FI66035B - Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess - Google Patents

Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess Download PDF

Info

Publication number
FI66035B
FI66035B FI823177A FI823177A FI66035B FI 66035 B FI66035 B FI 66035B FI 823177 A FI823177 A FI 823177A FI 823177 A FI823177 A FI 823177A FI 66035 B FI66035 B FI 66035B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
solution
organic matter
process according
dry matter
waste
Prior art date
Application number
FI823177A
Other languages
English (en)
Other versions
FI823177A0 (fi
Inventor
Ismo Reilama
Kari Kovasin
Arto Vainiotalo
Original Assignee
Rauma Repola Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rauma Repola Oy filed Critical Rauma Repola Oy
Priority to FI823177A priority Critical patent/FI66035B/fi
Publication of FI823177A0 publication Critical patent/FI823177A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI66035B publication Critical patent/FI66035B/fi

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

66035
Menetelmä selluloosanvalmistusprosessissa syntyvän jäte-liuoksen haihdutettavuuden parantamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää selluloosan valmistusprosessissa pääosin sen keittovaiheessa syntyvän ja massan 5 pesun yhteydessä kuitufraktiosta erotettavan jäteliuoksen haihdutettavuuden parantamiseksi ja haihduttamalla väkevöidyn jäteliuoksen kuiva-ainepitoisuuden nostamiseksi.
Sulfaattiprosessilla massaa valmistettaessa lähtien esimerkiksi suomalaisesta mäntypuusta jäteliuoksen tyypil-10 linen koostumus on laskettuna painoprosentteina orgaanisesta kuiva-aineesta seuraava: ligniini **7 % - hydroksihapot 28 % haihtuvat hapot 11 % 15 - uuteaineet 5 % - muut yhdisteet 9 %
Puusta liuennut sulfaattiligniini on pääosaltaan (60-90 %) polymeereinä. Sulfaattiligniinin keskimääräinen massapainotettu molekyylipaino havupuuta keitettäessä on 20 2.000 - 36.000, tyypillisen arvon ollessa n. 3-500.
Sulfiittiprosessilla massaa valmistettaessa lähtien esimerkiksi suomalaisesta kuusipuusta jäteiiuoksen tyypillinen koostumus on laskettuna painoprosentteina orgaanisesta kuiva-aineesta seuraava: 25 - lignosulfonihapot 55 %
hiilihydraatit 28 X
aldonihapot 5 % etikkahappo ^ % uuteaineet 4 % 30 - muut yhdisteet b %
Lignosulfonihappojen massapainotettu keskimääräinen molekyylipaino on havupuuta keitettäessä 3.000 - 50.000, tyypillisen arvon ollessa noin ^.000 - 5-000. Maksimi molekyylipaino voi olla jopa yli 110.000.
35 On tunnettua, että jäteiiuoksen viskositeetti määrää käytännössä ylärajan liuoksen haihdutettavuudelle.
On myös yleisesti tunnettua, että kuvatunkaltaisia jä- _ - Γ" 2 66035 teliemiä käytetään polttoaineena soodakattilassa tai vastaavassa muuntyyppisessä jäteliemen polttokattilassa, joiden toiminnallisena tarkoituksena on höyryn kehitys ja myös useimmiten keittokemikaalin saattaminen regeneroita-5 vaan tai suoraan uudelleen keittokemikaalina käytettävään muotoon.
Soodakattilan tai vastaavan höyrynkehitys on verrannollinen poltettavan jäteliuoksen kuiva-ainepitoisuuteen. Mitä alhaisempi vesipitoisuus poltettavalla liuoksella on, 10 sitä korkeampi on tehollinen polttoarvo ja kattilan höyrynkehitys .
Poltettavan jäteliuoksen kuiva-ainepitoisuutta on pyritty nostamaan laiteteknisillä ratkaisuilla, joissa haih-dutusprosessissa voidaan käsitellä entistä viskoottisempia 15 liuoksia. Tällaisista laiteteknisistä sovellutuksista voi daan mainita esimerkiksi ns. "falling film" -haihduttimet. Näillä voidaan saavuttaa yli 65 %:n kuiva-ainepitoisuuksia. Konventionaalisissa haihduttaneissa käytännön ylärajat ovat sulfaattijäteliuoksella n. 65 % ja sulfiittijäteliuok-20 sella n. 55 %·
Kuten edellä on jo todettu, jäteliuoksen viskositeetti määrää käytännössä ylärajan liuoksen väkevyydelle haihdu-tusprosessissa.
Tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomais-25 ta se, mikä on määritelty patenttivaatimuksissa. Perusajatuksena on alentaa jäteliuoksen viskositeettia haihdutet-tavuuden parantamiseksi.
On tunnettua, että suurimolekyylisten yhdisteiden ra-javiskositeetti eli viskositeetti äärettömässä laimennuk-30 sessa on verrannollinen yhdisteen molekyylikokoon. Nyt on todettu, että vastaava riippuvuus on löydettävissä myös äärellisissä pitoisuuksissa, kuten oheisessa esimerkkitapauksessa osoitetaan.
3 65035
Esimerkkitapaus
Happamen natriumsulfiittikeiton jäteliemen (80 % mäntyä, 20 % kuusta) dynaamisen viskositeetin (1?0UC) ja kuiva-ainepitoisuuden (3») välinen riippuvuus.
5 k.a./% Dyn. visk./cSt 40 Ι,ό 45 2,5 50 4,2 10 55 8
Mainitun jäteliemen kuiva-aineen massapainotettu mole-kyylipainojakautuma on seuraavankaltainen: Μω % 15 >40.000 18.8 >30.000 21.8 >20.000 26.9 >10.000 34.1 > 5.000 43.3 20 massapainotettu kuiva-aineen keskimääräinen molekyyli - paino on n. 2.700.
Kun tästä mainitusta jäteliemestä poistetaan osa suu-rimolekyylistä fraktiota siten, että massapainotettu kuiva-aineen molekyylipainojakautuma tulee seuraavak-25 si: Μω % >40.000 0 >30.000 3 >20.000 8.1 30 >10.000 15.3 > 5.000 24.5 massapainotettu kuiva-aineen keskimääräinen molekyyli-paino on n. 600.
Vastaavasti mitatut dynaamiset viskositeetit eri kes-35 kimääräisillä molekyylipainoilla eri kuiva-ainepitoi suuksilla ovat seuraavat: 66035 k.a./ί v/cSt (120°C) _Μω = A2700 Μω = B1R00 Μω = °60Γ 40 1,6 1,0 0,66 45 2,5 1,* 0,76 5 50 4,2 2,6 1,26 55 8 5,0 2,* 60 13,0 8,1 3,9 65 22,1 13,6 6,6 70 - - 11,3 10 75_-_~_19,3
Tarkasteltaessa tässä esimerkkitapauksessa ylläolevassa taulukossa olevia lukuja voidaan dynaamisen viskositeetin 15 ja massapainotetun jäteliemen kuiva-aineen keskimääräi sen molekyylipainon välillä todeta seuraava riippuvuus ko. jäteliemellä.
o - °>£ v/cSt (120°C) CC Μω 20 Toisaalta viskositeetin ja kuiva-ainepitoisuuden väli nen riippuvuus on ilmaistavissa yhtälömuodossa, josta esimerkkinä ko. esimerkin käsittelemättömän jäteliemen (Μω = 2700) dynaamisen viskositeetin ja kuiva-ainepitoisuuden välinen riippuvuus = 25 v _ /cSt = 0,02118 exp (0,106942 * ka./%) M 2700 ω
Jos nyt tarkastellaan esimerkiksi edelleen esimerkkitapauksessa esitettyjä liuoksia, joissa massapainotetut 30 kuiva-aineen keskimääräiset molekyylipainot ovat A-liuok-sella 2700 ja C-liuoksella 600, voidaan huomata, että C-liuoksen dynaaminen viskositeetti on ratkaisevasti alempi eli n. 1/3 A-liuoksen viskositeettiarvosta vastaavissa kuiva-ainepitoisuuksissa. Liuokset A ja C eroavat toisis-35 taan siinä, että liuos C on valmistettu liuoksesta A poistamalla siitä suurimolekyylinen kuiva-ainefraktio, joka on n. 18-19 % sen sisältämästä kokonaiskuiva-aineesta. Tässä 66035 esimerkkitapauksessa ero. erotus on tehty ultrasuoaattamal- ia.
Jos konventionaalisella haihduttamolla voidaan liuosta A haihduttaa 55 %:n kuiva-ainepitoisuuteen, jolloin dynaa-5 minen viskositeetti on n. 8 cSt, voidaan vastaavasti liuos C haihduttaa n. 67 %:n kuiva-ainepitoisuuteen samalla laitteistolla.
Jos oletetaan esimerkiksi, että liuos A:ta syötetään soodakattilaan 1000 t ka./vrk 55 %:n kuiva-aineessa, mer-10 kitsee se, että vettä syötetään polttoaineen mukana 818 t/vrk. Vastaavasti liuosta C valmistettaessa vastaavasta määrästä liuosta A ja syötettäessä soodakattilaan 810 t ka./vrk 67 %:n kuiva-ainepitoisuudessa syötetään polttoaineen mukana vettä vain 399 t/vrk eli kertaluokaltaan vain 15 puolet liuoksen A sisältämästä.
Jos tarkastellaan suurimolekyylistä fraktiota, joka erotettiin liuoksesta A valmistettaessa liuosta C, voidaan todeta, että sen massapainotettu keskimääräinen moie-kyylipaino on n. 64.000. Tämä tarkoittaa, että tämä liuos, 20 jota kutsuttakoon liuokseksi D, on edellä esitetyn tarkastelutavan perusteella erikseen haihdutettavissa kuiva-ainepitoisuuteen n. 30 % (31,8 %) konventionaalisella haindu-iuslaitteistolla. Liuos D voidaan käyttää dispergointiapu-aineena, flokkausapuaineena, liimana tai niiden kaltaisten 25 aineiden valmistuksen raaka-aineena joko liuoksena tai kuivattuna tuotteena. Liuosjae D voidaan myös käsitellä termisesti tai kemiallisesti siten, että lignosulfonaattimo-lekyylit saadaan pilkkoutumaan, jonka jälkeen tämä liuos johdetaan väkevöitäväksi haihduttamalla ja poltettavaksi 30 yhdessä liuoksen C kanssa. Tässä mainittu terminen ja/tai kemiallinen lignosulfonaattimolekyylien pilkkominen voidaan edullisimmin suorittaa palauttamalla liuosjae D takaisin sellun keittovaiheeseen, jossa jo sellun valmistuksen perustavoitteiden mukaisesti ylläpidetään ligniinin pilk-35 koutumista suosivia oloja.
Tämän keksinnön mukaisen menetelmän perusajatuksena, jäteliuoksen viskositeetin alentaminen haihdutettavuuden 6Ö035 parantamiseksi erottamalla liuoksesta suurimolekyylinen kuiva-ainefraktio, toteuttamisessa voidaan soveltaa periaatteessa tunnettuja menetelmiä. Tällaisia menetelmiä ovat esimerkiksi ultrasuodatus, ligniini fraktion osittai-5 nen tai kokonaissaostus ja ioniekskluusic.
Tarkasteltaessa ultrasuodatusta erotusmenetelmänä on tunnettua, että teollisissa sulfiittiprosessin jätelipeän ultrasuodatussovellutuksissa, joissa tähdätään lignosulfo-naattien erotukseen, käytettävien puoliläpäisevien kalvo-10 jen cut-off -arvot ovat lignosulfonaateilla ja ligniineillä kertaluokaltaan n. 5-000. Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään huomattavasti tätä harvempia kalvoja, joiden cut-off -arvo on luokkaa 10.000 - 100.000, kuitenkin mieluimmin 20.000 - 60.000.
15 Käytettäessä harvempia kalvoja vuo kalvon läpi pinta- alayksikköä kohden saadaan merkittävästi kasvamaan ja erotettu suurimolekyylinen fraktio saadaan puhtaampana talteen pienemmin laite- ja käyttökustannuksin. Ultrasuoda-tuksen käyttö on mahdollista sekä sulfiitti- että sulfaat-20 tiprosessin tai vastaavien keittomenetelmien jäteliemille.
Sulfaattijäteliemen ligniiniä voidaan saostaa hapotta-malla. pH:n ollessa noin 8 on mahdollista saada 75-80 £ kokonais ligniinistä saostumaan. Saostuksen optimi kuiva-ainepitoisuus jäteliemelle on n. 25 % ja saostumista suo-25 sii korkea lämpötila. Hapottamalla eri pH tasoille on mahdollista fraktioida ligniiniä ulos liuoksesta molekyylikoon funktiona. Saostuma erotetaan emäliuoksesta esimerkiksi sedimentoimalla ja suodattamalla tai sentrifugoi-malla. Emäliuoksen massapainotettuun keskimääräiseen mo-30 lekyylipainoon voidaan kuvatunkaltaisella menettelyllä vaikuttaa ja samalla merkittävästi parantaa ko. liuoksen haih-dutettavuutta. Sakka voidaan, jos halutaan, edelleen kuivata n. 30-60 % kuiva-ainepitoisuudesta esim. leijupeti-kuivaimella korkeampaan kuiva-ainepitoisuuteen ja syöttää 35 soodakattilaan joko erillisenä syöttönä tai dispergoituna liuossyöttönä. Osa ligniinifraktiosta voidaan käyttää erilaisten ligniinipohjaisten tuotteiden valmistukseen.

Claims (8)

66035
1. Menetelmä selluloosan keiton jäteliuoksen naihdu-tettavuuden parantamiseksi, tunnettu siitä, että mainitusta liuoksesta poistetaan ennen haihdutusta tai 5 haihdutuksen aikana orgaanista ainesta, joka on pääosin ligniinipohj aista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettavan orgaanisen aineksen osuus liuoksen kokonaiskuiva-aineen määrästä on 1-40 pai- 10 noprosenttia, kuitenkin mieluimmin 5~25 painoprosenttia.
3- Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettava orgaaninen aines on suurimolekyylisin fraktio.
4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että poistettava orgaaninen aines erotetaan ko. liuoksesta ultrasuodattamalla ja/tai saostamalla.
5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettava orgaaninen aines pääosaltaan on molekyylipainoltaan suurempi kuin 10.00C.
6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, t u n- n e t t u siitä, että liuoksesta poistettu suurimolekyy-linen orgaaninen aines käsitellään termisesti tai kemiallisesti siten, että molekyylikoko oleellisesti pienenee.
7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, t u n-25 n e t t u siitä, että mainitun termisen tai kemiallisen käsittelyn jälkeen liuosjae palautetaan pääliuosvirtaan.
8. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu terminen/kemiallinen käsittely suoritetaan selluloosan keiton yhteydessä.
FI823177A 1982-09-14 1982-09-14 Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess FI66035B (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI823177A FI66035B (fi) 1982-09-14 1982-09-14 Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI823177A FI66035B (fi) 1982-09-14 1982-09-14 Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess
FI823177 1982-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI823177A0 FI823177A0 (fi) 1982-09-14
FI66035B true FI66035B (fi) 1984-04-30

Family

ID=8516038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI823177A FI66035B (fi) 1982-09-14 1982-09-14 Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI66035B (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987003315A1 (en) * 1985-11-29 1987-06-04 A. Ahlstrom Corporation Method of decreasing black liquor viscosity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987003315A1 (en) * 1985-11-29 1987-06-04 A. Ahlstrom Corporation Method of decreasing black liquor viscosity

Also Published As

Publication number Publication date
FI823177A0 (fi) 1982-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Koivula et al. Enhanced membrane filtration of wood hydrolysates for hemicelluloses recovery by pretreatment with polymeric adsorbents
US5635024A (en) Process for separating lignins and dissolved organic compounds from kraft spent liquor
RU2676069C2 (ru) Способ и устройство для разделения фракции частиц лигноцеллюлозы и фракции частиц лигнина, композиция частиц лигнина, композиция частиц лигноцеллюлозы и их применение
CN103080417A (zh) 由黑液制造沉淀木质素的方法和通过这种方法制造的沉淀木质素
Zhuang et al. Improved microfiltration of prehydrolysis liquor of wood from dissolving pulp mill by flocculation treatments for hemicellulose recovery
Jönsson Membranes for lignin and hemicellulose recovery in pulp mills
Saeed et al. An integrated process for removing the inhibitors of the prehydrolysis liquor of kraft‐based dissolving pulp process via cationic polymer treatment
Zhu et al. Lignin separation from kraft black liquor by combined ultrafiltration and precipitation: a study of solubility of lignin with different molecular properties
Mazar et al. Influence of membrane filtration on extraction and characteristics of lignin from a kraft dissolving pulp mill pre-hydrolysate
US12479876B2 (en) Method of removing volatile compounds from a lignin-containing material, use of a distillation method, and a lignin-containing material
FI66035B (fi) Foerfarande foer foerbaettring av avdunstbarhet av avfallsvaetska uppstaodd under cellulosaframstaellningsprocess
US7718075B2 (en) Method for improving the consolidation and dewatering of suspended particulate matter
JPS58502155A (ja) 木材その他のリグノセルロ−ス製品の脱リグニン方法
WO2021198555A1 (en) Separation of lignin
US3423395A (en) Process for the recovery of macromolecular silvichemical polymers from aqueous solutions
Koivula et al. Activated carbon treatment to improve ultrafiltration performance in recovery of hemicelluloses from wood extracts
FI20185110A1 (fi) Prosessi mikrokiteisen selluloosan tuottamiseksi
SE2230107A1 (en) A method for purifying lignin by removing inorganic impurities from black liquor
Bennani et al. Refining of lignocellulose by organosolv processes. Part I: Isolation, characterisation and utilization of hemicellulose extracted from Norway spruce
Aro Tall oil production process and characterization
AT509899A2 (de) Verfahren zur verbesserten verarbeitbarkeit von hydrothermolysaten von lignozellulosischem material
CN115836151B (zh) 在制浆工艺中处理冷凝物的方法
RU2840052C1 (ru) Способ обработки конденсата в процессе варки целлюлозы
Danielsson Sorption and desorption of black liquor xylan onto cellulose fibers-A new separation technique
RU2800851C2 (ru) Способ очищения лигнина

Legal Events

Date Code Title Description
FC Application refused

Owner name: RAUMA-REPOLA OY