FI72156C - Kausticeringsfoerfarande. - Google Patents

Description

721 56

KAUSTISOINTIMENETELMÄ - KAUSTICERINGSFÖRFARANDE

Tämän keksinnön kohteena on kaustisointimenetelmä, jossa soodali-peästä ja sammuttamattomasta kalkista valmistetaan kalkin sammutuksen ja sitä seuraavan varsinaisen kaustisointireaktion kautta valkolipeää ja meesaa.

Sulfaattiselluloosan keitossa käytetty lipeä otetaan talteen pääasiassa natriumkarbonaattia sisältävänä soodalipeänä eli viherli-peänä, joka kaustisoidaan kalkilla pääasiassa natriumhydroksidia sisältäväksi valkolipeäksi . Valkolipeä käytetään mahdollisen välivarastoinnin jälkeen uudelleen selluloosan keitossa. Kaustisointireaktion toisena tuotteena on pääasiassa kalsiumkarbonaa-tista muodostuva meesa, joka kalsinoidaan meesauunissa kausti-soinnissa uudelleen käytettäväksi sammuttamattomaksi kalkiksi.

Kaustisoinnin ensimmäisenä vaiheena on veden vaikutuksesta tapahtuva kalkin sammuminen:

CaO + H20 ->Ca(0H)2

Reaktio on nopea ja sen yhteydessä vapautuu huomattava määrä lämpöä. Seuraavaksi tapahtuu varsinainen kaustisointireaktio, jossa sammutettu kalkki reagoi soodalipeän sisältämän natriumkarbonaatin kanssa:

Ca (OH) 2 + Na2C03 __:.,11 ^ 2NaOH + CaCOg

Kaustisointireaktio on hidas ja päättyy tiettyyn tasapainoon reaktiotuotteina olevien natriumhydroksidin ja meesan ja lähtöaineiden välillä. Reaktio on lämpöä sitova, joskin sitoutuva lämpömäärä on olennaisesti pienempi kuin kalkin sammumisessa vapautuva lämpömäärä.

Nykyisten menetelmien mukaan kaustisointi tapahtuu yleensä siten, että soodalipeä ja sammuttamaton kalkki yhdistetään, jolloin soodalipeän sisältämä vesi aikaansaa kalkin sammumisen, minkä jälkeen tapahtuu varsinainen kaustisointireaktio sammutetun kalkin ja soodalipeän sisältämän natriumkarbonaatin kesken. Tämän 72156 menettelyn ongelmana on kuitenkin soodalipeän taipumus muodostaa vaahtoa sammutusvaiheessa, minkä seurauksena prosessi häiriintyy. Vaahdon muodostus johtuu soodalipeän sisältämistä kiinteistä ja/tai liuenneista epäpuhtauksista, kuten hiilestä ja mustalipeästä peräisin olevista orgaanisista aineista, joilla on pinta-aktiivista vaikutusta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa ratkaisu, jolla mainittu tunnettujen kaustisointimenetelmien epäkohta on vältettävissä. Tunnusomaista keksinnölle on se, että kalkin sammutus suoritetaan käyttäen valkolipeää, jonka määrä vastaa 5-50 % menetelmällä valmistetusta valkolipeämäärästä, minkä jälkeen varsinaisen kuastisointireaktion annetaan tapahtua sammutetun kalkin ja siihen yhdistetyn soodalipeän kesken.

Koska valkolipeä on pääasiallisesti natriumhydroksidista muodostuva oleellisesti puhdas, pinta-aktiivisista epäpuhtauksista vapaa tuote, ei sillä suoritettavassa kalkin sammutuksessa tapahdu minkäänlaista vaahtoamista. Kun valkolipeä muodostaa kaustisointiprosessin toisen lopputuotteen, on tarvittava valkolipeä saatavissa yksinkertaisesti erottamalla osa valmistetusta vaiko1ipeästä ja kierrättämällä se takaisin sammutusvaiheeseen. Kierrätettävä lipeämäärä voi olla 5-50 %, sopivimmin noin 20 %, koko valmistetusta 1ipeämäärästä. Valko-lipeän kierrätyksen ansiosta on edelleen mahdollista saavuttaa entistä korkeampi kaustisointiaste.

Vaahtoamisongelman kannalta edullisin ratkaisu on se, että kalkin sammutus suoritetaan yksinomaan valkolipeällä, jolloin koko kaustisoitava soodalipeämäärä yhdistetään kalkkiin vasta sammutusvaiheen jälkeen. Parannus tunnettuun tekniikkaan nähden saavutetaan kuitenkin niinkin, että ainoastaan osa tunnetun tekniikan mukaisesti sammutukseen käytetystä soodali-peästä korvataan valkolipeällä. Ko. sovellutuksen mukaan kalkin sammutukseen käytetään siis valkolipeän ohella sooda-lipeää, jolloin kaustisoitava soodalipeämäärä jaetaan kahteen osaan, joista toinen johdetaan kalkin sammutukseen ja toinen yhdistetään kalkkiin saamutusvaiheen jälkeen.

3 72156

Keksinnön yhteydessä voidaan myös tehostaa kalkin sammutuksessa vapautuvan lämpöenergian hyväksikäyttöä suorittamalla koko kaus-tisointiprosessi tai sopivimmin ainoastaan sen sammutusvaihe sinänsä tunnettuun tapaan ylipaineessa. Jos ylipainetta käytetään ainoastaan sammutusvaiheessa, voidaan vapautuva lämpöenergia hyödyntää erottuvassa höyryssä johtamalla se sopivaan käyttökohteeseen tai ottaa talteen lämmönsiirrolla ulkopuoliseen väliaineeseen'.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön soveltamiseen tarkoitettua laitteistoa ja

Kuvio 2 esittää osaa eräästä toisesta keksinnön soveltamiseen tarkoitetusta laitteistosta.

Sooda- eli viherlipeän kaustisointiin käytettävän sammuttamatto-man kalkin sammutus suoritetaan kuvion 1 mukaisessa laitteistossa kaustisointiprosessin lopputuotteena saatavalla valkolipeällä. Valkolipeää kierrätetään johtoa 1 myöten sekoitussäiliöön 2, johon syötetään lisäksi johtoa 3 myöten sammuttamatonta kalkkia varastosäiliöstä 4. Sekoitussäiliössä 2 sammuttamaton kalkki ja valkolipeä sekoitetaan nopeasti toisiinsa ja pumpataan heti sen jälkeen johtoa 5 myöten paineistettuun paisuntasäiliöön 6. Paisuntasäiliössä 6 tapahtuu sammuttamattoman kalkin ja valkoli-peän sisältämän veden välinen eksoterminen sammumisreaktio, ja säiliön paine on säädetty siten, että kalkin ja valkolipeän seos lämpiää ensin painetta vastaavaan kiehumislämpötilaan 120°C ja sen jälkeen loppuosa reaktiossa vapautuneesta lämpöenergiasta kuluu seoksessa olevan veden höyrystymiseen. Saatu höyry, jonka lämpötila on 115°C siirtyy johtoon 7, ja sammutetun kalkin sisältävä valkolipeä poistuu säiliöstä 6 johtoon 8.

Kaustisointiprosessin seuraavana vaiheena on sammutetun kalkin ja kaustisoitavan sooda- eli viherlipeän sisältämän natriumkarbonaatin välinen varsinainen kaustisointireaktio. Viherlipeä, jonka 72156 lämpötila on 95°C, syötetään kuvion 1 mukaiseen laitteistoon tulojohdosta 9, joka yhtyy paisuntasäiliöstä 6 tulevaan johtoon 8. Viherlipeä ja sammutetun kalkin sisältävä valkolipeä sekoittuvat ja joutuvat aluksi lajittimeen 10. Läjitin 10 on paineis-tamaton ja siihen tuodun kaustisoitavan seoksen lämpötila on 104°C eli seoksen kiehumispistettä, alhaisempi. Lajittimen 10 tarkoituksena on erottaa kaustisoitavasta seoksesta sammumaton kalkki .ja kiviaines, jotka poistetaan kuljettimella 11 johtoon 12. Läjitin 10 on yhdistetty johdon 13 kautta varsinaiseen kaus-tisointisäi1iöön 14, jossa kaustisointireaktio pääasiallisesti tapahtuu. Kaustisoinnin jälkeen meesa erotetaan saadusta valko-lipeästä erottimessa 15 ja poistetaan johtoon 16. Valkolipeä siirretään erottimesta 15 paineistamattomaan varastosäiliöön 17.

Saadusta vai koiipeästä, joka on varastoitu säiliöön 17, palautetaan osa edellä esitetyn mukaisesti kalkin sammutukseen ja loppuosa käytetään selluloosan keittoprosessissa. Sammutukseen palautettava osa on 5-50 %, sopivimmin n. 20 % valmistetusta lipeämää-rästä. Varastosäiliöstä 17 alkava johto 18 jakautuu valkolipeän ja kalkin sekoitussäiliöön 2 johtavaksi kierrätysjohdoksi 1 ja johdoksi 19, joka johtaa selluloosan keittoon menevän valkolipeän esilämmittimenä toimivaan suihkulauhduttimeen 20. Lämmitys tapahtuu lauhduttimeen 20 johtoa 7 myöten tuotavalla kalkin sammutuksessa syntyneellä kuumalla höyryllä, joka lauhtuu ja samalla lämmittää valkolipeän lämpötilaan 110°C, jossa se johdetaan johtoa 21 myöten selluloosan keittokattilaan.

Kuvion 1 mukaisessa keksinnön sovellutuksessa kalkin sammutukseen käytetään yksinomaan valkolipeää. Kuviossa 2 on esitetty vaihtoehtoinen ratkaisu, jossa kalkin sammutukseen käytetään valkolipeän ohella viherlipeää. Tätä varten kaustisoitava viherlipeä jaetaan kahteen osaan, joista toinen syötetään kalkin sammutukseen ja toinen yhdistetään kalkkiin sammutusvaiheen jälkeen. Viherli-peän tulojohto 9 haarautuu täten kahdeksi johdoksi 22, 23, joista toinen johtaa lipeän ja sammuttamattoman kalkin sekoitussäiliöön 2 ja toinen yhtyy sammutettua kalkkia paisuntasäiliöstä 6 lajittimeen 10 siirtävään johtoon 8. Muilta osin kuvion 2 mukainen 5 72156 laitteisto vastaa kuviossa 1 esitettyä.

Kuvion 2 mukaisessa laitteistossa saattaa kalkin sammutukseen johdettu viherlipeä joissakin tapauksissa aiheuttaa lievää vaah-toamista, jota keksinnöllä on pyritty estämään. Kuitenkin vaah-toaminen on oleellisesti vähäisempää kuin siinä tapauksessa, että kalkki tunnetun tekniikan mukaisesti sammutettaisiin pelkällä viherlipeällä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellu-tusmuodot eivät rajoitu esitettyihin esimerkkeihin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (5)

721 56 6

1. Kaustisointimenete 1mä, jolla sooda 1ipeästä ja sammutta-mattomasta kalkista valmistetaan kalkin sammutuksen ja sitä seuraavan varsinaisen kaustisointireaktion kautta valkoli-peää ja meesaa, tunnettu siitä, että kalkin sammutus suoritetaan käyttäen valkolipeää, jonka määrä vastaa 5-50 % menetelmällä valmistetusta va1ko1ipeämäärästä , minkä jälkeen varsinaisen kaustisointireaktion annetaan tapahtua sammutetun kalkin ja siihen yhdistetyn soodalipeän kesken.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalkin sammutukseen käytetään menetelmällä valmistettua valkolipeää, josta 5-50 %, sopivimmin n. 20 %, kierrätetään sammutusvaiheeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalkin sammutus suoritetaan yksinomaan valkolipeällä, jolloin koko kaustisoitava soodalipeämäärä yhdistetään kalkkiin sammutusvaiheen jälkeen.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, t u n-n e t t u siitä, että kalkin sammutukseen käytetään valko-lipeän ohella soodalipeää, jolloin kaustisoitava soodalipeä-määrä jaetaan kahteen osaan, joista toinen johdetaan kalkin sammutukseen ja toinen yhdistetään kalkkiin sammutusvaiheen jälkeen. i

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sammutusvaiheessa käytetään ylipainetta ja että sammutuksessa vapautuva lämpöenergia hyödynnetään erottuvassa höyryssä tai otetaan talteen lämmönsiirrolla ulkopuoliseen väliaineeseen. li