FI71178B - Foerfarande foer reglering av syreblekningsprocess - Google Patents

Description

Ί 71178

Menetelmä hap.plval kaisuprosesoln sä^t.umi -'ekr:.

Tänä keksintö koskee menetelmää, jolla säädetään o·. loosan happivalkaisurrosessia, jossa maa s asu lp r uvirt aa:. lisätään alkalia ja happea ja johdetaan se senja Ikeen valaai-5 sureaktori in.

Niissä happivalkaisuprosesseissa, joihin keksintä kohdistuu, suoritetaan selluloosalle aluksi tarvittava alkali-lisäys ja lämpötilan säätö, minkä jälkeen massaan sekoitetaan happea ligniinin poistamiseksi. Happisekoituksen jäi-10 keen massa johdetaan reaktiot omiin (= reaktoriin), jossa puistopinnan korkeus· on vakio. Yleensä käytetään reaktoria, jossa massa virtaa alhaalta ylöspäin, mutta myös päinvastaista järjestelyä voidaan käyttää. Reaktori voi toimia paineel-lisena tai paineettomana. Paineellisessa reaktorissa voi-15 daan delignifiointi suorittaa yli 100°C lämpötiloissa. Alkalin tehtävänä prosessissa on sitoa syntyvät reaktiotuotteet, lähinnä hiilidioksidi, joten vapaan alkalin suhde happeen on syötössä oltava oikea.

Keksinnön kohteena olevissa paineellisissa prosesseis-20 sa reaktorin paine kussakin kohdassa on reaktioseoksen hydrostaattisen paineen ja reaktorin yläpään paineen sumina. Paineettomissa prosesseissa paineen muodostaa vain hydrostaattinen paine, ja paine reaktorin yläpäässä on nolla.

Jos kysymyksessä olevaa prosessia ajetaan hyvin pienel-25 lä alkali- ja happiannostuksella, ei selluloosan deligni- fiointi etene halutulle tasolle, eikä happivalkaisulla saavutettavissa oleviin tuloksiin päästä. Päinvastaisessa tapauksessa, ajettaessa prosessia liian suurilla alkali- ja happiannoksilla, etenee delignifiointi pitkälle, mutta osa 30 alkalista ja hapesta jää kulumatta, ja ne menetetään.

Koska selluloosan delignifioinnin ja reaktorin olosuhteiden hallinnan merkitys niin massan laadun kuin prosessi-taloudenkin kannalta on huomattava, pitäisi näitä kyetä myöskin säätämään reaktorin toiminta-alueen sallimissa ra-35 joissa.

Nykyisellä ajotekniikalla alkali- ja happiannosten muutokset hoidetaan massa-analyysien ja liuostitrauster. perut· - 711 78 teella. Ker.i a lii Sten analyysien tekoon tarvitaan kuitenkin niin paljon aixaa, jopa ^...c h, ettei reaktorin ohjausta voida saada säätötekniikan piiriin. Yleinen käytäntö onkin ajaa prosesseja jatkuvasti väkioannoksin. Niintä prosessi -o olosuhteet muuttuvat jatkuvasti syötettävin massasulpun nuutcsieri r.ukaan, jolloin seurauksena on rcassalaadun jatkuva vaihtelu ja ajoittain tarpeettoman korkeat kemikaalikuc-tannukset.

Nyt on keksitty happi valkaisuprosessin säät ömenetelmä, 10 jossa mitataan reaktorin hydrostaattista painetta ja säädetään alkalin tai hapen syötön määrää mitatun paineen muutosten mukaan halutun delignifiointiasteen saavuttamiseksi.

i

Kaasumaisen hapen vaikutus reaktorin hydrostaattiseen paineeseen on merkittävä. Kappikaasun osuus NTP:ssä on jo-15 pa yli 100 % sellusulpun tilavuudesta. Koska keksinnön kohteena olevia prosesseja ajetaan väkiolänpctilasäädettyi-nä, ja alkaliannostuksen muutoskin on maksimissaan liuosli-säyksenä 0,5 %'n luokkaa kokonaisliuosvirrasta, jää näiden vaikutus hydrostaattiseen paineeseen vähäiseksi. Tarvit-20 taessa ne voidaan kuitenkin ottaa huomioon.

Keksinnön mukaisella säätömenetelmällä voidaan selluloosan delignifioitumisaste säätää halutuksi ja pitää vakiona optimaalista kemikaaliannostusta käyttäen. Prosessi on helposti hallittavissa ja ohjattavissa, ja tuloksena 25 saadaan aina tasalaatuista massaa.

Seuraavassa selostetaan lähemmin eräs keksinnönmukainen menetelmä kuvaan 1 viitaten.

Tuleva massa johdetaan sakeuden säädön 12 ja virtaus-määrän säädön 11 kautta pesuri/saostimelle 1. Sen jälkeen 30 massaan lisätään alkalia, ja se pumpataan 17 happisekoituk-sen 2 kautta normaalipaineessa toimivan reaktiotornin 3 alapäähän. Ennen hapen lisäystä massan lämpötila nostetaan halutuksi höyryn avulla. Happivalkaistu massa poistuu reaktorin 3 yläpäästä. Reaktorin 3 alapäässä on paineantu-35 ri ja siihen liittyvä säätöpiiri d, joka säätää reaktorin hydrostaattisen paineen haluttuun arvoon happi annostusta 5 suhde rele en 6 kautta muuttamalla. Kaper virtaus-määrän muu- 3 71178 tos antaa suhdereleen 8 kautta alkalimäärän sailtimelle ? uuden asetusarvon, jolloin syötetyn massan alkali-happisuh-de säilyy kaluttuna. Reaktoriin liittyy myös pH-anturi säätcriireineen 9, jonka avulla suhdereleen ? asetus arvo 5 valitaan. pH-instrumentointi voidaan myös rakentaa sellaiseksi, että se kaikilla ajonopeuksilla 10 (ajonopeus = mitatusta virtausrr.äärästä 11 ja sakeudesta 12 laskettu todellinen massavirta) automaattisesti huolehtii oikeasta alka- li-happisuhteesta suhdereleen 13 ja pH-säätimen 9 avulla.

10 Hydrostaattisen paineen asetusarvon muutoksesta huolehtii ajonopeus 1C suhdereleen 1^ kautta. Hydrostaattisen paineen asetusarvon perustaso ja ajonopeuden 10 vaikutukset hydrostaattisen paineen *4 j a pH-säätimen 9 asetusarvoihin (= suhdereleiden 13 ja 1^4 viritykset) määritellään proses-15 sin ligniinireduktiomittausten perusteella. Kuvan 1 prosessissa esitetään lisäksi vielä massasulpun lämpötilan säätö 15 sekä lämmityshöyryn määrän mittaus 16. Keksinnön mukainen laitteisto voidaan toteuttaa sinänsä tunnettuja mittaus- ja säätöelementtejä hyväksi käyttäen.

20 Myös muunlaisia kuin kuvassa 1 esitettyjä järjestelyjä voidaan soveltaa. Reaktorin hydrostaattista painetta voidaan mitata esimerkiksi eri korkeuksilta ja käyttää säätöön näin saatuja paine-eroja. Esimerkiksi paineellisen valkaisuprosessin säätöön soveltuu hyvin menetelmä, jossa mita-25 taan reaktorin ylä- ja alapään välinen paine-ero. Paineel-lisessa prosessissa on luonnollisestikin reaktorin ylipaine pidettävä tarkoin vakiona, etteivät sen vaihtelut pääse vaikuttamaan hydrostaattiseen paineeseen, tai sitten sen vaikutukset on otettava huomioon.

30

Esimerkki 1

Valkaisureaktorin hydrostaattisen paineen ja ligniini-reduktion riippuvuuden selvittämiseksi suoritettiin kuvan 1 mukaisella tehdasmittakaavaisella laitteistolla koesarja.

35 Käytetty sellu oli natriumsulfiittisilkkisellua, joka on valmistettu kuusesta ja männystä siten, että männyn osuus on noin 60 %. Ligniinireduktio määritettiin IBC-lukuna.

71178

Tulokset esitetään kuvassa 2 ja taulukossa 1. Tuloksista voidaan nähdä iipniinireduktion ja hydreet act tisen raineen välinen selvä riippuvuus.

Pyt keksityn säätömenetelmän merkitys en käytännössä 5 aivan ilmeinen, sillä st antaa hap: ivalkai sulle nykyistä paremman hallittavuuden, jolloin prosessille asetetut tavoitteet niin tehtaan kekenaiskemikaalikustannusten kuin ympäristökuorman aientamisenkin osalta on helpompi saavuttaa. lisäksi annostusvirheiden prosessille aiheuttamat 10 häiriöt kyetään eliminoimaan ja massan laadun hallinta on parempi. Keksityn menetelmän avulla on happivalkaisuprc-sessin tietokoneohjaus mahdollinen toteuttaa yksinkertaisella ja toimintavarmalla tavalla.

tl 5 711 78 o t—I ►—

X

0

LL

CC f» «- (M no O' ►H K ......

Z Λ 4 N <1 CD o ·—· ^ 1Λ. 1Λ ΙΛ vc

M

2

CJ

l-H

-J

C

tn ΙΛ O N Q 1Λ if\

C u N pv ί ^3 N

> CD - - ·· - —> 1-1 N f- T- ^ t- r· ►—

LO

»-4

O

Cl 0>

C

CD O ιΓ\ «Λι O O O

^ »»·>·»*»

•O O'CDf^r^VDiA

C-tM K\ K\ K\ K\ K\ K>\ T> X >>

X E

<0 •—4 •*4

iJ

!© ^ ιΛ >ί ιΛ ΙΛ Λ u CÄv O 0\ Qs Ov Q\ rS Cj _j o

»4 -D

=> o. e *n>

tn q. S

►h to CT κ\ κί -e \o r-- co

< X JC DC

—I

O --4

P—I —4 4J

cl n e D. \ O O CM «ΛΡ >© S —4 O' 4-4-4-4-4-4-

X < -DC

< tn o ifl <i PC IA IA P1' 4“ tO φ 4 4 4 ·· ·> ·.

«r 4-4 K\ r'l ^ K\ KN Κ^Ρ O Σ

DC

se < X > «

_J LJ L- CC O 00 O N PS

X _trCDX 4- T— 4— 4— 4- r— «X X :CD V.

►- X ·*->

Claims (3)

6 71178 Patent t i v a a timu kset

1. Kenetelm£ selluloosan happivalkaisuprosessin säätämiseksi, jossa prosessissa ma s s a su1p? u v irt a an lisätään aitalla ja happea ja johdetaan rnassavirta halutussa lämpötilassa 5 valkaisureaktoriin ja pois siitä, tunnettu siitä, että mitataan reaktorin hydrostaattista painetta ja säädetään alkalin ja/tai hapen syötön määrää ja/tai happi-alkalicuhdet- e ta ja/tai lämpötilaa mitatun paineen muutoksen mukaan halutun delignifiointiasteen saavuttamiseksi.

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa rnassavirta johdetaan virtausreaktoriin sen alapäästä ja pois siitä sen yläpäästä, tunnettu siitä, että mitataan reaktorin alapään hydrostaattista painetta.

3. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa valkaisu-15 reaktori on paineellinen, tunnettu siitä, että mitataan reaktorin ylä- ja alapään paineet ja käytetään säätöön mittauksista saatua paine-eroa. Vaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mitataan lisäksi reaktoriin johdettavan 20 massavirran pH:ta ja säädetään alkalin määrää mitatun pH:n muutosten mukaan.