FI73017C - Foerfarande vid blekning av cellulosa. - Google Patents

Description

2 73017

Selluloosamassan valkaisuun liittyvä menetelmä

Kyseinen keksintö kohdistuu menetelmään selluloosa-massan valkaisemiseen, joka on valmistettu kemiallisesti, 5 erityisesti lipeäkeitolla. Esimerkkeinä lipeäkeittomassois-ta ovat sulfaattimassa, polysulfidimassa ja soodamassa. Käsitteeseen soodamassa sisältyvät massat, jotka keitetään käyttäen keittokemikaalina natriumhydroksidia eri lisäaineiden läsnäollessa. Esimerkkeinä lisäaineista ovat 10 hapetus-pelkistyskatalysaattorit kuten antrakinoni. Keksintö on myös sovellettavissa muihin kemiallisiin selluloosa-massoihin, esimerkiksi sulfiittimassaan.

Clarke (Paper Trade Journal Tappi Sect. 118, 62 (1944) on keksinyt, että selluloosamassaa voidaan osittain 15 delignifioida käsittelemällä se vesisuspensiossa 1-1,5 tuntia 90°C:ssa typpidioksidilla, jota seuraa uutto 90°C:ssa 30 minuutin aikana, 50°C:ssa 60 minuutin aikana, massa-pitoisuuden ollessa 7 % ja emäspanostuksella, joka vastaa 2 % NaOHria laskettuna massan kuivapainosta. Käsitte-20 ly johtaa selluloosan hyvin voimakkaaseen hajoamiseen, joka kuvastuu käsitellyn massan pienenä viskosisuutena verrattuna massaan, jota on käsitelty klooraamalla ja emäs-uutolla. Bourit (Ranskan patenttijulkaisu nro 2 158 873) välttää depolymeroinnin delignifioinnilla, joka muodostuu 25 typpidioksidikäsittelystä matalassa lämpötilassa, etupäässä alle 20°C, ja pitkän ajan kuluessa, jota seuraa emäs-uutto lievissä olosuhteissa. Delignifiointi jää kuitenkin pieneksi eikä menetelmä tuo ratkaisua ajankohtaisiin ympäristöongelmiin. On myös kuvattu kaksivaihemenetelmä, joka 30 käsittää esikäsittelyn typpidioksidilla, jota seuraa happi-kaasuvalkaisu, mutta tämä menetelmä, vaikkakin se mahdollistaa pitkälle viedyn delignifioinnin, aiheuttaa voimakkaan viskosisuuden alenemisen.

Ongelma menetelmän löytämiseen, jonka avulla voidaan 35 suorittaa pitkälle viety delignifiointi käyttämättä kloo- 7301 7 2 ria tai klooripitoisia valkaisuaineita tai käyttämällä näitä minimaalisesti, esiintyy eräänä ajankohtaisimmis-ta maissa, jotka tuottavat valkaistua kemiallista selluloosamassaa. Tavanomaisten valkaisulaitosten päästöt si-5 sältävät yhdisteitä, jotka ovat toksisia ja mutageenisia. Happikaasuvalkaisu suo osaratkaisun ongelmaan, mutta sellaisena, miten se nykyisin teknisesti sovelletaan, se mahdollistaa keitonjälkeisessä selluloosamassassa olevan ligniinin delignifioinnin noin 50 % ilman, että selluloosa 10 hajoaa sille rajalle, jolla massa antaa liian heikon vahvuuden massasta tuotetulle paperille. On sopivaa käyttää hajoamisen mittana selluloosamassan viskosisuutta. SCAN-menetelmän mukaan valmiiksi valkaistun massan viskosisuus 3 ei saa alittaa 900 dm /kg.

15 Kyseinen kensintö ratkaisee hyvin yllättävällä ta valla edelläolevan ongelman. Keksintö käsittää menetelmän selluloosamassan delignifiointiin, joka on valmistettu lig-noselluloosapitoisen materiaalin kemiallisella keitolla, jonka mukaan massa aktivointivaiheessa veden läsnäollessa 20 saatetaan kosketukseen kaasufaasin kanssa, joka sisältää NO2, ja lisätään happikaasua siten, että intermediääri-sesti muodostunut NO käytetään aktivointiin, jonka jälkeen massalle suoritetaan emäskäsittely, tunnettu sellaisesta yhdistelmästä, että sekä aktivointivaihe että emäskäsitte-25 ly suoritetaan rajuissa olosuhteissa, eli aktivointivaiheessa niin korkeassa lämpötilassa, että selluloosamole-kyylien tiettyä hajoamista esiintyy ja emäskäsittely 95-150°C lämpötilassa, sopivammin 101-140°C:ssa, etupäässä 110-120°C:ssa, jolloin käsittelyaika vastaavan lämpö-30 tilavälin alemmassa lämpötilassa on pitempi kuin 45, 30 ja 15 minuuttia.

Selluloosamolekyylien hajoamisen mittana käytetään tässä muutoksia selluloosamassan ominaisviskosisuudessa määriteltynä SCAN:in mukaan. Jäljempänä esitetyt arvot ovat 35 kaikki määriteltyjä poistamatta ligniiniä tai hemisellu-loosaa, mikä on toistettavin menetelmä massoille, joilla 3 73017 on kohtuullinen ligniinipitoisuus (esimerkiksi sulfaat-timassoille, joiden kappaluku alittaa arvon 35).

On kuitenkin huomioitava, että ligniinin ja hemi-selluloosan tuoma lisä viskosisuuteen on hyvin pieni ver-5 rattuna saman painomäärän selluloosamolekyylien viskosisuuteen ja että valkaisun tarkoituksena on ligniinipitoi-suuden pienentäminen ja että se sen lisäksi liuottaa hemi-selluloosaa samalla kun puhtaan selluloosan häviö on hyvin pieni käytetyissä olosuhteissa. Tämän vuoksi lisääntyy 10 ominaisviskosisuus tapauksissa, joissa selluloosan depoly-merointi on mitätön. Sen tyyppisillä mäntypuusta tehdyillä sulfaattimassoilla, joita on käytetty useimmissa tämän julkaisun esimerkeissä, aiheuttaa kappaluvun aleneminen 10 yksiköllä noin 50 dm^/kg lisäyksen viskosisuuteen olosuhteis-15 sa, joissa selluloosan depolymerointi on mitätön, kun vastaava lisäys lehtipuusta saaduilla sulfiitti- ja sulfaat-timassoilla on selvästi korkeampi suuremman hemiselluloo-sahäviön vuoksi.

Tarkistukseksi siitä, että selluloosamolekyyleillä 20 tapahtuu tietynasteista hajoamista aktivointivaiheen aikana, käytetään viskosisuusmittauksia SCAN-C15:62:n mukaan, joita voidaan suorittaa aktivoidulla massalla vesipesun ja nopean kuivauksen 35°C:ssa sekä välittömän viskosisuus-määrityksen jälkeen.

25 Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan massalle aktivoinnin ja vesipesun jälkeen samansuuruinen tai etupäässä vähintään 5 % alempi ominaisviskosisuus kuin ennen aktivointia. Vielä pidemmälle viety delignifikaatio saadaan jos viskosisuuden aleneminen on suurempi, esimerkik-30 si yli 8 %. Useimmilla massatyypeillä voi viskosisuuden aleneminen aktivointivaiheen aikana suotuisasti nousta 2-35 %, sopivasti 5-25 %, etupäässä 10-20 %. Aktivoitu massa voi helposti depolymeroitua, esimerkiksi käytettäessä liian pitkää kuivumisaikaa, liian korkeaa lämpötilaa 35 kuivauksessa ja varastoinnissa. Tämän vuoksi ovat välittömät viskosisuusmääritykset aktivoinnin jälkeen sopimat- 4 73017 tornia rutiinityöskentelyssä. Esitetyissä olosuhteissa ei tapahdu havaittavaa selluloosan depolymerointia emäs-käsittelyn aikana vaan tällöin saadaan tavanomaisesti vis-kosisuuden lisäys johtuen ligniinin ja tietyn määrän hemi-5 selluloosan poistumisesta. Viskosisuusmääritykset voidaan suorittaa suurella tarkkuudella.

Tämän takia on käytännössä sopivampaa sovittaa olosuhteet aktivoinnissa niin, että massalla emäskäsittelyn jälkeen on viskosisuus, joka on pienempi kuin se, mikä 10 voidaan laskea ottaen liuotetun ligniinin ja hemiselluloo-san huomioon.

Normaalitapauksissa on sopivaa, että emäskäsitellyn massan SCAN:in mukainen ominaisviskositeetti on 0-25 %, sopivana 5-20 %, etupäässä 5,20 % pienempi kuin valkaisemat-15 toman. Nämä rajat ovat ensisijaisesti havupuiden sulfaat-timassoja varten. Sulfiittimassoilla ja lehtipuumassoilla on suotuisa viskosisuuden aleneminen puolet näistä arvoista .

Aktivointivaiheessa läsnäoleva typpidioksidi lisä-20 tään joko suurimmaksi osaksi puhtaana NC^ tai saa muodos-yua reaktorissa typpioksidin ja hapen lisäämisen jälkeen. Voidaan lisätä myös NC>2 ja NO yhdessä.

Typpidioksidiksi (NO2) luetaan myös typpitetraok-sidi (N2C>4) ja muut polymeerimuodot. Yksi mooli typpitet-25 raoksidia lasketaan kahtena moolina typpidioksidia. Addi-tiotuotteet jotka sisältävät typpioksidia, lasketaan samalla tavalla typpioksidina. Typpitrioksidi (N2°3^ lasketaan siis yhtenä moolina typpioksidia ja yhtenä moolina typpidioksidina. Hapen additiotuotteita esiintyy luulta-30 vasti välituotteina.

Sekä typpidioksidia (NO2) että typpioksidia (NO) lisättäessä on tietty määrä happikaasua lisättävä aktivoin ti vaiheeseen.

Jotta saataisiin paras mahdollinen tulos mahdolli-35 simman yksinkertaisella laitteistolla, on sopivaa, että happi lisätään aktivointivaiheeseen enimmäkseen puhtaana 7301 7 happikaasuna. Voidaan lisätä myös nestemäistä happea ja kaasuunnuttaa se esim. kun se viedään reaktoriin missä aktivointiprosessi suoritetaan. Happimäärän, joka lisätään aktivointivaiheeseen, on oltava vähintään 0,05 moo-5 lia laskettuna molekulaarisena happena 02 lisättyä NC^rn moolimäärää kohti. Monissa tapauksissa käytetään suurempia määriä, sopivana 0,1-5 moolia O2 lisättyä N02:n moolimäärää kohti, jotta saataisiin toivottu tulos. Kokeillussa laitteistossa on parhaat tulokset saatu, kun lisätty 10 määrä on ollut 0,15-0,30 moolia 02 lisättyä NC^-moolia kohti. NC>2 juoksevassa muodossa on kauppatavaraa, jota voidaan tässä muodossa lisätä prosessiin. On sopivaa kaasuunnut taa typpidioksidi ennen tai siinä yhteydessä kun se lisätään reaktoriin aktivointivaihetta varten. N02 15 voidaan myös saada hapettamalla NO hapella. NO:n valmistamiseen voidaan edullisesti käyttää ammoniakin katalyyttistä polttoa, jota edullisesti voidaan suorittaa valkaisulaitoksen yhteydessä, jossa käytetään keksinnön mukaista menetelmää. N02~sisältävä kaasufaasi voidaan 20 tuottaa hapen ja N0:n välisellä reaktiolla ennen tai jälkeen aktivointivaihetta. Laskettuna lisättyä NO:n moolimäärää kohti on lisätyn hapen O-kokonaismäärän oltava vähintään 0,55 moolia, sopivana 0,6-5 moolia, etupäässä 0,65-0,80 moolia 02 jotta sekä lisätty että inter-25 mediäärisesti muodostunut NO voidaan hyödyntää aktivoin-tivaiheessa ja jotta aktivointivaiheen lopussa käytännöllisesti katsoen kaikki NO ja NOrsta muodostunut N02 tulee olla kulutettu.

Aktivointivaiheeseen voidaan myös lisätä NO:n ja 30 N02:n seos. Tällöin sovitetaan hapen määrä näiden kumman kin typpioksidien määrän mukaan niiden suhteiden mukaan, joita on edellä esitetty, jolloin huomioidaan dimeerit, polymeerit ja additiotuotteet edellä määritellyn mukaisesti. Edellä määriteltyjen typpioksidien (N02+N0) määrä, 35 joka lisätään prosessiin, on yhteensä 3-3000, sopivana 10-150, etupäässä 25-75 grammamoolia laskettuna 100 kg 6 73017 kuivaa selluloosamassaa kohti.

On sopivaa pitää kokonaispaine aktivointireakto-rissa alempana kuin atmosfääripaine, etupäässä lähellä sitä.

5 Jotta saataisiin paras tulos aktivoinnista ja pie nin mahdollinen päästö typpioksideja reaktorista, on tärkeää, että inerttikaasun, esim. ilman pääsy reaktoriin massan syötön yhteydessä, on mahdollisimman pieni. On osoittautunut, että aktivointireaktoriin tuodun inertti-10 kaasun määrä saa nousta korkeintaan 50 grammamooliin, sopivana enintään 20 grammamooliin, etupäässä 0,05-5 gramma-moolia 1000 kg kuivaa massaa kohti.

Haluttu selluloosan depolymerointi aktivointivai-heen aikana saavutetaan jos lämpötila pidetään 50-90°C, so-15 pivana 55-80°C. Alhaisempi lämpötila vaatii tavallisesti epärealistisen pitkän käsittelyäjän, kun taas liian korkea lämpötila johtaa selluloosan liian voimakkaaseen depoly-merointiin. Monilla massoilla on sopivin lämpötilaväli 60-70°C. Viipymisaika sovitetaan huomioiden NC>2 ja/tai 20 NO-panostus, aktivointilämpötila, massan tyyppi sekä massan konsentraatio ja tarkistetaan määrittämällä viskosi-suus niiden menetelmien mukaan, jotka edellä on esitetty. Sopivalla lämpötilavälillä 50-90°C on aktivointiajan ylitettävä 10-0,2 (t-50) minuuttia ja alitettava 660-16 (t-50) 25 minuuttia, jossa t on lämpötila °C:na. Suurella massakon-sentraatiolla ja suurella NC>2 ja/tai NO-panostuksella on pysyttävä alemman rajan läheisyydessä sen sijaan pieni massakonsentraatio ja pieni panostus johtaa aktivointi-ajan pitenemiseen.

3Q Aktivointivaiheen aikana on massakonsentraatio pi dettävä 16-50 %. Ylempi raja voi olla vaikea saavuttaa. Käyttökelpoisin vaihteluväli on käytännössä 22-40 %, etupäässä 27-35 %.

Aktivointivaiheen jälkeen pestään massa sopivammin 35 vedellä ja/tai sopivalla vesiliuoksella. Jos tämä pesu poistetaan, lisääntyy sitä seuraavan käsittelyn emäksisen 7 73017 neutralointiaineen kulutus voimakkaasti. Veden sijasta tai etupäässä vesipesun jälkeen, on edullista käsitellä massa emäksisesti reagoivalla liuoksella, esimerkiksi käytetyllä valkaisulipeällä tai keksinnön mukaisen emäskä-5 sittelyn jätelipeällä.

Sopivan suoritusmuodon mukaan pestään selluloosa-massa aktivointivaiheen jälkeen vedellä ja/tai laimennetulla vesiliuoksella sellaisissa olosuhteissa, että saadaan hapan liuos, jota käytetään massan pesemiseen keiton 10 jälkeen, etupäässä sen jälkeen kun keittolipeä on syrjäytetty lipeällä jostain emäksisestä vaiheesta.

Huolimatta siitä, pestäänkö massa aktivointivaiheen jälkeen vedellä tai sellaisella vesiliuoksella, että saadaan hapan liuos tai jos sellaista pesua ei suoriteta, 15 on edullista pestä massa myös emäksisesti reagoivalla liuoksella, sopivasti 40-80°C lämpötilassa, ennen uutosvai-hetta.

Emäksenä emäskäsittelyssä käytetään etupäässä nat-riumhydroksidia. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon 20 mukaan voidaan käyttää emäskäsittelyyn emäskäsittelyn jätelipeää, sen jälkeen kun se on nuorennettu uudella emäs-lisäyksellä. Natriumhydroksidin panostus sovitetaan sen vesimäärän mukaan, joka on tässä käsittelyvaiheessa läsnä niin, että vapaan natriumhydroksidin pitoisuus on 2-50, 25 sopivana 4-30, etupäässä 5,20 grammaa vapaata NaOH kg vettä kohden, joka on läsnä emäskäsittelyssä. Kun ei suoriteta emäskäsittelyn jätelipeän palautusta ja kun massa pestään huolellisesti vedellä aktivointivaiheen jälkeen, vastaa vapaan natriumhydroksidin määrä lisätyn natrium-30 hydroksidin kokonaismäärää. Kun suoritetaan jätelipeän palautus ja kun massa sisältää jäännösemästä emäksisestä pesusta tai kun massa sisältää typpihappoa, määritellään vapaan natriumhydroksidin pitoisuus sinä määränä emästä, jota saadaan massasta välittömästi emäslisäyksen jälkeen 35 ja jota määritetään potentiometrisellä titrauksella suolahapolla (HC1) pH-arvoon 9.

7301 7 8

Voidaan käyttää myös muunlaista emästä, esimerkiksi keitto(valko)lipeää ja hapetettua keitto(valko)-lipeää. Kun sulfidia on läsnä emäspanostuksessa, tämä poistetaan saostamalla ennen vapaan natriumhydroksidin 5 määrittämistä titraamalla.

Emäskäsittelyn aikana pidetään massakonsentraatio normaalisti 5-45 %, sopivana 16-40 %, etupäässä 25-35 %. Korkea massakonsentraatio on edullinen lämpötalouden suhteen. Käytetyn jätelipeän palautus emäskäsittelyyn tuot-10 taa sekä energian että emäksen säästöä ja tuottaa parempana saantona orgaanista ainesta, jota tunnetusti hyödynnetään polttoaineena.

Käsittelyaika emäsvaiheessa on osoittautunut vaikuttavan suuresti delignifiointiasteeseen muilta osin samois-15 sa olosuhteissa. Massoilla, joiden karbonyylirynmä- ja hemiselluloosapitoisuus on pieni, esimerkiksi sulfaatti-massa havupuusta, on sopivin lämpötilaväli normaalisti 101-140°C ja usein mieluummin 110-120°C. 101°C:ssa on ajan oltava vähintään 30 minuuttia ja 110°C:ssa vähintään 2Q 15 minuuttia. Jos aika lämpötilavälillä 95-120°C pidennetään 60 tai etupäässä 120 minuuttiin, saadaan selvästi tehokkaampi delignifiointi. Lisäys 4 tuntiin aiheuttaa kappaluvun lisäalenemisen ilman että viskosisuus havaittavasti pienenee. 150°C:ssa on ajan sensijaan oltava lyhyt, 25 esimerkiksi lyhyempi kuin 15 minuuttia. Lämpötilavälillä 120-140°C on sopiva kesto 15-120 minuuttia, etupäässä 30-60 minuuttia.

Lämpötilaväliä 95-101°C voidaan etupäässä käyttää massoilla, joilla on korkea karbonyyliryhmä- tai hemisellu-30, loosapitoisuus, esimerkiksi lehtipuu-sulfiitti- ja -sul-faattimassoilla. 95°C:ssa on ajan ylitettävä 45 minuuttia. Pitempää aikaa on käytettävä varsinkin jos halutaan alentaa hemiselluloosan pitoisuutta. Kun tätä lämpötilaväliä käytetään havupuusulfaattimassalla on aikaa pidennettävä 35 mieluimmin vähintään 1 tunniksi, sopivana vähintään 2 tuntia, jotta saavutettaisiin voimakas delignifiointi.

9 73017

On täysin mahdollista käyttää massaa, jota on käsitelty keksinnön mukaan, eli että massa ensin aktivoidaan typpidioksidin läsnäollessa ja sen jälkeen käsitellään emäsvaiheessa, ilman massan lisävalkaisua. On 5 kuitenkin edullista, että massalle keksinnön mukaisen käsittelyn jälkeen suoritetaan loppuvalkaisu käyttämällä etupäässä sellaisia valkaisuaineita, jotka ovat ympäristöystävällisiä, esimerkiksi klooridioksidi, peroksidi ja otsoni.

10 Suorittamalla keksinnön mukainen delignifioiva val kaisu kemialliselle selluloosamassalle saavutetaan monta etua.

Keksinnön mukaiselle valkaisulle on ominaista, että menetelmä on sekä ympäristöystävällinen että erittäin va-15 likoiva.

Jos tehdään vertailu keksinnön mukaisen menetelmän ja tavanomaisen delignifioivan valkaisun kloorilla, jota seuraa emäsvaihe, välillä, havaitaan, että keksinnön mukainen menetelmä on huomattavasti ympäristöystävällisempi.

20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan ottaa jätelipeät talteen ja huoletta haihduttaa ja polttaa keittolipeän kanssa tavanomaisessa soodakattilassa. Näin ei ole asianlaita kloorivalkaisussa.

Verrattuna happikaasuvalkaisuun keksinnön mukainen 25 menetelmä osoittaa huomattavan suurempaa valinnaisuutta, eli huomattavasti enemmän ligniiniä voidaan poistaa selluloosamassasta säilyttämällä korkea viskosisuus.

Verrattuna selluloosamassan typpidioksidikäsitte-lyyn (happikaasun sisäänpäästöllä), jota seuraa valkaisu-30 vaihe happikaasulla, näyttää keksinnön mukaisella menetelmällä usein olevan parempi valinnaisuus. Sen lisäksi vältytään happikaasun kustannuksista ja laitteisto yksinkertaistuu.

Verrattuna selluloosamassan typpidioksidikäsittelyyn 35 (happikaasun sisäänpäästöllä), jota seuraa tavanomainen emäsvaihe, eli ilman rajuja olosuhteita kummassakaan typpi- 10 7301 7 dioksidivaiheessa tai emäsvaiheessa, voidaan keksinnön mukaisella menetelmällä viedä delignifiointi pitemmälle säilyttämällä korkea viskosisuus. Sen lisäksi saadaan korkeampi massasaanto mitattuna samalla kappaluvulla.

5 Useita keksinnön mukaisia ja vertailevia kokeita on suoritettu. Miten nämä kokeet on suoritettu sekä saavutetut tulokset ilmenee jäljempänä olevista suoritusesi-merkeistä.

Esimerkki 1 10 Tekninen mäntysulfaattimassa, jonka kappaluku oli 3 31,3 ia ominaisviskosisuus 1220 dm /kg mitattuna SCAN-C15: 62:n mukaan, pestiin vedellä ja puristettiin siten, että massapitoisuus oli 36,3 %. Massa kuohkeutettiin karstalla ja vietiin reaktoriin 65°C:na. Reaktori evakuoitiin niin, 15 että ilma poistui. Tällöin lämpötila laski 60°C:seen. Reaktoriin johdettiin 4 minuutin aikana typpidioksidia kaasu-muodossa, jota oli saatu kaasuunnuttamalla nestemäistä NjO^. Panostus vastasi 86 grammamoolia N02 100 kg massaa kohti. 4 minuutin aikana typpidicksidipanostuksen jälkeen 20 lisättiin 15 grammamoolia happikaasua. Lämpötila pidettiin 60°C:ssa pyörittämällä reaktoria vesihauteessa. Käsittely jatkui 120 minuuttia laskettuna ajankohdasta, jolloin typpidioksidin lisäys alkoi.

120 minuutin käsittelyn jälkeen oli massan viskoosi-25 suus laskenut 160 dm^/kg. Massa pestiin sen jälkeen vedellä, puristettiin ja kyllästettiin vaivaten natriumhydroksidil-la poistamatta liuosta. Massapitoisuus pidettiin 25 % ja emäslisäys kahdella tasolla. Massalle suoritettiin sen jälkeen kun ilma oli poistettu evakuoimalla lämmin emäskäsit-30 tely. Lämmitys tapahtui suorahöyryllä. Lämpötila oli toisessa koesarjassa 101°C ja toisessa 111°C.

Kuten toisissa kokeissa pienemmillä massapitoisuuk-silla ei olosuhteiden muuntelulla emäsvaiheessa ollut merkittävää vaikutusta massan viskosisuuteen. Kokeissa typpi-35 dioksidikäsittelyllä 120 minuutin aikana olivat arvot 3 1100 dm /kg paikkeilla. Massojen kappaluvut kuten massa- H 73017 saannot ilmenevät taulukosta 1. Siihen sisältyy myös tulokset vertailumassoista, joita on valmistettu 20 minuutin aktivoinnilla 40°C:ssa muuten samoissa olosuhteissa.

3 Näissä viskosisuus oli vähän suurempi (1120 dm /kg) vaik-5 ka delignifointi oli voimakkaasti huonontunut.

Tulokset ilmenvät jäljempänä olevasta taulukosta.

Taulukko 1

Aktivointi Lämpötila NaOH alkali- Kappa- Saanto 60°C, min. 40°C min. emäsvai- vaiheessa luku % 10 heessa gAg vettä __ 20 101 3,3 17,9 96,9 20 111 3,3 16,9 95,4 120 - 101 3,3 11,3 95,3 15 120 - 101 33 8,2 93,0 120 - 111 3,3 10,6 94,8 120 - 111 33 7,8 92,5

Taulukosta ilmenee, että voidaan valmistaa massoja, o n joilla on yllättävän pieni ligniinipitoisuus, käsittelemällä NO2/O pitkällä ajalla jota seuraa emäskäsittely rajuissa olosuhteissa. Tulokset osoittavat, että verrattaessa massoja, joilla on sama kappaluku, saadaan korkeampi saanto käytettäessä aktivointivaiheessa keksinnön ^ mukaisia olosuhteita kuin lievissä olosuhteissa. Tämä vahvistettiin erillisin kokein.

Esimerkki 2

Kuusisulfiittimassa, jonka kappaluku oli 10,6 ja ominaisviskosisuus 996 dm^/kg mitattuna SCAN-C15:62:n mu- O Λ υ kaan, pestiin vedellä ja puristettiin siten, että massa-pitoisuus ooi 36,5 %. Massa kuohkeutettiin karstalla ja vietiin reaktoriin 65°C:na. Reaktori evakuoitiin niin, että ilma poistui. Tällöin lämpötila laski 60°C:een. Reaktoriin johdettiin 4 minuutin aikana kaasumaista typpidi-

O C

oksidia, jota oli saatu kaasuunnuttamalla nestemäistä 12 7301 7 . Panostus vastasi 43 grammamoolia NC^ 100 kg massaa kohti. 4 minuutin aikana typpidioksidipanostuksesta lisättiin 8 grammamoolia happikaasua. Lämpötila pidettiin 60°C:ssa pyörittämällä reaktoria vesihauteessa.

5 Käsittely jatkui 120 minuuttia laskettuna typpidioksidi-lisäyksen alkamisesta.

Aktivointikäsittelyn jälkeen oli massan viskosi-3 suus laskenut 40 dm /kg. Massa pestiin tämän jälkeen vedellä, puristettiin ja kyllästettiin vaivaten natrium-10 hydroksidilla poistamatta liuosta. Massapitoisuus pidettiin 14 % ja emäslisäys oli 2,1 grammaa NaOH läsnäolevan veden yhtä kilogrammaa kohti. Lämpötila oli 101°C ja käsittelyaika 60 minuuttia.

Edellä mainitussa kokeessa, joka suoritettiin kek- 15 sinnön mukaan, saatiin massa, jonka kappaluku oli 2,5 3 ja viskosisuus 1040 dm /kg.

Vertailun vuoksi toistettiin edellä kuvattu koe ainoalla erolla, että aktivointivaiheen aika lyhennettiin 5 minuuttiin. Tämä koe ei siis ollut keksinnön mukainen.

20 Tässä kokeessa saatiin massa, jolla oli sama vis kosisuus kuin keksinnön mukaisen kokeen massalla, mutta kappaluku oli 4,3. Rajut olosuhteet sekä aktivointivaiheen että emäsvaiheen aikana aiheuttavat siten ligniini-pitoisuuden selvän alenemisen myös sulfiittimassalla, säi-25 lyttäen huomattavan korkean viskosisuuden.

Claims (8)

13 7301 7

1. Menetelmä lignoselluloosapitoisesta materiaalista kemiallisella keitolla saadun selluloosamassan delignifioi-5 miseksi, jolloin massa aktivointivaiheessa veden läsnäollessa saatetaan kosketukseen NC^ sisältävän kaasufaasin kanssa ja lisätään happikaasua siten, että intermediääri-sesti muodostunut NO käytetään hyväksi aktivoinnissa, minkä jälkeen massalle suoritetaan alkalikäsittely ilman että ilmaa 10 tai happikaasua tarkoituksellisesti lisätään, tunnet-t u siitä, että sekä aktivointivaihe että alkalikäsittely suoritetaan ankarissa olosuhteissa, jolloin aktivointi-vaihe suoritetaan niin korkeassa lämpötilassa, ja niin kauan, että massan ominaisuusviskositeetti aktivoinnin ja vesipesun 15 jälkeen on 2-35 % pienempi kuin ennen aktivointia, ja alkalikäsittely suoritetaan lämpötilassa 95-150°C, sopivasti 101-140°C, edullisesti 110-120°, jolloin käsittelyaika kyseisen lämpötilavälin alemmassa lämpötilassa on yli 45, 30 ja vastaavasti 15 minuuttia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että lämpötila aktivointivaiheen aikana pidetään 50-90°C:ssa, sopivasti 55-80°C:ssa, edullisesti 60-70°C:ssa, ja että aktivointiaika on yli 10-0,2 (t-50) minuuttia, jossa t on lämpötila °C:ina.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että aktivointiaika on alle 660-16 (t-50) minuuttia, jossa t on lämpötila °C:ina.

4. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massapitoisuus aktivointivaiheessa 30 pidetään 16-50 % rissa, sopivasti 22-40 % rissa, edullisesti 27-35 %rissa.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalimäärä alkalikäsittelyn alussa on 2-50, sopivasti 4-30, edullisesti 5-20 g yhtä kilogrammaa 35 kohti läsnäolevaa vettä, laskettuna vapaana natriumhydrok-sidina. 14 7 301 7

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massapitoisuus alkalikäsittelyssä pidetään 5-45 %:issa, sopivasti 16-40 %:issa, edullisesti 25-35 %:issa.

7. Patenttivaatimuksen 5-6 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että alkalikäsittelyssä käytetään alkali-käsittelystä saatua jätelipeää sen jälkeen kun siihen on lisätty tuoretta alkalia.

8. Patenttivaatimuksen 5-7 mukainen menetelmä, t u n -10 n e t t u siitä, että alkali on natriumhydroksidi. 15 7301 7