FI60733B - Saett och anordning foer att foerbaettra blekningsfoerloppet vid blekning av cellulosamassa - Google Patents

Description

τ ,-ΐΒ^.Ι rDl /44. KU ULUTUSJULKAISU sc\n 77 B UTLÄGGN INGSSKRIFT 60 ' ^3 C (45) Patentti ayir.r.t lly 53 03 1982 Paterit o:···-Juhlat V> v ^ (51) Kv.ik.3/int.ci.3 D 21 C 9/10 SUOMI — FINLAND (21) Pitenttlhekeimi» — P*tencei»ekninS 902/73 (22) Hakemlspllvl — Arafiknlngideg 22.03*73 * * (23) Alkupllvl — GHtlfhetsdig 22.03.73 (41) Tullut Julkis·k*l — Bllvlt ofTentll* 01.10.73

Patentti-ja rekisterihallitus , _ (44) Nthtlvtkslpanon |i kuul.julksltun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen Aniöken Utltfd och ucl.tkriften publtcerad 30.11. oi (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prloritet 30.0 3.72

Ruotsi-Sverige(SE) ^251/72 (71) Mo och Domsjö Aktiebolag, Fack, S-891 01 Örnsköldsvik 1,

Ruotsi-Sverige(SE) (72) Göthe Norberg, Husum, Hans Olof Samuelson, Göteborg, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Berggren Oy Ab (5h) Tapa ja laite sellun valkaisuprosessin parantamiseksi - Sätt och anordning för att förbättra blekningsförloppet vid blekning av cellulosamassa Tämä keksintö liittyy menetelmään sellun valkaisemiseksi happi-kaasulla ja laitteeseen menetelmän suorittamiseksi. Valkaistaessa teknisessä mittakaavassa happikaasulla on osoittautunut olevan vaikeata saada yhtä hyviä tuloksia kuin laboratoriomittakaavassa ilman, että syntyy joukko sellaisia haittoja, kuten hygieniaan liittyvät vaikeudet, kemikaalien ja lämmön ylimääräiset tappiot sekä puun liuentamiseen käytetyn keittimen ja itse happikaasureaktorin välillä tarvittavan laitteiston vaatimat hyvin suuret investoinnit.

Nyt on osoittautunut olevan mahdollista välttää yllämainitut epäkohdat sekä aikaansaada hyvä kemikaalien ja orgaanisen aineen talteenotto sekä keittoprosessista että valkaisuprosessista ja tämän lisäksi saada massaa, jolla on määrätyssä ligniinipitoisuudessa erittäin hyvät lujuusominaisuudet, jos jatkuvatoimisesta keittoprosessista saatua massaa, joka mahdollisesti voi olla kokonaan tai osittain lastun muodossa, imeytetään valkaisujätelipeällä ja sen jälkeen impregnoidaan happivalkaisussa käytetyillä kemikaaleilla massan edelleen ollessa paineen alaisena.

Tämän mukaan keksintö koskee tapaa parantaa sellun valkaisu-prosessia, jossa käytetään happea sisältävää kaasua ja jossa jatkuvatoimisessa keittimessä puusta paineenalaisena liuentamalla saatava 60733 sellumassa vapautetaan lähes kokonaan keittojätelipeästä saattamalla massa edelleen paineen alaisena pesuvyöhykkeen läpi, jossa keitto-jätelipeä syrjäytetään happivalkaisusta saatavalla valkaisujätelipeäl-lä. Keksinnön mukaiselle tavalle on ominaista se, että paineenalai-nen pesty massa saatetaan yhteen tai useampaan impregnointivaihee-seen, joissa massa impregnoidaan happivalkaisussa tarvittavalla alkalilla ja mahdollisesti sellun pilkkoutumista estävillä aineilla.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää sellaisten sekä alkaalisten ja neutraalien että happamien keittomenetelmien yhteydessä, joissa keittoneste sisältää pääasiallisena metallikationina natriumia. Esimerkkejä tällaisista keittomenetelmistä ovat hapan sul-fiittikeitto , bisulfiittikeitto, neutraalisulfiittikeitto ja alkali-nen sulfiittikeitto sekä monivaiheinen sulfiittikeitto samoin kuin sulfaattikeitto, polysulfidikeitto, rikkivety-alkalikeitto, natrium-hydroksidikeitto (soodakeitto), happi-alkalikeitto ja happi-bikarbo-naattikeitto. Erikoisen sopivaksi menetelmä on osoittautunut sulfaat-tikeiton ja polysulfidikeiton yhteydessä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä puusta jatkuvatoimisella keitolla saatavasta massasta poistetaan keittimen paineen alaisena pääosa keittojätelipeästä syrjäyttämällä se happivalkaisusta saatavalla valkaisujätelipeällä, minkä jälkeen massa, joka edelleen on paineen alaisena, impregnoidaan happivalkaisussa tarvittavilla kemikaaleilla. Kun massa ja keittojäte-lipeä eivät tule kosketuksiin ympäröivän ilmakehän kanssa, ei synny hygieenisiä haittoja myrkyllisten ja pahalta haisevien kaasujen muodossa eikä ole vaaraa myrkyllisten ja silmille vaarallisten nesteit-ten roiskumisesta. Edelleen käytetään hyväksi keitetyn massan ja jäte-lipeän lämpösisältö siten, että saadaan aikaan vähennystä tarvittavien prosessivaiheiden kokonaislämmöntarpeessa. Alkalin tarve ja tarve lisätä aineita, jotka suojaavat sellua pilkkoutumista vastaan, nk. inhibiittoreita, tulee sen lisäksi pienemmäksi kuin tähän asti tunnetuissa prosesseissa mm. siksi, että alkalin ja inhibiittorien tappiot ovat vähentyneet minimiinsä. Menetelmä mahdollistaa sen lisäksi järkiperäisen keittojätelipeän ja valkaisujätelipeän yhdistetyn talteenoton laitteistossa, joka on rakenteeltaan yksinkertainen.

Aivan yllättäen saadaan keksinnön mukaisella menetelmällä massaa, jonka lujuusominaisuudet ovat tietyssä delignifiointiasteessa paremmat kuin aikaisemmin tunnetuilla happivalkaisumenetelmillä vai-laistetuilla massoilla. Näin on asianlaita erikoisesti silloin, kun impregnointi tapahtuu kahdessa vaiheessa siten,että magnesiumioneja esim. magnesiumsulfaattia, magnesiumkloridia, magnesiumasetaattia 3 60733 tai kompleksisia magnesiumsuoloja sisältävä vesiliuos lisätään ensimmäiseen vaiheeseen ja että alkalinen liuos, jonka pH-arvo on niin korkea, että se saa aikaan vaikealiukoisten magnesiumyhdisteiden, esim. magnesiumhydroksidin ja magnesiumkarbonaatin saostumisen, lisätään toiseen vaiheeseen. Käytännössä on osoittautunut erikoisen soveliaaksi lisätä ensimmäiseen vaiheeseen magnesiumioneja sisältävää valkaisujätelipeätä, johon on lisätty esim. magnesiumsulfaattia, magnesiumkarbonaattia tai magnesiumoksidia. Käytettäessä vaikealiukoisia magnesiumsuoloja esim. karbonaattia tai oksidia, tulee niiden olla kosketuksessa valkaisujätelipeän kanssa niin pitkän ajan, että tapahtuu lähes täydellinen liukeneminen ennen kuin magnesiumia sisältävä jätelipeä syötetään impregnointivaiheeseen. Tähän tarvittava aika riippuu mm. raekoosta ja sekoituksen tehokkuudesta. Noin 5-60 min on normaalisti riittävä aika.

Magnesiumyhdisteiden kokonaispanos säädetään sopivimmin siten, että magnesiumin kokonaismäärä liuenneena ja saostuneena, joka on jäljellä massassa viimeisen impregnointivaiheen jälkeen, on 0,05-1 %y sopivimmin 0,05-0,3 %, laskettuna Mg0:na massan kuivapainosta. On osoittautunut erikoisen soveliaaksi valita olosuhteet impregnointivai-heissa sillä tavalla, että osa magnesiummäärästä saostetaan esim. hydroksidina samalla, kun osa on liuenneena sopivimmin kompleksisina magnesiumyhdisteinä, joissa magnesium on sidottu kompleksisesti jäte-lipeässä oleviin orgaanisiin happoihin, jotka ovat hydroksihappoja ja happoja, joissa on vähintään kaksi karboksyyliryhmää. Jotta optimitulos saavutettaisiin, tulee vähintään 0,03 %» sopivimmin 0,05-0,1 % magnesiumia laskettuna Mg0:na massan kuivapainosta olla liukoisena magnesiumsuolana viimeisen impregnointivaiheen jälkeen. Ensimmäisessä impregnointivaiheessa tulee pääosan ja mieluummin koko läsnäolevan magnesiummäärän olla liuenneena, niin että saadaan aikaan tasainen impregnointi ja mahdollisimman suuri teho happivalkaisussa. Tietyissä tapauksissa saattaa olla tarkoituksenmukaista, että impregnointivaiheessa käytetään valkaisujätelipeän lisäksi myös muita kompleksin muodostajia, esim. polyfosfaatteja tai sopivia määriä typpipitoisia polykarboksyylihappoja, etupäässä sellaisia, jotka saavat aikaan suhteellisen heikon kompleksin magnesiumin kanssa, kuten esim. iminodietikkahappoa tai nitrilotrietikkahappoa. Tietyillä massoilla, etupäässä sellaisilla, jotka sisältävät kobolttia, on edullista lisätä massan joukkoon pienehkö määrä, esim. 0,1 kg, ety-leenidiamiinia massatonnia kohti.

* 60733

Impregnointivaihetta edeltävä pesu voidaan suorittaa tunnetulla tavalla jatkuvatoimisessa keittimessä tai jossain painepesussa käytettävässä laitteistossa, kuten esim. yhdessä tai useammassa paineen alaisena toimivassa diffusöörissä. Pesu tapahtuu ko. suoritusmuodon mukaisesti syrjäyttämällä keittojätelipeä happivalkaisusta saatavalla jätelipeällä, so. vesiliuoksella, joka sisältää jätelipeä-tä happivalkaisusta. Tämä jätelipeä voi siten sisältää myös muita liuoksia, jotka on lisätty kondensaattina esim. happivalkaistun massan pesun yhteydessä ja muina pesunesteinä, jotka saadaan esim. muiden valkaisuvaiheitten jälkeisestä pesusta tai regeneroitaessa adsorptioaineita, joihin on adsorboitunut orgaanista ainetta sinänsä tunnetulla tavalla. Pesuastetta säädellään siten, että pääosa keit-tojätelipeän orgaanisesta aineesta syrjäytyy ja se syötetään kemikaalien talteenottoon tai palautetaan keittämölle, kun taas pienehkö osa, 1-20 kg , sopivimmin 1-10 kg 100 kg:a kohti kuivaa sellumassaa, johdetaan happivalkaisuun. Pesu tapahtuu sopivimmin useissa vaiheissa, jolloin ensimmäisestä pesuvaiheesta saadaan korkeimman kuiva-ainepitoisuuden omaavaa lipeätä, joka johdetaan haihduttamolle ja sen jälkeen poltetaan, kun taas viimeisestä pesuvaiheesta saatava lipeä käytetään keittonesteen komponenttina. Lipeät voidaan myös märkäpolttaa paineen alaisina, mikä on mahdollista suorittaa sinänsä tunnetulla tavalla ilman edeltävää haihdutusta. Hyvän lämpötalouden saavuttamisen kannalta on tarkoituksenmukaista pestä happivalkaisu-reaktorista saatava valkaisujätelipeä vastavirtaperiaatteella, jolloin valkaisujätelipeään saadaan korkea orgaanisen aineen pitoisuus. Ylipaineen säilyttämisestä impregnointivyöhykkeessä saavutetaan se erikoisetu, että tällöin on mahdollista yksinkertaisella tavalla siirtää sellumassa impregnointivyöyykkeitten läpi sekä viimeisestä impregnointivyöhykkeestä happivalkaisulaitteistoon. Sitä paitsi on osoittautunut saatavan aikaan tasaisempi happivalkaisu pienemmin hii- lihydraattipilkkoutumisin, kun impregnointi suoritetaan alkalilla o paineen alaisena. Impregnoinnissa tulee paineen olla 3-30 kg/cm , 2 sopivimman 5-20 kg/cm .

Valkaisujätelipeällä tapahtuvassa syrjäyttämisessä ei lämpötila ole juuri kriittinen, vaan se voi olla alueella 170-50°C, jolloin on kuitenkin huomattava, että korkea lämpötila aikaansaa nopean syrjäyttämisen. Keitettäessä massaa käyttäen aikalisiä keittomene-telmiä, esim. sulfaattikeittoa, työskennellään etupäässä alueella 150-80°C, kun taas keitettäessä happamella alueella, esim. sulfiitti-prosessin mukaan, käytetään etupäässä alempia lämpötiloja, esim. 11G-50°C.

5 60733 Lähes samoja lämpötila-alueita, joita käytetään jätelipeän syrjäyttämisessä, voidaan käyttää myös impregnointivyöhykkeissä. Impregnoitaessa alkalilla on kuitenkin osoittautunut sopivaksi käyttää alempaa lämpötilaa, esim. 130-70°C alkalisesti keitetyille massoille. Massoilla, jotka on keitetty happamessa väliaineessa, on sopiva lämpötila alueella 100-30°C, sopivimmin 60-i40°C. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa laitekombinaatiolla, jossa on a) yksi tai useampi säiliö massan pesemiseksi (syrjäytysvyöhyke), b) yksi tai useampi säiliö massan impregnoimiseksi inhibiittoreilla (impregnointivyöhyke), c) yksi tai useampi säiliö massan impregnoimiseksi alkalilla (impregnointivyöhyke), d) tarvittavat laitteet massan ja liuosten kuljettamiseksi säiliöstä toiseen.

Esillä olevan suoritusmuodon mukaan muodostavat yllämainitut säiliöt a), b) ja c) vyöhykkeet jatkuvatoimisessa keittimessä. Tässä tapauksessa tapahtuu massan siirto eri vyöhykkeitten välillä häiriöttömästä ilman mitään teknisiä kuljetus- tai sulkulaitteita.

Esillä olevan suoritusmuodon mukaan suoritetaan impregnointi jatkuvatoimisessa keittimessä. Edellytys tähän on tietysti se, että keitin on varustettu jatkuvatoimisella pesuvyöhykkeellä. Impregnointi tapahtuu siten yhdessä tai useammassa impregnointivyöhykkeessä, jotka on sijoitettu pesuvyöhykkeen jälkeen. Tätä tyyppiä oleva laitteisto on erikoisen sovelias uuteen tehdasrakennukseen sillä edellytyksellä, että paikalliset olosuhteet eivät muodosta estettä. Toisen sopivan suoritusmuodon mukaan, kun valkaistaan hapella massaa, joka on valmistettu jo olemassa olevalla jatkuvatoimisella keittimellä, suoritetaan impregnointi erillisessä laitteistossa keittimen ulkopuolella, esim. yhdessä tai useammassa paineen alaisena toimivassa dif-fusöörissä. Impregnointilaitteisto kytketään myös tässä tapauksessa välittömästi pesuvyöhykkeen jälkeen, mikä voidaan suorittaa joko suoraan keittimessä tai keittimen ja impregnointilaitteiston välillä olevassa pesulaitteistossa. Pesu- ja impregnointilaitteistot voidaan myös rakentaa kokonaan yhteen, so. ne saattavat muodostua yhdestä ainoasta säiliöstä, missä massa ensin kulkee pesuvyöhykkeen läpi ja sen jälkeen yhden tai useamman impregnointivyöhykkeen läpi.

Impregnointivyöhykkeissä, jotka on rakennettu jatkuvatoimisen keittimen sisään, syötetään massa normaalisti ylhäältä alaspäin samalla tavalla kuin tapahtuu jatkuvatoimisissa keittimissä olevissa pesuvyöhykkeissä. Käytettäessä erillistä impregnointilaitteistoa saattaa olla tarkoituksenmukaista, että massan annetaan kulkea sen 6 60733 sijaan vastakkaiseen suuntaan, so. alhaalta ylöspäin impregnointi-laitteiston läpi, jolloin siirto tapahtuu käyttäen hyväksi keittimen painetta. Tietyissä tapauksissa saattaa olla tarkoituksenmukaista sijoittaa ennen impregnointivyöhykettä tai impregnointivyöhyk-keeseen mekaaninen laite, esim. sekoittaja, jonka tehtävänä on kui-duttaa massaa. Tällöin voidaan impregnointia nopeuttaa. Toisaalta tällaisen laitteen käyttö tuo mukanaan tiettyjä vaikeuksia ja mm. sihtien tukkeutumisvaara kasvaa. Tällaisessa tapauksessa voidaan käyttää sinänsä tunnettuja menetelmiä pitämään sihdit puhtaina häiritsevistä tukkeumista. Kaksinkertaistamalla sihtien luku ja ajamalla vaihtelevasti eri sihtien kautta voidaan välttää vaikeudet.

Impregnointiprosessiin sopiva laitteisto on periaatteessa samanlainen kuin jatkuvatoimisessa keittimessä käytettävät pesuvyöhyk-keet, jotka ovat aikaisemmin tunnettujen jatkuvatoimisten diffusöörien tyyppiä. Näissä on mm. sihdit sekä johdot nesteen sisäänsyöttöä, jakamista ja poistoa varten. Edelleen on tarpeen asentaa johdot, pumput ja muut tarpeelliset laitteet, jotka tekevät mahdolliseksi poistetun nesteen palauttamisen takaisin impregnointivyöhykkeeseen, poistetun nesteen kemikaalitäydennyksen esim. alkalilla ja inhibiittoreilla ja näiden kemikaalien syöttämisen impregnointivyöhykkeeseen. Lisäksi tarvitaan laitteet ylimääräisen nesteen poistamiseksi impreg-nointivyöhykkeestä ja tämän ylimäärän johtamiseksi esimerkiksi keittimeen tai johonkin pesuvyöhykkeeseen. Laitteiston tulee myös olla varustettu laitteilla, jotka säätämällä syötettyä ja poistettua nestemäärää tekevät mahdolliseksi suorittaa impregnointi tälle prosessille sopivassa massakonsentraatiossa, so. konsentraatiossa 8-25 %» sopivimmin konsentraatiossa 10-18 %.

Se impregnointivaihe, jossa massaa käsitellään magnesiumioneja sisältävällä vesiliuoksella, voidaan edullisesti suorittaa siten, että vesiliuos pannaan kiertämään impregnointivyöhykkeen läpi ja siihen lisätään magnesiumyhdisteitä ja että, kun impregnointi suoritetaan siten, että saadaan ylimäärä nestettä, tämä otetaan pois ko. kierrätyksestä ja johdetaan pesuvyöhykkeeseen, so. käytetään keitto-jätelipeän syrjäyttämiseen. Tämä voi tapahtua erillisessä pesuvyöhyk-keessä viimeiseksi tai siten, että ylimääräneste sekoitetaan valkai-sujätelipeän kanssa.

Kun massa on kulkenut impregnointivyöhykkeen läpi, se johdetaan happivalkaisureaktoriin. Tämä voi tapahtua siten, että massa tavalliseen tapaan syötetään ulos keittimestä tai erillisistä säiliöistä, esim. jatkuvatoimisista diffusööreistä tm3., missä tapahtuu 7 60733 viimeinen impregnointi. Tällöin massa tulee kosketuksiin ympäröivän ilman kanssa, minkä jälkeen se syötetään tunnetuilla laitteilla, kuten esim. ruuvikuljettimilla ja/tai mäntäpuristimilla tai nk. sakea-massapumpuilla happivalkaisureaktoriin, jossa on tunnetun tyyppiset sulkulaitteet. Viimeisen impregnointivyöhykkeen ja happikaasureak-torin välillä saattaa olla laitteet veden poistamiseksi massasta puristimissa, esim. ruuvipuristimissa ja laitteet massan kuiduttami-seksi ja hiutaloittamiseksi, esim. hajoittimissa tunnetulla tavalla.

Happivalkaisureaktori saattaa käsittää esim. reaktoritornin, jossa ei ole muita liikkuvia osia kuin sisään- ja ulossyöttölaitteet. Tätä tyyppiä oleva reaktori on erikoisen sopiva, kun valkaisu happi-kaasulla tapahtuu korkeassa massakonsentraatiossa, esim. 25-^0 i:ssa. Reaktorissa voi kuitenkin olla tunnettua tyyppiä olevat laitteet massan sekoittamiseksi ja kuljettamiseksi reaktorin läpi. Myöskin reaktoria, jonka toiminta perustuu valkaisuun fluidisoidulla alustalla, voidaan käyttää.

Esillä olevan suoritusmuodon mukaan, jossa laitteistoa on yksinkertaistettu, ylläpidetään impregnointivyöhykkeessä niin korkea paine, että alkalilla impregnoitu massa syötetään happikaasureaktoriin käyttäen tätä painetta hyväksi. Impregnointivyöhykkeen ja happikaa- sureaktorin väliin voidaan tässä tapauksessa asentaa kuljetuslaite, esim. sakeamassapumppu. Huolimatta siitä käytetäänkö pumppua tai ei tapahtuu syöttö sitä ylipainetta vastaan, joka vallitsee reaktorissa 2 ja jonka suuruus on n. 3-10 kg/cm . Tällöin asennetaan pyörivä sul-kuventtiili, esim. pyörivä klikki, viimeisen impregnointivyöhykkeen ja happikaasureaktorin väliin. Tämän sulkulaitteen pääasiallisin tehtävä on estää kaasua pääsemästä happikaasureaktorista impregnointi-vyöhykkeeseen. Yllämainitut sakeamassapumput voivat myös itse toimia sulkulaitteina. Myös tässä tapauksessa voi olla soveliasta antaa massan kulkea viimeisen impregnointivyöhykkeen ja happikaasureaktorin välillä läpi laitteitten, jotka poistavat siitä vettä ja kuiduttavat sitä mekaanisesti. Jos tällaista vedenpoistoa käytetään, on tarkoituksenmukaista palauttaa sellumassasta saatu liuos impregnointi-vyöhykkeeseen ja jos liuosta saadaan ylimäärin, käytetään se keitto-nesteen valmistamiseen. Yllättäen on osoittautunut, ettei näitä laitteita tarvitse käyttää ja että happivalkaisu voidaan edullisesti suorittaa suoraan viimeisestä impregnointivyöhykkeestä happikaasureaktoriin syötetylle massalle. Tämä merkitsee pienentyneitä investointikustannuksia laitteistolle ja saadaan aikaan myös parempi käyttötalous, koska hajoittimien ja puristimien huolto- ja hoitokustannukset säästyvät.

8 60733

Alkalilla ei tarkoiteta yllä ja jatkossa vain alkalimetallien hydroksideja, kuten esim. natriumhydroksidia, jota käytetään sellu-tekniikassa, vaan myös muita alkalisesti reagoivia alkalimetallien suoloja, etupäässä natriumsuoloja ja tällaisten suolojen seoksia. Erikoisen sopivia tällaisia suoloja ovat natriumkarbonaatti, natriumbikarbonaatti, natriumsulfidi ja natriumvetysulfidi. Edullista on käyttää sellaisia liuoksia, jotka sisältävät useita komponentteja. Tällaisia ovat viherlipeä, valkolipeä ja näiden seokset, joihin voidaan lisätä yllämainittuja suoloja. Tämä mahdollistaa kemikaalien talteenoton yksinkertaistamisen. Erikoisen edullista kemikaalitasa-painon kannalta on käyttää alkalina valkolipeätä tai valkolipeän seosta natriumhydroksidin ja/tai natriumkarbonaatin kanssa. Sellaisella alkaliannostuksella, jossa natriumhydroksidi ja natriumsulfidi ovat pääkomponentteina, suoritetaan happivalkaisu 90-120°C:ssa. Kun käytetään viherlipeätä, natriumkarbonaattia ja natriumvetykarbonaattia, voidaan edullisesti käyttää korkeampaa lämpötilaa, esim. 100-lA0°G

Käytettäessä sulfidiliuoksia tai sulfidipitoisia liuoksia, kuten valkolipeätä ja/tai viherlipeätä, on hiilihydraatteihin vaikuttamisen johdosta edullista happivalkaisun esikäsittelyvaiheessa kokonaan tai osittain hapettaa sulfidi sinänsä tunnetulla tavalla, jolloin syntyy mm. tiosulfaattia ja/tai sulfaattia. Esikäsittelyvaihe pidetään sopivimmin erillisenä vaiheena, missä sulfidi hapetetaan ennen kuin sulfidipitoiset liuokset saatetaan kosketuksiin valkaistavan massan kanssa, mutta hapetus voi myös tapahtua impregnointivai-heen aikana tai sen jälkeen, kun massa on impregnoitu ko. sulfidipitoisilla liuoksilla. Hapettava esikäsittelyvaihe aikaansaa myös sen, että happikaasun kulutus pienenee myöhemmän happivalkaisun aikana. Hapetus voidaan suorittaa ilmalla tai hapella tavallisessa ilmanpaineessa tai korkeammassa paineessa. Reaktion alkuunpanijana voidaan käyttää jotain peroksidiyhdistettä, esim. vetyperoksidia. Sulfidia sisältävän liuoksen hapettavan esikäsittelyn sijasta tai yhdessä sen kanssa voidaan lisätä elementaarista rikkiä, joka alkalisessa liuoksessa reagoi nopeasti sulfidin kanssa ja synnyttää polysulfidia. Tämä menetelmä on erikoisen sopiva sovellettaessa patenttihakemuksen kohteena olevaa menetelmää happamina keitettyihin massoihin, esim. sulfiitti-massoihin.

Siinä impregnointivyöhykkeessä, missä alkalinen impregnointi tapahtuu, voidaan edullisesti käyttää ylimäärää alkalista impregnoin-tinestettä. Tämä lisää impregnoinnin tasaisuutta. Tästä vaiheesta saatava nesteylimäärä voidaan lisätä keittoprosessiin tai käyttää uuden keittonesteen valmistukseen siten, että ylimäärä johdetaan 9 60733 sopivassa vaiheessa kemikaalien talteenottoprosessiin. Sulfaatti-massan valmistuksessa tuo mahdollisesti natriumhydroksidilla tai natriumkarbonaatilla täydennetyn valkolipeän käyttö sen edun, että ylimäärä voidaan käyttää järkiperäisesti hyväksi puun liuentamisessa ilman mitään kemiallista välikäsittelyä.

Keksintöä kuvataan seuraavassa suoritusesimerkillä , missä kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen sopivaa laitetta.

Esimerkki 1 Mäntypuun lastua keitettiin tavanomaiseen tapaan keittovyöhyk-keessä 1 jatkuvatoimisessa sulfaattikeittimessä. Saatu massa, jonka kappaluku oli keiton jälkeen 30, johdettiin jatkuvasti sihdeillä varustetun pesuvyöhykkeen 2 läpi. Pesuvyöhyke oli jaettu kahteen osaan A ja B, joissa keittovyöhykkeestä tulevaa massaa käsiteltiin vastavirtaan happivalkaisusta saatavalla valkaisujätelipeällä, joka johdettiin sisään johdosta 3. Valkaisujätelipeän kuiva-ainepitoisuus oli 1 %. Alemmasta osasta B otettiin johdon 4 kautta ulos valkaisu-jätelipeään sekoittunut keittojätelipeä. Johdon 4 kautta poistettu lipeä, 2 m^ massatonnia kohti, palautettiin keittoon. Ylemmästä osasta A poistettiin keittojätelipeä johdon 5 kautta. Keittojätelipeä oli syrjäytetty valkaisujätelipeällä ja se oli tällöin jonkin verran laimentunut. Lipeän orgaanisen aineen pitoisuus oli 16 %. Johdon 5 kautta poistettu lipeä johdettiin haihdutukseen ja polttoon. Lämpötila pesuvyöhykkeessä oli n. 130°C ja massan kokonaisviipymis- aika 5 tuntia. Pesuvyöhykkeisiin tuodun valkaisujätelipeän kokonais- 3 . ...

määrä oli 3 m massatonnia kohti. Massa johdettiin pesuvyöhykkeestä 2 ensimmäiseen impregnointivyöhykkeeseen 6, missä massa impregnoitiin kierrätyslipeällä, joka pääasiassa käsitti valkaisujätelipeää, mutta joka sisälsi osan keittojätelipeää, joka seurasi massan mukana impregnointivyöhykkeeseen. Pesuvyöhykkeestä 2 impregnointivyöhykkeeseen 6 tulleen keittolipeästä liuenneen orgaanisen aineen määrä oli n. 30 kg massatonnia kohti. Kierrätyslipeä pantiin kulkemaan puskurisäiliön 7 kautta ja sekoitettiin siinä kierrätyslipeään liuotetun magnesiumkarbonaatin kanssa. Saatu liuos painettiin pumpulla 8 impregnointivyöhykkeeseen 6 johdosta 9 ja syrjäytetty liuos poistettiin johdosta 10 sekä palautettiin puskurisäiliöön 7. Ylimäärä liuosta poistettiin johdosta 11 ja tuotiin syrjäytysnesteenä johdon 3 kautta. Lisätty magnesiummäärä laskettuna Mg0:na oli 2 kg massa-tonnia kohti. Lämpötila impregnointivyöhykkeessä 6 oli 110°C ja massakonsentraatio 15 1> Viipymisaika oli 60 min. Impregnointi-vyöhykkeestä 6 massa johdettiin jatkuvasti impregnointivyöhykkeeseen 10 60733 12, missä massaa käsiteltiin alkaliliuoksella, joka muutoin pääasiassa sisälsi happivalkaisusta saatua valkaisujätelipeää. Alkali lisättiin 35 % · sena natriumhydroksidina puskurisäiliössä 13 siinä määrin, että se vastasi 25 kg natriumhydroksidia kuivaa massatonnia kohti. Pumpulla 14 painettiin puskurisäiliössä 13 saatu laimennettu liuos impregnointivyöhykkeeseen 12 johdon 15 kautta ja impregnointi-vyöhykkeestä syrjäytetty neste poistettiin johdon 16 kautta ja palautettiin puskurisäiliöön 13, missä siihen lisättiin natriumhydroksidia, joka tuotiin johdon 18 kautta. Lämpötila impregnointivyöhykkeessä 12 pidettiin 95°C:ssa ja massakonsentraatio oli 15 %. Viipymisaika vyöhykkeessä 12 oli 60 min. Johdon 17 kautta poistettiin ylimäärä nestettä, mikä käytettiin keittojätelipeän syrjäyttämiseen tai keitto-nesteen valmistukseen.

Käsitelty massa syötettiin toisen impregnointivaiheen pohjalta putken 19 kautta ulos ja siirrettiin omalla paineellaan happikaasu-reaktoriin (ei esitetty kuvassa),joka oli varustettu sekoittajalla. Massaa käsiteltiin reaktorissa happikaasulla, jonka osapaine oli 4 kg/cm2, 30 min:n ajan lämpötilassa 100°c. Happivalkaistu massa pestiin vedellä vastavirtaperiaatteella sen valkaisujätelipeän talteen-ottamiseksi, joka jatkuvasti palautettiin prosessiin. Tämän valkaisu-vaiheen jälkeen saatiin massaa, jonka kappaluku oli 14 ja vaaleus 44 SCAN-normin mukaan, mikää vastasi kappaluvun pienennystä 2:11a yksiköllä ja vaaleuden nousua 4 5i:lla verrattuna massaan, joka oli valkaistu tavalliseen tapaan samalla alkaliannostuksella.

Esimerkki 2

Massa keitettiin samaan kappalukuun kuin esimerkissä 1 ja käsiteltiin muuten samoin paitsi, että alkalina käytettiin natrium-hydroksidin sijasta valkolipeätä, jonka sulfiditeetti oli 35 %· Annostettuna alkalina laskettiin se määrä alkalia, joka määritettiin happotitrauksella pH-arvoon 10. Annostettu alkali laskettiin NaOH:na, vaikka aktiivisina kemikaaleina olivat myös sulfidi ja natriumkarbonaatti. Valkolipeän alkalipitoisuus laskettuna NaOH:na oli 130 g/1 määritettynä yllämainitulla tavalla. Jotta saavutettaisiin sama kappaluku kuin annosteltaessa 25 kg NaOH massatonnia kohti, lisättiin annostusta 28 kg:aan NaOH määrättynä yllämainitulla tavalla. Valkaistun massan vaaleus oli sama kuin käytettäessä puhdasta natriumhydroksidia .

Claims (12)

1. Sätt att förbättra blekningsförloppet vid blekning av eellu-losamassa med en syre innehällande gas, varvid cellulosamassa, fram-ställd genom uppslutning av ved under övertryck i en kontinuerlig kokare befrias frän huvuddelen av kokavluten genom att massan bringas att under bibehället Övertryck passera en tvättzon i vilken kokavluten förträng^s med blekavlut frän syrgasblekningen, känneteck-nat därav, att den tvättade massan under bibehället övertryck bringas att passera en eller flera impregneringszoner, i vilka massan impregneras med för syrgasblekningen erforderligt alkali och even-tuellt även med cellulosanedbrytning hämmande substanser.

1. Tapa parantaa valkaisun kulkua valkaistaessa sellua happea sisältävällä kaasulla, jolloin sellumassa, joka on valmistettu liuenta-malla puuta ylipaineessa jatkuvatoimisessa keittimessä, vapautetaan pääosasta keittojätelipeää siten, että massa pannaan edelleen ylipaineen alaisena kulkemaan pesuvyöhykkeen läpi, missä keittojätelipeä syrjäytetään happivalkaisusta saatavalla valkaisujätelipeällä, tunnettu siitä, että pesty massa ylipaineen alaisena saatetaan kulkemaan yhden tai useamman impregnointivyöhykkeen läpi, missä massa impregnoidaan happivalkaisussa tarvittavalla alkalilla ja mahdollisesti myös sellun pilkkoutumista estävillä aineilla.

2. Sätt enligt patentkravet 1, känneteck nat där-a v, att temperaturen under förträngningen med blekavlut hälles vid 170-50°C, företrädesvis vid 150-80°C vid alkaliskt kokad massa och vid 110-50°C vid surt kokad massa. 15 60733

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu s i i- t ä, että lämpötila syrjäytettäessä valkaisujätelipeällä on 170-50°C, sopivammin 150-80°C, alkalisesti keitetyllä massalla ja 110-50°C happamena keitetylle massalle.

3. Sätt enlist patentkraven 1-2, kännetecknat d ä r a v, att temperaturen under impregneringen med alkali halles vid 130-70°C vid alkaliskt kokade massor och vid 100-30°C, företrä-desvis vid 60-40°C vid surt kokade massor. Sätt enlist patentkraven 1-3, kännetecknat d ä r a v, att trycket i impregneringszonerna halles vid ett sädant värde, att den med alkali impregnerade massan inmatas i syrgasblek-ningsreaktorn med användande av detta tryck.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lämpötila alkali-impregnoinnin aikana on 130-70 C alkalisesti keitetyille massoille ja 100-30°C, sopivimmin 60-40°C happamena keitetyille massoille.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen tapa, tunnettu siitä, että paine impregnointivyöhykkeessä pidetään sellaisena, että alkalilla impregnoitu massa voidaan syöttää happikaasu-reaktoriin käyttäen hyväksi tätä painetta.

5. Sätt enligt patentkravet 4,kännetecknat d ä r- a v, att övertrycket i impregneringszonerna uppgär till 3 tili 30 kg/ 2 cm .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tapa, tunnettu . . . 2 siitä, että ylipaine impregnointivyöhykkeissä on 3-30 kg/cm .

6. Sätt enligt patenktraven 1-5, kännetecknat d ä r~ a v, att impregneringsprocessen utföres i kontinuerlig kokare.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että impregnointi suoritetaan jatkuvatoimisessa keittimessä.

7· Sätt enligt patentkraven 1-5, kännetecknat där- a v, att impregneringsprocessen utföres i separat apparatur utanför kokaren, vilken utgöres av en eller flera under övertryck arbetande dif fusörer.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että impregnointi suoritetaan erillisessä laitteistossa keittimen ulkopuolella, joka laitteisto käsittää yhden tai useamman ylipaineella toimivan diffusöörin.

8. Sätt enligt patentkraven 1-7, känneteck nat d ä r a v, att massan i en första impregneringszon behandlas med en magnesiumjoner innehällande vattenlösning och i en efterföljande impregneringszon behandlas med en alkalisk lösning av sä högt pH-värde, att en utfällning inuti massans fibrer av sv&rlösliga magnesium-föreningar, säsom magnesiumhydroxid och magnesiumkarbonat, erhälles.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen tapa, tunnettu siitä, että massaa käsitellään ensimmäisessä impregnointivyöhykkeessä magnesiumioneja sisältävällä vesiliuoksella ja sen jälkeen seuraavassa impregnointivyöhykkeessä alkalisella liuoksella, jonka pH-arvo on niin suuri, että vaikealiukoiset magnesiumyhdisteet, kuten magnesiumhydroksidi ja magnesiumkarbonaatti saostuvat massan kuiduille. 12 60733

9. Sätt enligt patentkravet 8,kännetecknat där- a v, att den magnesiumjoner innehällande vattenlösningen helt eller delvis bestar av blekavlut frän syrgasblekning.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tapa, tunnettu siitä, että magnesiumioneja sisältävä vesiliuos kokonaan tai osittain koostuu happivalkaisusta saatavalla valkaisujätelipeällä.

10. Sätt enligt patentkravet 9,kännetecknat där-a v, att totala mängden magnesium, som kvarstannar i massan efter det sista impregneringssteget, halles vid 0,05-1 % räknat säsom MgO pä den torrtänkta massans vikt.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tapa, tunnettu siitä, että viimeisen impregnointivaiheen jälkeinen massaan jäävän magnesiumin kokonaismäärä on 0,05-1 % laskettuna Mg0:na massan kuivapainosta.

11. Sätt enligt patentkravet 10,kännetecknat där- a v, att minst 0,03 %> företrädesvis 0,05-0,1 % magnesium räknat som MgO pä torrtänkt massa, föreligger som lösligt magnesiumsalt efter det sista impregneringssteget.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen tapa, tunnettu siitä, että vähintään 0,03 %, sopivimmin 0,05-0,1 % magnesiumia laskettuna Mg0:na massan kuivapainosta on liukoisena magnesiumsuola-na viimeisen impregnointivaiheen jälkeen.

12. Laite jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että siinä on A) painesäiliö massassa olevan keittojätelipeän syrjäyttämiseksi happivalkaisusta saatavalla jätelipeällä, B) painesäiliö säiliössä A käsitellyn massan impregnoimiseksi sellun pilkkoutumista estävällä liuoksella, C) painesäiliö säiliössä B käsitellyn massan impregnoimiseksi alkalia sisältävällä liuoksella, D) laitteet massan ja liuostenkuljettamiseksi mainittujen säi-liöitten välillä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että painesäiliöt A, B ja C ovat vyöhykkeitä jatkuvatoimisessa keittimessä. Patenktrav

11 60733

12. Anordning för utförande av förfarandet enligt patentkraven 1-11,k ännetec knäd därav, att den innfattar i kombinaticn A) en tryckbehällare för förträngning av i massan innehällen kokavlut med avlut frän syr$gasblekning, B) en tryckbehällare för impregnering av i behällaren A blandad massa med en cellulosanedbrytning hämmande lösning,