FI73020B - Foerfarande foer delignifiering/blekning av cellulosamassa. - Google Patents

Description

, 73020

Menetelmä, ligniinin poistamiseksi selluloosamassasta massan yalkaisemi.s.eks.i

Esillä oleyan keksinnön kohteena on menetelmän ligniinin poistamiseksi selluloosamassasta ja/tai massan 5 yalkaisemiseksi, Selluloosamassalla tarkoitetaan sellu- loosapitoista ainetta, joka on valmistettu lignosellu-loosa^aineesta kuten esimerkiksi puusta, oljista, bagas-sista, pellayasta ja puuvillasta. Keksintöä voidaan edullisesti soveltaa kemialliseen selluloosamassaan, ts. mas-10 saan, joka on valmistettu lignoselluloosa-^aineen alkalisen keiton tai sulfiittikeiton avulla. Esimerkkejä alkalisesti keitetyistä massoista ovat sulfaattimassa, polysulfidimassa ja soodamassa (ts, massa, joka on keitetty natriumhydroksidin avulla ja mahdollisesti lisäämällä hapetus-pelkistyskata-15 lyyttejä). , Keksintöä voidaan myös soveltaa massoihin, joilla on suurempi saanto kuin kemiallisella selluloosamassalla, esimerkiksi puolikemialliseen massaan.

Selluloosamassan ligniininpoisto/valkaisu (seuraavassa valkaisuksi nimitetty) useissa vaiheissa on ennenstään 20 tunnettu, yalkaisusarjän ensimmäisessä osassa suoritetun käsittelyn (ligniiniä poistavan valkaisun) tarkoituksena on poistaa pääosa jäljellä olevasta ligniinistä, eikä se mer-' kittävästi lisää vaaleutta. Käsittelyn loppusosa (vaaleutta lisäävä valkaisu) antaa tulokseksi varsinaisen vaaleuden 25 lisäyksen. Ligniiniä poistava valkaisu suoritetaan käyttämällä valkaisukemikaaleina klooria, klooridioksidia tai niiden seoksia, kun taas vaaleutta lisäävässä valkaisussa käytetään hapettavia kemikaaleja, kuten hypokloriittia, klooridioksidia ja peroksidia.

30 Kloorin valmistus on huomattavasti halvempaa kuin klooridioksidin mitä energian tarpeeseen aktiivisen kloorin määrää kohti tulee, mutta kloori reagoi ligniinin ja selluloosamassan hiilihydraattiosan kanssa ja aiheuttaa myrkyllisiä aineita, jotka ovat tyypiltään kloorattuja 35 hiilivetyjä ja kloorattua ligniiniä, jotka päästetään purkuyesistöön.

2 73020

Klooridioksidi reagoi vain ligniinin kanssa ilman mainittavaa orgaanisten klooriyhdisteiden muodostusta ja yaikutusta selluloosaan ja hemiselluloosaan, Sekoittamalla klooriin klooridioksidia pienennetään vaikutusta selluloosamassan hiilidydraattiosaan 5 Ns, syrjäytysvalkaisussa syrjäytetään valkaisukemi- kaali, esim, kloori tietyn ajan kuluttua vedellä tai alkaliliuokella, minkä jälkeen tietyn ajan kuluttua tämä neste vuorostaan syrjäytetään toisella valkaisukemi-kaaliliuoksella, joka esim. sisältää klooridioksidia, 10 mikä yksinkertaistaa laitteistoa.

Kaikkialla valkaisukemikaaleilla on sekä etuja että haittoja.

Tähän asti tunnetussa tekniikassa ei valkaisukemi-kaaleja kloori ja klooridioksidi ei ole voitu käyttää 15 optimaalisesti, ts. siten että ao. valkaisukemikaalin etua käytetään hyväksi samalla kun sen epäkohdat poistetaan .

Esillä oleva keksintö kuvaa yllä mainittujen val-kaisukemikaalien optimaalista hyväksykävttöä. Keksinnön 20 kohteena on menetelmä ligniinin poistamiseksi kloori- dioksidilla, jolloin selluloosamassaan lisätään klooridioksidia sisältävää nestettä ja selluloosamassa saatetaan reagoimaan klooridioksidin kanssa tietyn ajan, ennenkuin käytettävissä olevan aktiivikloorin määrää pienen-25 netään huomattavasti, mahdollisesti mitättömän pieneen määrään pienentämällä selluloosamassan mukana seuraavaan nesteen määrää ja/tai syrjäyttämällä mainittu neste uudelleen lisätyllä nesteellä. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että aktiiviklooria sisältävä, erotettu 30 neste kloorilla ja mahdollisesti klooridioksidilla tuoreu-tuksen jälkeen pääasiassa lisätään vasta syötettyyn selluloosamassaan samassa ligniininpoisto/valkaisuvaiheessa ja/tai selluloosamassaan toisessa ligniininpoisto/valkai-suvaiheessa.

3 73020

Keksinnön mukainen yalkaisuvaihe yoidaan sijoittaa mihin tahansa kohtaan valkaisusarjassa, ts, sen alkuun, sen keskelle tai sen loppuun. Erityisen edullista on sijoittaa keksinnön mukainen yalkaisuvaihe niihin kohtiin, joissa aiemmin on käytetty klooridioksidivaihetta. On 5 täysin mahdollista korvata myös kloorivaiheet keksinnön mukaisella valkaisuvaiheella, esim. valkaisusarjän ensimmäisenä yalkaisuvaiheena.

Keksinnön mukainen menetelmä on sovellettavissa sakeudeltaan yaihteleviin selluloosamassoihin. Sellu-10 loosamassan on kuitenkin sisällettävä vettä ja oltava mieluiten veden ympäröimä. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti selluloosamassan mukana seuraava nestemäärä on valkaisuvaiheen alussa sellainen, että massan sakeus on 2-40 %, sopivasti 3-37 %, edullisesti 8-35 %.

15 Koska keksinnön mukainen valkaisuvaihe voidaan sijoittaa mihin tahansa valkaisusarjän kohtaan, voi edeltävä käsittelyvaihe vaihdella. Kuitenkin on tavallista, että selluloosamassa tulee pesuvaiheesta ja poistuu esimerkiksi pesu-suodattimelta yhtenäisenä massarainana, jonka sakeus on 20 11-16 %. Massarainan annetaan tavallisesti pudota alas ruuviin, jossa se hienonnetaan ja siihen lisätään höyryä halutun lämpötilan saavuttamiseksi.

Selluloosamassa johdetaan sen jälkeen laitteistoon, jossa tapahtuu klooridioksidin sekoitus vesiliuoksena.

25 Selluloosamassaan lisättävä kokonaismäärä aktiiviklooria on ensisijaisesti riippuvainen selluloosamassan ligniini-pitoisuudesta ja voi sen tähden vaihdella huomattavasti. Tavallisesti aktiivikloorin lisäys on välillä 0,2 ja 10 % laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Klooria sisäl-30 tävän nesteen lisäyksen vaikutuksesta selluloosamassaan massan sakeus pienenee l,5r-35 %:iin, sopivasti 2,5-30 %:iin, edullisesti 6-25 %:iin. Yllä mainittua sekoituslaitteistoa imitetään tavallisesti sekoittimeksi. Nämä jaetaan kahteen tyyppiin, nimittäin dynaamiseen sekoittimeen, joka sisältää 35 yhden tai useita liikkuvia osia ja joka on tappisekoitin- tyyppiä, ja staattiseen sekoittimeen, joka ei sisällä liikkuvia osia. Molempia sekoitintyyppejä voidaan käyttää kloori- 4 73020 dioksidin sekoitukseen selluloosamassaan keksinnön mukaisesti,

Klooridioksidia sisältäyän nesteen lisäyksen jälkeen selluloosamassa kuljetetaan tavallisesti suspensiona . yiipymätilayuuteen, jossa valkaisu voi jatkua 0,1 - 30 mi-5 nuutin, sopivasti 0,2^20 minuutin, edullisesti 0,3-10 minuutin ajan. Lämpötila valkaisun aikana voi vaihdella ja on riippuvainen useista muista parametreista, esim. ajasta. Lämpötila on tavallisesti 20-90°C, sopivasti 30-70°C ja edullisesti 4Q-6Q°C.

1Q Sen jälkeen selluloosamassa viedään käsittelykoh taan, jossa käyttämättömiä valkaisukemikaaleja sisältävä neste poistetaan selluloosamassasta. Nesteen erotus selluloosamassasta voi tapahtua eri tavoin. Esimerkiksi selluloosamassalle, joka tavallisesti on suspensiona, voi-15 daan suorittaa puristus niin, että massan sakeus suurenee. A,ktiiviklooria sisältävä neste voidaan myös erottaa syrjäyttämällä se vasta syötetyllä nesteellä. Kahta yllä mainittua menetelmää voidaan myös käyttää yhdistelmänä.

On tavoiteltavaa mahdollisuuksien mukaan pienentää sellu-20 loosamassaan käytettävissä olevaa aktiivikloorimäärää, niin että tämä määrä muodostuu mitättömän pieneksi.

AJctiiviklooria sisältävä neste otetaan talteen ja ; tuoreutetaan ensisijaisesti kloorilla. Lisättävän kloori- , määrän tulee olla 10-35 %. sopivasti 15-30 %, edullisesti 25 22-26 % nesteessä jo olevasta aktiivikloorimäärästä.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti tuoreutettu neste kierrätetään uudelleen vasta syötettyyn selluloosamassaan samassa valkaisuvaiheessa, ja se muodostaa sen klooridioksidia sisältävän nesteen, joka lisä-30 tään selluloosamassaan valkaisuvaiheen alussa. Sinä aikana, joka kuluu kloorin lisäyksestä uudelleen kierrätettyyn nesteeseen tämän lisäykseen vasta syötettyyn selluloosa-massaan, kloori muuttuu pääasiassa klooridioksidiksi.

5 73020

Jotta tuoreutettu neste sisältäisi riittävän määrän klooridioksidia, on tayallisesti tarpeen lisätä myös tietty määrä tuoretta klooridioksidia.

Tuoreen klooridioksidin lisäys erotettuun nesteeseen voi tapahtua joko ennen kloorin lisäystä, yhdessä 5 sen kanssa tai sen jälkeen. Täysin puntaan klooridioksidin valmistus on tunnetusti vaikeaa. Tekninen kloori-dioksidi sisältää tavallisesti tietyn määrän klooria, ja yaikka kloorin osuus nousee noin 30 Itiin, tämä seos sisällytetään käsitteeseen klooridioksidi. Lisättävän 10. tuoreen klooridioksidin määrä on 10 -70%, sopivasti 20-65 %, edullisesti 40-60 %, vaiheeseen lisätystä tuoreen aktiivikloorin kokonaismäärästä.

Kloorilla tuoreutettu erotettu neste voidaan ottaa talteen myös muilla tavoin. Keksinnön erään suoritusmuodon 15 mukaisesti mainittu neste jaetaan kahdeksi osavirraksi, joista toinen osavirta kierrätetään uudelleen ja lisätään yasta syötettyyn selluloosamassaan samassa valkaisu-vaiheessa tuoreella klooridioksidilla täydennyksen jälkeen ja toinen johdetaan taaksepäin tai eteenpäin valkaisura-20 jassa johonkin toiseen klooridioksidivaiheeseen tai vielä toiseen valkaisuvaiheeseen, jossa käytetään klooria sisältäviä valkaisukemikaaleja. Nämä valkaisuvaiheet voivat olla tavanomaisia tai keksinnön mukaisia.

On myös mahdollista johtaa koko erotettu, kloorilla 25 tuoreutettu nestemäärä taaksepäin tai eteenpäin valkaisu-sarjassa johonkin toiseen klooridioksidivaiheeseen tai vielä toiseen valkaisuvaiheeseen, jossa käytetään klooria sisältäviä valkaisukemikaaleja. Tässä tapauksessa on tuoretta klooridioksidia koko ajan lisättävä selluloosamassaan 30 lähtövalkaisuvaiheen alussa. Jos erotettu, kloorilla tuoreutettu neste viedään taaksepäin valkaisusarjassa, ts. myöhemmin sijaitsevaan valkaisuvaiheeseen, ei aina ole 6 73020 tarpeen lisätä tuohetta klooridioksidia nesteeseen, koska selluloosamassalla tässä valkaisusarjän kohdassa on pienempi ligniinipitoisuus kuin mitä asianlaita on selluloosamassan kohdalla alkuvaiheessa, ts, yaiheessa, josta erotettu neste on peräisin. Jos erotettu, kloorilla tuoreutettu neste 5 viedään taaksepäin valkaisusarjassa, ts. aiemmin sijaitsevaan valkaisuvaiheeseen, on asianlaita päinvastainen, ts. selluloosamassan suuri ligniinipitoisuus tässä kohdassa Vaatii erotetun nesteen tuoreutusta klooridioksidilla.

Tietysti on myös mahdollista suorittaa erotetun 10 nesteen yllä mainittu jako kahdeksi osavirraksi sen jälkeen, kun erotettu neste on tuoreutettu sekä kloorilla että klooridioksidilla. Edelleen on mahdollista viedä erotetun nesteen suurempi tai pienempi osa kloorilla ja mahdollisesti klooridioksidilla tuoreutuksen jälkeen alkuvalkaisi-15 mosta erilliseen valkaisimoon ja muihin käyttökohteisiin, esimerkiksi jätteen käsittelyyn.

Kuten edellä mainittiin, yllä mainittu neste voidaan erottaa selluloosamassasta useilla tavoilla. Jos tähän tehtävään käytetään puristinta, selluloosamassa sisältää 2Q edelleen merkittävän määrän aktiiviklooria, jolloin valkaisi-mon hyvän taloudellisuuden takia on välttämätöntä antaa selluloosamassan reagoida jäljellä olevan aktiivikloorin kanssa toisessa vaiheessa. Viipymäastialla on oltava - sellainen tilavuus, että reaktio saa jatkua 0,1-60 minuutin, 25 sopivasti 0,2-45 minuutin, edullisesti 0,3-30 minuutin ajan. Tämän ajan jälkeen aktiivikloorin jäämäpitoisuus on hyvin pieni. Selluloosamassa johdetaan sen jälkeen pesuvaiheeseen tai toiseen käsittelyvaiheeseen. Tämä edustaa keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa.

30 Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti käytän nöllisesti katsoen kaikki aktiivikloori poistetaan selluloosamassasta. Tämä voi tapahtua esim, siten, että sellu- 7 73020 loosamass.an mukana seuraaya neste jokseenkin täydellisesti syrjäytetään vasta lisätyllä nesteellä- Tämä neste voi olla puhdasta vettä/ hieman likaantunutta vettä selluloosamassan valmistusprosessin jostakin toisesta käsittelyvaiheesta tai valkaisujätelientä, joka sisältää 5 pienen määrän jäljellä olevaa valkai'suainetta.

Keksinnön vielä erään suoritusmuodon mukaisesti syrjäytysneste sisältää alkalia, kuten esimerkiksi nat-riumhydroksidia, Tämä merkitsee sitä, että käytännöllisesti katsoen IQ kaikki aktiivikloori poistetaan selluloosamassasta ja että selluloosamassalle jatkossa suoritetaan alkaliuutto. Tämä käsittely on verrattavissa tavanomaiseen alkalivai-heeseen, ja se voidaan suorittaa tällaisessa vaiheessa tavallisesti käytetyssä laitteistossa.

15 Myös keksinnön kahden yllä mainitun suoritusmuodon mukaisesti selluloosamassa johdetaan kuvatun käsittelyn jälkeen pesuvaiheeseen tai toiseen käsittelyvaiheeseen.

On tärkeää, että selluloosamassan mukana seuraavan nesteen, erotetun nesteen ja uudelleenkierrätetyn nesteen 20 pH-arvoa valvotaan ja säädetään siten, että arvo on välillä 4-6, sopivasti 4,5-5,5 ja edullisesti 4,75-5,25.

Valkaisemalla selluloosamassa keksinnön mukaisesti saadaan joukko etuja.

Suuri osa siitä klooridioksidista, joka on aimemmin 25 käytetty eri valkaisuvaiheiden valkaisussa, voidaan korvata '.· halvemmalla valkaisukemikaalilla kloori ilman, että orgaani- sesti sidotun kloorin (ts. myrkyllisimmän aineen) määrä :: suurenee valkaisujäteliemessä. Tämä merkitsee, että talou delliselta kannalta hyvin tärkeää yhteyttä kloorin ja 30 natriumhydroksidin käytön välillä valkaisuvaiheessa voidaan noudattaa edullisella tavalla. Liian vähäinen kloorin käyttö johtaa liian pieneen natriumhydroksidin tuotantoon suhteessa kysyntään selluloosateollisuudessa, mikä vuorostaan johtaa kalliimpaan natriumhydroksidiin ja valkaistun selluloosa-35 massan suurempiin kokonaisvalmistuskustannuksiin.

73020

Lisätty klooridioksidimäärä käytetään hyväksi paremmin, luultavasti sen takia, että kloorin lisäys keksinnön mukaisesti vaikuttaa HClC^'.n hajoamista vastaan HC10:ksi ja HClO^ksi. Käsittely lämpötilaa voidaan alentaa ja aikaa lyhentää verrattuna tavanomaiseen 5 klooridioksidivalkaisuun keksinnön mukaisen valkaisu- menetelmän suuremman hyötysuhteen (suuren reaktionopeuden) ansiosta. Lämpötilan alennus merkitsee energian säästöä ja lyhyempi aika sitä, että esim. valkaisutornien muodossa olevat viipymätilavuudet muodostuvat pienemmiksi, mikä 10 pienentää investointi- ja käyttökustannuksia.

Kuviossa 1 esitetään keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritusmuodon vuokaavio.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on tehty kokeita, ja saavutetut tulokset käyvät ilmi seuraavista 15 suoritusesimerkeistä.

Esimerkki 1

Koivusulfaattimassa, jonka kappaluku oli 2,7 ja 3 viskositeetti 1179 dm /kg, valkaistiin osaksi kloori-dioksidilla tavanomaisen tekniikan mukaisesti ja osaksi 20 klooridioksidilla keksinnön mukaisesti.

Tavanomaisen tekniikan mukaisesti valkaistaessa (0-koe) punnittiin 334 g 12-prosenttista massasuspensiota valkaisuastiassa, 116 g vettä lisättiin. Seos temperoi-tiin vesikylvyssä 42°C:seen. 50,2 ml klooridioksidiliuosta, 25 jonka väkevyys oli 13 g aktiiviliuosta/litra, lisättiin. Klooridioksidiliuos sekoitettiin massaan mekaanisella tärytyksellä 2 minuutin ajan laskettuna klooridioksidin lisäyksestä. Valkaisuastia pidettiin sen jälkeen vesikylvyssä 30 minuuttia. Sen jälkeen valkaisu keskeytettiin, 30 ja massauspension pH-arvo ja jäämäklooripitoisuus määritettiin. Selluloosamassan pesun jälkeen tislatulla vedellä määritettiin sen vaaleus'ja viskositeetti.

Keksinnön mukaisessa valkaisussa punnittiin myös 334 g 12-prosenttista selluloosamassaa valkaisuastiassa, ja tähän lisättiin 89,2 g vettä. Seos temperoitiin vesi-kylvyssä 42°C:seen. 0,1 g NaOHra lisättiin massauspensioon tarkoituksella hieman suurentaa sen pH-arvoa.

9 73020

Massasuspensiota mekaanisesti sekoitettaessa lisättiin 76,9 ml klooridioksidiliuosta, jonka väkevyys oli 13 g aktiiviklooria/litra. Klooridioksidiliuoksen lisäyksestä aloitettiin ajan mittaus. 5 minuutin kuluttua massasuspen-5 siosta puristettiin 367 ml nestettä. Tämä neste sisälsi tietyn määrän käyttämätöntä aktiiviklooria. Nesteen pH-arvo ja jäämäklooripitoisuus määritettiin. Valkaisu-astia, joka sisälsi selluloosamassaa, jonka sakeus oli suurentunut, pidettiin vielä 25 minuutia 42°C:ssa. Tämän 10 ajanjakson aikana jäljellä oleva aktiivikloori sai reagoida selluloosamassan kanssa. Sen jälkeen valkaisu keskeytettiin, ja massauspension pH-arvo ja jäämäklooripitoisuus määritettiin. Selluloosamassan pesun jälkeen tislatulla vedellä määritettiin sen vaaleus ja viskositeetti.

15 Olosuhteet ja tulokset esitetään alla olevassa taulukossa 1. O-koe Kaksinnon mukaan

Taulukko I

Massan sakeus, % 8 ennen puristusta 8 2Q puristuksen jälkeen 30 Lämpötila, °C 42 42

Aika, minuuttia 30 ennen puristusta 5 puristuksen jälkeen 25 * 25 Aktiivikloorin lisäys, % 1,63 2,50

Aktiivikloorijäännös ennen puristusta, % 1,90

Pois puristettu aktiivikloori, % 1,52

Massan mukana toiseen vaiheeseen seuraava aktiivikloori, % 0,38 20 p°is puristetun nesteen pH 5,25

Loppu-pH 3,3 4,90

Aktiivikloorijäännös, % 0,97 0,08

Vaaleus, % ISO 69,1 79,5

Viskositeetti, dm^/kg 1195 1130 35

Valkaisukemikaalien lisäys laskettiin %:eina ; absoluuttisen kuivasta massasta. Sama pätee jäämäkloori- pitoisuuteen. Vaaleus määritettiin SCAN-C 11:75:n mukaan ja viskositeetti SCAN-C 15:62:n mukaan.

10 73020

Kuten yllä olevasta taulukosta käy ilmi, on keksinnön mukainen valkaisutapa huomattavasti tehokkaampi kuin tavanomainen klooridioksidivalkaisu, mikä ilmenee selluloosamassan huomattavasti suurempana vaaleutena ja massasuspension huomattavasti pienempänä jäämäkloori-5 pitoisuutena lämpötilan ja kokonaisvalkaisuajän ollessa samat.

Huolimatta 0-kokeen ja keksinnön mukaisten massojen vaaleuden suuresta erosta on keksinnön mukaisen massan viskositeetti vain mitättömästi pienempi kuin 10 O-kokeen mukaisen massan viskositeetti.

Yllä kuvattu koe on tarkoitettu valaisemaan keksinnön sitä suoritusmuotoa, jossa tuoretta kloori-dioksidia koko ajan lisätään valkuvalkaisuvaiheeseen, kun taas poistettua aktiiviklooria sisältävä valkaisu-15 neste käytetään toisessa valkaisuvaiheessa tai muihin tarkoituksiin, kuten esim. jäteveden käsittelyyn.

Tässä tapauksessa poispuristettua nestettä, joka sisälsi 1,52 % aktiiviklooria, käytetään seuraavan kokeen lähtövalkaisunesteenä.

20 Esimerkki 2

Samaa koivusulfaattimassaa kuin esimerkissä 1 käytettiin myös tässä kokeessa keksinnön mukaisesti, 3 : ts. massan kappaluku oli 2,7 ja viskositeetti 1179 dm /kg.

: Kuten yllä mainittiin, käytettiin lähtövalkaisu- 25 nesteenä esimerkin 1 pois puristettua valkaisunestettä.

Tämä tuoreutettiin sekä kloorilla että klooridioksidilla.

: 334 g 12-prosenttista selluloosamassaa punnittiin valkaisuastiaan. Massasuspensioon lisättiin 411 ml val-kaisuliuosta, jonka väkevyys oli 2,43 g aktiiviklooria/litra, 30 ja 0,1 g NaOH:a. Valkaisuliuos saatiin sekoittamalla 367 ml esimerkin 1 pois puristettua nestettä, 25,3 ml kloorivesiliuosta, jonka väkevyys oli 6 g aktiiviklooria/ litra, ja 18,5 ml klooridioksidiliuosta, jonka väkevyys oli 13 g aktiiviklooria/litra. Valkaisunesteen lisäyksestä 35 selluloosamassaan aloitettiin ajan mittaus. 5 minuutin kuluttua selluloosamassasta puristettiin 561 ml nestettä.

n 73020

Puristetun nesteen pH ja jäämäklooripitoisuus määritettiin. Valkaisuastia, joka sisälsi selluloosamassaa, jonka sakeus oli suurentunut, pidettiin vielä 25 minuuttia 42°C:ssa. Tämän ajanjakson aikana aktiivikloori sai reagoida selluloosamassan kanssa. Sen jälkeen 5 valkaisu keskeytettiin, ja massasuspension pH ja jäämä-klooripitoisuus määritettiin. Selluloosamassan pesun jälkeen tislatulla vedellä määritettiin sen vaaleus ja viskositeetti. Olosuhteet ja tulokset esitetään seuraa-vassa taulukossa 2 mitä tulee kokeisiin keksinnön mukai-10 sesti sekä tässä esimerkissä että esimerkissä 1.

Taulukko II

Keksinnön mukaisesti

Massan sakeus, % ennen puristusta 8 5,4 15 puristuksen jälkeen 30 22,2 Lämpötila, °C 42 42

Aika, minuuttia ennen puristusta 5 5 puristuksen jälkeen 25 25 20 Aktiivikloorin lisäys, % 2,50 2,50 , Aktiivikloorijäännös ennen puristusta,%1,90 1,85

Pois puristettu aktiivikloori, % 1,52 1,48 .·. Massan mukana toiseen vaiheeseen seu- raava, aktiivikloori, % 0,38 0,37 25 pois Puristetun nesteen pH 5,25 5,10

Loppu-pH 4,90 4,70

Aktiivikloorijäännös 0,08 0,03

Vaaleus, % ISO 79 5 78,5 3 ' '

Viskositeetti, dm /kg 1130 1115 ' 30 Orgaanisesti sidottu kloori valkaisu- jäteliemessä mg/kg orgaanisesti sidottua ainetta 25 27 73020

Valkaisukemikaalien lisäys laskettiin %:eina absoluuttisen kuivasta massasta. Sama pätee jäämäkloori-pitoisuuteen. Vaaleus määritettiin SCAN-C 11:75:n mukaan ja viskositeetti SCAN-C 15:62:n mukaan. Orgaanisesti sidotun kloorin määrä valkaisujäteliemessä määritettiin 5 petrolieetterillä uuton jälkeen.

Kuten edellä olevasta taulukosta käy ilmi, molemmille massoille saatiin samanarvoinen vaaleus. Viskositeetissa on vain marginaalinen ero. Se mikä erottaa nämä kokeet toisistaan on, kuten aiemmin todettiin, että ko-10 keessa 1 on tuoretta klooridioksidia lisätty selluloosa- massaan, kun taas kokeessa 2 on kokeesta 1 pois puristettua valkaisunestettä vahvistettu tuoreella kloorilla ja käytetty tuoretta klooridioksidia. Koe 2 osoittaa, että suuri osa lisätystä tuoreesta aktiivikloorista voi olla klooria.

15 Tässä kokeessa lisättiin, kuten näkyy, 39 % klooria lisätyn tuoreen aktiivikloorin kokonaismäärästä. Tämä osoittaa, että suuri osa kalliista valkaisukemikaalista klooridioksi-di voidaan korvata halvalla valkaisukemikaalilla kloori keksinnön mukaisessa menetelmässä ilman, että massan laatu-20 ominaisuudet huononevat, ja ilman mainittavaa orgaanisesti sidotun kloorin lisäystä valkaisujäteliemessä.

Esimerkki 3

Keksinnön mukaisella menetelmällä on tehty kokeita myös tehtaan koelaitteistossa. Koe suoritettiin kuviossa 1 25 esitetyn vuokaavion mukaisesti.

: Koe tehtiin kuusisulfaattimassalla. jonka kappaluku 3 oli 8,0 ja viskositeetti 1115 dm /kg. Vertailun vuoksi massa valkaistiin tavanomaisessa klooridioksidivaiheessa (O-koe).

O-kokeessa massan sakeus oli 8 % . lämpötila 60°C ja 30 aika 180 minuuttia. Lisätty klooridioksidimäärä oli 2,2 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Massasuspension pH valkaisun lopussa oli 2,9 ja aktiivi-kloorin jäämäpitoisuus 0,05 % laskettuna absoluuttisen 35 kuivasta massasta.

13 73020

Keksinnön mukaisessa'kokeessa yllä mainitun massan suspensio, jonka sakeus oli 16 %, kuljetettiin johdon 1 kautta sekoittimeen 2. Tässä sekoittimessa selluloosa-massa sekoitettiin klooridioksidin vesiliuokseen, jota syötettiin johdon 3 kautta. Lisätty klooridioksidimäärä 5 oli 3,7 aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Massan sakeus aleni tällöin 3,3 %:iin. Massa-susesnsio kuljetettiin sen jälkeen viipymätilavuuden 4 läpi, joka oli sellainen, että viipymäajaksi tuli 2 minuuttia. Massasuspensiota edelleen kuljetettaessa se saapui lait-10 teeseen 5, jossa nestettä puristettiin pois ja poistettiin massasuspensiosta johdon 6 kautta. Tällöin massan sakeus nousi 15,1 %:iin. Sen jälkeen massasuspensio vietiin valkaisutorniin 7, jossa selluloosamassalla oli mahdollisuus reagoida jäljellä olevan kloorin kanssa 30 mi-15 nuutin ajan lämpötilassa 60 C. Valkaisutornin 7 jälkeen valkaisuprosessi keskeytetiin kuljettamalla massasuspensio esittämättä jätetylle pesusuodattimelle. Massasuspension pH ja aktiivikloorin jäämäpitoisuus olivat valkaisun lopussa 4,8 ja vastaavasti 0,03 % laksettuna absoluuttisen 20 kuivasta massasta.

Pois puristettu neste johdettiin johdon 6 kautta sekoitusastiaan 8. Nesteen mukana seurasi 2,07 % aktiivi-' klooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Johdon 9 kautta nesteeseen johdettiin kloorikaasua, joka vastasi 25 0,44 % aktiiviklooria. Tuoreutettu neste johdettiin joh don 10 kautta toiseen sekoitusastiaan 11, Johdon 12 kautta nesteeseen lisättiin klooridioksidivettä, jonka väkevyys oli 23,2 g aktiiviklooria/litra. Klooridioksidi-vesi sisälsi pienen määrän k'ooria.

14 73020 Tämä neste muodosti sen klooridioksidin vesiliuoksen, joka aiemmin esitetyn mukaisesti johdettiin massasus-pensioon johdon 3 kautta.

O-kokeen ja keksinnön mukaisesti valmistettujen pestyjen massojen vaaleus ja viskositeetti määritettiin.

5 Saadut analyysitiedot ja kemikaalien kulutus käyvät selville alla olevasta taulukosta 3.

Taulukko III

O-koe Keksinnön mukaan

Vaaleus, % ISO 78,5 78,3

Viskositeetti, dm'Vkg 1045 1060

Klooridioksidin kulutus, % aktiivi- , , 2,2 1,20 klooria

Kloorin kulutus, % - 0,44 15 Yllä olevat tulokset osoittavat, että massan ominaisuudet vaaleus ja viskositeetti ovat molemmilla massoilla samanarvoiset huolimatta siitä, että valkaisu-kemikaalien kulutus keksinnön mukaisessa menetelmässä on huomattavasti pienempi kuin 0-kokeessa. Edelleen on 20 valkaisuaika keksinnön mukaisessa menetelmässä huomattavasti lyhyempi. Tämä merkitsee, sitä että keksinnön mukaisen valkaisun taloudellisuus on ylivoimaisesti parempi kuin tavanomaisen klooridioksidivaiheen taloudellisuus. Esimerkki 4 25 Keksinnön mukaisella menetelmällä on myös tehty koe mäntysulfaattimassalla tehtaan koelaitteistossa. Koe suoritettiin kuviossa 1 esitetyn vuokaavion mukaisesti.

Koe tehtiin yllä mainitulla massalla, jonka kappa- 3 luku oli 3,0 ja viskositeetti 995 dm /kg. Vertailun vuoksi 30 massa valkaistiin tavanomaisessa klooridioksidivaiheessa (0-koe).

15 73020 O-kokeessa massan sakeus oli 8 %, lämpötila 60°C ja aika 180 minuuttia. Lisätty klooridioksidimäärä oli 1,6 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Massasuspension pH valkaisun lopussa oli 2,9 ja aktiivikloorin jäämäpitoisuus 0,08 % laskettuna 5 absoluuttisen kuivasta massasta.

Keksinnön mukaisessa kokeessa kuljetettiin yllä mainitun massan suspensio, jonka sakeus oli 16·%, johdon 1 kautta sekoittimeen 2. Tässä sekoittimessa selluloosa-massa sekoitettiin klooridioksidin vesiliuokseen, jota syötettiin johdon 3 kautta. Lisätty klooridioksidimäärä oli 2,7 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Massan sakeus aleni tällöin 8 %:iin. Massasuspensio kuljetettiin sen jälkeen viipymätilavuu-teen 4, joka oli sellainen, että viipymäajaksi tuli 30 ]_5 minuuttia. Lämpötila oli 60°C. Massasuspensiota edelleen kuljetettaessa se saapui laitteeseen 5, jossa nestettä poistettiin massasuspensiosta syrjäyttämällä puris-tussuodattimella pesunesteellä, jota syötettiin johdon 13 kautta. Tällöin poistettiin käytännöllisesti katsoen 20 kaikki aktiivikloori johdon 6 kautta, mikä merkitsi sitä, että valkaisuprosessi keskeytettiin. Massauspension pH oli valkaisun lopussa 5,1. Aktiivikloorimäärä syrjäytetyssä nesteessä johdossa 6 oli 1,62 %. Syrjäytetty neste johdettiin johdon 6 kautta sekoitusastiaan 8. Johdon 25 9 kautta nesteeseen lisättiin 0,41 % aktiiviklooria vas- taavasti kloorikaasua. Johdon 10 kautta 91 % syrjäytetystä nesteestä johdettiin sekoitusastiaan 11. Johdon 12 kautta nesteeseen johdettiin klooridioksidivettä, jonka väkevyys oli 15 g aktiiviklooria/litra. Johdon 12 kautta 30 lisättiin niin ollen klooridioksidia 0,85 % vastaavasti. Näin saatu klooridioksidin vesiliuos johdettiin aiemmin esitetyn mukaisesti massauspensioon johdon 3 kautta.

16 73020 O-kokeen ja keksinnön mukaisesti valmistettujen pestyjen massojen vaaleus ja viskositeetti määritettiin. Saadut analyysitiedot ja kemikaalien kulutus käyvät ilmi alla olevasta taulukosta 4.

Taulukko IV Keksinnön 5 0-koe mukaan

Vaaleus, % ISO ' 80,2 79,5 3

Viskositeetti, dm /kg 945 960

Klooridioksidin kulutus, % aktiiviklooria 1,52 0,85

Kloorin kulutus, % - 0,41 10

Aktiiviklooria palautuksessa (johtojen 14 ja 15 kautta), % - 0,18 « Yllä olevat tulokset osittavat, että massan ominai suudet vaaleus ja viskositeetti ovat samanarvoiset molem-15 missä massoissa huolimatta siitä, että valkaisukemikaalien kulutus on huomattavasti pienempi keksinnön mukaisessa menetelmässä kuin 0-kokeessa.

Kuten yllä esitetään, 91 % sekoitusastiassa 8 olevasta valkaisunesteestä johdettiin johdon 10, sekoitusas-20 tian 11 ja johdon 3 kautta takaisin lähtövalkaisuvaihee- seen. Muu valkaisunestemäärä (9 %} johdettiin johtojen 14 ja 15 kautta esittämättä jätetyn valkaisusarjän tavanomaiseen myöhempään klooridioksidivaiheeseen jossa se muodostui lisätyn valkaisunestemäärän osan. Tämän ansiosta alkuperäinen 25 selluloosamassaan lisätty valkaisunestemäärä tulee täysin hyväksi käytetyksi. Tämä merkitsee sitä, että keksinnön mukainen selluloosamassan valkaisu on taloudelliselta kannalta ylivoimainen verrattuna tavanomaisessa klooridioksi-divaiheessa suoritettuun selluloosamassan valkaisuun.

30 Edellä olevissa suoritusesimerkeissä esitetään tuoreutetun, erotetun valkaisunesteen osan hyväksikäyttö valkaisusarjän myöhemmässä vaiheessa. Kuljettamalla tämä neste johtojen 14 ja 16 kautta voidaan valkaisuneste käyttää hyväksi valkaisusarjän ai.emmassa valkaisuvaiheessa. Kuljettamalla neste johtojen 14 ja 17 kautta neste voidaan 35 käyttää hyväksi toisessa valkaisimossa tai esimerkiksi jäteveden käsittelyssä.

Claims (7)

1. Menetelmä ligniinin poistamiseksi selluloosa-massasta ja/tai selluloosamassan valkaisemiseksi pääasiassa klooridioksidilla, jolloin selluloosamassaan johde 5 taan klooridioksidia sisältävää nestettä ja selluloosamassa saatetaan reagoimaan klooridioksidin kanssa tietyn ajan ennen kuin aktiivisen kloorin määrä alenee huomattavasti, mahdollisesti mitättömän pieneen määrään, vähentämällä selluloosamassan mukana seuraavan nesteen määrää ja/tai 10 syrjäyttämällä mainittu neste vastasyötetyllä nesteellä, -tunnettu siitä, että aktiivista klooria sisältävä poistettu neste kloorilla ja mahdollista klooridioksidilla suoritetun tuorentuksen jälkeen pääasiassa johdetaan vasta-syötettyyn selluloosamassaan samassa ligniininpoisto/valka-15 suvaiheessa ja/tai selluloosamassaan toisessa ligniinin-poisto/valkaisuvaiheessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosamassan mukana seuraava nestemäärä ennen ligniininpoisto/valkaisuvai- 20 heen alkua on sellainen, että massan sakeus on 2-40 %, sopivasti 3-37 %, edullisesti 8-35 %, ja että massan sakeus klooridioksidia sisältävää nestettä lisäämällä annetaan 1,5-30%:iin, sopivasti 2,5-30%:iin, edullisesti 6-25%:iin.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aika klooridioksidia sisältävän nesteen lisäyksen ja selluloosamassaan käytettävissä olevan aktiivisen kloorin alenemisen välillä on 0,1-30 minuuttia, sopivasti 0,20-20 minuuttia, edullisesti 30 0,3-30 minuuttia.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotettuun nesteeseen lisätty kloorimäärä on 10-35 %, sopivasti 15-30 %, edullisesti 22-26 % nesteessä jo olevasta aktiivi.sen kloorin määrästä. ‘35

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, 18 7 3 0 2 0 tunnettu siitä, että selluloosamassan mukana seu-raava neste, erotettu neste ja tuoreutettu neste saatetaan pH-arvoon 4-6, sopivasti 4,5-5,5, edullisesti 4,75-5,25.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, t u n -5 n e t t u siitä, että selluloosamassaa varten käytettävissä olevaa aktiivisen kloorin määrää alennetaan vain siinä määrin, että jäljellä oleva määrä on huomattava ja että selluloosamassa saatetaan jatkamaan reagointia jäljellä olevan aktiivisen kloorin kanssa toisessa vaiheessa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että selluloosamassa saatetaan reagoimaan jäljellä olevan aktiivisen kloorin kanssa 0,1-60 minuutin, sopivasti 0,2-45 minuutin, edullisesti 0,3-30 minuutin ajan. 1 5 19 73020