FI67412B - Foerfarande foer behandling av cellulosahaltig massa - Google Patents

Description

RSFH [B] (11)KUULUTUSJULKA!SU ,ηΑΛ0

AHTä 14 1 } UTLÄGGNINGSSKRIFT 0 / 4 Ί Z

• (4$) r:;',c-nt r -:i'clat ^ ^ (S1) Kv.lk^/IntCI.^ D 21 C 9/16 SUOMI —FINLAND (21) *»"ttlh«lc«nu» — Patmtmeknlng 781285 (22) HakemtapUv» —AmBknlnpdag 25.04.78 ' (23) AlkupMvt—GMtlgheudag 25.04.78 (41) Tullut JulklMkil — Blhrtt offmcftg 28.10.78

Patentti- ja rekisterihalli*» ( N«htMtoip«on f. kuuLjuik**, pvm.-

Patent· och registerstyralien AmOksn utlagd och utl^kriften pubUcend 30.11.84 (32)(33)(31) Pyrävtty «tuolk.oi-B«**rtl prlortut 27.04.77 27.04.77 Norja-Norge(NO) 771471, 771472 (71) Myrens Verksted A/S, Bentsebrugaten 20, Oslo 4, Norja-Norge(NO) (72) Bj«Srn H. Fritzvold, Hosle, Nicolai Soteland, Oslo, Norja-Norge(NO) (74) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä seiluloosapitoi sen massan käsittelemiseksi -Förfarande för behandling av cellulosahaltig massa

Esillä olevan keksinnön kohteena on selluloosapitoisen massan käsittelymenetelmä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan selluloosapitoisen massan käsittelymenetelmä, joka mahdollistaa käsittelyyn sisältyvien aineiden tehokkaan hyväksikäytön ja jonka avulla valmiiksi käsitellyn massan lujuusominaisuudet voidaan optimoida toistensa suhteen massan käyttöalueiden mukaan.

Tehtävä ratkaistaan menetelmällä, jossa selluloosapitoinen massa fraktioidaan jakeiksi hiukkaskoon (kuitupituuden) mukaan ja jossa yhtä jaetta käsitellään otsonilla, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että jakeiden konsentraatioastetta muutetaan ennen otsonikäsittelyä, niin että karkeita hiukkasia sisältävät jakeet konsentroidaan erottamalla niistä nestettä ja käsitellään otsonilla suhteellisen suuressa kuiva-ainepitoisuudessa ja niin, että karkeita hiukkasia sisältävistä jakeista erotettu neste johdetaan pääasiassa hienoja hiukkasia sisältäviin jakeisiin, niin että hienoja hiukkasia sisältäviä jakeita käsitellään otsonilla hyvin laimennetussa tilassa, sekä että näin otsonilla käsitellyt 2 67412 jakeet viedään yhteen valmiiksikäsitellyn massan muodostamiseksi.

Tällaisella menetelmällä saadaan valmiiksi käsitelty massa, joka voi paperin valmistuksessa antaa mahdollisimman hyvän repäisylu-luuden ja katkeamislujuuden yhdistelmän. Keksinnön mukaisella menetelmällä otsonia voidaan myös käyttää entistä tehokkaammin hyväksi, koska otsonin kokonaiskulutus on erillisiä jakeita käsiteltäessä pienempi kuin jos koko massaa käsiteltäisiin otsonilla samanaikaisesti. Tämä johtuu siitä, että hienoja hiukkasia käsittävät jakeet tavallisesti muodostavat hyvin suuren osan koko massan kokonaispinnasta, jolloin ne siis käyttävät paljon enemmän otsonia kuin laadun paranemisen kannalta on tarpeen kuin mitä asianlaita on, kun massan sekä hieno- että karkeajakeita käsitellään otsonilla samanaikaisesti.

Tarkoituksenmukaisesti voidaan jae tai jakeet, joille suoritetaan otsonikäsittely, lajitella lajitteluvaiheissa erikoisten massa-hiukkasten erottamiseksi, jolloin poiste käsitellään otsonilla, ennenkuin sille suoritetaan 1 isähienonnus ja se johdetaan takaisin lajitteluvaiheisiin uutta lajittelua varten.

Kun puumassalle, jolla on suuri hakepitoisuus, suoritetaan lajittelu, on tarkoituksena erottaa suuret hakehiukkaset massasta, koska suuret hakehiukkaset eivät sovi massaan, jota jalostetaan edelleen esim. paperikoneessa. Suorittamalla näille suuremmille hiukkasille otsonikäsittely, ennen kuin ne jaetaan pienemmiksi hiukkasiksi ja johdetaan takaisin lajitteluvaiheisiin uutta lajittelua varten, poiste voidaan käyttää tehokkaasti hyväksi samalla, kun käsittely voidaan yksinkertaisesti sovittaa olemassa olevien lajitteluosastojen mukaan, joissa suoritetaan sellu-loosapitoisen massan poistekäsittely.

Otsonilla käsitelty oksamassa voidaan helpommin hajottaa, ja keksinnön mukainen menetelmä helpottaa siis myös osaltaan hajotusprosessia esim. olemassa olevassa lajittelulaitoksessa.

Esillä olevan keksinnön perustana oleva tehtävä ratkaistaan laj ittelulaitoksessa siten, että karkeimman poisteen ensimtöiselle osalle 3 6741 2 suoritetaan ensin otsonikäsittely ja sen jälkeen hajotus ensimmäisessä hajotuslaitteessa ennen sen syöttämistä lajitteluvaiheista poikkeavaan lajittimeen ja että karkeimmasta lajitteluvaiheesta tulevan poisteen toinen osa syötetään toiseen hajotuslaitteeseen, minkä jälkeen toinen hajotettu osa syötetään lajittimeen siten, että tästä lajittimesta tuleva saanne siirretään yhteen tai useampaan muuhun lajitteluvaiheeseen lisälajittelua varten ja poiste johdetaan takaisin toiseen hajotuslaitteeseen.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan helposti soveltaa jo olemassa olevaan lajitteluosastoon tekemällä siihen vain suhteellisen vähäisiä muutoksia.

On selvää, että massan otsonikäsittelyn yhteydessä suoritetaan myös vedenpoisto- ja kuohkeutusvaihe. Nämä vaiheet suoritetaan ennen massan otsonikäsittelyä, minkä jälkeen massa joutuu lietevaiheeseen, ts. vaiheeseen, jossa otsonilla käsiteltyyn massaan lisätään lipeää ja vettä.

Karkeakuitumassan otsonikäsittely suoritetaan tavallisesti siten, että konsentraatioaste on suuri eli kuiva-ainepitoisuus on n. 30-50 %. Kun vesipitoinen massa jaetaan yhdeksi tai useammaksi karkeita hiukkasia sisältäväksi jakeeksi, näistä jakeista on helpompi poistaa vettä, koska veden poisto suspendoidusta massasta on sitä helpompaa mitä karkeampia suspendoidut hiukkaset (kuidut) ovat.

Esillä olevan keksinnön avulla voidaan sen tähden selluloosapitois-ten suursaantomassojen kuivausaikaa huomattavasti lyhentää niiden jakeiden kohdalla, joilla on pieni hienon aineen pitoisuus. Tämä johtaa suoraan energian säästöön, kun sulppu konsentroidaan ennen otsonikäsittelyä.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten piirustukseen, joka esittää esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotoja.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon juoksukaaviota.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon muunnoksen juoksu-kaaviota .

Kuvio 3 esittää keksinnön lisäsuoritusmuodon juoksukaaviota.

Kuvio 4 esittää esillä olevan keksinnön erään toisen suoritusmuodon juoksukaaviota.

4 6741 2

Kuvio 5 esittää juoksukaaviona esillä olevan menetelmän suoritusmuotoa, jota käytetään lajittelulaitoksen yhteydessä.

Keksintöä selitetään seuraavassa mekaanisen massan käsittelyyn liittyen. Tällaista massaa kutsutaan myös selluloosapitoiseksi suur-raantomassaksi. On kuitenkin selvää, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan myös käyttää yleensä selluloosapitoisen massan käsittelyn yhteydessä. Mekaanisen massan lisäksi näihin massoihin kuuluvat kemimekaaninen massa (puolikemiallinen massa) ja kemiallinen massa (sulfiitti- tai sulfaattiselluloosa).

Kuviossa 1, joka esittää keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon juoksukaaviota, on viitenumerolla 1 merkitty hioma-laitetta eli jauhinta, joka työstää hakkeen muodostaman raaka-aineen hiokkeeksi tai hierteeksi. Näitä massoja voidaan yhteisesti kutsua mekaaniseksi massaksi tai selluloosapitoiseksi suursaantomassaksi.

Laitteesta 1 hienonnettu mekaaninen massa johdetaan fraktiointilait-teeseen 2, jossa massa jaetaan karkeajakeeksi, joka johdetaan veden-poisto/puristinlaitteeseen 3, ja hienojakeeksi, joka osaksi johdetaan ensimmäiseen otsonointilaitteeseen 4 ja osaksi sekoitusamraee-seen 5. Kuten kuviossa esitetään, kiertovesi vedenpoisto/puristin-laitteesta yhdistetään kohdassa 3' hienojakeeseen, joka menee otsonointilaitteeseen 4, jossa hienojae laimennetaan, niin että sen kuiva-ainepitoisuus on n. 0,1-0,5 %. Osa vedenpoisto/puristinlaittees-ta 3 tulevasta kiertovedestä johdetaan suoraan sekoitusammeeseen 5, kuten katkoviiva 6 esittää. Kuten katkoviiva 4' esittää, voidaan osa fraktiointilaitteesta 2 tulevasta, käsittelemättömästä hieno-jakeesta johtaa suoraan sekoitusammeeseen 5.

Kun karkeajakeella on kuiva-ainepitoisuus n. 35-50 %, se johdetaan vedenpoisto/puristinlaitteesta 3 kuohkeuttimeen 7, jossa se saa kevyen ja ilmavan koostumuksen, minkä jälkeen se johdetaan toiseen otsonointilaitteeseen 8, jolloin sillä on suunnilleen sama kuiva-ainepitoisuus kuin sen poistuessa vedenpoisto/puristinlaitteesta 3.

Otsonointikäsittelyn jälkeen laitteessa 8 käsitelty karkeajae johdetaan joko suoraan sekoitusammeeseen 5, kuten katkoviivalla 9' esitetään, tai jälkijauhatuslaitteeseen 9, esim. jauhimeen, jossa sisäinen kitka hienontaa käsiteltyä massaa. Vaihtoehtoisesti voi- 6741 2 daan otsonilla käsitellyn karkeajakeen osa jälkijauhaa laitteessa 9, kun taas loppuosa johdetaan suoraan sekoitusammeeseen 5. Tällainen karkeajakeen jako riippuu lopullisen massan tai niiden paperituotteiden laadusta, joihin massaa on tarkoitus käyttää.

Sekoitusammeessa 5 erikseen käsitellyt hienojakeet ja karkeajakeet yhdistetään. Valmiiksi käsitelty ja sekoitettu massa johdetaan sen jälkeen seuraavaan, esittämättä jätettyyn laitteeseen, jossa se jalostetaan paperi- tai kartonkituotteiksi tms.

Selluloosapitoisissa suursaantomassoissa, ts. mekaanisessa massassa ja jossain määrin myös kemimekaanisessa massassa, on ensisijaisesti lujuuden paraneminen otsonikäsittelyn merkittävin tulos, mutta näissä massalaaduissa saadaan myös suurempi vaaleus, ts. valkaisu, erityisesti koivupuusta valmistetuissa massoissa. Otsonilla käsiteltyjä selluloosapitoisia suursaantomassoja käytetään ensisijaisesti kemiallisten massojen sijasta eri paperilaaduissa. On kuitenkin selvää, että selitettyä menetelmää voidaan myös käyttää kemiallisten massojen eli sulfiitti- ja sulfaattiselluloosan käsittelyyn.

Selluloosapitoisten suursaantomassojen, erityisesti mekaanisten massojen, lujuusominaisuudet ovat ensiksi tunnetut pitkien kuitujen osuudesta, ns. L-tekijästä, ja toiseksi keskijakeen ominaispinnasta (kokonaispinnasta painoyksikköä kohti), ns. S-tekijästä. Keskijae tarkoittaa tällöin massan osaa, jolla on keskimääräinen kuitupituus. L-tekijän voidaan sanoa määräävän massan kuitupituuden jakauman, kun taas S-tekijä määrää kuitujen muodon. Repäisylujuus on ensisijaisesti riippuvainen L-tekijästä, ja se kasvaa tämän mukana ts. lisääntyvän pitkien kuitujen osuuden mukana. Ns. veto-ominaisuudet, kuten katkeamislujuus, puhkaisulujuus ja märkälujuus ovat sitä vastoin ensisijaisesti riippuvaiset S-tekijästä ja osaksi siihen verrannolliset.

Mekaaninen kuitujen vapauttaminen hionnassa tai jauhatuksessa johtaa siihen, että osa kuiduista katkaistaan, jolloin samalle massalle ei voida saada sekä suurta repäisylujuutta että suurta katkeamislu-juutta. Tavalliseen hiontaprosessiin verrattuna kiekkojauhimet ja erityisesti painejauhimet kuitenkin antayat edullisen suhteen puumassan repäisylujuuden ja katkeamislujuuden välille.

6741 2

Selluloosapitoisten suursaantomassojen otsonikäsittelyssä repäisy-lujuutta voidaan parantaa sitä enemmän mitä karkeampaa massa on ennen otsonikäsittelyä, ts, repäisylujuus paranee massan ns. "ras-vaisuuden" (vettä luovuttavan ominaisuuden) mukana. Toisaalta karkea massa antaa epätasaisen pinnan eikä siis sovi esim. sanoma-ja aikakauslehtipaperin valmistukseen. Kun massaa käytetään tällaisiin tuotteisiin, sen täytyy sisältää tietty määrä hienompia hiukkasia, jotta paperituote saa sileän pinnan.

Kun esillä olevaa keksintöä käytetään kuvion 1 suoritusmuodon yhteydessä selitetyllä tavalla, saadaan valmiiksi käsitellyn massan kat-kaisulujuuden ja repäisylujuuden välille hyvin edullinen suhde jakamalla selluloosapitoinen massa kahdeksi tai useammaksi jakeeksi hiuk-kaskoon mukaan ja suorittamalla sen jälkeen jokaisen osan erillinen käsittely. Optimaalisen lujuussuhteen lisäksi, joka on tunnettu suuren repäisylujuuden ja suuren katkeamislujuuden yhdistelmästä, keksinnön mukaisella menetelmällä päästään entistä tehokkaampaan otsonin hyväksikäyttöön, koska otsonin kokonaiskulutus on pienempi kuin jos koko massaa käsiteltäisiin otsonilla samojen ominaisuuksien saavuttamiseksi ilman edeltävää fraktiointia. Tavanomaisten otsoni-käsittelyjen suurempi otsonin kulutus johtuu siitä, että hienon aineen määrä muodostaa hyvin suuren osan massan kokonaispinnasta ja käyttää niin ollen paljon enemmän otsonia kuin jos hieno- ja karkeajaetta käsiteltäisiin otsonilla erikseen.

Jauhetun massan jakaminen kahdeksi tai useammaksi jakeeksi hiukkas-koon mukaan antaa myös sen edun, että karkeajakeen tai -jakeiden kuivaus/puristuskäsittely on helpompi suorittaa, koska sulpun kuivatus on sitä helpompi mitä karkeampia suspendoidut hiukkaset tai kuidut ovat. Selluloosapitoisten suursaantomassojen kuivatusaika lyhenee siis huomattavasti, ts. viipymisaika kuivaus/puristuslait-teessa 3 lyhenee minimiin.

Massalaaduissa, joissa sekä karkea- että hienojaetta on käsiteltävä otsonilla, hienojakeen otsonikäsittely johtaa myös hyvin alhaisella sakeudella energian nettosäästöön, koska hienojakeen vähäinen sa-keus saavutetaan poistomassan vesitaseen puitteissa. Syynä siihen, miksi koko massan otsonikäsittelyä ei suoriteta pienellä sakeudella, on se, että hyvän reaktion kulun saavuttamiseksi on yksittäisten hiukkasten oltava täysin toisistaan erotettuja vesifaasissa, niin 6741 2 että vesifaasiin lisättävä otsoni pääsee niihin vapaasti. Jakamattoman massan kohdalla on kysymys n. 0,1 %:n sakeudesta, ts. tonni vettä/kilo kuivaa massaa, mikä on hyvin tilaa vievää ja mihin liittyy energiaa vaativa kuljetus.

Otsonikäsittelyllä saavutettava lujuuden paraneminen johtuu yksittäisten kuitujen pintareaktiosta, ts. hiukkasten pintojen muutoksesta.

Tämä kosketuspinta halutaan sen tähden tehdä mahdollisimman suureksi, niin että otsoni voi vaikuttaa siihen mahdollisimman hyvin.

Tähän päästään lisäämällä paisuntakemikaaleja, ja yksinkertaisissa ligniinityypeissä on päästy tilavuuden kolminkertaistumiseen pieniä lipeämääriä (NaOH) lisäämällä. Tätä kemikaalia lisätään eri massaja-keisiin niiden sijaitessa otsonointilaitteissa 4 ja 8. Jotta otsoni pääsisi mahdollisimman hyvin vaikuttamaan pintaan, voidaan käyttää dispergoimisaineita, niin että hiukkaset jakaantuvat mahdollisimman hyvin nestefaasiin. Dispergoimisainetta lisätään edullisesti hieno jakeen otsonikäsittelyn aikana, kuten otsonilaitteessa 4 on esitetty. Massajakeisiin voidaan mahdollisesti lisätä pinta-aktiivista ainetta tai liuotinta.

Prosessitaloudelliselta kannalta saattaa olla suotavinta käsitellä ainoastaan karkeajae otsonilla. Valmistettaessa erilaisia lopputuotteita kuten monikerrospaperia, pahvia tai kartonkia tämä voidaan edullisesti suorittaa pitämällä eri massaosat tai jakeet toisistaan erillään, esim. kolmessa kerroksessa, jolloin molemmat ulommat kerrokset edullisesti muodostuvat hienoainejakeista, jotka antavat hyviä optisia ja painoteknisiä ominaisuuksia, kun taas keskikerros muodostuu karkeajakeesta, joka antaa valmiille paperituotteelle sopivan lujuuden.

Kuviossa 2 on esitetty juoksukaavio, joka esittää ainoastaan karkea jakeen otsonikäsittelyä. Otsonointilaite 4 on tässä jätetty pois, koska hienojae fraktiointilaitteesta 2 johdetaan suoraan se-koitusammeeseen 5, jossa se yhdistetään otsonilla käsiteltyyn ja jälkijauhettuun karkeajakeeseen. Jälkijauhatuslaitteesta 9 massa voidaan mahdollisesti johtaa lajittimeen ja lisäjauhimeen.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän lisäsuoritus-muodon juoksukaavio, johon kuuluvat samat lohkot, joita on selitetty kuvion 1 yhteydessä. Kuvion 3 mukaisen juoksukaavion erottaa kuvion 8 6741 2 1 mukaisesta kaaviosta se, että otsonointilaitteen 4 ja sekoitus-ammeen 5 väliin on sijoitettu lisäsekoitusamme 10, johon johdetaan osaksi käsiteltyä ja osaksi käsittelemätöntä hienojakeista massaa yhdessä muun sulpun, esim. käsittelemättömän mekaanisen massan, selluloosan tms. kanssa, kuten viiva 11 esittää. Sekoitusammeesta 10 käsitellyn ja käsittelemättömän hienojakeen seos ja käsittelemätön selluloosapitoinen massa johdetaan yhdessä otsonilla käsiteltyjen karkeajakeiden kanssa sekoitusammeeseen 5, jolloin karkeajakeet johdetaan joko suoraan otsonointilaitteesta 8 tai jälkijauhatus-laitteen 9 kautta.

Syynä lisäsekoitusammeen 10 käyttöön kuvion 3 mukaisessa menetelmässä on se, että viivan 4' mukaisesti syötettävä käsittelemätön hienoaine on vain hiukan sitornisaktiivistaja vaikuttaa neutraloivasti hyvin sitomisaktiivisiin kuituihin, joista karkeajae pääasiassa koostuu. Toisin sanoen hienojakeella on taipumuksena "kovettaa" sitomisaktiivisia kuituja. Kuvion 3 mukaisessa juoksukaaviossa tätä tilaa on pyritty parantamaan siten, että hienojakeen osaan, joka on viivan 4' kautta poistettu otsonilla käsiteltävästä massan osasta, lisätään viivan 11 mukaisesti selluloosapitoista massaa, johon se sekoitetaan hyvin sekoitusammeessa 10, ennenkuin se yhdessä otsonilla käsitellyn hienohiukkasaineen kanssa lisätään otsonilla käsiteltyyn karkeajakeeseen sekoitusammeessa 5. Tällaisella menetelmällä saavutetaan hienoaineen huomattavasti pienempi konsentraa-tio laskettuna massasta, johon karkeajae sekoitetaan. Tämä vähentää niin ollen sitomisaktiivisten, otsonilla käsiteltyjen kuitujen kovettumista.

Kuviossa 4 on esitetty vielä eräs keksinnön suoritusmuoto juoksukaa-viona, joka sisältää samat lohkot kuin kuvion 1 juoksukaavio. Kuvion 4 mukainen kaavio eroaa kuvion 1 mukaisesta kaaviosta siten, että siitä puuttuvat kuvion 1 katkoviivat 4', 6, kun taas otsonointi-laitteiden 8 ja 4 välillä on esitetty kuljetusrata 12 sellaisten orgaanisten yhdisteiden siirtoa varten, jotka saadaan hyvin sakean karkeamassan otsonikäsittelystä otsonointilaitteessa 8. Nämä orgaaniset yhdisteet ovat suuressa määrin pinta-aktiivisia aineita, jotka edistävät otsonin ja alhaisen sakeuden omaavan hienojakeen välistä reaktionopeutta laitteessa 4.

Otsonilla käsiteltyjen massojen ominaisuuksia voidaan edelleen pa- 6741 2 9 rantaa lisäämällä massoihin sopivissa vaiheissa ennen otsonointia tai sen jälkeen sopivia kemikaaleja.

Kuviossa 5, joka esittää juoksukaaviota keksinnön mukaisen menetelmän edullisesta suoritusmuodosta, kun sitä käytetään lajittelulai-toksen yhteydessä, on viitenumerolla 1' merkitty selluloosapitoisen mekaanisen lajittelumassan tai mm. erikokoisista hakkeista koostuvan raaka-aineen syöttörataa.

Raaka-ainemassa syötetään karkealajittimeen 2', jonka tehtävänä on erottaa massan suuret hiukkaset. Nämä suuret hiukkaset poistetaan karkealajittimesta kelpuuttamattomana massana tai poisteena, ja niitä voidaan tarkoituksenmukaisesti jatkokäsitellä hiertimessä tai vasaramyllyssä, kuten lohkon 3' kohdalla on esitetty.

Suuret hiukkaset voidaan johtaa karkealajittimesta hiertimeen tai vasaramyllyyn 3' vesikourussa, kumihihnalla tai ruuvikuljettimella. Hiertimeen voi esim. kuulua rungossa pyörivä akseli, jolloin rei'itetty levy muodostaa rungon pohjan. Akselille voidaan kiinnittää pyöreitä levyjä, joiden kehällä on hampaita suunnilleen sahanterän tapaan. Suuret hiukkaset hierretään roottorin ja rungon välissä, ennenkuin ne ohittavat reikälevyn.

Vasaramyllyssä voi rungon roottorissa olla vasaroita, jotka rikkovat karkeat hiukkaset homogeeniseksi pienhakkeeksi. Tämä pienhake kulkee vasaramyllyn reikälevyn läpi, minkä jälkeen se sekoitetaan veteen ja pumpataan edelleen varsinaiseen rejektijauhatukseen, jota selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa.

Saanne karkealajittimesta 2' johdetaan edelleen hienolajitteluun, jossa siis pienehköt hakkeet ja suuret kuitukimput erotetaan massasta. Piirustuksessa esitetyssä laitoksessa hienolajittelu tapahtuu ensimmäisessä vaihelajittimessa 4', toisessa vaihelajittimessa 5' ja uudelleenlajittimessa 6'. Ensimmäiseen lajittimeen 4’ syötetään karkealajittimesta 2' tuleva saannemassa ja uudelleenlajitti-meen 6' syötetään lajittimesta 4' tuleva saanne. Ensimmäisen la-jittimen 4' ja uudelleenlajittimen 6' poiste syötetään otsonikä-sittely- ja hajotusvaiheeseen. Tähän vaiheeseen kuuluvat laitteet on piirustuksessa sijoitettu katkoviivalohkon 7' sisään.

10 6741 2

Ensimmäisestä vaihelajittimesta 4' erotettu poiste ei ole pelkkää haketta ja kuitukimppuja, vaan se sisältää myös hyviä kuituja, joita on käytettävä myöhemmin seuraavassa paperinvalmistuksessa.

Ensimmäisestä vaihelajittimesta 4' kelpuutettu massa ei ole täysin puhdasta, minkä vuoksi se vielä kerran lajitellaan uudelleenlajitti-messa 6'. Vaikka massa onkin lajiteltu useita kertoja, se voi sisältää pienhaketta, hiekkaa ja kuorihiukkasia. Nämä ei toivotut hiukkaset poistetaan massasta pyörrelajittelulaitoksessa 8' ennen massan poistumista lajitteluosastolta.

Lohkoon 7' ei syötetä ainoastaan ensimmäisen vaihelajittimen 4' ja uudelleenlajittimen 6' rejektiä, vaan myös suurin osa, useimmissa tapauksissa 100 %, karkealajittimen 2' poisteesta, ts. vasaramyl-lyssä tai hiertimessä 3' esikäsitelty poiste. Tämän esikäsitellyn rejektin mahdollisesti jäljellä oleva osa syötetään suoraan hajo-tuslaitteeseen, esim. kiekkojauhimeen 9’, jossa poiste jauhetaan hyväksyttäviksi kuiduiksi, jotka parantavat puumassan lujuutta. Jauhimeen 9' syötetään myös lohkon 7' kautta kulkenut massa, jota toinen lajitteluvaihe 5' ei kuitenkaan ole hyväksynyt.

Kiekkojauhimesta 9' poistuva massa, ts. pääasiassa lohkosta 7' toiseen lajitteluvaiheeseen 5' syötetty massa, jota tämä lajitte-luvaihe ei ole kelpuuttanut, syötetään toiseen lajitteluvaiheeseen 5', ja toisen vaihelajittimen 5 saanne syötetään ensimmäiseen vaihela j ittimeen 4'.

Lohkoon 7' syötettävälle massalle, joka siis muodostuu karkelajit-timesta 2' tulevan, esikäsitellyn rejektimassan pääosasta ja ensimmäisestä vaihelajittimesta 4' ja uudelleenlajittimesta 6’ tulevasta poisteesta, suoritetaan ensin vedenpoisto/puristuslaitteessa 10', minkä jälkeen se johdetaan kuohkeuttimeen 11', joka antaa sille kevyen ja ilmavan koostumuksen.

Kuohkeuttimesta 11' massa johdetaan otsonointilaitteeseen 12', jossa sitä käsitellään otsonilla (03) ja siihen lisätään lipeää (NaOH). Otsonikäsittelyn ansiosta massan lujuus paranee. Tämä lujuuden paraneminen johtuu yksittäisten kuitujen pintareaktiosta, ts. hiukkasten pintojen muutoksesta. Juuri tällä tavoin aiempien lajittelu-menetelmien ja keksinnön mukaisen menetelmän yhteistoiminta johtaa 11 6741 2 koko laitoksen entistä tehokkaampaan hyväksikäyttöön. Tällaisen laitoksen eräänä edullisena piirteenä on niin ollen se, että kar-kealajitinrejektin määrä, jolle otsonikäsittely ja hajotus suoritetaan, määräytyy karkealajitinrejektin hakekooon ja karkealajitin-rejektin kokonaismäärän mukaan. Kun siis karkealajitinrejektin kokonaismäärä on pieni ja/tai hakekoko on pieni, otetaan otsonikäsit-telyyn ja hajotukseen ainoastaan pieni määrä karkealajitinpoistetta, mutta kun sitä vastoin karkealajitinpoisteen kokonaismäärä on suuri ja/tai hakekoko on suuri, suuri osa karkealajitinrejektistä otetaan otsonointiin ja hajotukseen jauhimen kuormituksen keventämiseksi.

On kuitenkin selvää, että hajotuslaite 13' voidaan korvata yksinkertaisella, voimakkaalla sekoituselimellä, joka sekoittaa otsonilla käsiteltyä, laimennettua massaa voimakkaasti, ennenkuin se johdetaan toiseen lajitteluvaiheeseen 5'. Lajitteluvaiheesta suuret hiukkaset, ts. poiste, johdetaan jauhimeen 9', joka suorittaa ainoastaan massan hajotuksen, joka on tarpeen, jotta prosessin toinen lajitteluvaihe ja muut lajitteluvaiheet voisivat kelpuuttaa karkeamassan.

Jo olemassa olevissa laitoksissa jauhin 9' suorittaa siis yksin massan tarvittavan hajotuksen, mutta järjestelmän tehoa voidaan kuitenkin nostaa, koska otsonilla käsiteltyä massaa on helpompi hajottaa kuin käsittelemätöntä massaa.

Keksinnön mukaisella menetelmällä tarvittava otsonimäärä voidaan pienentää noin kolmannekseen verrattuna puunjalostusteollisuuden tavanomaisiin massojen otsonikäsittelymenetelmiin. Tämä alentaa sekä käyttökustannuksia että merkitsee huomattavaa pääomakustannusten alenemista. Keksinnön mukainen menetelmä antaa lisäksi tulokseksi massatuotteen, jolla on optimaaliset lujuusominaisuudet. Samalla yksittäiset prosessivaiheet voidaan suorittaa entistä helpommin ja mahdollisimman pienellä energian kulutuksella. Tämä ei koske ainoastaan karkeampia hiukkasia sisältävien massajakeiden vedenpoistoa, vaan myös näiden mahdollista jälkijauhatusta, kun otsonikäsittely on suoritettu loppuun, koska otsonilla käsiteltyä massaa on huomattavasti helpompi kuiduttaa kuin käsittelemätöntä massaa.

Claims (7)

6741 2 12

1. Selluloosapitoisen massan käsittelymenetelmä, jossa massa fraktioidaan jakeiksi hiukkaskoon (kuitupituuden) mukaan ja jossa yhtä jaetta käsitellään otsonilla, tunnettu siitä, että jakeiden konsentraatioastetta muutetaan ennen otsonikäsittelyä, niin että karkeita hiukkasia sisältävät jakeet konsentroidaan erottamalla niistä nestettä ja käsitellään otsonilla suhteellisen suuressa kuiva-ainepitoisuudessa ja niin, että karkeita hiukkasia sisältävistä jakeista erotettu neste johdetaan pääasiassa hienoja hiukkasia sisältäviin jakeisiin, niin että hienoja hiukkasia sisältäviä jakeita käsitellään otsonilla hyvin laimennetussa tilassa, sekä että näin otsonilla käsitellyt jakeet viedään yhteen valmiiksikäsitellyn massan muodostamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienoja hiukkasia sisältävä jae sekoitetaan otsoni-käsittelyn jälkeen hienoja hiukkasia sisältävään massajakeeseen, jota ei ole käsitelty otsonilla, ja että tämä seos yhdistetään karkeita hiukkasia sisältävään massajakeeseen, jota on käsitelty otsonilla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että orgaaniset yhdisteet, jotka erotetaan karkeita hiukkasia sisältävien jakeiden otsonikäsittelyssä, yhdistetään hienoja hiukkasia sisältäviin jakeisiin ennen näiden otsonikäsittelyä tai tämän käsittelyn aikana.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdelle tai useammalle jakeelle, edullisesti sellaisille, jotka sisältävät karkeita hiukkasia ja joilla on suuri kuiva-ainepitoisuus, suoritetaan hajotus aikalisissä olosuhteissa otsonikäsittelyn jälkeen ja ennen muihin jakeisiin sekoittamista.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhteen tai useampaan jakeeseen, edullisesti hienompia hiukkasia sisältäviin jakeisiin, lisätään disper-goimisainetta, pinta-aktiivista ainetta tai liuotinta ennen otsonikäsittelyä tai sen aikana. 13 6 741 2

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eri jakeet muodostetaan erillisinä rainoina, jotka yhdistetään kerroksittain yhdistetyksi, valmiiksi käsitellyksi massarainaksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jakeet muodostetaan kahtena hienojaerainana ja karkea-jaerainana ja että rainat yhdistetään, niin että karkeajae muodostaa välikerroksen.