FI66662B - Foerfarande foer reglering av kausticeringsgraden vid framstaellning av vitlut jaemte anordning foer utfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

M m,KUULUTUSJULICAISU , , , , 0 jSfk m ου utlAcgnincssmuft 66 6 62 ^ ¢51) KvJh? flHLO? D 21 C 11/014 SUOMI—FINLAND pi) 792178 (22) -AnrtMaih^t 11.07.79 (23) AJkapaM—GMdglMiaiag 11.07.79 (41) TMhR|«MMfcal— MMt offMtNg 19.01.80

Patentti· jt rekteterl halittu· (44) μμμμ^μμ μ iMiHkahM pm. — 07 81» (32)(33)(31) hryd*ree**w.-**|NHortw 18.07.78 Ruotsi-Sverige(SE) 7807910-0 (71) Mo och Domsjö Aktiebolag, Fack, S—891 01 Örnsköldsvik, Ruotsi-Sve-rige(SE) (72) Bengt Göran Hultman, Domsjö, Erik Anders Berglund, Domsjö, Ruotsi-Sverige(SE) (71») Oy Koi s te r Ab (51») Menetelmä kaustisoitumisasteen säätämiseksi valmistettaessa val-kolipeää sekä laite menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för regiering av kausticeringsgraden vid framställning av vitlut jämte anordning för utförande av förfarandet

Keksinnön kohteena on menetelmä kalsiumoksidin lisäyksen natriumkarbonaatti-pitoisiin liuoksiin säätämiseksi niin, että tuotettuun natriumhydroksidiliuokseen saadaan toivottu kausti-soitumisaste. Erityisesti tämän keksinnön kohteena on samankaltaisia menetelmiä, joita käytetään selluteollisuudessa, esimerkiksi muutettaessa viherlipeää valkolipeäksi sulfaattimenetelmässä, käsiteltäessä viherlipeää natrium-pohjäisessä sulfiittiprosessissa ja käsiteltäessä karbonaattiliuosta soodakeitto- tai happikaasukeit-tojätelipeän poltosta. Menetelmä edellyttää, että karbonaatti- ja hydroksidiliuoksen karbonaattipitoisuus automaattisesti analysoidaan ja että näitä analyysiarvoja käytetään kalsiumoksidin lisäyksen ohjaamiseen. 1 ! / 2 66662

Valmistettaessa sellua sulfaattimenetelmällä otetaan käytetyt keittokemikaalit talteen yhdessä liuenneen puuaineksen kanssa mus-talipeän muodossa, ks. kuvio 1. Tämä haihdutetaan ja poltetaan soodakattilassa. Epäorgaaniset kemikaalit saadaan sulatteena, joka liuotetaan veteen, jolloin saadaan V-herlipeää. Viherlipeä koostuu pääasiallisesti natriumkarbonaatista ja natriumsulfidista. Kuten kuviossa 1 sulfaattimenetelmää esittävästä kaaviota käy ilmi, käsitellään siten puuta 1 keittämössä 2 valkolipeällä 29, jolloin ligniiniä liukenee ja selluloosakuidut vapautuvat. Selluloosakuitu-jen (massan) ja keittokemikaalien seosta 3 käsitellään pesemössä 4 vedellä 5, jolloin saadaan mustalipeä 7. Selluloosakuidut (massa) 6 menevät edellee, mahdollisesti valkaisuun. Mustalipeä 7 vä-kevöidään haihduttamossa 8 nergian avulla, joka on höyryn 9 muodossa. Haihduttamosta 8 saadaan kondensaatti-virta 10 ja virta vahvali-peää 11. Soodakattilassa 12 vahvalipeä 11 poltetaan, mahdollisesti lisäten öljyä 13. Soodakattilasta 12 saadaan höyryn 14 muodossa olevaa energiaa sekä kemiakaalisulate 15. Liuotussäiliössä 16 sulate 15 liuotetaan veteen 17, jolloin saadaan viherlipeää 18. Sammut-timessa 19 viherlipeä 18 sekoitetaan kalsiumoksidin 23 kanssa.

Tämä seos 24 menee edelleen kaustisoimisastiaan 25. Kaustisoimis-astiasta 25 saadaan valkolipeävirta 29 sekä meesavirta 26. Valko-lipeä 29 johdetaan keittämöön 2. Meesa 26 kuljetetaan meesauuniin 27, missä se poltetaan öljyn 28 avulla kalsiumoksidiksi 23. Esimerkkejä viherlipsän kokoomuksesta annetaan teoksessa Rydholm, S.A.Pulping Processes, Lontoo 1965, sivu 797:

Viherlipeä g/1 Na20 moolia/1 natriumkarbonaatti 95 1,53 natriumsulfidi 33 0,53 natriumsulfaatti 2_ 0,03 yhteensä 130

Viherlipeässä voi esiintyä myös suhteellisen suuria natrium-hydroksidipitoisuuksia. S.Rydin'in kirjoituksessa Svensk Papperstid-ning, no 2 1978, sivu 45 annetaan seuraava viherlipeäanalyysi:

Na2C03 NaOH Na2S

moolia/1 moolia/1 moolia/1 1,15 0,6 0,6 i '> 66662

Lisäksi voi mm. tiosulfaattia, sulfiittia ja polysulfidia olla läsnä, mutta pienemmissä pitoisuuksissa. Valkolipeän valmistamiseksi täytyy suurin osa viherlipeässä olevasta natriumkarboanatis-ta kaustisoida natriumhydroksidiksi. Käsittelemällä viherlipeää kalsiumoksidilla muuttuu natriumkarbonaatti natriumhydroksidiksi. Tätä sanotaan kaustisoinniksi. Pääasialliset kemialliset reaktiot kaustiosinnissa ovat seuraavat:

CaO + Ha0 ^ Ca(OH)2 (I)

Ca (OH) 2 + Na9C03 ^ > 2NaOH + CaC03 (s) ,(II)

On toivottavaa, että natriumkarbonaatti kaustisoidaan niin täydellisesti kuin mahdollista natriumhydroksidiksi ja että nat-riumhydroksidin pitoisuus valkolipeässä tulee niin suureksi kuin mahdollista. Karbonaatin alhaisesta muutosasteesta on seurauksena että inerttikemiakaalia karbonaatin muodossa syötetään leittimeen.

Esimerkki saadun valkolipeän kokoomuksesta annetaan S.A. Rydholm'in teoksessa Pulping Processes Lontöo 1965, sivu 799: Valkolipeän kokoomus g/1 Na20 natriumhydroksidi 76 natriumkarbonaatti 19 natriumsulfidi 33 natriumsulfaatti 2 kokonaisalkali 130 titrattava kokonaisalkali 128 vaikuttava kokonaisalkali, NaOH + Na2S 109 tehokas kokonaisalkali, NaOH + 0,5 Na2S 93 sulfiditeetti, Na2S/(NaOH + Na2S) 30 % kaustisoitumisaste, NaOH/(NaOH + Na2C03) 80 %

Merkittäviä eroja valkolipeän ja viherlipeän Jokoomuksessa esiintyy eri tehtaiden välillä, mikä johtuu erilaisuuksista prosessissa. Jos käytetään savukaasun pesutorneja, tulee esim. tiosulfaattia esiintymään valkolipeässä. Sulfiditeetti voi poiketa eri tehtaiden välillä, mutta tavallisesti se on väliltä 25-45 %.

Natriumhydroksidin alhaisesta pitoisuudesta valkilipeässä, mikä on seurauksena alhaisesta kaustisoitumisasteesta, on seura- ) i 4 66662 uksena, että täytyy haihduttaa enemmän vettä keittokemikaalien teltaanotossa.

Saavutettavissa oleva kaustisoitumisaste riippuu mm. kemikaalien kokonaispitoisuudesta viherlipeässä, sulfiditeetista, reaktio-ajasta, lämpötilasta, kalkkimäärästä ja kalkin laadusta. Normaaliksi keskiarvoksi kaustisoitumisasteelle antaa Rydholm (sivu 799) 80 %.

Normaalisti kaustisoitumista tarkkaillaan valkolipeän kä-sianalyysein. Natriumhydroksidin ja natriumkarbonaatin pitoisuus määritetään titrimetrisesti ja lasketaan kaustisoitumisaste, K-^.

„ _ /Na0H7 valkolipeä 1 —------- (III) /NaOH/ valkolipeä + 2 valkolipeä

Analyysi suoritetaan siis valmiista valkolipeästä ja saadaan siten mitta sen laadusta. Säätelemällä käsin kalkkilisäystä sammuttimeen 19 eritetään kaustisoitumisaste pitää vakiona ja niin korkealla tasolla kuin mahdollista. Käystisoitumisaste väliltä 80-85 % katsotaan tyydyttäväksi, laitoksen käytännön käytössä vaih-telee kaustisoitumisaste kuitenkin välillä 70-85 %. Syynä tähän voi olla esim. vaihtelut kalkkilaadussa.

Tämä keksintö tekee mahdolliseksi kaustisoimisprosessin parannetun valvonnan.

Tämän mukaisesti on keksinnön kohteena menetelmä kaustisoi-tumisasteen säätämiseksi kautsistamoissa selluloosateollisuuksissa, joissa kalsiumoksidia lisätään kaustistamoon tuotuun nesteeseen, jolloin otetun nestenäytteen avulla mm. nääritetään kaustistamosta poistuvan nesteen karbonaatti-ionien pitoisuus ja saadun arvon avulla sovitetaan kalsiumoksdin lisäys kaustisoimislaitteistoon niin, että toivottu kaustisoitumisaste saavutetaan, menetelmän ollessa tunnettu siitä, että sen lisäksi otetaan näytteitä kaustis-tamon sammuttimeen menevästä nesteestä ja että automaattisesti määritetään ja säädetään kaustisoitumisaste saatujen karbonaatti-ionipitoisuuksien pohjalta kau stisoimislaitteistoon menevässä nesteessä sekä siitä poistuvassa nesteessä.

Mittaamalla automaattisesti viherlipeän karbonaattipitoisuus voidaan kalkkilisäys sovittaa sellaiseksi, että suurin mahdollinen kaustisoitumisaste saavutetaan. Vaihtelu kalkin laadussa väistetään mittaamalla myös valkolipeän karbonaattipitoisuus ja ohjamaalla ! ) i 5 66662 sitä muuttamalla kalsiumoksidilisäystä. Näistä analyyseistä voidaan kaustisoitumisasteelle, K2# tehdä uusi määritelmä

K2 = /Na2CC>3_7viherlipeä - ^Na2C03 7valkolipeä IV

/Na2C03_7viherlipeä

Jos viherlipeä ei sisällä ollenkaan natriumhydroksidia ennen kaustisointia, on = K2. Jos viherlipeä sensijaan sisältää natriumhydroksidia, ei K^:n mukainen kaustisoitumisaste kuvaa kaustisoi-misprosessin tehokkuutta. K2:n mukainen kaustisoitumisaste kuvaa sensijaan karbonaatin muuttumista oikealla tavalla.Toinen etu tällä määritelmällä on, että on tarpeen määrittää ainoastaan karbonaatti ennen ja jälkeen kaustisoinnin . Määritelmän mukaisesti täytyy määrittää kaksi komponenttia, hydroksidi ja karbonaatti.

Tämän keksinnön mukaisesti määritetään kuviossa 1 kaavamaisesti esitetyn karbonaatti-analysaattorin 21 avulla karbonaattipi-tcJisuus viherlipeässä johdinpisteessä 20 ja valkolipeässä johdinpis-teessä 22. Karbonaattianalysaattorissa 21 analysoidaan siten sammut-timeen 19 tuleva viherlipeä ja kaustisoimislaitteistosta 25 poistuva valkolipeä 29. Mittaamalla viherlipeävirtaus ja viherlipeän karbonaattipitoisuus voidaan karbonaattivirtaus laskea. Kalsiumoksi-divirtaus voidaan senjälkeen suhteuttaa karbonaattivirtauksen mukaan. Ottamalla näytteitä saadusta valkolipeästä ja määrittämällä karbonaattipitoisuus voidaan muutokset esim. kalkin laadussa havaita. Kalsiumoksidin suhteuttamista viherlipeään voidaan senjälkeen säädellä. Menetelmään liittyy seuraavia etuja: 1. Kalkkiannostelun hetkellinen suhteuttaminen karbonaattivirtausta vastaan viherlipeässä.

2. Kohdan 1 mukaisen suhteuttamisen jatkuva muuttaminen mittaamalla karbonaattivirtaus tuotetussa valkolipeässä.

Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää on osoittautunut erityisen edulliseksilisätä analyysiä varten otettuihin viherlipeän ja valkolipeän nestenäytteisiin hapetinta sellaisten näytteissä olevien epäorgaanisten yhdisteiden hapettamiseksi, jotka voivat synnyttää kaasumaisia reaktiotuotteita jälkeentulevassa nestenäytteiden karbonaatti-ionipitoisuuden määrityksessä. Hapetinmäärä pitää tällöin sovittaa niin, että se pääasiallisesti kuluu ennen karbonaatti- i 6 66662 määritystä. Mahdollisesti muodostuneet kaasumaiset reaktiotuotteet johdetaan pois ennen karbonaattipitoisuuden määrittämisen aloittamista. Jos halutaan määrittää sekä karbonaatti että sulfidi, voidaan suorittaa kaksi manometristä mittausta. Toinen vetyperoksidilisäyk-sen kanssa, jolloin karbonaatti määritetään, ja toinen ilman vety-peroksidilisäystä, jolloin saadaan karbonaatti- ja sulfidipitoisuu-den summa.

Karbonaattianalysaattorin 21 periaate käy ilmi kuviosta 2. Prosessista otetaan räytteenottoyksikön 30 kautta näytteitä viherli-peästä ja valkolipeästä johdinpisteissä 20 ja 22. Näyte kuljetetaan monikanavapumpun 31 avulla näytteenkäsittely-yksikköön 32, jossa se sekoitetaan vetyperoksidiliuoksen kanssa, joka on tuotu putken 33 kautta. Kun näyte sekoitetaan peroksidin kanssa, reagoivat sulfidi, polysulfidi, polytionaatit, sulfiitti ja tiosulfaatti sulfaatiksi. Nämä aineet täytyy poistaa, koska ne myöhemmässä vaiheessa häiritsivät analyysiä. Käsitellyn näytteen virta 34 sekoitetaan virran 35 kanssa, joka on laimennettua rikkihappoa, pisteessä 36, jolloin karbonaatti muuttuu hiilidioksidiksi, joka poistuu liuoksesta kaasuna. Hiilidioksidikaasun ja liuoksen seos johdetaan säiliöön 37, josta hiilidioksidi poistuu kapillaarin 38 läpi ja liuos pumpataan säiliöstä 37 johdon 39 kautta.Hiilidioksidivirtaus kapillaarin 38 läpi aiheuttaa painetta säiliössä 37. Paine mitataan paineanturilla 40 ja se on verrannollinen karbonaattipitoisuuteen näytteessä. Muita käyttökelpoisia antureita hiilidioksidivirtauksen määrittämiseksi ovat esimerkiksi IR-fotometrianturit, anturit lämmönjohtokyvyn mittaamiseksi, mittaaminen rotametrillä, johtokyvyn mittaus absorptio-liuoksessa jne. Paineanturi on kuitenkin havaittu erityisen sopivaksi, Käsittelyä peroksidilla muiden yhdisteiden kuin karbonaatin poistamiseksi, jotka voivat aiheuttaa kaasun kehittymistä, kun näyte sekoitetaan hapon kanssa, voidaan muunnella siten,e<ttä käytetään muita hapettimia. Esimerkkejä muista käyttökelpoisista hapettimista ovat edullisesti natriumin ja kaliumin permanganaatti, persulfaatti, bikromaatti ja hypokloriitti. Vetyperoksidi on kuitenkin edullinen, koska se koostuu vedystä ja hapesta eikä hajotessaan annan vaikealiukoisia metalliyhdisteitä, jotka voivat tukkia laitteiston. Ha-petinlisäyksen tulee olla niin suuri, että se riittää hajottamaan kaikki ei-toivotut rikkiyhdisteet sulfaatiksi. Liian suuri peroksidi-

> I

7 66662 ylimäärä ei kuitenkaan liioin ole toivottava. Peroksidi voi hajota vedeksi ja hapeksi. Muodostunut happikaasu voi sopimattomaksi muotoillussa laitteistossa aiheuttaa painetta säiliöön 37. Tämän välttämiseksi saatetaan peroksidiylimäärä hajoamaan lämmön vaikutuksesta näytteenkäsittely-yksikössä 32, jolloin happi johdetaan ilmakehään ennen käsitellyn näytteen sekoittamista rikkihapon kanssa. Rikkihapon valitseminen näytteen happamaksi tekemiseen johtuu siitä, että se on halpaa eikä anna saostumia eikä sillä ole höyryn painetta, joka voi häiritä mittausta. Muita happoja, joita voitaisiin käyttää, ovat kloorivetyhappo, typpihappo ja perkloorihappo. Näy-teenottoyksikön muotoilu on tärkeä. Viherlipä sisältää liejua ja osasia, jotka mahdollisesti on erotettava ennen analysaattoriyksik-köä 30-40. Tämä voidaan tehdä monella eri tavalla. On havaittu, että hienohuokoinen polyeteeni-suodatin toimii hyvin tässä yhteydessä. Tällainen on helppo huuhdella ja se sietää puhdistuksen myös hapolla. Viherlipeässä olevat hiukkaset eivät vaikuta kemiallisesti karbonaatin määritykseen. Sensijaan ne voivat häiritä analyysiä tukkimalla laitteiston. Jos viherlipeä on hyvin selkeytetty, ei ylimääräistä hiukkasten erottamista viherlipeästä tarvita. Valko-lipeän ollessa kysymyksessä on kuitenkin välttämättä tarpeen poistaa lieju ja osaset, mikä edullisesti suoritetaan tavalla, joka esitettiin viherlipeän kyseessä ollessa.

Keksintöä valaistaan seuraavin suoritusesimerkein.

Esimerkki 1

Karbonaattiliuosten analyysi - laboratoriokokeet

Puhtaiden vesiliuosten vertailevilla analyyseillä natriumkarbonaatti- ja karbonaattiliuosten kanssa, joissa oli eri pitoisuuksia natriumhydroksidia, natriumsulfidia ja natriumtiosulfaattia, tutkittiin vaikuttivatko viherlipeässä ja valkolipeässä olevien pääkomponenttien pitoisuusvaihtelut analyysitulokseen. Analyysaat-toriasettelu oli kuviossa 2 esitetty. Analyysissä käytettiin 4,5-M rikkihappoa virtauksen putken 35 läpi ollessa 2,0 ml/min. Johdon 33 kautta tuotiin 15,0-%:sta vetyperoksidia vesiliuoksessa virtauksen ollessa 2,0 ml/min. Näytevirtaus putken 41 kautta oli 2,0 ml/min. Puhtaiden karbonaattiliuosten analyysissä korvattiin peroksidivirtaus vastaavalla vesivirtauksella.

Taulukossa 1 esitetään eri näytteiden koostumukset ja analyysissä saadut tulokset aineanturista tulevien signaalien muodossa mV:na. Yksi sarake taulukossa osoittaa myös paineanturisignaa- 8 66662

Iin ja karbonaattipitoisuuden välisen osamäärän.Koska havaittua osamäärää voidaan pitää vakiona, käy ilmi että keksinnön mukaisessa liuosten, jotka vastaavat valkolipeää ja viherlipeää, analyysissä saadaan sama aralyysitulos kuin natriumkarbonaatin puhtaiden vesiliuosten analyysissä. Havaittu yhteys signaalin ja karbonaattipitoisuuden välillä on suoraviivainen, mikä on edullista prosessin ohjauksessa.

i 9 66662 τ

A

I t y nj ί§ (β +5 y s I « g I :B -3 :3

§ * il I

* 5 I 51 5.3 d 1 3 ia

id £« 3B

2 y §2 §3

y m I

Jo o I—I c. o. cc cc o. g t-~ oo oo oo oo t—irgcoo rsj (VJ r-< #—· —* f-n rH rH r-1 f—4 rH rH (NJ fSJ fNJ r—i Q4 g rH rH r—« r—t f™* 1—t rH ι-Η H rH rH f—( 1—H r-H 1—< rH 1—1 •d m

• -H C ΙΛ L.O O', c ΙΛ G CO U"> CH G G O CM UI CT. O

S ............. ....

iH <jj q oj g oc 0. cc cm r~ r·' «3· lo o 00 li-> r- -a- G i'' 0 H ‘P fi G- to xj- wc >—· G o G to -3· G r- r-i to -a- u-,

O H O' ^ H <-1 I—i H H rH I—I H

3 fty ____ Ά Τ 3

<o fO OOOCCOGCOOG

H C ....... ....

rj GGGGGG LO ui LO LO un ui lo lOuc, lolT, r·4 ^H ·-* rH rH rr r-* rH r*H rH *—\ rs»

C

H ___

01 OOOOOOO OOGC

:S C GGCGOO to 10 lt> 10 10 lo lo lololooi

\j CO N (N N IN (N N N GO. GO

rH _Z_____________ U)

-H CO OOOOOOO OOCO

01 ^ ....... ....

CO OOGOOO OOOOOU1LOOO LOLOLOLD

CO Z to *y cn ·*3· *3- -3- -3--3--3--3- O___. - 0 rl tn

rH O OCOCOO OOOOOOO OOOO

<L) U ............. - * · .

0 PM OOOOOO ΟΟΟΟΙΛΟΟ OOOO

M CO K) ·ΤΤ LO O Csl LO Ο Ol Cl rH r-sl TJ- LO (M tO -T t-O

*Z. rH rH r-H »—t r—« (—1 r-H

ι-h <nj ι-o un o r-- 00 σ% o *~h rsj ho *3- lo \o r-

Φ ιΗ rH r-H rH rH rH rH rH

« 8__1_______ i 10 66662

Esimerkki 2

Viherlipeän analyysi - tehdaskoe

Kuvion 2 mukaista analysaattoryksikköä kokeiltiin tehdas-ympäristössä, jolloin näytteenottoyksikkö 30 yhdistettiin prosessi johtoon 18, pisteessä 20, viherlipeätä varten kaustistamossa eräässä sulfaattitehtaassa ja tehtiin jatkuvia karbonaattimäärityk-siä. Olosuhteet analyysia varten olivat samat kuin esimerkissä 1. Selmasta näytteenottokohdasta otettiin näytteitä vertailevia käsi-titrausanalyysejä varten standardimenetelmän SCAN-N 2:63 mukaisesti, jolloin muutospisteet kuitenkin määritettiin pH-elektrodiilla indikaattorien asemesta.

Pitoisuusvaihtelut 40 tunnin mittausjakson aikana esitetään kuviossa 3, johon myös arvot käsintehdyille analyyseille on merkitty ristein. Kuviossa 3 tarkoittaa ordinaatta grammaa ^200^/11tra ja abskissa tunteja. Vertailu näiden kahden analyysimenetelmän välillä esitetään myös seuraavassa taulukossa 2. Taulukosta käy ilmi, että keksinnön mukaisen menetelmän analyysi on hyvin yhtäpitävä SCAN-menetelmän kanssa. Kokeet osoittavat myös, että manometristä menetelmää voidaan käyttää käytännön käytössä jatkuvaa mittausta varten. koska arvot käsin suoritetuista analyyseista (ristit) ovat yhtäpitäviä keksinnön mukiasesti saadun käyrän kanssa.

11

Taulukko 2 66662

Karbonaattipltoisuus vlherlipeässä (g/ιy

Keksinnön mukainen monometrinen menetelmä SCAN-N 2;63 Erotus Π) (2) (1-2) 99.2 100.2 - l.o 104.7 104.5 + 0.2 108.0 107.4 + 0.6 105.3 105.9 - 0.6 111.4 111.7 - 0.3 115.3 114.8 +0.5 113.2 112.9 +0.3 107.6 107.2 +0.4 93.3 93.1 +0.2 95.7 96.0 - 0.3 93.9 93.1 +0.8

Esimerkki 3

Karbonaattipitoisuuden määrittäminen viherlipeässä ja valkolipe-ässä kaustisoitumisasteen (^) laskemiseksi - tehdaskos

Esimerkki esittää kokeita, joissa analysaattori on ollut kytkettynä prosessiin karbonaattipitoisuuden jatkuvaa määrittämistä varten viherlipeässä sekä karbonaattipitoisuuden määrittämistä varten viherlipeässä sekä karbonaattipitoisuuden määrittämistä varten valkolipeässä joka toinen tunti. Valkolipeäanalyysissä laskettiin kaustisoitumisaste (K2) viherlipeän 2 tuntia aikaisemmin. Muistiin merkityn analyysiarvon avulla. Todellinen ajansiirtymä koepisteiden välillä laskettuna laitoksen virtausmääristä ja tilavuuksista oli yksi tunti ja 50 minuuttia. Mittausjakson aikana ei sallittu muutoksia kalkin tai viherlipeän virtausmäärissä.

1 i 12 66662

Kuviossa 4 tarkoittaa ylempi ordinaatta kaustsoitumisastetta K2 %:eissa, keskimmäinen ordinaatta viherlipeän karbonaattipitoi-suutta, g/1 ja alin ordinaatta valkolipeän karbonaattipitoisuutta, g/1, kun taas abskissa tarkoittaa tunteja. Kuviossa esitetään analyysiarvot 24 tunnin mittausjaksolla. Muutos, joka on tapahtunut viherlipeän karbonaattipatoisuudessa n. 100,0:sta n. 110,0:aan, mahtuu hyvin säätöväliin, joka on normaalissa varustuksessa viher-lipeävoimakkuuden vakiona pitämiseksi. Karbonaattipatoisuuden muutoksen aiheuttama voimakas kaustisoitumisasteen (Kj) aleneminen korostaa jatkuvan ohjauksen suurta tarvetta ja osoittaa, että keksinnön mukainen menetelmä tällöin on erityisen hyvä apuneuvo.

Esimerkki 4

Kalkkiannostelun ohjaus keksinnön mukaisen menetelmän avulla

Keksinnön mukaisen menetelmän vaikutuksen määrittämiseksi kalkkiannostelun ohjaamisessa suoritettiin vertailevia kokeita käyttölaitoksessa. Kokeessa A säädettiin viherlipeän väkevyyttä tiheysmäärityksen avulla ja reaktiota seurattiin valkolipeäana-luusein saadun kaustisoitumisasteen määrittämiseksi. Sen vaatimat kalsiumoksidilisäyksen muutokset tehtiin käsin. Kokeessa B säädettiin viherlipeän väkevyyttä tiheysmäärityksen avulla,mutta kalsium-oksidin lisäystä ohjattiin automaattisesti signaalin avulla viher-karbonaattimäärityksestä. Myös kokeessa A oli analysaattori kytketty karbonaattipitoisuuden analyysiä varten sekä viherlipeässä että valkolipeässä, mutta analyysisignaali ei ollut käyttäjän käytettävissä. Kummassakin kokeessa tuotanto oli yhtä suuri ja vailla havaittavia käyttöhäiriöitä. Pidätysaika laitoksessa oli n. 2 tuntia. Kokeissa oli pyrkimyksenä pitää kaustisoitumisaste 80 %:ssa.

Kuvioissa 5 ja 6 esitetään saavutettu kaustisoitumisaste K2, (ylempi ordinaatta) kokeessa A ja vastaavasti kokeessa B. Kuvioihin on sisällytetty myös karbonaattipitoisuus viherlipeässä koeaikana grammoissa/litra (alempi ordinaatta). Lisäksi on nuolilla ilmaistu ajankohta muutoksille lisätyssä kalsiumoksidimäärässä. Kokeen B aikana muuttui kalkkimäärä jatkuvasti ja automaattisesti, jolloin eräänä ajankohtana - 12 tunnin kuluttua - tapahtui merkittävä uu-delleenosittuminen, mikä johtui kalkin laadun muuttumisesta.

ί < \ 13

Vertailu kaustisoitumisasteen keskiarvojen ja hajonnan välillä kummassakin kokeessa A ja B osoittaa, että keksinnön mukaisen menetelmän (koe B) avulla hyvin helposti voidaan saavuttaa ja ylläpitää ennalta määrätty kaustisoitumisaste. Poikkeamat toivotusta arvosta tulevat myös huomattavan paljon pienemmiksi käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää (koe B), mikä käy ilmi kokeessa saaduista keskiarvoista sekä näistä mitatuista hajonnoista. Tunnetulla tekniikalla (A) saatiin siten kaustisoitumisasteella keskiarvoksi 78,3 ja hajonta oli - 8,2. Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää oli vastaava keskiarvo 79,8 ja hajonta ainoastaan - 3,5.

i |

Claims (8)

66662 14

1. Menetelmä kaustisointiasteen säätämiseksi kaustistamoissa selluloosateollisuudessa, jossa kalsiumoksidia lisätään kaustista-moon tuotuun nesteeseen, jolloin otetun nestenäytteen avulla mm. määritetään kaustistamosta poistuvan nesteen karbonaatti-ionien pitoisuus ja saadun arvon perusteella sovitetaan kalsiumoksidin lisäys kaustistamoon niin, että toivottu kaustisointiaste saavutetaan, tunnettu siitä, että otetaan lisäksi näytteitä kaus-tistamon sammuttimeen menevästä nesteestä ja että automaattisesti määritetään ja säädetään kaustisointiaste saatujen kaustistamoon menevän nesteen sekä siitä poistuvan nesteen karbonaatti-ionipitoi-suuksien perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sisään ja ulos meneviin nesteisiin, ennen näiden karbo-naatti-ionipitoisuuksien määritystä, lisätään hapetinta sellaisten epäorgaanisten yhdisteiden hapettamiseksi, jotka voivat saada aikaan kaasumaisia reaktiotuotteita karbonaatti-ionipitoisuutta määritettäessä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetinta lisätään sellainen määrä, että se on pääasiallisesti kulunut ennen karbonaattimääritystä ja että muodostuneet kaasumaiset tuotteet poistetaan ennen karbonaattimääritystä.

4. Patenttivaatimuksien 1-3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että hapetin on peroksidi.

5. Patenttivaatimuksien 1-4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaustistamoon tuodun nesteen ja siitä poistetun nesteen karbonaatti-ionipitoisuudet määritetään manometrisesti.

6. Patenttivaatimuksien 1-5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että nestenäytteiden karbonaatti-ionipitoisuuksien manometrinen määritys suoritetaan lisäämällä näihin happoa hiilidioksidin muodostamiseksi ja että saatua hiilidioksidipainetta käytetään nestenäytteiden karbonaatti-ionipitoisuuksien mittana.

7. Patenttivaatimuksien 1-6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että happo on vahva happo, joka neutraloitaessa ei saa aikaan omia, kaasumisia reaktiotuotteita ja että happoa lisätään suuremmassa määrässä kuin mitä tarvitaan nestenäytteiden neutraloi-miseksi. . i 15 6 6 6 6 2

8. Laitteisto jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi kaustisointiasteen säätämiseksi kaustista-mossa, joka käsittää sammuttimen (19), kaustisontiastian (25), erotuslaitteen meesalle (25) ja mesauunin (27) sekä johdot ja annostelulaitteet tuotteiden tuomiseksi mainittuihin laitteisiin sekä tuotteiden poistamiseksi niistä, tunnettu siitä, että se käsittää ensimmäisen näytteenottolaitteen (20) , joka on sovitettu sammuttimen syöttöjohtoon (18) viherlipeää varten ja yhdistetty analysaattoriin (21) karbonaatti-ionien määrittämistä varten ja toisen näytteenottolaitteen (22), joka on sovitettu nestejohtoon kaustisoimislaitteiston jälkeen ja yhdistetty mainittuun analysaattoriin (21), sekä säätöyksiköitä, jotka on sovitettu siten, että ne analysaattorista (21) tulevan signaalin ja sammuttimen syöttöjohdossa olevasta virtausmittarista tulevan signaalin perusteella säätelevät lisätyn kalsiumoksidin määrää niin, että saadaan ennalta määrätty kaustisointiaste. i 16 Patentkrav 66662