ja 3 661 699, ranskalaisissa patenteissa 1 310 248 ja 1 387 853 sekä artikkeleissa Nikitin ja muut, Trudy Leningradshoi Lesotekb. Nickeskoi Akad. i.S.M. Korova (Transactions of the Leningrad Academy of Forestry), Voi. 75, pp. 145-155 (1956), Voi. 80 pp. 65-75, 77-90 (1958) ja Bumazh. Prom., Voi. 35, No. 12, pp. 5-7 (I960). Mikään näistä ei ole taloudellisesti käyttökelpoinen. Monet näistä vaativat suoja-aineita estämään selluloosan depolymeroitumista, kuten 2 59 A 34 magnesiumkarbonaattia kuten USA-patentissa 3 384 533 on esitetty, sekä säilyttämään sellun viskositeetin. Sen lisäksi, että sellaisten kemi-kaalioiden käyttö aiheuttaa kerrostumia ja kuorettumista prosessi-laitteistossa, on näiden aineiden käytöllä huomattava haitta, koska ne aiheuttavat lisääntyvää saastumista. Mikäli saastuminen on vältettävä, on asennettava kalliita laitteistoja näiden suoja-aineiden poistamiseksi jätevedestä.

Ainoa delignifiointi ja valkaisumenetelmä happea käyttäen, joka on kehitetty kaupallisesti merkittäväksi on USA-patentissa 3 660 225 esitetty. Tämä menetelmä vaatii kuitenkin käytettäväksi korkeata sellun sakeutta ja korkeita paineita mikä aiheuttaa kalliiden painelaitteiden käytön, sekä kalliit vedenpoisto- ja hajoitinlait-teet. Toinen tärkeä haittapuoli tässä korkeapainemenetelmässä, korkeiden investointikustannusten ylittäväkin, on se, että se aiheuttaa sellun (selluloosan) huomattavaa vaurioitumista, mitä voidaan hillitä jonkin verran vain käyttämällä depolymeroitumisen suoja-aineita, kuten magnesiumkarbonaattia. Kuten yllä on esitetty, aiheuttavat selluloosan depolymeroitumisen estoaineet lisääntyneitä kustannuksia ja vaativat kalliita talteenottotoimenpiteitä mikäli nämä halutaan saada pois jätevesistä.

Kyseisen keksinnön kohteena on aikaansaada käyttökelpoinen jatkuva menetelmä sellun delignifioimiseksi ja valkaisemiseksi halvoin kustannuksin.

Keksinnön toisena kohteena on aikaansaada kustannuksiltaan halpa jatkuva menetelmä sellun valkaisemiseksi ilman kloorausta.

Keksinnön kohteena on edelleen aikaansaada sellun delignifiointi- ja valkaisumenetelmä, jossa ei ole välttämätöntä käyttää selluloosan depolymeroitumisen suoja-aineita, kuten magnesiumkarbonaattia.

Lisäksi on keksinnön kohteena aikaansaada kustannuksiltaan halpa jatkuva menetelmä sellun delignifioimiseksi ja valkaisemiseksi hapella, jolloin ei ole välttämätöntä käyttää korkean paineen alaisia laitteita.

Keksinnön kohteena on edelleen aikaansaada sellun jatkuva delignifiointi- ja valkaisumenetelmä happea käyttäen, joka voidaan suorittaa normaaleissa käytössä olevissa valkaisutorneissa.

Keksinnön kohteet on toteutettu keksinnön mukaisella menetelmällä, jonka pääasiallisimmat tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksesta 1.

Keksinnön kohteet käyvät ilmi ammattimiehelle seuraavasta, piirroksiin liittyvästä selityksestä.

Kuviossa 1 on juoksukaaviona esitetty eräs keksinnön toteutus- muoto , 3 59434 kuviossa 2 on esitetty keksinnön toinen toteutusmuoto, myös j uoksukaaviona, kuviossa 3 on käyriönä esitetty valkaistun sellun viskositeetin ja Kappa-luvun välinen riippuvuus valkaisuissa, joissa toisessa valkaisunaikainen paine on pidetty vakiona sekä toisessa val-kaisunaikainen paine on alennettu valkaisun kuluessa asteettain keksinnön mukaisesti.

On havaittu, että jos alkalinen kuitusulppu saatetaan valkaisuun alhaisessa, alle 10 %:n sakeudessa hapella ja mikäli valkaisu aloitetaan lievän ylipaineen alaisena, kuten esimerkiksi alle 9,5 2 kp/cm , sulpun sisältäessä vain minimimäärän liukenematonta happea sekä mikäli painetta lasketaan asteettain, saavutetaan mainioita valkaisutuloksia, ilmaistuna alhaisen Kappa-luvun avulla, huonontamatta haitallisesti viskositeettia. Tulos oli odottamaton. Oli vaikeata uskoa, että delignifiointi ja valkaisu voitiin suorittaa tyydyttävässä määrin käyttämättä korkeita paineita ja aiheuttamatta ylimääräistä viskositeetin laskua, mikä merkitsisi selluloosan ylimääräistä purkautumista. Tämä on aikaansaatu käyttämättä selluloosa purkautumista estäviä aineita, kuten magnesiumkarbonaattia. Keksintö tuo siten monia merkittäviä etuja: 1. Delignifiointi ja valkaisu voidaan aikaansaada vahingoittamatta selluloosaa merkittävästi ja valkaisu voidaan toteuttaa taloudellisesti. Menetelmällä saadaan siten puhtaampaa ja arvokkaampaa selluloosaa paperiteollisuudelle ja vastaavalle teollisuudelle.

2. Korkea hapenpaine ei ole tarpeellinen, eivätkä näin ollen myöskään korkeata painetta kestävät laitteistot.

3. Olemassaolevia laitteistoja voidaan käyttää valkaisuun tyydyttävästi.

4. Valkaisuliuos voidaan regeneroida helposti lisäämällä lisä-alkalia kuten natriumhydroksidia ja kierrättämällä liuosta. Täten kulumatta jääneet kemikaliot voidaan käyttää uudelleen tässä jatkuvassa menetelmässä ja ympäristöön joutuvat aineet eliminoituvat.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään alkalista sellu-sulppua, jolla on alhainen sakeus, esimerkiksi alle 10 %, sopivasti 2-6 %3 edullisesti 3-*> %. Alkalia lisätään siten, että pH saadaan nousemaan 9 ja 14 välille, sopivasti välille 11,5-12,5. Kun käytetään natriumhydroksidia, on sopivaa lisätä 1-10 g litraa kohti, tai toisinilmaistuna 0,1-1,0 % kuitusulpun painosta.

Alkalinen sellusulppu sekoitetaan edullisesti voimakkaassa sekoittimessa siten ettei sulppuun jää suuria happikuplia. Ei ole “ 59434 toivottavaa, että sulpussa on happikuplia, joiden halkaisija on yli 1,6 mm . Liukenematonta happea ei edullisimmassa tapauksessa ole lainkaan kuitusulpussa. Happea lisätään tavallisesti 0,1-4 % kuitu-sulpun painosta. Havupuille edullinen Isäysmäärä on 0,2-0,8 % sekä lehtipuille saavutetaan parhaat tulokset määrillä 0,2-0,4 %. Olisi vältettävä kaikkien merkittävänkokoisten happikuplien muodostumista, koska ne aiheuttavat kanavoitumista mikä häiritsee sulpun virtausta ylöspäin tornin läpi, mistä taas on seurauksena epätasainen valkaisu ei-toivottuine tuloksineen. Suuremmilla kuplilla on myös taipumusta kerääntyä yhteen ja tämä on myös estettävä. Kaikki liukenemattomat kuplat pitäisi hajoittaa niin pieniksi, että ne eivät keräytyisi yhteen merkittävässä määrin.

Kaikki liukenemattomat happikuplat, joiden koko on yli 1,6 mm päästetään systeemistä ulos ennen kuin sellusulppu viedään valkai-sutorniin.

Hapen sekoittaminen kuitusulppuun voidaan suorittaa millä tahansa suurinopeuksisella ja suuren leikkausvoiman aikaansaavalla sekoitinlaitteella tai kaasuabsorberilla. Sellaisia laitteita ovat mm. Mixing Equipment Co. Inc:n sekoittimet Lightenin In-line mixer ja Line-Blender. Kuitenkin voidaan käyttää mitä tahansa suuren leikkausvaikutuksen omaavaa sekoitinta.

Alkalinen kuitusulppu voidaan vaihtoehtoisesti saattaa lyhytaikaisesti korkeapaineiseen happiesikäsittelyyn ennen johtamista valkaisutorniin. On toivottavaa käyttää hetkellisesti paineita aina 2 arvoon 21 kp/cm , tai 2-10 ilmakehää. Tämä esikäsittely suoritetaan lyhytaikaisesti pienessä paineastiassa, joka ei merkittävästi lisää käytettävän laitteiston kustannuksia.

Valkaisukäsittelyn aikana reaktiolämpötila on edullisesti välillä 70-120°C, lämpötilat 90-110°C ovat edullisimmat. Mikäli käytetään reaktiolämpötiloja, jotka ylittävät 110°C on luonnollisesti käytettävä lievän paineen kestäviä laitteita. Sen vuoksi käytetty maksimilämpötila riippuu jonkin verran valkaisutornin korkeudesta tai käytetystä alkupaineesta. Lämpötilan ei tulisi ylittää kuitu-sulpun kiehumapistettä kyseisessä paineessa.

Valkaisun kuluessa alkalisen kuitususpension painetta alennetaan asteettain, alku- ja loppupaineen eron ollessa vähintäin likimain yksi ilmakehä, maksimaalisen eron ollessa likimain 10 ilmakehää. Tämä paine-ero valkaisun aikana voi merkitä valkaisutornin painetta, vaikkakin voidaan käyttää mitä tahansa tapaa paineen vähentämiseksi asteettain tai jatkuvasti valkaisun kuluessa. Täten 5 59434 valkaisut omijonka korkeus on 91 metriä, aiheuttaa alkupaineen 9» 5 2 kp/cm sekä valkaisutorni, jonka korkeus on 12 m, aiheuttaa alku-. 2 paineen 1,2 kp/cm . On toivottavaa, ettei käytetä valkaisutornia, jonka korkeus on yli 91 m minimikorkeuden ollessa likimain 12 m.

Kuitusulpun viipymäaika valkaisutornissa voi vaihdella riippuen systeemin paineesta sekä halutusta valkaisuasieesta. Toiset sellut vaativat voimakkaammat valkaisuolosuhteet kuin toiset. Yleisesti ottaen ajat 5-120 minuuttia ovat riittäviä. Korkeammalla tornilla saavutettavilla korkeammilla alkupaineilla voidaan käyttää aikoja 2-60 minuuttia. Käytettäessä 12 metrin tornia, jossa alkuja loppupaineiden ero on likimain yksi ilmakehä, käytetään aikoja 30-60 minuuttia, edullisesti likimain 40 minuuttia on riittävä.

Eräs keksinnön etu on, että valkaisu- ja delignifiointiproses-si ei vaadi mitään lisälaitteita. Valkaisutorni 8 voi olla jo olemassaoleva torni, joita on aikaisemmin käytetty selluteollisuudessa valkaisuun kloorausta käyttäen. Nämä tornit ovat suhteellisen halpoja koska ne eivät vaadi korkeita paineita kestäviä rakenteita ja ne on sen vuoksi helppo valmistaa.

Piirrokseen 1 viitaten selvitetään seuraavassa yksi laitteis-tomuoto prosessin toteuttamiseksi. Halutunsakeuksinen kuitususpensio aikaansaadaan sekoittamalla alkalisekoittimessa 1 riittävästi sellua, natriumhydroksidia tai muuta alkalista ainetta kuten ammoniakkia, natriumkarbonaattia jne., sekä suositeltavasti kierrätettyä lipeää johdosta 2. Tätä kiertolipeää käytetään valkaisuliuoksen alkalin taloudelliseksi hyväksikäyttämiseksi. Pumpulla 3 siirretään halutunsakeuksinen sellu hapetinlaitteeseen tai sekoittimeen 4, joka on säiliö, jossa on suurinopeuksinen ja suuren leikkausvoiman omaava sekoitin, kuten Lightnin* Mixer, hapen sekoittamiseksi ja hajottamiseksi alkaliseen selluun. Vaihtoehtoisesti voidaan happi sekoittaa myös ensin kuumaan alkaliseen kiertolipeään johdosta 2, kuten kuvassa 1 on esitetty kohdassa 2a, sekä johtaa alkalisekoittimeen. Happikä-sitelty sellu johdetaan sitten lämmönvaihtimeen 5, jossa siihen johdetaan höyryä lämpötilan nostamiseksi haluttuun arvoon. Kuumennettu ja happikäsitelty sellu johdetaan sen jälkeen vaihtoehtoisesti hetkellisesti paineistettuun esikäsittelyastiaan 6, missä paine nostetaan hetkellisesti hapen avulla. Kaikki liukenematon ja hajautumat on happi poistetaan sen jälkeen nesteestä kaasunpoistolaitteen 7 avulla, jonka jälkeen kaasutettu happikäsitelty alkalinen sellu siirretään valkaisutornin 8 pohjalle. Alkalinen ja happikäsitelty sellu kulkee ylöspäin tornin läpi, kuten kuviossa on esitetty, ja 6 59434 sille annetaan sopiva viipymäaika, jotta haluttu valkaisu ja deligni-fiointi ehtii tapahtua. Kuitusulpun sekoitusta tornissa tulee välttää. Alkupaine ja paine-ero valkaisun kuluessa määräytyy tornin 8 korkeudesta.

Tornista seos siirretään sitten putken 9 kautta pesurille 10. Lämmin jäännösalkalineste, joka otetaan talteen ensimmäiseltä pesurilta kerätään säiliöön 11 ja osa siitä palautetaan johdon 2 kautta alkalisekoittimeen 1. Loppuosa kierrätetään pesurille 10. Kuitu siirretään sen jälkeen pesurilta 10 pesurille 14, jolle lisätään pesuvettä ja josta pesty sellu sitten siirretään seuraaviin valkai-suvaiheisiin, kuten klooridioksidivalkaisuun. Jätevesi pesurilta 14 kerätään säiliöön 15» josta osa käytetään valkaisemattoman massan pesuun ja loppuosa johdetaan johdon 16 kautta käytettäväksi sellun pesussa ensimmäisellä pesurilla 10.

Kuviossa 2 esitetty toteutusmuoto eroaa kuviossa 1 esitetystä siinä, että alkalisekoitin 1 on varustettu kuumennusvaipalla sellun lämpötilan nostamiseksi sekä siinä, että erilliset lämmönvaihdin 5 ja esipaineistuskammio 6 on poistettu kuvion 1 mukaisesta laitteistosta. Hapetinlaite 4’ kuviossa 2 sisältää Lightenin putkisekoitti-men tai jonkin muun sekoittimen, joka suurella leikkausvoimallaan sekoittaa hapen nopeasti selluun.

Eräs keksinnön odottamaton etu on esitetty kuviossa 3 olevassa piirroksessa. Kuviossa on käyrillä esitetty sellun viskositeetin ja Kappa-luvun riippuvuus toisistaan kahdessa kokeessa, joista toisessa paine valkaisun kuluessa alennettiin jatkuvasti keksinnön mukaisesti (merkitty ympyröillä kuviossa) (esittää paineen laskua arvosta 2,8 kp/cm nollaan) sekä toisessa vertailun vuoksi panne on pidetty vakiona (esitetty kuviossa neliöillä), jolloin vakio-paineena pidettiin 2,8 kp/cm . Kuten kuviosta 3 ilmenee ovat kuvaajat suoria.

Viskositeetti ilmaisee keskimääräisen polymeroitumisasteen sellunäytteessä olevasta selluloosasta, toisin sanoen selluloosan keskimääräisen ketjupituuden. Tällöin siis lasku selluloosan viskositeetissa merkitsee laskua polymeroitumisasteessa ja ilmaisee valkaisussa tapahtuneen selluloosan vaurioitumista. Ylenmääräistä selluloosan vaurioitumista on vältettävä koska se merkitsee sellusta valmistetulle paperille huonoja ominaisuuksia.

Kappa-luku määritetään sellunäytteen kuluttamana kaliumperman-ganaattimääränä ja se ilmoittaa sellun sisältämän ligniinin määrän. Kuta suurempi on Kappa-luku, sitä vähemmän sellua on valkaistu ja 7 59434 delignifioitu. Vertailemalla sellunäytteiden Kappa-lukuja ennen ja jälkeen valkaisukäsittelyn, voidaan saada käsitys tapahtuneen lignii-ninpoiston määrästä.

Kuten kuviosta 3 ilmenee, on samassa Kappa-luvussa valkaisulla, jossa paine laski, saatu viskositeettiarvo likimain 2-2,5 sentti-poisea suurempi kuin samalla sellulla saatu vakiopaineisessa valkaisussa. Täten keksinnön mukainen valkaisu laskevalla paineella aiheuttaa vähemmän selluloosan haitallista pilkkoutumista. Tämä osoittaa, että keksinnön mukainen prosessi aikaansaa olennaisesti vähemmän selluloosan vaurioitumista samassa valkaisu- ja delignifiointiastees-sa.

On myös havaittu, että keksinnön mukainen menetelmä, alentaa painetta asteettain valkaisun ja delignifioinnin kuluessa, aiheuttaa myös vähemmän sellun häviötä samassa valkaisu- ja delignifiointias-teessa, kuin mitä happivalkaisu aiheuttaa normaalisti vakioisessa paineessa. Tämä merkitsee sitä, että selluloosa ja hemiselluloosa ovat vaurioituneet vähemmän mitä voidaan ilmentää alentuneella sellun häviöllä. Tämä on seurausta siitä tosiasiasta, että keksinnön mukainen prosessi on selektiivisempi ligniinin poistossa kuin vakio-paineinen happivalkaisu. Johtopäätöksenä voidaan esittää, että keksinnön mukainen prosessi on taloudellisempi kui« prosessi, joka on muuten samanlainen mutta joka toteutetaan vakioisessa paineessa.

Keksinnön selventämiseksi esitetään seuraavat esimerkit. Esimerkit ovat tietenkin vain keksinnön selventämiseksi eikä sen rajoittamiseksi. Seuraavissa esimerkeissä ja koko esityksessä ainemäärät esitetään paino-osina, mikäli muuta ei ole esitetty.

Käyttäen kuvion 1 mukaista laitteistoa, paitsi ettei korkeapaineinen esikäsittelyastia 6 kuulunut siihen, käsiteltiin lukuisia kuitususpensioita, joiden sakeus vaihteli 2-3 %-n välillä, keksinnön mukaisesti ja sekoitettiin ensin 0,1 normaalisella natriumhydroksi-dilla. Kuitususpensio kuumennettiin sitten kiehumapisteeseen. Happi- kaasua sekoitettiin kuumennettuun suspensioon ja se paineistettiin o 2,8 kp/cm :n paineeseen ja sekoitettiin voimakkaasti hapetinlait-teessa 4, joka oli varustettu korkean leikkuuvoiman omaavalla se-koittimella, viiden minuutin ajanjakso. Ylimääräinen liukenematon ja sekoittumaton happi kaasutettiin kaasauslaitteella 7 ja happi-käsitelty sellusulppu johdettiin valkaisutornin 8 pohjalle, joka torni oli likimain 27,5-29 metriä korkea. Sulpun annettiin nousta sekoittamatta tornin läpi siten, että sillä oli viipymäaika likimain 60 minuuttia. Sulpun noustessa tornin läpi, laski paine sulpun 2 8 59434 päällä arvosta 2,8 kp/cm ilmakehän paineeseen. Sulppua johdettaessa tornin läpi ei siitä eronnut mitään kuplia sulpun pinnalle. Valkaisun tulokset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1

Kappa- Valkoisuus Tappi-vis- luku EL kositeetti,

cP

Alkuperäinen valkaisematon sellu (lehtipuu) 1*1,0 32,4 25,05

Happivalkaistu sellu

Koe 1 (sakeus 2,0 % ) 7,4 53,2 15,55

Koe 2 (sakeus 2,0 %) 8,0 52,5 15,15

Koe 3 (sakeus 3,0 %) 8,3 50,5 15,47

Taulukossa 1 annetut tulokset osoittavat, että delignifiointi ja valkaisu, jossa valkaistavana on normaali lehtipuusulfaattisel-lu, voidaan valkaista hapella yksinkertaisessa tornissa, käyttäen valkaisussa alhaista sakeutta ja käyttämättä depolymeroitumisen suoja-aineita, kuten magnesiumkarbonaattia.

Esimerkki 2 Käytettiin kuvion 2 mukaista laitteistoa, jolloin sellu lietet-tiin 0,1 N väkevyisellä natriumhydroksidilla pH-arvoon 11,5 ja sakeu-teen likimain 3 %» jonka jälkeen sulppu kuumennettiin likimain 90°C:een. Happi sekoitettiin hapetuslaitteessa 4', joka oli varustettu Lightenin putkisekoittimella, malli n:o 4LBC, jonka toiminta-nopeus oli 1700 kierrosta minuutissa, ja jolla happi saatiin lietet-tyyn selluun hienojakoisena. Jäännöshappi, joka ei hajonnut eikä liuennut sulppuun. kaasutettiin laitteessa 7 sulpusta. Hapetettu ja alkalikäsitelty sellu johdettiin sitten valkaisutornin 8 pohjalle, joka torni oli 25 metriä korkea, ja josta aiheutui alkupaine pohjalle, 2 jonka suuruus oli likimain 2,5 kp/cm . Kuitusulpun annettiin nousta hitaasti tornin läpi ilman, että sitä sekoitettiin, jolloin koko-naisviipymäajaksi tuli likimain 42 minuuttia. Vaiheen aikana ei sulpusta ollut havaittavissa pinnallenousevia kuplia.

Valkaisun tulokset on esitetty taulukossa 2.

9 59434

Taulukko 2

Dissolving-lehti- Lehtipuu-paperi- puusellu sellu

Kappa-luku

Valkaisematon 6,2 15,8

Valkaistu , 3,3 10,4 %:nen lasku 47 34

Valkaisu (EL)

Valkaisematon, % 43,2 28,5

Valkaistu, % 54,6 42,7 %:nen lisäys 26 49

Esimerkki 3

Sovellettiin kuviossa 1 esitettyä laitteistoa, sekä kammiota 6 käyttäen että ilman sitä. Havupuu-paperisellua, jonka sakeus oli 3 ja joka oli sulputettu 0,1 N:11a natriumhydroksidilla, johdettiin keksinnön mukaiseen käsittelyyn. Sulppu kuumennettiin kiehumapisteeseen ilmanpaineessa. Kuumennettuun sulppuun sekoitet- 2 tiin happikaasua ja seos paineistettiin 2,8 kp/cm :n paineeseen ja sitä sekoitettiin voimakkaasti hapetinlaitteessa 4, joka oli varustettu voimakkaalla leikkausvaikutuksen omaavalla sekoittimella. Sekoitusvaihe kesti noin 5 minuuttia. Niissä kokeissa, joissa kammio 6 oli käytössä, saatettiin sulppu likimain 7 kp/cm :n happikaasun paineen alaiseksi ajanjaksoksi, joka vaihteli yhdestä minuutista 30 minuuttiin. Ylimääräinen liukenematon ja hajautumaton happi kaasutettiin ulos laitteessa 7· Happikäsitelty sellu johdettiin sitten valkaisutorniin 8, jonka korkeus oli likimain 27-29 m. Sulpun annettiin nousta tornin läpi sitä sekoittamatta siten, että viipymä-ajaksi tuli likimain 60 minuuttia. Nousuvaiheen aikana paine kuitu-sulpun päällä laski likimain 2,8 kp/cm :sta ilmanpaineeseen. Tornin huipulla ei havaittu kaasukuplia, jotka olisivat eronneet kuitu-sulpusta valkaisun aikana. Valkaisussa ei käytetty depolymeroitumi-suoja-aineita. Valkaisun tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 3.

Taulukko 3

Kappa-luku Valkoisuus, EL

Alkuperäinen valkaisematon sellu 31,4 27,7

Happivalkaistu sellu, koe 1 (ei korkeapainekäsittelyä) 15,2 33,2

Koe 2 (korkeapainekäsittely) 9,6 46,2 10 59434

Esimerkki 4

Esimerkin 1 mukainen koe toistettiin soveltaen kuitusulpun sakeutta 3 % ja käyttäen kahta koemassaa, lehtipuusulfaattia ja havu-puusulfaattia. Kokeen tulokset on annettu seuraavassa taulukossa 4.

Taulukko 4

Alkuperäinen valkaisematon

Selluerä Kappa-luku Valkoisuus (EL) Viskositeetti

0,5 CED, cP

Lehtipuusulfaatti

Erä 1 13,7 34,0 25,05

Erä 2 16,2 34,7 36,90

Havupuusulfaatti

Erä 1 31,4 27,7 35,83

Erä 2 21,5 29,9 21,74

Happivalkaistu

Selluerä Kappa-luku Valkoisuus (EL) Viskositeetti

0,5 CED, cP

Lehtipuusulfaatti

Erä 1 8,3 50,5 15,47

Erä 2 8,7 52,0 21,00

Havupuusulfaatti

Erä 1 15,2 33,2 15,00

Erä 2 11,4 38,4 12,50 Käytetyt ilmaisut ja termit ovat tarkoitetut vain kuvaamaan keksintöä eivätkä sitä rajoittamaan, eikä myöskään ole tarkoituksena sellaisten termien ja ilmausten käytöllä poissulkea esitetyn ja kuvatun menetelmän ekvivalenttia tai sen osaa, mutta on todettava, että monet muunnelmat ovat mahdollisia vaatimusten puitteissa.

Claims (15)

11 59434

1. Selluloosan jatkuva valkaisu- ja delignifiointimenetelmä, jossa valmistetaan selluloosasulppua, jonka sakeus on korkeintaan 10 % alkalisessa liuoksessa ja käsitellään tämä sulppu hape]la, joka on korotetussa lämpötilassa, ja alkupaineessa joka on yli ilmakehän, tunnettu siitä, että happi liuotetaan sulppuun ja sekoitetaan siihen perinpohjaisesti niin, ettei muodostu yhtään kasvavia kuplia, että sulppu saatetaan alkupaineen alaiseksi, joka on vähemmän kuin 9 ilmakehää, minkä jälkeen paine vähitellen lasketaan sekoittamatta sulppua merkittävästi niin, että saadaan painegradientti 1-10 ilmakehää alkupaineen ja lopullisen paineen välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulppua johdetaan jatkuvasti pystysuoran pitkänomaisen tornin alaosaan, että sulppua johdetaan ylöspäin tornin läpi sekoittamatta sulppua merkittävästi, että tornin alaosassa olevan sulpun syöttökohdan ja tornin yläosassa olevan sulpun poistokohdan välillä ylläpidetään paine-eroa 1-10 ilmakehää, ja että käsiteltyä sulppua poistetaan jatkuvasti tornin yläosasta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulpussa ei pääasiallisesti ole liukenematonta happea silloin, kun se johdetaan mainittuun torniin.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetetussa sulpussa, joka johdetaan mainittuun torniin ei ole kuplia, joiden halkaisija ylittää 1,6 mm.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mahdollisesti liukenemattomalla ha-pella ei ole sellaista kokoa, että se pystyy muodostamaan kasvavia kuplia.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulpun sakeus on 2-6 %.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulpun pH on 11,5-12,5.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätyn hapen määrä on 0,1-4 % sulpun painosta.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila on 90-110°C.

10. Patenttivaatimusten 2-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että torni on korkeintaan noin 90 m ja että hapetettu sulppu johdetaan lähelle tornin pohjaa. 59434 12

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu torni on vähintäin 12 m korkea.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 2-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulpun viipymäaika tornissa on 2-120 minuuttia, edullisesti 5-60 minuuttia.

13· Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetettu sulppu saatetaan esipaine- . · 2 käsittelyyn paineessa likimain 21 kp/cm noin 30 minuutin ajaksi. 1*1. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätyn hapen määrä on 0,2-0,4 % sulpun painosta.

15. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happi sekoitetaan perinpohjaisesti sulppuun suuritehoisella sekoittimella.