FI73012B - Foerfarande foer kokning av sulfitcellulosa. - Google Patents

Description

1 73012

Menetelmä sulfiittisellun keittämiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä sulfiittisellun valmistamiseksi.

5 Keksinnön mukaisesti hakkeeseen imeytetään keiton alkuvaiheessa niin väkevää keittoliuosta, että kokonais-nestemäärästä voidaan vajauttaa yli 35 5, jolloin kuitenkin keittimeen jätetään sellainen määrä liuosta, että sitä voidaan kierrättää kalorisaattorin kautta loppuheiton 10 lämpötilan kohottamiseksi epäsuorasti, ja jolloin maini tun väkevän keittoliuoksen pH on 1,3 - 3. Vajauttamisen jälkeen keittoliuoksen ja puun painosuhde on alueella 2,6 : 1 -2,2 : 1, edullisesti 2,4 : 1. Tiivistämällä haketta yli 10 % voidaan mainittu suhde alentaa jopa arvoon 15 alle 2,2 : 1. Keittimeen jätetään siten liuosta vain sen verran, että keittoliuosta voidaan kierrättää kalorisaattorin kautta ja siten nostaa ja säätää keiton lämpötila kiertävän hapon välityksellä, eikä tarvita suoraa höyry-lisäystä kuten ns. höyrvfaasikeitossa. Siten keksinnön 20 mukaista menetelmää voidaan kutsua semihöyryfaasimenetel- mäksi, sillä hake on vain osittain liuoksen peitossa.

Keksinnön mukainen menetelmä edellyttää, että keiton alkuun syötetyn keittohapon kemikaalipitoisuus on niin suuri, että imeytysvaiheen ja vajautuksen jälkeen keitti-25 meen jäävä rikkidioksidi- ja emäsmäärä on varsinaisen keit- totapahtuman kannalta riittävän suuri. Tähän päästään, kun alkuhapon emäsmäärä sitoo vähintään 13 g/1 rikkidioksidia ja rikkidioksidin kokonaismäärä on yli 80 g/1 eli emäksellä sidotun rikkidioksidin osuus on yli 16 % sen koko-30 naismäärästä. Kun paine pidetään varsinaisen keiton aikana mahdollisimman suurena, eli kaasunpoistot minimoidaan keittimen painekestävyyttä vastaavaksi, rikkidioksidipitoisuus pysyy riittävänä.

Keittohappo imeytetään hakkeeseen 80 - 110°C lämpö-35 tilassa ja vajautus tapahtuu samalla lämpötila-alueella.

Varsinainen keitto suoritetaan korkeammassa lämpötilassa kuin imeytysvaihe eli 120 - 150°C:ssa.

2 73012

Emäksenä voidaan käyttää tunnettuja sulfiittikeir-toemäksiä, kuten kalsium-, ammonium-, magnesium- tai nat-riumsulfiittia tai näiden seosta.

Keksinnön mukaisen menetelmän keiton alkuosan tar-5 koituksena on pääasiassa keittoliuoksen imeyttäminen las tuihin, eikä varsinainen ligniinin sulfinointi ja/tai liuotus, sillä vajautuksessa poistuvan happoerän halutaan sisältävän vain vähän liuenneita orgaanisia aineita palau-tuessaan happosysteemiin.

10 Rikkidioksidin pitoisuutta voidaan tunnetusti nos taa johtamalla keittimeen nesteytettyä rikkidioksidia. Emäsmäärää puolestaan nostetaan kohottamalla ns. torniha-pon pitoisuutta lisäämällä siihen ko. karbonaattia, hydroksidia tai oksidia. Emäslisäys voidaan tehdä myös suoraan 15 keittimeen syötettävään hakkeeseen vastaavina emäsyhdis- teinä.

Keksinnön toinen tärkeä havainto on, että suuren vajautuksen mahdollistamiseksi kalsiumsulfiittikeitoissa hapon kalsiumpitoisuus voidaan nostaa riittävän suureksi 20 myös lisäämällä liukoisia kalsiumsuoloja suoraan keitto- happoon. Kun lisätään esim. kalsiumasetaattia, voidaan keittohapon kalsiumpitoisuutta kohottaa myös siten riittävän suureksi.

Menetelmän muita etuja ovat seuraavat: 25 keittohapon lämmitykseen kuluu aikaisempaa vähem män energiaa, jäteliemi saadaan n. 4 %-yksikköä väkevämpänä haih-duttamoon, eli haihdutukseen tarvitaan vähemmän energiaa, keittyminen on nopeampaa, massasaanto suurempi ja 30 sellu vaaleampaa, ja jäteliemen lignosulfonaattien molekyylikoko on suurempi kuin normaalimenetelmällä.

Suomalaisesta patentista nro 35 726 tunnetaan menetelmä sulfiittimassan valmistamiseksi suorittamalla keitto 35 kahdessa vaiheessa, ensimmäisessä vaiheessa 110 - 130°C

lämpötilassa ja toisessa vaiheessa korkeammassa lämpötilassa, jolloin ensimmäisen vaiheen jälkeen poistetaan noin 3 73012 puolet keittonesteen tilavuudesta ja ko. nestemäärä siirretään keskuskalorisaattorisäiliöön. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei käytetä keskuskalorisaattoria, imeytysvai-heen lämpötila on vain 80 - 110°C, ja sekä ensimmäisessä 5 että toisessa vaiheessa kuumennus suoritetaan keittones- tettä kierrättämällä, jolloin pienempi nestemäärä riittää, eikä lämmityshövryja tiivisty keittimeen- Tästä huolimatta kuidutustulos on vähintään yhtä hyvä kuin tunnetun menetelmän tulos.

10 Suomalaisesta patentista nro 54 938 tunnetaan mene telmä lämpötalouden parantamiseksi sellua valmistettaessa. Suoritusesimerkkien perusteella voidaan päätellä, ett:· on kysymys sulfaattikeitosta, kun sen sijaan tämän keksinnön mukainen keitto on sulfiittikeitto, joten menetelmät ovat 15 täysin erilaiset. Lisäksi tunnetussa menetelmässä käyte tään paineiskutekniikkaa imeyttämisen tehostamiseksi.

Suomalaisesta patenttihakemuksesta nro 812102 tunnetaan toinen menetelmä lämpötalouden parantamiseksi sulfaattisellua valmistettaessa. Kuten edellä käsitelty suo-20 malainen patentti nro 54 938, tämäkin menetelmä on täysin erilainen kuin keksinnön mukainen menetelmä. Imeyttämisen tehostamiseksi suoritetaan imeytysvaiheen alussa painekä-sittely, ja loppuvaiheena on höyryfaasikeitto.

Ruotsalaisesta patentista nro 175 684 tunnetaan me-25 netelmä mäntyhakkeen keittämiseksi kahdessa vaiheessa, jol loin käytetään natriumia emäksenä (kalsium ei näy pH:n ollessa 4-7). Tässä menetelmässä poistetaan ensimmäisen vaiheen jälkeen keittoneste melkein kokonaan, ja lisätään nes-teytettyä rikkidioksidia ja/tai rikkidioksidin vesiliuosta. 3 0 Esimerkit

Suoritettiin sekä laboratorio- että tehdasmitässä eräkeittosarjoja, joissa muutettiin alkuhapon koostumusta ja väkevyyttä sekä ennen kaikkea vajautusmäärää. Tehdas-kokeissa nostettiin vajautus normaalista 25 %:sta 35 -35 41 %:in ja laboratoriomitässä 20 %:sta 40 - 45 %:in koko- naisnestemäärästä.

4 7301 2 ---------1 I------------------------------- ί f § g ® ®. n ® 'o dj -s η η ο -π a 0 I 1 3 „ S3 3 2 8 Ή 3 3 S 5 S 3 m* ^ Η Λ -H s £ 4 £ % Jl a S 00 inioeO'(D«oeotDO> +5-3 S S ^ S K S S S 5 8 1 'll ^ £ IS ' “i °. ® ® . ® Ί o. in oo σ> id co σ>

Bp τη n w n in n n b id so I 3----j-----------------------Χ-ϊ--------- Ä 9 9 § § 9 :R 9 ζ 9 5 i ------ •w

-------------------------------- O

___I ILf____§ § ISSäSgBS I I g g § o. q ^mcoiioint^ocn oO-h I * 8 fc 8 8 8 S S 8 8 fc S q R 8 ^— I CV CM ΟιΟ^Η'ΐΟΓίΓ'^ΟΟΓ’^ |j 31 8 8 8 81 3 8 85 81 oi 8* 8 2 8 8

itj jo! ! p 8 9888SR88 ® j ^ s !S

^ J £ a5co f' P . co cd oo oi o P ffi‘ 6 10 D ai q3 h 3 -8 S5 Q *»* *» <-H «—I 1 0 <Γ| β is S .... Ρ’ΠΡΤΙΡ'*'-*'* -1 -i ·* 8. I ϋ J sc 3. 3. q. 3 3 3. ^ ^ ώ (Ö 3 Jr ? 3 S ιη Π o^ovc\icmc\jc\jc\jc\j o* cj a c\r •H X > 3___________________ ^ 41 , « I i J! _§ g * 8 8 999.99999 I 8 s 8 8

: I

r—---------r—*----— ! _______________j_______________ έ j) O 3 P3 W | % 2 ft a, JF °- °- q ö ö q q c. ö q. ^ - q c ί S m \ $ Ό »7 Τί ΓΓ <7 <T <f rj" <r *7

.C I

~~ — —— — j--— ---... - __I______j 55 r\] D j r- K o --- co ro r* ro o co n P .2 r-i ι-i CO ' Γ- θ' Γ^*- θ7 3T £h 2 -^7“ ---------------:----------------------- I of! 1 % 8 8 δ 8 S ;B B B 8 8 8 8 8 8 5 : 3^ J n 1 -u I .-g g 3 o it I : 1 sl +j tS '. 4 " b •H t i ^ 3 4> 3 (U 0 "5 δ ! -j -s - ^ (7-3^™ •giro'r^lwr'mcno I"5 is3 > ^ " ! i! h S p t s I J!> 8 3 £ 8 5 73012

Laboratoriomitassa suoritettiin myös eräkeittoja, joiden happoon lisättiin kalsiumoksidin lisäksi kalsium-asetaattia kalsiummäärän kohottamiseksi suurvajautuksen vaatimalle tasolle.

5 Tulokset on esitetty taulukossa I sivulla 4.

Taulukon I selitykset: 1) lämpötilan nosto 50 - 85°C 2 tuntia " " 85 - 130°C 3,5 tuntia 2) josta 4,3 g S02/1 sidottua vastaava emäsmäärä 10 lisätty kalsiumasetaattina 3) josta 7,0 g SC^/l sidottua vastaava emäsmäärä lisätty kalsiumasetaattina 4) josta 4,3 g SC^/l sidottua vastaava emäsmäärä lisätty ammoniumasetaattina 15 5) ilman asetaattilisäystä, eli pieni emäsmäärä 6) josta 4,7 g SC^/l sidottua vastaava emäsmäärä lisätty kalsiumasetaattina.

Claims (10)

7301 2

1. Menetelmä sulfiittisellun valmistamiseksi, tunnettu siitä, että hakkeeseen imeytetään keiton 5 alkuvaiheessa niin väkevää keittoliuosta, että kokonais-nestemäärästä voidaan vajauttaa yli 35 %, jolloin kuitenkin keittimeen jätetään sellainen määrä liuosta, että sitä voidaan kierrättää kalorisaattorin kautta loppuheiton lämpötilan kohottamiseksi epäsuorasti^ ja jolloin maini- 10 tun väkevän keittoliuoksen pH on 1,3 - 3.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittoliuoksen ja puun painosuhde muutetaan vajauttamalla alueelle 2,6:1 - 2,2:1, tai jopa alle, ja edullisesti alueelle 2,4:1.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittoliuoksen rikkidioksidi-pitoisuus on yli 80 g/1 ja sen emäspitoisuus on niin suuri, että emäs sitoo vähintään 16 % rikkidioksidimäärästä, eli keittoliuoksen pH on 1,3 - 3.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittohappo imeytetään 80 -110°C lämpötilassa ja vajautus tapahtuu samalla lämpötila-alueella.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että keittoliuosta väkevöidään lisäämällä keittimeen nestemäistä rikkidioksidia.

6. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittoliuoksen emäspitoisuutta nostetaan lisäämällä keittohappoon tai hakkeeseen emäs- 30 yhdisteitä.

7. Patenttivaatimusten 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittoliuoksen emäspitoisuut-ta nostetaan lisäämällä liukoisia kalsiumsuoloja.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että lisätään keittohappoon tai hakkeeseen kalsiumasetaattia. 7301 2

9. Patenttivaatimusten 1 - 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hake tiivistetään, jotta voidaan vajauttaa neste-puu-suhde jopa arvoon alle 2,2.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että hake tiivistetään esim. paine-iskulla yli 10 %. 7301 2