FI74497B - Foerfarande foer blandning av kemikalier med massa av ved och vid foerfarandet anvaend blandare. - Google Patents

Description

j 74497

Menetelmä kemikaalien sekoittamiseksi puumassan kanssa ja menetelmässä käytettävä sekoitin

Keksintö koskee menetelmää kemikaalin sekoitta-5 miseksi puumassan kanssa ja menetelmässä käytettävää se- koitinta.

Massanvalmistus tarkoittaa puuhakkeen tai muun osasmaisen puuaineksen muuttamista kuitumuotoon. Kemiallinen massanvalmistus vaatii hakkeen keittämistä liuok-10 sessa kemikaalin kanssa ja se käsittää värjäävän ainek sen, kuten puuhun liittyvän ligniinin, osittaisen poistamisen .

Valkaisu tarkoittaa selluloosakuitujen käsittelyä kuituihin yhdistyneen värjäävän aineen poistamiseksi tai 15 muuttamiseksi siten, että kuidut heijastavat valkoista valoa paremmin.

Massanvalmistuksen ja valkaisun yhteydessä käytetään seuraavia standardisymboleja: S = sulfiitti 20 K = sulfaatti

So = sooda C = kloori H = natrium- tai kalsiumhypokloriitti E = alkaliuutto, tavallisesti natriumhydroksidilla 25 D = klooridioksidi P = alkalinen peroksidi O = happi A = happoesikäsittely tai -jälkikäsittely Sakeudella tarkoitetaan massakuitujen määrää liet-30 teessä ilmaistuna prosentteina uunikuivien kuitujen ja liuottimen, tavallisesti veden, kokonaispainosta. Sitä nimitetään joskus massapitoisuudeksi.

Massan sakeus riippuu käytetyn vedenpoistolaitteis-ton tyypistä. Seuraavat määritelmät perustuvat niihin, jot-35 ka on esitetty julkaisuissa: Rydholm: Pulping Processes, 2 74497

Interscience Publishers, 1965, sivut 862-863 ja TAPPI Monograph nro 27, The Bleaching of Pulp, Rapson toimittaja, The Technical Association of Pulp and Paper Industry, 1963, sivut 186-187.

5 Pieni sakeus on 0-6 %, tavallisesti 3 %:n ja 5 %:n välillä. Se on suspensio, joka on pumpattavissa tavallisella keskipakopumpulla ja on saatavissa käyttäen sakeutti-mia ja suodattimia ilman puristusteloja.

Keskisakeus on 6-20 %. 15 % on jakava piste keski-10 sakeusalueella. Alle 15 %:n sakeus voidaan saavuttaa suodattamilla . Tämä on massamaton sakeus sen poistuessa tyh-jörumpusuodattimilta ruskean massan pesujärjestelmässä ja valkaisujärjestelmässä. Pesurilta, joko keiton jälkeisen massan pesurilta tai valkaisuvaiheen pesurilta, poistuvan 15 lietteen sakeus on 9-13 %. 15 %:n yläpuolella vedenpoistoa varten tarvitaan puristusteloja. Rydholm toteaa, että tavallinen alue keskisakeudelle on 10-18 %, kun taas Rapson toteaa sen olevan 9-15 %. Liete on pumpattava erikoisko-neistolla silloinkin, vaikka se vielä on koossapysyvä ja 20 nestemäinen faasi korkeammissa lämpötiloissa ja lievän puristuksen alaisena.

Suuri sakeus on 20-40 %. Rydholm toteaa, että tavallinen alue on 25-35 % ja Rapson toteaa, että alue on 20-35 %. Nämä sakeudet ovat saavutettavissa ainoastaan puris-25 timilla. Kuidut imevät nestefaasin täydellisesti ja massaa voidaan pumpata ainoastaan hyvin lyhyitä matkoja. Käytännön tarkoituksia varten se on ei-pumpattavaa.

Massan määrä ilmaistaan usealla eri tavalla.

Uunikuivan massan katsotaan olevan vapaa kosteudesta 30 eli uunikuiva. Sen arvo määritetään kuivaamalla massaa uunissa 100-105°C:n lämpötilassa, kunnes massan paino pysyy muuttumattomana. Sen katsotaan yleensä saavuttaneen muuttumattoman painon 24 tunnin jälkeen uunissa.

Ilmakuivan massan oletetaan sisältävän 10 % kos-35 teutta. Yksi tonni ilmakuivaa massaa vastaa 0,9 tonnia uu-nikuivaa massaa.

3 74497

Seuraavassa kuvataan tyypillistä massatehdasta ja siihen liittyviä happivalkaisujärjestelmiä ja verrataan esillä olevaa keksintöä tällaiseen tehtaaseen.

Kuvio 1A-1C on kaavio tyypillisestä sellutehtaasta.

5 Tehtaassa laitteen hakkeen tai massan kuljettamiseksi yhdestä työvaiheesta toiseen riippuvat massan sakeudesta ja laitteiston sijainnista. Kuljetusväline voi olla kuljetin tai laskukouru, jos sakeus on liian suuri massalle tai hakkeelle pumpattavaksi tai johto, jos massaa voidaan pumpata. 10 Hake 10, prosessivesi 11, höyry 12 ja sellutuskemi- kaalit 13 viedään keittimeen 14. Puuhaketta 10 voidaan käsitellä ennen keittimeen 14 tuomista. Tämä on valinnaista. Esimerkkejä tällaisesta käsittelystä ovat hakkeen esihöy-ryttäminen höyrytysastiassa tai sellutuskemikaalien imeyt-15 täminen hakkeeseen imeytysastiässä ennen hakkeen keittimeen tuomista. Kemikaalit 13 riippuvat käytetystä menetelmästä, olkoon se sulfaatti-, sulfiitti- tai soodamenetelm- ja keitin 14 voi olla toiminnaltaan joko panoksittainen tai jatkuva. Kuviossa on esitetty vuokeitin. Haketta keitetään 20 sopivissa olosuhteissa keittimessä. Nämä olosuhteet, jotka riippuvat hakelajista ja käytetystä sellutustyypistä, ovat hyvin tunnettuja.

Tuotteet sellutusprosessista ovat delignifioitu tai osittain delignifioitu puuhake, käytetyt sellutuskemikaalit 25 sekä ligniini- ja hiilihydraattituotteet, jotka ovat poistuneet puuhakkeesta sellutusprosessissa. Hakkeen käsittely keiton jälkeen riippuu osaksi käytetyn keittimen tyypistä. Pääosa käytetyistä sellutuskemikaaleista ja ligniinituot-teista poistetaan hakkeesta ennen enempää käsittelyä. Esi-30 tetyssä vuokeittimessä hake pestään keittimen pesuosastos-sa. Tämä on osoitettu prosessivedellä 15, joka tulee keittimen 14 pesuvaiheeseen ja poistovirtauksella 16, joka poistuu siitä. Poistovirtaus 16 koostuu ligniinistä ja hiilihydraateista, jotka on poistettu hakkeesta sellutuspro-35 sessin aikana ja käytetyistä sellutuskemikaaleista. Tämä poistovirtaus kuljetetaan käsittelylaitteeseen. Sulfaatti- 4 74497 massan ollessa kysymyksessä, tämä olisi talteenottojärjestelmä, jossa neste poltetaan sellutuskemikaalien talteen-ottamiseksi uudelleenkäyttöä varten.

Tämä pesu ei tapahtuisi eräkeittimessä. Panoksittai-5 sessa järjestelmässä kaikki pesu tapahtuisi jälkeentulevas-sa keitonjälkeisen massan pesusysteemissä.

Tämän käsittelyn jälkeen hake kulkee keittimestä 14 puskujohdon kautta varasto- tai puskusäiliöön 22. Sellutehtaissa on tavallista, että eri prosessien välissä on varas-10 tosäiliöitä, niin että koko tehdas ei pysähdy, jos yksi tehtaan osasto pysähtyy. Varastosäiliö 22 on eräs tällainen säiliö. Se olisi sellutusvaiheen ja jälkeentulevien pesu-tai valkaisuvaiheiden välissä. Varastosäiliö 22 on avoin ilmakehään ja on siten ilmakehän paineessa.

15 Säiliö 22 voi olla diffusööri varastosäiliön asemes ta. Diffusöörejä on selostettu Rydholm'in teoksessa Pulping Processes, Interscience Publishers, 1965, sivut 725-730 ja esitetty kuviossa 10.14 sivulla 728. Diffusöörejä seuraisi varastosäiliö.

20 Aines, joka kulkee puskujohdon läpi, on liete, joka sisältää jäljellä olevan ligniinin ja hiilihydraatit, käytetyt sellutuskemikaalit ja kuidut, jotka muodsotuvat hakkeesta, kun se pusketaan keittimestä. Hake muuttuu kuiduiksi, kun hakkeeseen kohdistuva paine osittain päästetään, 25 tavallisesti keittimen 14 ulostulossa. Liete on vielä vähäisen paineen alaisena sen siirtämiseksi puskujohdon läpi. Jos keitin on vuokeitin, lisäkuidutus voidaan tehdä jauhi-mella tai jauhimilla puskujohdossa. Jauhimet kuiduttavat suuret osaset, jotka eivät ole pienentyneet kuiduiksi ai-30 kaisemmin prosessissa. Tässä kaaviossa on esitetty kaksi jauhinta - 18 ja 19. Kahden jauhimen systeemissä ensimmäinen jauhin 18 suorittaa karkean jauhamisen ja toinen jauhin 19 hienojauhamisen. Jauhimet ovat valinnaisia. Niitä tavataan tavallisesti kraftlaineritehtaassa. Keittimessä 35 valkaistun massan.tehtaassa ei normaalisti olisi jauhimia puskujohdossa. Niitä ei liioin käytettäisi eräkeittimen yhteydessä.

5 V4497

Puskujohto on esitetty kolmessa osassa - osa 17 keittimen 14 ja jauhimen 18 välissä; osa 20 jauhimien 18 ja 19 välissä; ja osa 21 jauhimen 19 ja varastosäiliön 22 välissä.

Varastosäiliöstä 22 kuidut ja neste kuljetetaan pum-5 pulla 23 johdon 24 kautta pesureille ja lajittimille. Järjestelmää selostetaan seuraamalla massaa systeemin läpi ja seuraamalla sitten pesuvettä systeemin läpi.

Massaliete viedään ensin ruskean massan pesureille 28, joissa loput ligniinistä ja kemikaaleista poistetaan 10 kuiduista. Kuviossa on esitetty neljä pesuria. Tämä on määrä, jota normaalisti käytetään eräkeittimen yhteydessä. Pe-suosasto vuokeittimessä korvaisi kaksi ensimmäistä ruskean massan pesuria. Jokainen näistä pesureista on tavallisesti tyhj ö- tai painerumpupesuri tai tyhjö- tai painerumpusuoda-15 tin ja jokaisen toiminta on samanlainen. Tyhjö- tai paine-rumpupesurin toiminta selostetaan. Jotkut pesureista voivat kuitenkin olla diffusöörejä. Diffusöörissä massalietet-tä ei laimenneta ennen pesurille tuloa.

Massaliete johdosta 24 tulee pesurin 31 kyyppiin 30. 20 Tyhjörumpu 32 pyörii kyypin poikki ja tyhjö imee lietteessä olevat kuidut suodatusrummun ulkopinnalle ja pitää kuidut maton muodossa pintaa vastaan imien samalla nestettä tai suodosta suodatuskankaan läpi tyhjörummun sisäputkitukseen poistettavaksi poistovirtauksena. Pyörivä rumpu kuljettaa 25 kuitumaton kyypistä ryhmän suihkutinpäitä ohitse, jotka suihkuttavat laimeaa suodosta matolle nesteen syrjäyttämiseksi matosta. Tyhjö imee myös tämän syrjäytetyn nesteen rummun sisäputkitukseen. Pesurilta joko tässä selostetuilta ruskean massan pesureilta tai myöhemmin selostetuilta vai-30 kaisupesureilta, poistuvan maton sakeus on tavallisesti 8-15 %.

Massamatto 33 poistetaan rummun 32 pinnalta kaavin-terällä, kannatusviiroilla tai nauhoilla rummun tai maton välissä, teloilla tai jollakin muulla tavallisella tavalla 35 ja viedään toisen ruskean massan pesurin 51 kyyppiin 50. Jälleen kuidut tarttuvat tyhjörummulle 52. Massamatto 53 pestään vielä heikommalla suodoksella ja poistetaan e 74497 tyhjörummulta 52 ja viedään ruskean massan pesurin 71 kyyp-piin 70. Tämän pesurin toiminta on samanlainen kuin muiden, tyhjörumpu on 72 ja matto 73. Matto 73 kuljetetaan ruskean massan pesurin 91 kyyppiin 90. Toiminta tässä pesurissa on 5 jälleen sama kuin muissa, tyhjörumpu on 92 ja matto 93.

Ruskean massan pesureilta massamatto 93 viedään varastosäiliöön 110 paksumassapumpun 96 avulla. Säiliön 110 alemmassa osassa massa laimennetaan ja kuljetetaan sitten johdon 111 kautta pumpulla 112 lajittimille 113, joilla 10 suuremmat kuitukimput ja oksat poistetaan. Kuitukimput ja oksat 114 kuljetetaan jatkokäsittelyyn sopivalla kuljetus-laitteella .

Massa 115 kuljetetaan lajittimilta 113 sakeuttimen 121, jossa lisävesi poistetaan, kyyppiin 120. Sakeuttimen 15 toiminta on samanlainen kuin pesurien. Sakeuttimessa käytetään tai ei käytetä pesusuihkuja. Tyhjörumpu on 122 ja mas-samatto on 123. Massa 123 kuljetetaan paksumassapumpulla 126 suurpainevarastosäiliöön 140, jossa sitä varastoidaan, kunnes se valkaistaan.

20 Neste tai suodos kyypistä 120 ja matosta 123 virtaa putkituksen läpi, joka kulkee säteittäin tyhjäkammioista tyhjörummun 122 pinnalla putkeen pyörivän rummun keskusak-selissa. Tämä neste tai suodos kulkee keskusputken ja ulkopuolisen johdon 128 kautta suodosvarastosäiliöön eli sul-25 kusäiliöön 129. Säiliötä 129 nimitetään sekä varastosäiliöksi että sulkusäiliöksi, koska sen tehtävänä on sekä varastoida suodosta jatkokäyttöä varten että sulkea tyhjörumpu 122 ulkopuolisesta ilmakehästä tyhjöjärjestelmän alemman paineen ylläpitämiseksi rummun sisällä.

30 Suodosta säiliöstä 129 voidaan käsitellä monilla tavoilla. Monet käytöistä voivat tapahtua samanaikaisesti. Vaikka seuraava selostus on spesifinen poistovirtaukselle säiliöstä 129, se kuvaa samalla, miten poistovirtausta mistä tahansa pesurista ruskean massan pesusysteemissä 28 voi-35 täisiin käsitellä.

Seuraava selostus kuvaa, kuinka poistovirtausta jokaisesta pesurista käsitellään.

7 74497

Ensiksi suodos säiliöstä 129 käytetään uudelleen pienentämään massalietteen sakeutta, joka liete tulee joko sa-keuttimeen 121, tulee lajittimille 113 tai poistuu varasto-säiliöstä 110. Johto 130 kuljettaa suodoksen johtoihin 131, 5 133 ja 135. Johto 131 ja pumppu 132 tuovat suodoksen takai sin lajiteltuun massaan 115 pienentämään kuitulietteen, joka tulee kyyppiin 120, sakeus n. 1,5 %:iin. Johto 133 ja pumppu 134 vievät suodoksen takaisin johtoon 111 pienentämään massalietteen, joka tulee lajittimille 113, sakeus 10 0,2-2 %:iin. Johto 135 ja pumppu 136 tuovat suodoksen takaisin varastosäiliöön 110 säiliöstä poistuvan kuitu-lietteen sakeuden pienentämiseksi n. 5 %:iin. Toiseksi suodos, jota ei käytetä laimentamiseen, voidaan ottaa poisto-virtauksen käsittelysysteemiin johdolla 130 ja poistovir-15 tausjohdolla 29. Tämä käsittely käsittää poistovirtauksen yhdistämisen poistovirtauksen kanssa johdossa 16 tai poistovirtauksen viemisen suoraan keittoliuoksen talteenotto-järjestelmään. Olisi ymmärrettävä, että eräkeitinjärjestelmässä keittimen poistovirtaus otetaan täydellisesti talteen 20 keiton jälkeisen massan pesusysteemistä, kun taas vuokei-tinjärjestelmässä ainoastaan osa keittimen poistovirtauk-sesta otetaan talteen ruskean massan pesureilta.

Kaikkea jäljellä olevaa suodosta käsiteltäisiin poistovirtauksena ellei käytetä vastavirtapesua, joka se-25 lostetaan seuraavassa. Osaa suodoksesta voidaan käsitellä poistovirtauksena silloinkin, jos käytetään vastavirtapesua .

Kolmanneksi suodosta säiliöstä 129 voidaan käyttää pesuvetenä ruskean massan pesusysteemissä 28 vastavirta-30 pesujärjestelmässä. Tässä järjestelmässä suodoksen virtaus on vastakkainen massan virtaukselle. Johto 137 ja pumppu 138 vievät suodoksen takaisin ruskean massan pesurille 91 käytettäväksi pesuvetenä. Suodosta ruiskutetaan massama-tolle suihkutinpäillä 95 ja se syrjäyttää matossa olevan 35 nesteen. Tätä suodosta voidaan suihkuttaa myös kantoviiroil-le, nauhoille tai teloille sen jälkeen kun massamatto on erotettu niistä ja kaikkien viiroihin, nauhoihin tai 8 74497 teloihin takertuneiden massakuitujen poistamiseksi, jos vettä käytetään ilman asemesta tähän tehtävään. Tämä tapahtuu puhdistuspesulaitteella 94. Lisävettä tarvitaan täydentämään suodos. Tätä saadaan prosessivesijohdosta 97.

5 Suodoksen virtaus ruskean massan pesurin 91 läpi on samanlainen kuin virtaus sakeuttimen 121 läpi. Neste, joko matosta tai kyypistä, viedään sisäisen putkituksen kautta johtoon 98 ja johdon 98 kautta suodosvarastosäiliöön eli sulkusäiliöön 99. Jälleen suodosta sulkusäiliöstä 99 voi-10 daan käsitellä monilla tavoilla. Johto 100 voisi kuljettaa sen poistovirtausjohtoon 29. Johto 101 ja pumppu 102 voisivat kuljettaa suodoksen massaan 73 pienentämään massaliet-teen sakeus 1,5 - 3,5 %:iin, kun se tulee kyyppiin 90. Johto 103 ja pumppu 104 voisivat viedä suodokset ruskean mas-15 san pesurille 71 käytettäväksi pesuvetenä.

Prosessi ruskean massan pesureissa 71, 51 ja 31 on suurimmaksi osaksi samanlainen kuin prosessi ruskean massan pesurissa 91, joten osat on numeroitu samalla tavalla. Suihkutinpäät ovat vastaavasti 75, 55 ja 35. Puhdistuspesu-20 laitteet ovat vastaavasti 74, 54 ja 34. Suodosjohdot ovat 78, 58 ja 38 ja suodosvarasto- tai sulkusäiliöt ovat 79, 59 ja 39. Suodosjohdot sulkusäiliöistä poistovirtausjohtoon 29 ovat 80, 60 ja 40.

Lietteen, joka tulee johonkin kyypeistä 70, 50 tai 25 30, sakeuden tulisi olla 1,5 - 3,5%. Johdot ja pumput, jot ka tuovat suodoksen massaan kyyppiin tulevan lietteen sakeuden pienentämiseksi, ovat 81 ja 82, 61 ja 62 sekä 41 ja 42, vastaavasti. Vastavirtapesuvesijohdot ja pumput ovat 83 ja 84 sekä 63 ja 64.

30 Ruskean massan pesurissa 31 johto 43 ja pumppu 44 kuljettavat suodoksen varastosäiliöön 22 säiliön pohjalla olevan massalietteen sakeuden pienentämiseksi 2-3,5 %:iin ennen sen poistumista säiliöstä.

Jokaisessa ruskean massan pesurissa on mahdollista, 35 että tarvitaan ylimääräistä prosessivettä täydentämään suodos, jota on käytetty pesuvetenä. Johdot 77, 57 ja 37 ovat tätä tarkoitusta varten. Nämä johdot syöttäisivät kaiken 9 74497 pesuveden yksittäisille pesureille, jos edellä kuvattua vastavirtajärjestelmää ei käytetä ja sen sijaan käytetään myötävirtapesua.

Pesty massa, joka on kulkenut ruskean massan pesu-5 systeemin 28, lajittimien 113 ja sakeuttimen 121 läpi, jää varastosäiliöön 140, kunnes se kuljetetaan valkaisujärjestelmään.

Kuviossa 1 esitettyä valkaisuprosessia selostetaan myös seuraamalla massavirtaa valkaisujärjestelmän läpi pes- 10 tystä massasta valkaistuun massaan ja seuraamalla sitten pesuvettä sen tulosta prosessiin valkaisulaitoksen poisto- virtaukseen asti. Kuvattu nimenomainen valkaisusarja on D EDED. Prosessiolosuhteet on otettu edellä mainitusta c TAPPI-erikoistutkimuksesta The Bleaching of Pulp.

15 On olemassa monia muita valkaisusarjoja, joita voi taisiin käyttää. Luetteloita näistä sarjoista löytyy käsikirjoista. Yleensä ensimmäinen vaihe on kloorivaihe ja jäl-keentulevissa vaiheissa käytetään klooridioksidia, vetyperoksidia tai hypokloriittia. Näiden vaiheiden välissä on al-20 kaliuuttovaiheita.

Suurpainesäiliössä 140 varastoidun massan sakeus on normaalisti n. 9-15 %. Tämä massaliete kuljetetaan säiliöstä 140 johdon 141 kautta säiliöön 146 pumpulla 142. Johdossa 141 oleva massa laimennetaan lisävedellä tai suodoksella 25 n. 5 %:n sakeuteen. Sekoittimessa 144 johdossa 141 liete sekoitetaan klooridioksidin kanssa johdosta 145 ensimmäisen valkaisuvaiheen D D-vaiheena. Jos ensimmäinen vaihe on c pelkästään kloorivaihe, silloin tämä vaihe jätettäisiin pois. Käsitelty laimea liete tulee varastosäiliöön 146, 30 jossa klooridioksidi reagoi valkaisemattoman massan kanssa. Tämän säiliön koko riippuu käsiteltävän massan määrästä ja klooridioksidikasittelyn ajasta. Tämä alkukäsittely kestää normaalisti 1-5 minuuttia. Liete poistuu säiliöstä johtoon 150 ja käsitellään kloorilla.

35 Klooria johdosta 151 ja prosessivettä johdosta 152 sekoitetaan imurissa 153 ja laimennettu kloori virtaa johdossa 154 sekoittimeen 155, jossa kloori sekoittuu laimean 10 74497 massalietteen kanssa johdossa 150. Käsitelty liete siirretään pumpulla 156 johdon 150B kautta kloorivalkaisutorniin 157. Torni 157 on mitoitettu sallimaan kloorin reagoiminen vieraan aineen kanssa valkaisemattomassa massassa. Tämä pi-5 dätys- tai reaktioaika riippuu osaksi veden lämpötilasta. Minimilämpötilassa TAPPI-tutkimus ehdottaa pidätysajaksi n. 45-60 minuuttia sulfiittimassalle ja 60-90 minuuttia sulfaattimassoille. Käsitelty liete poistuu säiliöstä 157 ja kuljetetaan johdon 158 ja pumpun 159 kautta.

10 Liete johdossa 158 yhdistetään lisäveden tai suodok- sen kanssa pienentämään sakeus n. 1-1,5 %:iin. Tämä laimea liete virtaa pesurin 161 kyyppiin 160. Jälleen on kuviossa esitetty tyhjörumpupesuri tai suodatin. Tämän pesurin toiminta on samanlainen kuin ruskean massan pesurien.

15 Tyhjörumpu 162 pyörii kyypissä. Tyhjö imee lietteessä olevat kuidut rummun ulkosuodatinpinnalle ja pitää ne pintaa vastaan muodostamaan matto imien samalla nestettä tai suo-dosta suodatinkankaan läpi tyhjöjärjestelmän sisäputkituk-seen rummussa poistettavaksi poistovirtauksena. Pyörivä 20 rumpu 162 kuljettaa kuitumaton kyypistä ryhmän suihkutin-päitä ohitse, jotka suihkuttavat vettä tai laimeaa suodosta matolle syrjäyttämään mattoon tarttuneet reaktiotuotteet ja reagoimaton kloori.

Massamatto 163 poistetaan rummun 162 pinnalta. Pois-25 tolaite on sama kuin ruskean massan pesureissa - kaavinterä, kantoviiroja tai - nauhoja rummun ja maton välissä, teloja tai jollakin muulla tavallisella tavalla. Massamatto 163 siirretään sekoittimeen 166. Tämä siirto tapahtuu tavallisesti painovoiman vaikutuksesta laskukourun kautta pesuril-30 ta sekoittimeen.

Ennen poistumista pesurista 161 massamatto 163 kyllästetään emäksisellä liuoksella tai alkaliuuttoliuoksella johdosta 167. Tavallisesti käytetään natriumhydroksidiliuos-ta. Alkaliliuos levitetään matolle juuri sen poistuessa 35 tyhjörummulta 162, niin että liuos tunkeutuu massamattoon, mutta ei kulkeudu maton läpi pesurin poistovirtaukseen. Lisätty alkalimäärä, ilmaistuna natriumhydroksidina, on ,, 74497 11 0,5 - 7 % massan uunikuivasta painosta. Alkali voidaan lisätä massaan höyrysekoittimessa 166 pesurin 161 asemesta.

Höyrysekoittimessa 166 käsitelty matto sekoitetaan höyryn kanssa johdosta 168 nostamaan massan lämpötila n.

5 62°C:seen. Kuumennettu liete kuljetetaan johdon 169 kautta uuttotorniin 173 suurpainepumpu11a 170. Joissakin tapauksissa siirtäminen uuttotorniin tapahtuu painovoiman avulla. Virtaus uuttotornissa voi tapahtua ylöspäin tai alaspäin. Suurpainepumppu 170 sekä ylösvirtaustornille että alasvir-10 taustornille voi sijaita tornin pohjalla. Massa vietäisiin sitten alasvirtaustornin yläpäähän ulkopuolisella johdolla. Pumpun sijoittaminen laitoksessa on mukavuusasia. Pumpun syöttö ja päästävyys pumpulle huoltoa varten ovat tärkeitä seikkoja. Liete jää torniin 173 sallimaan uuttoliuoksen 15 reagoimisen kloorattujen ainesten kanssa ja uuttamisen massasta. Tämä kestää yhdestä kahtaan tuntiin.

Ennen poistumista uuttotornista massaliete sekoitetaan veden tai suodoksen kanssa laimennusvyöhykkeessä 174 sen sakeuden pienentämiseksi n. 5 %:iin. Liete kuljetetaan 20 johdolla 175 ja pumpulla 176 laimennusvyöhykkeestä 174 pesurin 181 kyyppiin 180. Pesuri 181 on esitetty kuviossa ja sen on selostettu olevan tyhjö- tai painerumpupesuri, mutta se voi olla diffusööri. Kulkunsa aikana johdon 175 läpi lietettä laimennetaan edelleen vedellä tai suodoksella, kunnes 25 sen sakeus on n. 1 -1,5 %, kun se tulee kyyppiin 180. Pesurin 181 toiminta on samanlainen kuin pesurin 161. Kuidut tarttuvat pyörivälle rummulle 182, pestään ja poistetaan massamattona 183.

Massa siirretään sitten klooridioksidivaiheen höyry-30 sekoittimeen 186. Tämä siirto voi jälleen olla painovoimalla tapahtuva pudotus laskukourun kautta. Ennen poistumista pesurista 181 mattoa 183 käsitellään pienellä määrällä alkalia johdosta 187. Tavallisesti käytetään natriumhydroksi-diliuosta. Se lisätään mattoon pisteessä rummulla, joka sal-35 lii liuoksen pysymisen matossa eikä läpikulkua suodokseen. Tämän käsittelyn tarkoituksena ei ole lisäuutto, vaan massan pH:n asettaminen ennen sen käsittelemistä klooridioksi- 12 74497 dilla. Massan pH:n tulisi olla väliltä 5-7, edullisesti 6, optimi vaaleutta varten, kun valkaistaan klooridioksidilla. Alkali voidaan lisätä höyrysekoittimessa 186 pesurin 181 asemesta. Höyrysekoittimessa 186 massa 183 sekoitetaan höy-5 ryn kanssa johdosta 188. Massan sakeus on n. 1 %-yksikköä pienempi kuin pesurilta poistuessaan, kun se poistuu höyry-sekoittimesta.

Massa poistuu höyrysekoittimesta 186 ja kuljetetaan johdon 189 kautta pumpulla 190 sekoittimeen 191, jossa se 10 sekoittuu klooridioksidin kanssa johdosta 192. Se tulee sitten klooridioksiditorniin 193. Tämä torni on tavallisesti ylösvirtaus-alasvirtaustorni. Pidätysaika tornissa on riittävän pitkä sallimaan klooridioksidin reagoiminen massan kanssa. Reaktio on lähes täydellinen yhden tunnin ku-15 luttua, mutta normaalisti sitä jatketaan neljään tuntiin asti. Siten pidätysaika tornissa on tavallisesti neljä tuntia. Ennen poistumista tornista liete laimennetaan n. 5 %:n sakeuteen laimennusvyöhykkeessä 194. Sitä käsitellään myös pienellä määrällä rikkidioksidia tai alkalia johdosta 197.

20 Rikkidioksidi tai alkali reagoi kaiken ylimääräisen klooridioksidin kanssa, niin että pesurista ei poistu vapaata klooridioksidia eikä sitä liioin ole pesurilta poistuvassa massassa.

Tämä laimennettu liete viedään sitten johdossa 195 25 ja pumpun 196 avulla pesurin 201 kyyppiin 200. Kulkunsa aikana johdon 195 läpi lietettä laimennetaan jälleen n. 1 - 1,5 %:n sakeuteen, kun se tulee kyyppiin 200 ja käsitellään jälleen lis-rikkidioksidilla johdosta 198. Massa tarttuu tyhjörummulle 202 ja reaktiotuotteet sekä reagoimattomat 30 valkaisukemikaalit peseytyvät siitä ennen sen poistamista massamattona 203. Tämä massa siirretään toisen uuttovaiheen höyrysekoittimeen 206, tavallisesti painovoimaputouksella laskukourun kautta. Jälleen lisätään natriumhydroksidia johdosta 207 pesurilla 201 tai sekoittimessa 206 käsitelty 35 massamatto 203 sekoitetaan höyryn kanssa johdosta 208. Tämä liete kuljetetaan sitten johdossa 209 pumpulla 210 uut-torniin 213. Olosuhteet uuttovaiheessa ovat samat kuin 13 74497 olosuhteet ensimmäisessä uuttovaiheessa. Tornissa virtaus voi tapahtua alaspäin tai ylöspäin.

Sopivan viipymisajan jälkeen massa tulee laimennus-vyöhykkeeseen 214 ja sen sakeus pienennetään n. 5 %:iin.

5 Massa viedään sitten johdon 215 kautta pumpulla 216 pesurin 221 kyyppiin 220. Pesuri 221 on myös esitetty kuviossa ja sen on kuvattu olevan tyhjö- tai painerumpupesuri, mutta se voi olla myös diffusööri. Massa laimennetaan jälleen n.

1 - 1,5 %:n sakeuteen ennen sen kyyppiin tuloa. Liete tart-10 tuu tyhjörummulle 222 ja pestään ja poistetaan massamatto-na 223. Jos on tarpeen, voidaan massan pH asettaa käsittelemällä mattoa natriumhydroksidilla johdosta 227. Tämä voi tapahtua rummulla 222 tai höyrysekoittimessa 226.

Massa tulee viimeiseen klooridioksidivaiheeseen. Olo-15 suhteet ja virtaus tässä vaiheessa ovat samanlaiset kuin ensimmäisessä klooridioksidivaiheessa. Massa pudotetaan tai viedään höyrysekoittimeen 226 ja sekoitetaan höyryn kanssa johdosta 228. Liete viedään johdon 229 kautta pumpulla 230 sekoittimeen 231, sekoitetaan klooridioksidin kanssa joh-20 dosta 232 ja viedään klooridioksiditorniin 233, joka on esitetty ylösvirtaus-alasvirtaustornina, jossa se viipyy 1-4 tuntia. Massa tulee sitten laimennusvyöhykkeeseen 234, jossa sen sakeus pienennetään n. 5 %:iin. Sitä käsitellään myös pienellä määrällä rikkidioksidia johdosta 237 kaiken 25 ylimääräisen klooridioksidin poistamiseksi.

Liete viedään laimennusvyöhykkeestä 234 johdon 235 kautta pumpulla 236. Kulkunsa aikana johdon 235 läpi massaa käsitellään jälleen lisärikkidioksidilla tai alkalilla johdosta 238 kaiken vapaan klooridioksidin poistamiseksi ja 30 sitä laimennetaan edelleen niin, että lietteen sakeus on n. 1 - 1,5 %, kun se tulee pesurin 241 kyyppiin 240. Se kootaan tyhjörummulla 242, pestään ja poistetaan valkaisu-systeemistä valkaistuna massana 243.

Matosta tarttuu tavallisesti massaa viiralle tai 35 nauhoille, jotka kuljettavat massamattoa pesurilta ja on tarpeen pestä nämä kuidut viiroilta tai nauhoilta kyyppiin ennen kuin ne koskettavat uusia kuituja. Tämä voidaan tehdä 14 74497 puhdistuspesulaitteella 164 pesurilla 161, puhdistuspesu-laitteella 184 pesurilla 181, puhdistuspesulaitteella 204 pesurilla 201, puhdistuspesulaitteella 224 pesurilla 221 ja puhdistuspesulaitteella 244 pesurilla 241. Myös ilmaa voi-5 daan käyttää.

Nesteen kulku pesurin läpi on samanlainen kuin ruskean massan pesureissa. Pesuvettä suihkutetaan matolle suih-kutinpäillä. Tämä vesi syrjäyttää massamattoon tarttuneen nesteen rummulla. Syrjäytetty neste kulkee pyörivän tyhjö-10 rummun sisäisen putkituksen kautta johtoon rummun keskiak-selissa. Tässä se yhdistyy nesteen kanssa, joka imeytyy rumpuun pesurikyypistä. Tämä yhdistynyt neste kulkee ulospäin rummun keskiputken läpi ja ulkopuolisen johdon kautta sulku- tai varastosäiliöön, joka pitää tyhjön rummussa 15 muodostamalla sulun rummun tyhjösisuksen ja rungon ulkopuolisen ympäristön paineen välille.

Pesurissa 161 prosessivesi suihkutinpäistä 251 kulkee tyhjörummun 162 keskiakseliin ja ulospäin ulkopuolisen johdon 252 kautta sulku- eli varastosäiliöön 253. Pesuris-20 sa 181 suihkutinpäät ovat 271, ulkopuolinen putki on 272 ja sulku- eli varastosäiliö on 273. Pesurissa 201 suihkutinpäät ovat 291, ulkopuolinen johto on 292 ja sulku- eli varastosäiliö on 293. Pesurissa 221 suihkutinpäät ovat 311, ulkopuolinen johto on 312 ja sulku- eli varastosäiliö on 25 313 ja pesurissa 241 suihkutinpäät ovat 331, ulkopuolinen johto on 332 ja sulku- eli varastosäiliö on 333.

Suodoksen kulkemat reitit sen poistuttua sulku- eli varastosäiliöstä ovat myös samat kuin reitit ruskean massan pesureissa.

30 Ensimmäiseksi suodosta käytetään laimentamaan lie tettä pesuvaiheessa tai tornissa.

Esimerkiksi, suodos laimentaisi massalietteen, joka kuljetetaan kyyppiin. Suodos kloorivaiheen pesurin 161 sul-kusäiliöstä 253 vietäisiin johdon 255 ja pumpun 256 kautta 35 johtoon 158 käytettäväksi kyyppiin 160 menevän massalietteen laimentamiseen. Samalla tavalla johto 275 ja pumppu 276 sekä johto 227 ja pumppu 278 vievät suodoksen ensimmäisen is 74497 uuttovaiheen pesurin 181 sulkusäiliöstä 273 johtoon 175 laimentamaan kyyppiin 180 menevä liete; johto 295 ja pumppu 296 sekä johto 297 ja pumppu 298 vievät suodoksen ensimmäisen klooridioksidivaiheen pesurin 201 syöttösäiliöstä 293 5 johtoon 195 laimentamaan kyyppiin 200 menevä liete; johto 315 ja pumppu 316 sekä johto 317 ja pumppu 318 vievät suodoksen toisen uuttovaiheen pesurin 221 sulkusäiliöstä 313 johtoon 215 laimentamaan kyyppiin 220 menevä liete; ja johto 335 ja pumppu 336 sekä johto 337 ja pumppu 338 vievät 10 suodoksen toisen klooridioksidivaiheen pesurin 241 sulku-säiliöstä 333 johtoon 235 laimentamaan kyyppiin 240 menevä liete.

Kloorivaiheessa johto 259 ja pumppu 260 kuljettavat myös suodoksen johtoon 141 laimentamaan massaa suurpaine-15 varastosta.

Uutto- ja klooridioksidivaiheissa suodosta syötetään myös laimentamaan lietettä ko. vaiheen tornin laimennus-vyöhykkeessä. Ensimmäisessä uuttovaiheessa suodos sulku-säiliöstä 273 kuljetetaan laimennusvyöhykkeeseen 174 joh-20 dolla 281 ja pumpulla 282. Ensimmäisessä klooridioksidivai-heessa johto 301 ja pumppu 302 kuljettavat suodoksen sulku-säiliöstä 293 laimennusvyöhykkeeseen 194. Toisessa uuttovaiheessa johto 321 ja pumppu 322 vievät suodoksen sulkusäiliöstä 313 laimennusvyöhykkeeseen 214 ja toisessa kloori-25 dioksidivaiheessa johto 341 ja pumppu 342 vievät poistovir-tauksen sulkusäiliöstä 333 laimennusvyöhykkeeseen 234.

Toiseksi suodos, jota ei käytetä uudelleen laimentamista varten, poistetaan poistovirtauksena tai jatkokäsittelyä varten johdolla 254 säiliöstä 253, johdolla 274 säi-30 liöstä 273, johdolla 294 säiliöstä 293, johdolla 314 säiliöstä 313 ja johdolla 334 säiliöstä 333. Poistovirtaus kloorivaiheen pesurilta 161 on erillään poistovirtauksesta muista pesureista, mikä johtuu sen suuresta kloori- tai suolapitoisuudesta ja sen suuremmasta jäämäainespitoisuudes-35 ta. Muut johdot - 274, 294, 314 ja 324 - päätyvät poisto-johtoon 3 50.

16 74497

Kaikkea jäljellä olevaa suodosta käsiteltäisiin pois-tovirtauksena, ellei käytettäisi vastavirtapesua. Osaa suo-doksesta voidaan käsitellä poistovirtauksena silloinkin, jos käytetään vastavirtapesua.

5 Esitetyssä vastavirtapesujärjestelmässä pesuvesi toista klooridioksidipesuria 241 varten on prosessivettä johdosta 330; pesuvesi toista uuttopesuria 221 varten on osittain tai kokonaan suodosta toisesta klooridioksidipe-surista 241, jota syötetään sulkusäiliöstä 333 johdolla 10 343 ja pumpulla 344; pesuvesi ensimmäistä klooridioksidi pesuria 201 varten on osittain tai kokonaan suodosta toisesta uuttopesurista 221, jota syötetään sulkusäiliöstä 323 johdolla 323 ja pumpulla 324; pesuvesi ensimmäistä uuttopesuria 181 varten on osittain tai kokonaan suodosta en-15 simmäisestä klooridioksidipesurista 201, jota syötetään sulkusäiliöstä 293 johdolla 303 ja pumpulla 304; ja pesuvesi klooripesuria 161 varten on osittain tai kokonaan suodosta ensimmäisestä uuttopesurista 181, jota syötetään sulkusäiliöstä 273 johdolla 283 ja pumpulla 284. Kaikki yli-20 määräinen pesuvesi syötettäisiin johtojen 250, 270, 290 ja 310 kautta. Nämä johdot syöttäisivät kaiken pesuveden yksittäisille pesureille, ellei käytetä vastavirtajärjestelmää ja sen sijaan käytetään myötävirtapesua.

Kemikaali-, vesi- ja höyrysyötöt systeemiin on esi-25 tetty kuvion 1 yläosassa. Prosessivettä tuodaan johdon 360 kautta eri johtoihin, jotka syöttävät vettä prosessiin.

Johto 351 keitinjohtoihin 11 ja 15, johtoihin 37, 57, 77 ja 97 ruskean massan pesureille 28, johtoon 152 kloori-imurille 153 ja johtoihin 250, 270, 290, 310 ja 330 valkaisu-30 järjestelmän pesureille. Klooria syötetään johdon 361 kautta johtoon 151. Alkalijohto 362 syöttää laimeaa alkalia johtoihin 167, 187, 207 ja 227. Se on normaalisti 5-10%:is-ta liuosta ennen tuloa johtoon 362. Klooridioksidijohto 363 syöttää klooridioksidiliuosta johtoihin 145, 192 ja 35 232. Höyryä syötetään johdon 364 kautta höyryjohtöihin 12, 168, 188, 208 ja 228. Rikkidioksidia syötetään johtoihin 197, 198, 237 ja 238 johdosta 365.

„ 74497

Menetelmät jonkin sellutus- tai valkaisuprosessin käyttökelpoisuuden ja tehokkuuden mittaamiseksi ovat mas-sasaanto, massan fysikaaliset ominaisuudet, massan lignii-ninpoistoaste, massan vaaleus ja kustannukset massan saa-5 miseksi.

Saanto voidaan mitata kahdella tavalla. Ensimmäinen on hiilihydraattien ja ligniinin painomäärä, jonka yksikkö puuta tuottaa. Lajiteltu saanto on läheisesti suhteessa ja verrannollinen tähän kemikaalipalautukseen. Suuri laji-10 teltu saanto tarkoittaa, että kemiallinen palautus on suuri ja pieni lajiteltu saanto tarkoittaa, että kemikaali-palautus on pieni. Toinen saannon mittaus on kuitusaanto laskettuna painosta yksikköä kohti puuta. Rejekti eli oksa-massa on suhteessa ja kääntäen verrannollinen kuitusaan-15 toon. Suuri rejektitaso merkitsee, että kuitupalaute on pieni ja alhainen rejektitaso tarkoittaa, että kuitupalaute on suuri. Kokonaissaanto on näiden kahden saannon summa. Ihannetilanne olisi sellainen, jossa kemikaalipalaute on suuri ja kuitupalaute on suuri, mistä on osoituksena suuri 20 lajiteltu saanto ja alhainen oksamassataso.

Fysikaaliset ominaisuudet ovat suotautuvuus, puhkaisu, repäisy, taitto, katkeamispituus, tiheys ja viskositeetti. Massanäytteitä jauhetaan PFI-koneessa, joko tietty määrä kierroksia ja määritetään suotautuvuus tai mää-25 rättyyn suotautuvuuteen ja aika tähän suotautuvuuteen määritetään. Massan suotautuvuus, Canadian Standard Freeness (CSF), määritetään TAPPI-standardimenetelmällä T 227 M-58, korjattu elokuussa 1958. Juahettua massaa testataan puhkaisun, repäisyn, taiton, katkeamispituuden ja tiheyden 30 suhteen. Puhkaisu on lukuarvo, joka saadaan jakamalla puh- 2 2 kaisulujuus grammoissa/cm arkin neliömassalla grammoissa/m ja se määritetään TAPPI Standard Test T 220 M-60, 1960 Revised Tentative Standard -menetelmällä. Tätä testiä käytetään myös repäisyn määrittämiseen. Repäisy on lukuarvo 35 ja on 100 e/r, jossa e on voima grammoina, joka tarvitaan yksinkertaisen arkin repimiseen ja r on arkin paino pinta- 2 yksikköä kohti grammoissa/m . Taitto, katkeamispituus 74497 3 18 metreissä ja tiheys grammoissa/cm määritetään TAPPI Standard Test T 220 OS-71 menetelmällä. Massan viskositeetti esitetään senttipoisina ja se määritetään standardimenetelmällä TAPPI Standard Method T 230 SU-66.

5 On olemassa kaksi päämittaustyyppiä sellutus- tai valkaisuprosessin täydellisyyden määrittämiseksi, lignii-ninpoistoaste ja massan vaaleus. Näiden kahden välillä ei näytä olevan mitään vastaavuussuhdetta, koska delignifi-kaatiotekijä on mitta jäämäligniinistä massassa ja vaaleus 10 on mitta massa-arkin heijastavuudesta.

On olemassa useita menetelmiä massan ligniinipoisto-asteen määrittämiseksi, mutta useimmat ovat muunnoksia per-manganaattitestistä.

Normaali permanganaattitesti antaa permanganaatti-15 eli K-luvun - 0,1N kaliumpermanganaattiliuoksen kuutio- senttimetrimäärä, jonka 1 g uunikuivaa massaa kuluttaa määritellyissä olosuhteissa. Se määritetään TAPPI-standardi-testillä T-214.

Kappaluku on samanlainen kuin permanganaattiluku, 20 mutta se mitataan huolellisesti säädetyissä olosuhteissa ja korjataan olevan samanarvoinen 50 %:n kanssa näytteen kanssa kosketuksessa olevan permanganaattiliuoksen kulutuksesta. Testi antaa ligniinipoistoasteen massoille laajemmalta delignifikaatioalueelta kuin permanganaattiluku. Se 25 määritetään TAPPI-standarditesti T-236:n mukaisesti.

PBC on myös eräs permanganaattitesti. Testi on seuraava: 1. Noin 5 g käsin puristettua massaa lietetään 600 ml:n dekantterilasissa ja poistetaan kaikki päistäreet. 30 2. Muodostetaan koearkki 12,5 cm:n Buchner-suppi- lossa, pestään 500:11a ylimääräisellä ml :11a vettä. Suodatinpaperi poistetaan massasta.

3. Koearkkia kuivataan viisi minuuttia 99-104°C:ssa.

4. Koearkki otetaan kuivausuunista ja siitä punnitaan 35 0,426 g. Tämä työvaihe tulisi tehdä n. 45 sekunnin vakio- ajassa muuttumattoman kosteuden takaamiseksi, sillä kuiva massa imee lisää kosteutta.

19 74497 5. Punnittu massanäyte lietetään 1 litran dekantte-rilasiin, joka sisältää 700 ml 25°C:eista vesijohtovettä.

6. Lisätään 25 ml 4N rikkihappoa ja sitten 25 ml 0,1000N kaliumpermanganaattia. Ajastin käynnistetään per- 5 manganaatin lisäyksen alkaessa.

7. Reaktio lopetetaan täsmälleen viiden minuutin kuluttua lisäämällä 10 ml 5-%:ista kaliumjodidiliuosta.

8. Titrataan 0,1000N natriumtiosulfaatilla. Lisätään tärkkelysindikaattoria lähellä titrauksen loppua, kun liuos 10 muuttuu oijenväriseksi. Loppupiste on saavutettu, kun sininen väri häviää.

Testiä suoritettaessa tiosulfaattia tulisi ensin lisätä niin nopeasti kuin mahdollista vapaan jodin vapautumisen estämiseksi. Titrauksen loppuosan aikana tiosulfaat-15 tia tulisi ensin lisätä niin nopeasti kuin mahdollista vapaan jodin vapautumisen estämiseksi. Titrauksen loppuosan aikana tiosulfaattia lisätään pisara kerrallaan juuri kunnes sininen väri häviää. Titrauksen tulisi olla loppuun suoritettu niin nopeasti kuin mahdollista liuoksen rever-20 sion tapahtumisen estämiseksi.

PBC-luku edustaa kloorimäärää nauloissa, joka tarvitaan täydellisesti valkaisemaan 100 naulaa ilmakuivattua massaa 20°C:ssa yhdessä ainoassa teoreettisessa valkaisu-vaiheessa ja on yhtä suuri kuin ml-määrä kulutettua kalium-25 permanganaattia määritettynä vähentämällä kulutetun tio-sulfaatin ml-luku lisätyn kaliumpermanganaatin ml-luvusta.

Monet muuttujat vaikuttavat tähän testiin, mutta tärkeimmät ovat näytteen paino, reaktiolämpötila ja reaktioaika .

30 On myös olemassa lukuisia menetelmiä massan vaaleu den mittaamiseksi. Se on tavallisesti heijastavuuden mitta ja sen arvo ilmaistaan prosentteina jossakin asteikossa. Eräs standardimenetelmä on GE-vaaleus (brightness), joka ilmaistaan prosenttina maksimi-GE-vaaleudesta, määritetty-35 nä menetelmällä TAPPI Standard Method TPD-103.

Eräs toinen vaaleuden tai delignifikaation mitta on kuidun opasiteetti. Opasiteetti määritetään prosenttina standardista menetelmällä TAPPI Standard Test T 425 OS-75.

20 7 4 4 9 7

Sellutusprosessin hinta mitataan sekä pääomakustannuksilla että käyttökemikaalikustannuksilla, jolloin pääomakustannukset ovat tehtaan ja laitteiden hinta ja käyttökustannukset ovat prosessin käytöstä aiheutuvat kemikaali-, 5 raaka-aine- ja työkustannukset.

Tehtaan pääomakustannukset ovar suuret, koska tarvitaan suuria astioita hakkeen tai massan säilyttämiseen jokaisen pitkän prosessivaiheen aikana. Esimerkiksi The Bleaching of Pulp toteaa, että reaktioajat ovat kloorival-10 kaisuvaiheelle 45-90 minuuttia, hypokloriittivalkaisuvai-heelle 1-8 tuntia, klooridioksidivalkaisuvaiheelle 1-4 tuntia ja uuttovaiheelle 1-2 tuntia. Tornin koko riippuu pi-dätysajasta, tuotantomäärästä, tehokkaasta tornitilavuudes-ta, sakeudesta, sulloasteesta ja massavirran tasaisuudesta. 15 Rydholm, viite edellä, osoittaa, että tilan tarve yhtä tonnia varten massaa astiassa vaihtelee kolmesta viiteentoista kuutiometriin, riippuen sakeudesta ja sulloastees-ta. Rydholm ehdottaa minimiksi 7,5 m /tonni massaa ja to-teaa, että 7-8 m /t massaa on normaali keskisakeustoimin-20 nalle. Tämä on todennäköisesti laskettu ilmakuivan massan perusteella, mikä on tavallinen perusta tehtaalla.

Pitäen tätä taustana nähdään nyt, miten tutkijat ovat yrittäneet lisätä happea sellutus- ja valkaisuprosessiin tai korvata systeemin osia happikäsittelyllä. Eräs 25 jatkuva huolen aihe oli hapen huono liukoisuus veteen ja sen huono siirtyminen kaasufaasista nestefaasiin ja kuituun. Tavalliset ratkaisut näihin ongelmiin ovat olleet suuret paineet, suuret happipitoisuudet, suuret massasakeudet tai erikoiset astiamuodot hapen siirtymisen edistämiseksi kui-30 tuun.

Kahdessa kirjoituksessa käsitellään hapen käyttöä ruskean massan pesujärjestelmässä. Nämä ovat Jamieson'in et ai. kirjoitus "Integration of Oxygen Bleaching in the Brownstock Washing System", Svenska Papperstidning, nro 5, 35 1973, sivut 187-191; ja eräs kirjoitus, joka kuvaa todel lista happijärjestelmää, jota käytetään ruskean massan pesujär jestelmässä , Jamieson, et ai. "Advances in Oxygen 21 74497

Bleaching III - Oxygen Bleaching Pilot Plant Operation", TAPPI marraskuu 1971, Voi. 54, nro 11, sivut 1903-1908. Kumpikin näistä systeemeistä vaatii sylinteripuristimen ennen happivaihetta, jotta massan sakeudeksi saataisiin 5 30 % ennen sen käsittelyä hapella.

Muita tätä prosessia käsitteleviä kirjoituksia ovat Jamieson'in, et ai., kirjoitus "Advances in Oxygen Bleaching", TAPPI, marraskuu 1971, Voi. 54, nro 11, sivut 1903-1908; Jamieson, et ai.: "Mill Scale Application of 10 Oxygen Bleaching in Scandinavia", 1973 TAPPI Alkaline

Pulping Conference julkaisu, sivut 231-238; ja Fary, et ai., "Oxygen Bleaching at Chesapeake Corporation", 1973 Alkaline Conference.

Tämä järjestelmä, Modo-Cell'in Modo-CIL-järjestelmä, 15 on selostettu myös joukossa patentteja ja kirjoituksia.

Järjestelmää on selostettu kolmessa US-patentissa. Schleinofer, US-patentti 3 703 435, myönnetty 21.11.1972, kuvaa kuohkeutuslaitetta happireaktoria varten. Engström, US-patentti 3 668 063, myönnetty 6.6.1972, selostaa menetel-20 män mukanakulkeutuneen ilman poistamiseksi. Engström et ai., US-patentti 4 022 654, myönnetty 10.5.1977, kuvaavat uutta reaktorimallia. Nämä vaativat kaikki suuria sakeuksia. Ensimmäisen sakeusalue on 10-50 %, edullisesti 15-30 %. Toisessa mainitaan 20 % ja kolmas vaatii 18-40 %:n sakeuden. 25 siinä todetaan, että sakeuksia alueelta 3-16 % käytettiin laboratoriossa, mutta nämä sakeudet eivät sallisi hyvää hapen ja massan sekoittumista ilman liiallista energiaa sekoittamista varten. Se vaatii myös ajan viidestä minuutista yhteen tuntiin. Kaikki vaativat suuria paineita. Koska 30 ne kaikki ovat suurpainereaktoreita, ne ovat kalliita.

Erilaisia suoja-aineita on käytetty estämään tai vähentämään massan laadun huonontumista hapen vaikutuksesta. On olemassa lukuisia patentteja, joiden kohteena on erilaisia suoja-aineita, joita voitaisiin käyttää. Esimerk-35 kejä ovat Robert'in et ai., US-patentti nro 3 384 533, julkaistu 21.5.1968; Noreus'in et ai., US-patentti nro 22 7 4 4 9 7 3 652 386 , 28.3.1972; ja Smith1 in et ai., US-patentti nro 3 657 065, julkaistu 18.4.1972.

Huolen aiheena on myös ollut hapen kanavoituminen systeemissä ja erilaisia tapoja kanavoitumisen estämiseksi 5 on ehdotettu. Roymoulik'in et ai., US-patentti nro 3 832 276, julkaistu 27.8.1974, ja Phillips'in US-patentti nro 3 951 733, julkaistu 20.4.1976, mainitsevat tämän ongelman ja ehdottavat ratkaisuja.

Näissä patenteissa selostettu menetelmää vaatii 10 massan, jonka sakeus on alle 10 %, edullisesti n. 2-6 % ja erittäin edullisesti 3-4 %. Massa sekoitetaan hapen kanssa voimakkaasti leikkaavassa laitteessa ja liete viedään astiaan. Liete kohoaa ylöspäin astiaan. Liete kohoaa ylöspäin astian läpi. Mitään varsinaista kuitujen sekoit-15 tamista ei tapahdu niiden kulkiessa ylöspäin ja massaan kohdistuva paine alenee vähitellen. Suurin paine-ero on yhden ja 10 ilmakehän välillä. Tämä tehdään edullisesti valkaisutornissa, jonka korkeus on 40-300 jalkaa (12,2 - 91,4 m) .

20 "Yleisesti ottaen n. 5-120 minuuttiaon riittävä.

Suurempaa alkupainetta varten, joka aikaansaadaan korkeammalla tornilla, aika voidaan lyhentää n. 1-60 minuutin jaksoksi. 40 jalan tornilla, joka antaa paine-eroksi karkeasti n. yhden ilmakehän, on 30-60 minuuttia, edullisesti n.

25 40 minuuttia tyydyttävä".

Hapetettu massa ei mene suoraan säiliöön. Sekoitti-men ja säiliön välissä ovat lämmönvaihdin 5, poistoaukko 7 ja valinnaisesti esipaineistuskammio 6.

Lukuisissa patenteissa ja kirjoituksissa seloste-30 taan erityyppisiä sekoittimia.

Eräs erikoinen happireaktorimalli on esitetty Jamieson'in US-patentissa nro 3 754 417, julkaistu 28.4.1973. Reaktorissa on sarja välipohjia ja massaliete putoaa yhdeltä välipohjalta toiselle. Happi tai ilma on välipohjan 35 päällä ja välipohjalla olevaa lietettä sekoitetaan.

Kirk et ai., "Low Consistency Oxygen Delignification in a Pipeline Reactor - Pilot Study", 1977 TAPPI Alkaline 23 74497

Pulping/Seconadary Fibers Conference, Washington, D.C., 7-10.11.1977, kuvaavat putkireaktoria, jossa massaa 3 %:n sakeudessa valkaistaan hapella käyttäen vesiputousjärjestelmää. Happea yhdistetään pienin lisäyksin. Taulukossa 2 5 kappaluvut mitattiin 15 minuutin ja 30 minuutin väliajoin. Kuvio 4 on graafinen esitys kappaluvun pienentymisestä aikaa vastaan. Kappaluvut mitattiin 3, 5, 10, 15, 20 ja 30 minuutin kuluttua happilisäyksistä.

Seuraavat patentit ovat esimerkkejä patenteista, 10 joissa selostetaan erilaisia happikäsittelysysteemejä.

Grangaard'in et ai., US-patentissa 3 024 158, joka julkaistiin 6.3.1962, esitetään massan happikäsittely kel-lertymisen vähentämiseksi. Kuviot 1 ja 2 esittävät kahden astian järjestelmän, jossa happea lisätään nesteeseen toi-15 sessa astiassa ja massaa käsitellään hapetetulla nesteellä toisessa astiassa.

Reaktioaika riippuu reaktiolämpötilasta. Aikaa voidaan vaihdella viiden minuutin ja kolmen tunnin välillä reaktiolämpötiloissa 100-160°C. Vaikka menetelmää voidaan 20 käyttää valkaisemattomalle sulfaattimassalle ja muille massoille, joilla on pieni vaaleus, sitä on edullista käyttää valkaistulle massalle. Mainitun patentin esimerkit 1-8 kuvaavat valkaisemattomien sulfaattimassojen käsittelyä. Käsittelyaika oli 60, 120 ja 180 minuuttia.

25 Keksinnössä kuvataan myös kaksi suhdetta, jotka ovat tärkeitä, kun käytetään happea ja näiden suhteiden parametrejä. Ensimmäinen on hapen paineen liuoksen kanssa kosketuksessa olevassa atmosfäärissä suhde liuoksen höyryn paineeseen reaktiolämpötilassa. Sen tulisi olla vähintään 30 0,35 ja edullisesti 0,5 tai suurempi. Toinen on happea si sältävän atmosfäärin kanssa kosketuksessa olevan liuoksen pinta-alan, neliöjaloissa, suhde liuoksen tilavuuteen kuutiojaloissa. Sen täytyy olla suurempi kuin 4.

Patentin kuvio 3 esittää avoimen systeemin, jossa 35 massaa kuljetetaan lämmönvaihtimen 23 läpi ja syötetään sitten jatkuvasti turpiinisekoittimen 24 läpi samalla 24 744 97 5 syöttäen happea vähintään 40 psi:n (2,7579 x 10 Pa) paineella. Käsitelty massa johdetaan sitten massalaatikkoon 22 .

Kamyr-puskujohto-happisysteemi on selostettu 5 Richter'in US-patentissa 3 963 561, joka julkaistiin 15.6.1976 ja Kleppe'n et ai. raportissa "Oxygen Alkali Delignification at Kamyr Digester Blow Line Concistency -a status report", 1976 International Pulp Bleaching Conference 2.-6.5.1976, TAPPI, marraskuu 1976, Voi. 59, 10 nro 11, sivut 77-80. Tässä järjestelmässä happea lisätään massaan puskujohdossa keittimen ja happireaktorin välissä. Happi lisätään juuri ennen jauhinta reaktorin pohjalla. Massan sakeus on 5-20 % ja edullisesti 8-12 %. Reaktori on ylösvirtaus-alasvirtaus-tyyppiä, jossa massaa ja happea 15 kuljetetaan ylöspäin reaktorin kartiomaisessa sisäosassa ja ne virtaavat alaspäin reaktorin ulommassa osassa. Happi reagoi massan kanssa reaktorin ylösvirtausosassa, jossa massan täytyy viipua 20-30 minuuttia. Syklin tämän osan aikana massa hapettuu 90-%risesti. Koelatioksessa pidätysai-20 ka reaktorin sisäosassa oli 40 minuuttia.

Reaktoriin liittyy joukko mekaanisia ominaispiirteitä estämään massaa virtaamasta yläpäähän ja sen takaamiseksi, että massa pysyy reaktorin kartiomaisessa sisäosassa sopivan pituisen ajan. Patentin kohteena on ylimäärähapen 25 uudelleenkäyttö systeemissä.

Kirjoitus kuvaa systeemin käytössä Moss'in Norjan tehtaalla.

Lukuisat patentit ja kirjoitukset kuvaavat South African Pulp and Paper Industry-L'Aire Liquide-Kamyr-sys-30 teemiä, kun se eteni laboratoriosta kaupalliseen tuotantoon. Esimerkkejä ovat Robert'in et ai. US-patentti 3 384 533, julkaistu 21.5.1968; ja Smith'in et ai. US-patentti 3 657 065, julkaistu 18.4.1972.

Koetehdasta ja kaupallista yksikköä selostettiin 35 Myburgh'in et ai. kirjoituksessa 23.:ssa TAPPI Alkaline Pulping Conferencerssa. Kaupallista yksikköä kuvasi myös 25 744 97

Myburgh myöhemmässä kirjoituksessa "Operation of Sappi's Oxygen Bleaching Plant", joka esitettiin 1973 TAPPI Alkaline Pulping Conference:ssa.

Tämän systeemin kaupallisessa muunnoksessa käytettyä 5 happireaktoria on kuvattu Verreyne'n et ai. US-patentissa 3 660 225, myönnetty 2.5.1972. Reaktori on monimutkainen ja siinä on yksittäisiä välipohjia jokaiselle massakerrok-selle. Massan sakeus on 16-67 %. Eräässä esimerkissä annetaan massan korkeudeksi reaktioastiassa 15 m, reaktioajak- 10 si 30 minuuttia ja paineeksi 150 psig (1,0342 x 10 Pa). Reaktori on suuri, kallis paineastia.

Billerud'in systeemi on selostettu US-patentissa 4 004 967, julkaistu 25.1.1977. Tämä on myös suursakeus, suurpainesysteemi.

15 Toyo Pulp Company'n systeemi on kuvattu Magano'n et ai. US-patentissa 4 045 279, 30.8.1977 ja Nagano'n et ai. kirjoituksessa "Hopes Oxygen Pulping Process - Its Basic Concept and Some Aspects of the Reaction of Oxygen Pulping", TAPPI, lokakuu 1974. Käytetään suurpaineastiaa 20 ja aika reaktiota varten on 15-20 minuuttia. Kuvio 5 osoittaa, että reaktionopeus kasvaa, kun sakeus kasvaa. Reaktio-nopeudet sakeuksille 1/10 %, 1 % ja 3 % esitetään.

Rauma-Repolan systeemi on kuvattu Saksan Liittotasavallan patenttijulkaisussa 24 41 579, 13.3.1975 ja Yrjälän 25 et ai. kirjoituksessa New Aspects in Oxygen Bleaching, päivätty 18.4.1974. Systeemissä käytetään patentin kuvioissa 2 ja 3 esitettyä Vortex-sekoitinta (pyörresekoitinta). Käyttämällä joko useita läpiajoja yhden ainoan sekoittimen läpi tai useita sekoittimia sarjassa, on mahdollista val-30 kaista massa 5-15 minuutissa. Sakeus on 3 %.

Yrjälä et ai. "A new reactor for pulp bleaching" Kemian Teollisuus 29, nro 12:861-869 (1972) kuvaavat kloo-rireaktoria.

Richter, US-patentti 4 093 506, julkaistu 6.6.1978, 35 kuvaa sekoitinta valkaisuaineiden, kuten kloorin tai kloo-ridioksidin, sekoittamista suursakeusmassan kanssa. Nopeasti pyörivät roottorilavat pääasiallisesti leijuttavat 26 7 4 4 9 7 massan ja käsittelykaasu lisätään siihen sitten. Myös

Kamyr-reaktori on selostettu eräässä kirjoituksessa, "Pilot and Commercial results of Medium Consistency Chlorination", joka on esitetty seminaarissa Bleaching Seminar of Chlorination 5 and Caustic Extraktion, 10.11.1977 Washington, D.C:ssä.

TAPPI-erikoistutkimuksessa "The Bleaching of Pulp" kuvataan ja esitetään sivulla 325 ja vastaavasti 332 yksi- akselinen ja kaksiakselinen höyrysekoitin. Höyrysekoitti- 2 mella on n. 6 500 m :n pyyhkäisypinta-ala tonnia kohti uuni-10 kuivaa massaa.

Useat patentit ja kirjoitukset kuvaavat valkaisu-sarjoja, joissa käytetään happea.

Jamieson esittää päiväämättömässä kirjoituksessaan "The Present and Future Role of Oxygen Bleaching" joukon 15 sarjoja, joissa käytetään happea. Näitä ovat CpOD, COD, OCED, OCDOD, ODEDED ja 0CDEDE.

Rerolle et ai. US-patentti 3 423 282 kuvaa sarjoja, joissa on keskeinen OC-sarja. Näitä ovat OCE, OCP ja 0CH(in situ)* c-va^e on lyhennetty tunnista 15 minuuttiin 20 ja kloorimäärä on pienennetty 50-70 %:iin normaalisti käytetystä määrästä.

Smith et ai. mainitsevat US-patentissa 3 725 194 sarjat ODEDED, S02-02-S02~DED, So2-02~H-DED ja S02~02-DED. Grigorescu "Oxygen Bleaching of Fibrous Pulps", 25 Celuloza Si Hirtie 23 (2), 58-62 (1974) kuvaa sarjat AODED, COD, CODED ja OCDED.

Jamieson et al. "Mill Scale Application of Oxygen

Bleaching in Scandinavia" 1973 TAPPI Alkaline Bleaching

Pulping Conference, 231-238, luettelevat joukon sarjoja.

30 Nämä ovat O, OP, OH. OD, ODED, OCED, OC/DED, CODED, OC/DEHD, OCEDED, OC/DEDED, OHD, OPHD, OHPD, OC/DPD, OC/DEuD ja OC.

n

Jamieson et ai. "Advance in Oxygen Bleaching" TAPPI, 11/71, 54, nro 11, 1903-1980, vertailevat OC- ja CO-sarjoja.

35 Soteland, "Bleaching of Chemical Pulp With Oxygen and Ozone", Pulp and Paper Magazine of Canada, Vol. 75, nro 4, huhtikuu 1974, sivut 91-96, mainitsee joukon 74497 27 sarjoja, jotka käsittävät happi- ja suursakeus-otsoni-kä-sittelyjä. Näitä ovat happi-otsoni, happi-otsoni-peroksidi, happi-otsoni-hypokloriitti, happi-otsoni-otsoni-peroksidi ja happi-otsoni-otsoni-hypokloriitti.

5 Rothenburg, et ai., "Bleaching of Oxygen Pulps with

Ozone", TAPPI, Voi. 58, nro 8, elokuu 1975, sivut 182-185, kuvaavat happi-otsoni-, happi-otsoni-natriumhydroksidi-uut-to-otsoni-, happi-otsoni-peroksidi- ja happi-otsoni-etikka-happo-sarjoja. Otsonikäsittely tapahtuu suuressa sakeudes-10 sa kaikissa näissä sarjoissa.

Kirk et ai. "Low Consistency Oxygen Delignification in a Pipeline Reactor - Pilot Study", 1977 TAPPI Alkaline Pulping/Secondary Fibers Conference, Washington, D.C., 7.-10.11.1977, kuvaavat putkireaktoria, jossa massaa 3 %:n 15 sakeudessa valkaistaan hapella käyttäen vesiputousjärjestelmää. Happea tuodaan pienin lisäyksin. Taulukossa 2 kap-paluvut mitattiin 15 minuutin ja 30 minuutin välein. Kuvio 4 on graafinen esitys kappaluvun alenemisesta aikaa vastaan. Kappaluvut mitattiin 3, 5, 10, 15, 20 ja 30 minuuttia hap-20 pilisäyksen jälkeen.

On ollut vaikeaa lisätä happea massaan sakeuksissa, joissa se poistuu pesurilta. On myös ollut vaikeaa pystyä sekoittamaan happi lyhyessä ajassa. Suurin osa aikaisemmis-25 ta ratkaisuista vaati joko pitkät aikajaksot tai suuren määrän hyvin suurta laitteistoa.

Tavalliset happijärjestelmät vaativat useiden miljoonien dollarien pääomasijoitukset, mikä johtuu käytetyistä suurista astioista. Suursakeusjärjestelmät vaativat 30 monimutkaisen koneiston massan kuohkeuttamiseksi ennen hap-pikäsittelyä. Tämä rajoittaa happikäsittelyn yhteen ainoaan vaiheeseen.

Nyt päätettiin, että oli tarpeen lyhentää reaktio-aikaa, aikaansaada laitteisto, joka ei vaadi runsaasti pää-35 omaa ja toimia sakeuksissa, joita tavallisesti esiintyy sellutus- ja valkaisusysteemeissä systeemin käyttöön tarvittavan tehon pienentämiseksi. Massa poistuu tavallisesti 28 744 9 7 pesurilta tai jälkeentulevaita höyrysekoittimelta sakeuk-sissa n. 7-15 %. Sillä on sama sakeus massatehtaan muissa kohdissa. Siirryttiin yrittämään sekoittamista laitteistolla, joka sopii paremmin normaaliin massatehtaan ympä-5 ristöön, joka voitaisiin helposti sijoittaa väliin massa-tehtaaseen ilman tehtaassa olevan laitteiston suuria muunnoksia ja joka tarvitsi käyttöä varten vähemmän tehoa. Tehtäessä tämä ajateltiin, että pyyhkäistyn pinta-alan määrä, pinta-alan, jonka roottorit pyyhkäisevät massalietteen 10 kulkiessa sekoittimen läpi, on tärkeä. Tämä pinta-ala määritellään yhtälöllä: 1440?6(r 2-r 2) (R) (N) a = _1 z_ A t 15 jossa 2 A = pyyhkäisty pinta-ala tonnia kohti, m /t r.j = roottorin ulkosäde, m *2 = roottorin sisäsäde, m 20 R roottorin pyörimisnopeus, r/min N = roottorien lukumäärä t = tonnimäärä massaa (laskettuna uunikuivana), joka kulkee sekoittimen läpi päivässä.

Havaittiin, että pyyhkäistyn pinta-alan tulisi olla 25 10 000 - 1 000 000 m2/t uunikuivaa massaa. Määritettiin, että tällä alueella oli 25 000 - 150 000 m2:n alue/t uuni-kuivaa massaa, jolla oli tiettyjä ominaisuuksia, jotka olivat parempia: tarvittiin vähemmän tehoa eli reaktion kinetiikka oli olennaisesti parempi. Pyyhkäisty optimipinta- 2 30 ala on n. 65 400 m /t uunikuivaa massaa.

Määritettiin myös, että happi tulisi viedä massa-lietteeseen sekoitusvyöhykkeessä. Happea tulisi edullisesti syöttää differentiaalisesti massaan, kun se kulkee sekoittimen läpi. Tämä tehdään kemikaalin monilisäyksillä 35 staattoreiden läpi, jotka pistävät ulos massalietteeseen ja vähentävät massalietteen pyörimistä, kun se kulkee sekoitus vyöhykkeen läpi.

29 74497

Roottoreilla, jotka aikaansaavat pyyhkäistyn alueen lietteessä, on etu- ja takareunat, joiden käyryyssäteet ovat 0,5 - 15 mm. Vaikka etu- ja takareunan käyryyssäteet tavallisesti ovat samat, niiden ei tarvitse olla sitä. Roottorin 5 poikkileikkauksen tulisi edullisesti olla muodoltaan soikeaksi muotoiltu, edullisesti ellipsiksi, jonka pääakseli on pyörimisliikkeen suuntainen. Sen tulisi myös olla kape-neva. Roottorin takareunassa voi olla ura ja tätä uraa on käsitelty vettä hylkivällä päällysteellä.

10 Havaittiin myös, että sekoittimen keskuakselin läpi mitan tulisi olla n. puolet sekoittimen kokonaissisäläpimi-tasta, niin että muodostuu rengasmainen tila, jonka läpi liete kulkee samalla kun sitä käsitellään. Tapahtuu parempi reaktio, kun akselin läpimitta on vähintään puolet sekoit-15 timen sisäläpimitasta kuin silloin, kun akselin läpimitta on pienempi.

Sekoittimessa tulisi olla sekoitusvyöhyke, jossa 2 pyyhkäisty pinta-ala on 10 000 - 1 000 000 m /t uunikuivaa massaa. Edullinen alue on 25 000 - 150 000 m2 ja optimialue 2 20 on n. 65 400 m . Sekoittimessa oleville roottoreilla on edullisesti etu- ja takareunat, joiden kummankin käyryyssä-de on 0,5 - 15 mm ja joiden poikkileikkaus on elliptinen. Happea syötetään sekoitusvyöhykkeeseen staattoreiden kautta .

25 Keksijät päättivät tutkia sekä kalliiden kustannus ten että pitkien aikojen tarpeen, joissa happivalkaisu suoritetaan. Päätettiin lisätä happi olemassaolevaan järjestelmään ja määrittää tulokset. Havaittiin, vastoin alan aikaisempia oppeja, että happi voidaan lisätä massaan ja kä-30 sitellä sakeudessa, jossa massa normaalisti tulee pesurilta tai sen jälkeisestä höyrysekoittimesta, että käsittelystä paljon tapahtuu alle minuutissa sekoittimessa ja että pitkää reaktioaikaa tai suurta pääomaa vaativaa laitteistoa ei tarvita happikäsittelyä varten. Tarvitaan ainoastaan 35 suhteellisen pieni sekoituslaite, joka sekoittaa perusteellisesti massan ja kaasun.

30 744 97

Happi voidaan lisätä uuttovaiheeseen, pesurien välissä, pesurin ja jälkeentulevan varastosäiliön väliin tai vuokeittimen puskujohtoon, sen jälkeen kun massa on pesty keittimessä. Alkalia, höyryä ja happea lisätään puskujoh-5 toon ja happea käsitellään massalla. Puskujohto kuljettaa massan joko varastosäiliöön, diffusöörille tai muuhun käsittelyyn. Nämä eivät ole tärkeä osa happikäsittelyssä.

Useat halutut käsittelysarjät ovat mahdollisia. Näitä ovat O-X-O ja 0-0-X-0, jossa X on kloori, klooridioksi-10 di, kloorin ja klooridioksidin yhdistelmä, hypokloriitti, peroksidi tai otsoni. Tätä sarjaa voi seurata D-vaihe.

Vaikka sekoitin alunperin suunniteltiin ongelman voittamiseksi massan hapettamisessa, se on myös käyttökelpoinen kondensoitumattomille kaasuille, kuten otsonille, 15 ilmalle, kloorille, klooridioksidille, rikkidioksidille, ammoniakille, typelle. hiilidioksidille, kloorivedylle, typpioksidille ja typpiperoksidille. Näitä kaasuja voidaan kuvata myös kyllästymättömiksi, sikäli että ne eivät tiivisty nesteiksi, vaan kuumenevat jopa kosketuksen jälkeen 20 massan kanssa. Sekoitinta voidaan käyttää myös suuresti tulistetun höyryn sekoittamiseen massan kanssa.

Keksintö koskee menetelmää kemikaalin sekottamisek-si puumassan kanssa, jonka sakeus on 7 - 15 %, jolloin kemikaali on tiivistymätön kaasu, kyllästämätön kaasu tai voimak-25 kaasti tulistettu höyry, ja jolloin kemikaali johdetaan se-koitusvyöhykkeessä olevaan massaan. Menetelmälle on tunnusomaista, että sekoitusvyöhykkeessä on sarja massan läpi kulkevia pyöriviä elimiä, joilla on pääakseli, joka ulottuu pyörimisliikkeen suuntaan, ja joilla on etu- ja takareunat, 30 jolloin pyörivät elimet kulkevat massan läpi poikittain massan kulkusuuntaan nähden ja niiden pyyhkäisypinta-ala massan 2 läpi on 10 000 - 1 000 000 m /t uunikuivaa massaa,ja jolloin etureunan kaarevuussäde on 0,5 - 15 mm.

Keksintö koskee myös edellä kuvatussa menetelmässä 35 käytettävää sekoitinta, joka käsittää kotelon, jossa on sisäänmeno ja ulostulo, akseli ja sekoitusvyöhyke. Sekoittimel-le on tunnusomaista, että akselilla 560 on sekoitusvyöhykkeessä useita roottoreita 570, joilla on etu- ja takareunat 572, 573, jolloin etureunan 572 kaarevuussäde on 0,5 - 15 mm, 40 ja jolloin roottorit 570 ovat pyöritettävissä lietteen läpi 3i 74497 poikittain lietteen kulkusuuntaan nähden ja niiden pyyhkäi- 2 sypinta-ala on 10 000 - 1 000 000 m /t lietteessä olevaa uu-nikuivaa kiintoainetta.

Liitteessä olevat kuviot esittävät seuraavaa: 5 Kuvio 1 (A-C) on kaavio tekniikan tason sellutus- ja valkaisuprosessista.

Kuvio 2 on kaavio tässä esitetystä happisysteemistä, jota käytetään puskujohdossa jauhimen yhteydessä.

Kuvio 3 on happidiffuusori, jota käytetään jauhimen 10 kanssa hapen lisäämiseksi jauhimeen.

Kuviot 4 ja 5 ovat poikkileikkauksia jauhimista kuvion 3 diffuusorin kanssa.

Kuvio 6 on kaavio muunnetusta systeemistä, jota käytetään puskujohdossa.

15 Kuvio 7 on kaavio tekniikan tason happivalkaisusys- teemistä.

Kuvio 8 on kaavio tässä esitetystä happivalkaisusys-teemistä.

Kuvio 9 on kaavio tässä esitetystä happisysteemistä 20 uuttovaiheessa.

Kuvio 10 on kaavio tässä esitetystä happisysteemistä pesurien välissä.

Kuvio 11 on kaavio tässä esitetystä happisysteemistä pesurin ja varastosäiliön välissä.

25 Kuvio 12 (A-C) on kaavio sellutus- ja valkaisupro sessista, jossa käytetään kuvioiden 8 ja 9 happivalkaisu-systeemejä ja kuvion 11 muunnosta.

Kuvio 13 (A-C) on kaavio sellutus- ja valkaisuprosessista, jossa käytetään kuvion 11 happivalkaisusysteemiä 30 ja kuvion 11 muunnosta.

Kuvio 14 on toinen kaavio tekniikan tason valkaisu-systeemistä.

Kuvio 15 on kaavio sellutus- ja valkaisuprosessista, jossa käytetään tämän keksinnön systeemejä.

35 Kuvio 16 on isometrinen kuva sekoittimesta, jota voidaan käyttää tässä keksinnössä.

Kuvio 17 on sivutasokuva kuviossa 16 esitetystä sekoittimesta.

Kuvio 18 on poikkileikkaus sekoittimesta kuvion 17 40 viivaa 18-18 pitkin.

32 74497

Kuvio 19 on poikkileikkaus sekoittimesta kuvion 18 viivaa 19-19 pitkin.

Kuvio 20 on tasokuva roottorista.

Kuvio 21 on poikkileikkaus roottorista pitkin ku- 5 vion 20 viivaa 21-21.

Kuvio 22 on tasokuva, osittain poikkileikattuna, muunnetusta roottorista.

Kuvio 23 on poikkileikkaus muunnetusta roottorista pitkin kuvion 22 viivaa 23-23.

10 Kuvio 24 on tasokuva, osittain poikkileikattuna, staattorista, jota käytetään sekoittimessa.

Kuvio 25 on sivutasokuva, osittain poikkileikattuna, muunnetusta staattorista viivaa pitkin, joka vastaa kuvion 24 viivaa 25-25.

15 Kuvio 26 on poikkileikkaus staattorista pitkin ku vion 24 viivaa 26-26.

Kuvio 27 on poikkileikkaus venttiilistä pitkin kuvion 25 viivaa 27-27.

Kuvio 28 on isometrinen kuva muunnetusta sekoitti- 20 mesta.

Kuvio 29 on sivutasokuva kuvion 28 sekoittimesta.

Kuvio 30 on poikkileikkaus sekoittimesta pitkin kuvion 29 viivaa 30-30.

Kuvio 31 on poikkileikkaus sekoittimesta pitkin ku- 25 vion 30 viivaa 31-31.

Kuvio 32 on poikkileikkaus roottorista, jota käytetään kuvioiden 28-31 reaktorissa.

Kuvio 33 on poikkileikkaus roottorista pitkin kuvion 32 viivaa 33-33.

30 Kuvio 34 on graafinen esitys, jossa verrataan kahta sekoitinta.

Kuvio 35 on poikkileikkaus muunnetusta sekoittimesta.

Kuvio 36 on poikkileikkaus muunnetusta sekoittimesta pitkin kuvion 35 viivaa 36-36.

35 Kuvio 37 on suurennettu poikkileikkaus kuviossa 35 esitetyn sekoittimen sisäosasta.

Kuviot 2-5 esittävät tämän keksinnön sovitettuna pusku johtoon jauhimella. Kuvio 2 on kaavio prosessista ja kuviot 3-5 ovat ehdotettuja muutoksia jauhimeen hapen lisää- 40 miseksi massalietteeseen lähempänä todellista jauhamisme- 33 744 97 kanismia.

Kuviossa 2 esitettyä systeemiä tulisi verrata pusku-johto-happisysteemiin, joka on selostettu Kamyr-patentissa ja edellä mainitussa kirjoituksessa. Olisi muistettava, että 5 Kamyr-systeemi vaati erikoisen ylösvirtaus-alasvirtaustor-nin jauhimen jälkeen vähintään 20 minuutin pidätysajän järjestämiseksi massan käsittelemisen jälkeen hapella.

Vastakohtana tälle, tässä systeemissä on tarpeen pelkästään lisätä happi, alkali ja lämpö ennen jauhinta ta-10 vallisen vuokeittimen puskujohto-jauhatussysteemissä. Kaksi jauhinta käsittävässä systeemissä jälkimmäinen jauhin on edullinen, koska siinä on enemmän yksittäisiä kuituja tässä vaiheessa. Tämä on kuviossa 2 esitetty systeemi.

Tässä kuviossa viitenumerot ovat samat kuin kuvios-15 sa 1 esitetyt, jolloin 10' on sisääntuleva hake, 11' on prosessivesi, 12' on höyry, 13' tarkoittaa sellutuskemikaa-leja ja 14' on vuokeitin. Jälleen haketta 10' voidaan käsitellä ennen sen tuloa keittimeen 14' esihöyryttämällä tai imeyttämällä keittokemikaaleilla tai jollakin muulla käsit-20 telyllä. Jälleen voidaan käyttää mitä tahansa sellutusmene-telmää ja sellutusolosuhteet jollekin nimenomaiselle menetelmälle riippuvat puuhakkeen lajista ja halutusta tuotteesta. Sellutusolosuhteet ja kemikaalimäärät ovat hyvin tunnettuja.

25 Keittimen 14' tulisi olla jatkuvatoiminen, koska pääosa delignifikaatiotuotteista tulisi poistaa ennen happi-käsittelyä. Muutoin käytetään liikaa happea reaktiossa delignif ikaatiotuotteiden kanssa eikä massakuitujen kanssa. Vuokeittimen pesuvaihe suorittaa tämän pesun. Viitenumerot 30 15' ja 16’ tarkoittavat vastaavasti pesuvettä, joka tulee vuokeittimen pesuvaiheeseen ja poistovirtausta, joka poistuu siitä.

Kuten kuviossa 1 ovat viitenumerot 17', 20' ja 21' kolme puskujohdon osaa, 18’ ja 19' ovat kaksi jauhinta, 22' 35 on varastosäiliö tai diffusööri ja säiliö ja 23' ja 24' ovat pumppu ja johto, jotka kuljettavat massan säiliöstä 22' edelleen käsiteltäväksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on käsitellä pestyä massaa hapella niin pienillä muutoksilla laitteistossa kuin 40 mahdollista. Natriumhydroksidia j.a höyryä lisätään massa- 34 74497 lietteeseen johdossa 20' jauhimien 18' ja 19' välissä. Nat-riumhydroksidia, joka sekä säätää massan pH:n että puskuroi happireaktion, lisätään johdosta 25. Muita sopivia alkaleja, kuten valkolipeää, voidaan myös käyttää. Höyryä lisätään 5 johdon 26 kautta. Höyry nostaa massan lämpötilan lämpötilaan, joka on sopiva happikäsittelyä varten. Happea lisätään massan johdon 27 kautta. Järjestelmässä, jossa on kaksi jauhinta, on kemikaalien ja höyryn lisääminen ennen toista jauhinta edullista, koska toisessa jauhatusvaiheessa on 10 enemmän yksittäisiä kuituja.

Johdot, joita käytetään kuljettamaan nämä eri kemikaalit prosessiin, on esitetty kuvion 2 yläosassa. Johto 360' tuo prosessivettä johtoihin 11' ja 15'. Johto 362' kuljettaa natriumhydroksidia johtoon 25. Johto 364' tuo höy-15 ryä johtoihin 12' ja 26. Johto 366 tuo happea johtoon 27.

Joissakin tapauksissa emästä käytetään sekä keittokemikaa-lina että happikäsittelyä varten, kuten soodamenetelmässä, jossa natriumhydroksidia käytetään sekä keittoon että hap-pikäsittelyyn tai sulfaattimenetelmässä, jossa valkolipeää 20 käytetään sekä keittoon että happikäsittelyyn. Tässä tapauksessa johto 362' syöttäisi myös johtoa 13'.

Käytettävä happimäärä riippuu saannosta ja käsiteltävän massan K- tai kappaluvusta ja käsittelyn halutusta tuloksesta. Happikäsittelyyn tarvitaan 5-50 kg happea/t 25 uunikuivaa valkaisematonta puumassaa.

Piensaanto-, pienen kappaluvun massassa happikäsit-telyn tarkoituksena olisi normaalisti valkaisu. Todellinen saanto ja kappaluku riippuisivat käytetystä sellutusmene-telmästä, mutta näitä massoja käytetään valkaistuja tuot-teitä varten. Puskujohdon ja ruskean massan kappaluku massalle, jota käytetään valkaistuissa tuotteissa, on tavallisesti n. 30 - n. 40. Happimäärä, joka käytetään massan valkaisuun, olisi 5-40 kg/t uunikuivaa massaa.

Suursaanto-, suuren kappaluvun massassa, joka on tavallisesti lainerikartonkia varten käytettyä tyyppiä, hap-pikäsittelyn tarkoituksena on parantaa tuotteen tiettyjä ominaisuuksia. Puskujohdon ja ruskean massan kappaluku tälle massalle on tavallisesti n. 80-120. Tämä sallii tehtaan joko nostaa tuotteen tiettyjä ominaisuusarvoja samalla mas-40 sasaannolla tai säilyttää ominaisuusarvo samalla saantoa 35 7 4 4 9 7 lisäten. Esimerkiksi 12-50 kg:n happea käyttö suursaanto-, suuren kappaluvun massalle joko lisää massasta tehdyn lai-nerin rengaslitistyslujuutta tai pitää rengaslitistyslu-juuden samassa arvossa ja lisää saantoa. Rengaslitistyslu- 5 iuus määritetään menetelmällä TAPPI Standard T 818 OC-76.

Muut olosuhteet saattavat tarvita säätöä happikäsit- telyä varten. pH:n jotakin happikäsittelyä varten missä tahansa ympäristössä tulisi olla väliltä 8-14. Tässä ympäristössä alkalimäärä, ilmaistuna natriumhydroksidina, joka tar-10 vitaan tämän pH:n saavuttamiseen on väliltä 0,25 - 8 % valkaisemattoman puumassan uunikuivasta painosta. Lämpötila jotakin happikäsittelyä varten missä tahansa ympäristössä on tavallisesti väliltä n. 65 - n. 121°C. Tavalliset happi-vaiheen lämpötilat ovat n. 82 - n. 99°C. Kuitenkin todel-15 linen lämpötila jossakin happivaiheessa riippuu kyvystä kuumentaa massaa, niin että se voi vaihdella n. 65°C:sta n. 121°C:seen riippuen happivaiheen sijoituksesta systeemissä. Keittimestä tuleva massa voi olla lämpötilassa, joka tarvitaan happireaktiota varten. Ellei se ole, massaa kuumen-20 netaan joko sen asettamiseksi tai pitämiseksi lämpötilassa, joka tarvitaan happireaktiota varten sekoitusvaiheen aikana .

Kuviossa 2 on näytteenottopisteitä, jotka on merkitty A, B ja C:llä. A on puskujohdossa 17’ vuokeittimen 14' 25 jälkeen; B on puskujohdossa 21' jauhimen 19' jälkeen; ja C on varastosäiliön 22' ulostulossa. Nämä ovat ne kolme pistettä, joissa näytteitä otettiin ja testattiin tämän systeemin tehdaskokeessa.

Massa poistui vuökeittimesta 14' 71°C:ssa ja 1 380 30 kPa:n paineessa. Sen pH oli 10,5. Valkaisemattoman massan määrä, joka kulkee systeemin läpi keittimestä kautta koko testin, oli 14,3 t uunikuivaa massaa tunnissa. Massa kulki jauhimen 19' läpi ajassa n. 1,5 sekuntiin asti ja pysyi varastosäiliössä 22' n. 50 minuuttia. Varastosäiliö 22' 35 oli avoin ilmakehään ja liete juoksi puskujohdosta 21 avoimeen säiliöön.

Systeemiä testattiin ensin n. kuuden tunnin ajan jäämäligniinin määrän määrittämiseksi valkaisemattomassa massassa pisteessä A ja pisteessä C sen määrittämiseksi, 40 oliko standardisysteemissä mitään valkaisevia vaikutuksia.

30 74497 Näytteitä otettiin pisteissä A ja C taulukossa I esitetyin aikavälein ja jokaisen näytteen kappaluku määritettiin. Näiden erillisten näytteiden mittausten tarkkuus tarkistettiin testin aikana ottamalla joukko näytteitä, laskemalla 5 näiden näytteiden kappalukujen keskiarvo ja vertaamalla tätä keskiarvoa erillisen näytteen kappalukuun. Nämä, keskimääräiset kappaluvut A Avg ja C Avg taulukossa I ja erillisen näytteen kappaluvut ovat kokeellisen tarkkuuden puitteissa .

10 Eri kappaluvut valkaisemattoman massan näytteille on esitetty taulukossa I.

Taulukko I

Aika Kappaluku A C Erotus A Avg C Avg 15 0:01 28,0 0:35 35,4 1:00 33,2 1:30 31,2 2:00 32,4 20 2:30 31,9 3:00 32,0 32,5 3:30 29,9 32,7 4:00 37,6 4:30 38,7 25 5:00 36,4 5:30_36,8_37,8

Keskiarvo 33,3 34,0 +0,7 Näistä tuloksista voidaan nähdä, että mitään valkaisua ei tapahtunut näytepisteen A, vuokeittimen 14' ulosoton 30 ja näytepisteen C, varastosäiliön 22' ulostulon, välissä.

6-tuntista vertailutestiä ilman happea seurasi 5,25 tunnin testi happea käyttäen. pH oli 7:n ja 14:n välillä ja lämpötila välillä n. 65 - n. 121°C.

Tämän testin aikana massaan lisätty happimäärä mi-35 tattiin n. joka puolen tunnin kuluttua ja merkittiin muistiin nauloina lisättyä happea tunnissa. Tämä on muutettu kilogrammoiksi. Koska valkaisemattoman massan virtaus oli pääasiallisesti muuttumaton, 14,3 t uunikuivaa massaa/h, oli mahdollista määrittää lisätty happimäärä kilogrammoissa 40 happea tonnia kohti uunikuivaa valkaisematonta puumassaa.

37 74497 Tämän testin aikana happivirtaus vaihteli alhaisesta määrästä 6,7 kg/t uunikuivaa valkaisematonta massaa suureen arvoon 40 kg/t uunikuivaa valkaisematonta massaa. Keskimääräinen happimäärä oli 15 kg/t uunikuivaa valkaisematonta 5 massaa. Natriumhydroksidia lisättiin määrässä 64 kg/t uuni-kuivaa valkaisematonta massaa ja höyryä lisättiin määrässä 612 kg/t uunikuivaa valkaisematonta massaa. Massa tuli toiseen jauhimeen 19' lämpötilassa 70-97°C, paineessa 621 kPa ja pH:ssa 12,5.

10 Jälleen otettiin massanäytteitä pisteissä A ja C tau lukossa II esitetyin aikavälein ja massanäytteen kappaluvut mitattiin. Tämä tapahtui sen määrittämiseksi, valkaisiko happi massaa. Nämä kappaluvut on annettu taulukon II sarakkeissa ja C.| . Kappaluku pisteessä C oli keskimäärin 7,5 15 pistettä alempi kuin kappaluku pisteessä A happikäsittelyn aikana, mikä osoitti valkaisua tapahtuneen.

Toinen sarja testejä tehtiin sen määrittämiseksi, missä valkaisua tapahtui systeemissä.

Näiden testien ensimmäisessä osassa otettiin jälleen 20 näytteitä pisteissä A ja C, jotta nähtäisiin oliko näiden testien ja muiden A^-C^-valkaisutestien, joita tehtiin samanaikaisesti, välillä vastaavuussuhde. Tulokset näistä korrelaatiotesteistä ovat taulukon II sarakkeissa A2 ja · Nähdään, että keskimääräinen kappaluvun putous A2~ ja C2~ 25 testeille, 7,8 ja kappaluvun putous A^- ja -testeille, 7,5, mahtuvat kokeelliseen tarkkuuteen.

Testien toinen osa tehtiin A2-C2~testien aikana. Näytteitä otettiin myös A:ssa ja B:ssä ja kappaluvut määritettiin. Näytteet kohdassa B otettiin suurinpiirtein samaan 30 aikaan kuin näytteet kohdassa A, koska massa on jauhimessa 19' n. 1,5-2 sekuntiin asti. Maksimiaika jauhimessa olisi 10 sekuntia. Tulokset näistä on esitetty taulukon II sarakkeissa A2 ja B. Näistä testeistä voidaan nähdä, että kappaluvun putous jauhimen 19' läpi oli 7,5, pääasiallises-35 ti koko kappaluvun putouspisteiden A ja C välillä. Nämä testit osoittavat, kokeellisella tarkkuudella, että koko kappaluvun alentuma, eli ligniinin poisto, tapahtuu 38 74497 jauhimessa pisteiden A ja B välissä. Ensimmäinen kappaluku B:ssä, 28,5, on sama kuin vastaava luku C2:ssa ja toinen kappaluku B, 31,4, on lähes sama kuin vastaava luku C2:ssa, 31,5. Niin muodoin nämä testit ovat osoittaneet, että val-5 kaisu tapahtuu jauhimessa 19 hapen lisäyspisteen ja pisteen B välissä.

39 7 4 4 9 7

O

>

M

(O ro •H ·* 44 to

tn n <U

en -p σ O m o - - ·* M oo to ΓΗ li l m ^ σ ^ h ^ ffl 00 T- σ

oJ ro <N

rp 'S' «3* (N - » *· <C r- r~- c— ro ro ro h tn H 3 00

3 4J

0 44 0 r-

44 3 M I

44 Ή W

3 t(J i—I ii 3 0.1 o ro t tn m <n (tf (Tj OJ *»-** - » EH S4 U ao oo σ oo «- σ

N(N OHM ro CN

ro «3* oo rt1 'S* o f\J » S V ·* k <h <; to r~ vo t'- r·* t~~ ro ro ro ro ro ro tn 3 +j tn

O

H ΓΗ I

«3» cm <n f- o oo oi

r- ^ « S ^ h ^ K

(j to r~ ro oo σ> oo r-

tN (M (N ΓΊ CN N N

O TP t- o «— Γ~ 1^ ^ s *k <3 m in tn to <n ^ ro ro ro ro ro ro +> t— r~~ r— Γ" noroin ro \ S »> V V ^ ^ «, «.

(N σ ro to to to roro rM oo oroo tn 044 r- CM «— T-T— *— (N M 1— T-TJ- T— ,3 to t— m oo «—T- σ to σ ro «— cm rp \ σ oo σ ro σσ r~ oo cn -M" σ γ~ «—

fM tJl «—(O (N T-T- «- (tl«T r-r-in CN

O 44

•H

3 oofMoocNinotNino»— οοοοιηιηοιηοιηκι 440 Λ; ororoororo-^oor-rorooro'i'OOT- ro n in in r- tn>

-H .............................................. (UM

< ΌΌΌΓ'Γ^Γ^Γ^οοοοοοοοοοσσσοοοοοοοτ— i4 3 40 74497

Pisteissä A ja C otettujen näytteiden vaaleus tarkistettiin myös. A2 massanäytteiden keskimääräinen vaaleus oli 18,9 ja C2 massanäytteiden vaaleus 22,3.

Happitestien aikana suoritettiin lukuisia muita mit-5 tauksia. Päistäreet, särkymättömät kuitukimput, mitattiin pisteissä A ja C. Keskimääräinen päistärepitoisuus oli 2,2 % massan uunikuivasta painosta pisteessä A ja 0,67 % massan uunikuivasta painosta pisteessä C. Suodoksen kuiva-ainepitoisuus puskujohdon aineksessa oli 3,6 % uunikuivan massan 10 painosta.

Massan fysikaaliset ominaisuudet testattiin myös.

Nämä ominaisuudet olivat suotautuvuus, puhkaisu, repäisy, taitto, katkeamispituus, tiheys ja viskositeetti.

Tulokset näistä testeistä on esitetty taulukossa III. 15 Lukuarvoja on annettu kolme sarjaa. Ensimmäinen sarja on keskimääräinen kaikista testatuista valkaistuista massoista. Toinen sarja on spesifiselle massanäytteelle. Kolmas sarja on vertailua varten ja on keskiarvo valkaisemattomien massojen, joita on valmistettu laitteistolla ennen ja jälkeen 20 valkaisukokeen, testeistä.

41 74497

Taulukko III

Fysikaalinen testi Testimassa Testimassa Vertailu-

Keskiarvo Näyte massa

Alku-CSF 703 708 715 5 Aika 550 CSFrään 30 min 29 min 34 min

Aika 400 CSF:ään 49 min 50 min 53 min

Aika 250 CSF:ään 67 min 68 min 70 min

Puhkaisu Aluksi 14,3 12,1 12,8

Puhkaisu (? 550 CSF 64 ,4 62,1 67,1 10 Puhkaisu (§ 400 CSF 72,7 69,7 72,4

Puhkaisu @ 250 CSF 75,6 73,1 74,3

Repäisy Aluksi 229 206 225

Repäisy 550 CSF 176 179 159

Repäisy 400 CSF 160 157 151 15 Repäisy 250 CSF 151 149 147

Taitto Aluksi 7 11 5

Taitto <9 550 CSF 610 705 545

Taitto (§ 400 CSF 1045 1045 660

Taitto (? 250 CSF 1570 1365 810 20 Katkeamispituus Aluksi 1700 m 2700 m 2700 m

Katkeamispituus® 550 CSF 7700 m 7300 m 8000 m

Katkeamispituus® 400 CSF 8700 m 7800 m 8500 m

Katkeamispituus® 250 CSF 9000 m 8200 m 8900 m

Tiheys Aluksi 0,49 0,49 0,47 25 Tiheys @ 550 CSF 0,58 0,58 0,58

Tiheys@ 400 CSF 0,61 0,62 0,62

Tiheys® 250 CSF 0,62 0,63 0,62

Viskositeetti 75 76 61 Tämän testin aikana oli tärkeää, että laitteen hapen, 30 höyryn ja natriumhydroksidin lisäämistä varten olivat yksinkertaisinta mahdollista tyyppiä. Kaikissa tapauksissa kemikaalit lisättiin putkien kautta, jotka pistivät puskujohtoon 20'. Johdot olivat ylävirtaan jauhimesta 19'.

Hapen kyvyn määrittämiseksi muuttaa massan ominai-35 suuksia käsiteltiin massaa, jonka kappaluku oli 120 ja saanto 58,6, hapella koetehdaslaitteistossa. Happea syötettiin massaan 20 kg vastaava määrä tonnia kohti uunikuivaa 42 7 4 4 9 7 massaa. Lämpötila oli 90°C. Natriumhydrokloridilisäys oli 4 % uunikuivan massan painosta. Suoja-ainetta, kuten magne-siumoksidia, ei lisätty. Itse asiassa mitään suoja-ainetta ei käytetty missään tässä patenttihakemuksessa selostetussa 5 kokeessa.

Käsitellyn massan kappaluku oli n. 65. Sitä verrattiin sulfaattimassaan, jonka kappaluku oli 58. Testit suoritettiin suotautuvuusluvulla 675 Canadian Standard Freeness. Hapella käsitellyn massan rengaslitistyslujuus oli 15 % suu-10 rempi kuin sulfaattimassalla ja puhkaisu 2 % suurempi kuin sulfaattimassalla.

Jälleen todellinen kemikaalisyöttö riippuu lähtömassasta ja siitä, halutaanko lisätä ominaisuuksia vai saantoa. Hapen syöttö voi olla 12-50 kg/t uunikuivaa massaa.

15 Alkalilisäys, ilmaistuna natriumhydroksidina, olisi normaalisti 3,6 - 4,9 % ja lämpötila olisi normaalisti 92-95°C. Pientä määrää suoja-ainetta voitaisiin käyttää. Tämän määrä ei ylittäisi 0,5 %, laskettuna uunikuivan massan painosta.

Lopullisen tuotteen kappaluku olisi väliltä 65-69; 20 rengaslitistyslujuus, verrattuna sulfaattimassaan, 3 %:sta pienempi kuin saantoa lisätään, 2 %:iin suurempi, jos halutaan parempia ominaisuuksia; ja puhkaisu, verrattuna sulfaattimassaan, lukuarvoltaan sama, jos saantoa lisätään, 6 %:iin asti suurempi, jos halutaan parempia ominaisuuksia.

25 Suuri osa käsittelystä tapahtuisi sekoittimessa ja pääosa sekoittimessa ja matkalla takaiskuventtiiliin tai putken yläpäähän sekoittimen poistojohdossa.

Kuviot 3, 4 ja 5 esittävät yksikköä, joka jakaisi hapen tasaisemmin. Kuvio 3 esittää jakoyksikköä sellaise-30 naan ja kuviot 4 ja 5 esittävät poikkileikkauksia jauhumis-ta, jotka sisältävät yksikön.

Yksikkö 370 käsittää sisääntuloputken 371, joka sopii jauhimen kotelon sisääntuloon ja on kiinnitetty paikoilleen pulteilla, jotka kulkevat reikien 372 läpi laipassa 35 373.

Joukko L-muotoisia putkidiffuusoreja 374 on sijoitettu tasaisesti ja suunnattu aksiaalisesta putken ja laipan « 74497 ympärille. Jokaisessa diffuusorissa on sisäänmeno-osasto 375 ja ulostulo-osasta 376. Sisäänmeno-osasto 375 kulkee säteittään pitkin laippaa 373 ja ulostulo-osasto 376 kulkee putken 371 pituusuunnassa. Putkella voi olla mikä tahansa 5 poikkileikkaus. On olemassa useita tapoja kiinnittää diffuu-sorit 374 putkeen ja laippaan. Sisäänmeno-osasto 375 voi kulkea pitkin laipan 373 sisä- tai ulkopintaa, olla kiinnitetty onteloihin laipan 373 sisä- tai ulkopinnalla tai se voi olla laipan seinissä ja niiden muodostama. Jälkimmäi-10 sessä rakenteessa poistoputki kulkisi säteittäin laipasta 373, kuten kuviossa 2 on esitetty. Samalla tavalla ulostulo-osasto 376 voisi olla kiinnitetty putken 371 sisä- tai ulkoseinään, sovitettu onteloihin putken sisä- tai ulkoseinissä tai olla putken seinien sisällä ja niiden muodostama. 15 Ne muodostettaisiin seiniin tai seinistä valamalla, kun putki ja laippa muodostetaan tai poraamalla seinän läpi. Edullinen muoto on esitetty kuviossa 3. Sisäänmeno-osasto 375 muodostetaan laippaan ja ulostulo-osasto 376 kiinnitetään putken sisäseinään. Diffuusorissa on yksi tai useampi ulos-20 tulo happea varten. Kuusi diffuusoria dispergoisivat hapen riittävästi massaan.

Kuviossa 4 yksikkö on esitetty jauhimen yhteydessä. Kuviossa on esitetty yksinkertainen levyjauhin. Vain jauhimen pääosat on merkitty viitenumeroilla.

25 Jauhimessa 380 on sisäänmeno 381, ruuvikuljetinosas- to 382, jauhinosasto 383 ja ulostulo 384. Jauhinakseli 385 on kotelon sisällä. Akseliin on liitetty ruuvikuljetin 386 ja pyörivä jauhinelin 387. Pyörivä jauhinlevy 388 on kiinnitetty elimeen 387. Jauhinkoteloon 389 on kiinnitetty kiin-30 teä jauhinelin 390 ja kiinteä jauhinlevy 391, joka on kohdistettu pyörivän levyn 388 mukaan. Akselia 385, kuljetinta 386, pyörivää jauhinelintä 387 ja levyä 388 pyöritetään sopivalla moottorilla 392.

Tässä jauhimessa yksikkö 370 olisi kuljettimen kulu-35 mislevyn osa. Diffuusorit 374 olisivat joko upotettuja putkeen 371 tai muodostettuja putkeen, kuten edellä selostettiin. Tämä sallisi hapen syöttämisen kuljetinosan jälkeen.

44 7 4 4 9 7

Happea syötetään diffuusoreille hapen jakoputken 394 kautta. Happi tulee diffuusoreihin 374 jakoputken 394 kautta ja lisätään massaan kuljettimen 386 jälkeen. Hapetettu massa poistuu jauhimesta ulostulon 384 kautta.

5 Puskujohto 20' on kiinnitetty sisäänmenoon 381.

Kuviossa 5 esitetään yksikön 370 käyttö jauhimessa, jossa ei ole kuljetinosastoa. Viitenumerot ovat samat kuin kuviossa 3.

Jokaisessa jauhintyypissä on suhteellinen pyörimis-10 liike vastakkaisten pintojen välissä, jotka ovat erillään toisistaan sallimaan aineksen kulku niiden välistä. Normaalisti käytetään levyjauhimia, mikä johtuu siitä, että levyjen vapaata väliä ja puristusta pystytään muuttamaan, riippuen jauhimen syötön seossuhteesta ja halutusta lopputuot-15 teestä. On olemassa myös muuntyyppisiä jauhimia, joita voidaan käyttää. Tavallisessa kaksoiskiekkojauhimessa pyörivällä kiekolla on jauhinlevyt kummallakin puolella, jotka toimivat vastapäätä kiinnitettyjä levyjä vastaan. Eräässä toisen tyyppisessä kaksoiskiekkojauhimessa molemmat jauhinlevyt 20 on asennettu kiekoille, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin antamaan sekä pyörittävä että hiertävä vaikutus. Kiekot on asennettu eri akseleille, jotka voivat olla samankeskisiä. Voidaan käyttää myös kartiomaista jauhinta.

Joissakin laitoksissa ei puskujohdossa vuokeittimen 25 14 ja puskusäiliön 22 välissä ole jauhinta. Nyt on mahdol lista aikaansaada hyvä käsittely lisäämällä puskujohtoon alkali-, höyry- ja happijohdot sekä sekoitin, kuten sekoitin 116. Tämä on esitetty kuviossa 6. Muut viitenumerot ovat samoja kuin kuviossa 2.

30 Sekoitin 116 voi olla jauhin, kuten kuvioissa 4 tai 5 esitetty jauhin. Esimerkiksi, jauhinta, kun se pysäytetään, voidaan käyttää sekoituslaitteena. Vapaa väli kiekkojen välissä on testattu n. 13 mmrssä ja se voi olla 75 mm:iin asti. Niin muodoin välys voi olla muutamasta millimetristä n.

35 75 mm:iin. Tämä ahdas käytävä saa massalietteen ja hapen sekoittumaan. Toinen sopiva sekoitin olisi sekoitin, joka on suhteellisen pieni ja joka sekoittaa perusteellisesti 45 7 4 4 9 7 massan ja kaasun. Useita sopivia sekoittimia selostetaan myöhemmin tässä patenttihakemuksessa.

Sekoittimessa tai jauhimessa olevaan massaan tulisi kohdistua vastapaine. Tämä aikaansaadaan ylösvirtausjohdol-5 la sekoittimen jälkeen, joka putki muodostaa hydrostaattisen paineen sekoittimella. Paineventtiili on edullinen. Venttiili voi olla yhdistetty ylösvirtausputkeen. Venttiili voidaan sijoittaa puskujohtoon 21' alavirtaan jauhimesta 19' tai johtoon 21" alavirtaan sekoittimesta 116. Venttiili 10 voi olla joko heti sekoittimen tai jauhimen jälkeen tai johdon yläpäässä ennen ulostuloa.

Maksimi paine sekoittimessa ei normaalisti ylitä 830 kPa ja johdon yläpäässä se ei normaalisti ylitä 345 kPa.

Kuvioissa 7 ja 8 verrataan tekniikan tason happival-15 kaisujärjestelmän, joka on tyyppiä, jonka ovat esittäneet Verreyne et ai. US-patentissa nro 3 660 225, kokoa ja monimutkaisuutta tämän keksinnön järjestelmään. Molemmat piirrokset ovat samassa mittakaavassa. Kumpikin yksikkö käsittelisi saman määrän massaa uunikuivana laskettuna.

20 Kuviossa 7 esitetyssä tekniikan tason järjestelmässä massaa 400 kuljetetaan tehtaasta 401 pumpulla 402 varasto-säiliöön 403. Varastosäiliössä 403 massa sekoitetaan alkali-liuoksen 404 kanssa suodosvarastosäiliöstä 405. Tässä vaiheessa lisättäisiin massaan myös suoja-aine. Käsitelty mas-25 saseos 406 siirretään pumpulla 407 vedenpoistopuristimeen 408, joka poistaa massasta riittävästi vettä massalietteen sakeuden nostamiseksi n. 20-30 %:iin. Tämä aines kuljetetaan sitten pumpulla 409 happireaktorin yläpäähän. Pumppu 409 käsittää sarjan ruuvikuljettimia, mikä on ainoa tapa 30 paineistaa massaa, jolla on tällainen sakeus. Reaktorin 410 yläpäässä on kuohkeuttaja 411, joka levittää massan tasaisesti reaktorin ylimmälle tasolle 412. Massa kulkee alaspäin muiden tasojen 413-416 läpi ja sitä käsitellään hapella sen kulkiessa tasojen läpi. Tasojen pohjalta valkaistu massa 35 417 kuljetetaan varastosäiliöön 418.

Tätä laitosta tulisi verrata kuviossa 8 esitettyyn tämän keksinnön järjestelmään. Sekoitussäiliö 403, suodos- 46 7 4 4 9 7 varastosäiliö 405, puristin 408, pumppu 409 ja reaktori 410 on korvattu yksinkertaisella sekoittimella 420, jossa happi sekoitetaan massan 400’ kanssa.

Vertailun vuoksi mainittakoon, että kuvion 7 järjes-5 telmä vaatii energiaa kuusi kertaa niin paljon kuin sekoitin tai kuvion 8 järjestelmä. Samaa massamäärää varten kuvion 7 järjestelmä vaatisi 2 238 kW:n ryhmän moottoreita käyttämään reaktoria ja reaktoriin liittyviä eri laitteiston osia, kun taas kuvion 8 sekoitin vaatisi 373 kW:n moottorin.

10 Kuvion 8 sekoitin pystyy myös toimimaan sakeuksissa, joita tavallisesti esiintyy sellutus- ja valkaisusystee-meissä. Tämä olisi yleensä massan sakeus sen poistuessa pesurilta tai jälkeentulevalta höyrysekoittimelta, n. 8-15 %:n sakeus pesurilta ja n. 1 % pienempi höyrysekoittimelle.

15 Kuvio 9 esittää happisekoitinta valkaisujärjestelmän normaalissa emäksisessä uuttovaiheessa. Se osoittaa, että pieni muutos voi muuttaa emäksisen uuttovaiheen happikäsit-telyvaiheeksi. Uuttovaiheen vertaamiseksi uuttovaiheessa kuviossa 1 on käytetty samoja viitenumerolta. Laitteiston 20 eri osien - pesurien 201' ja 221', höyryn sekoittimen 206', uuttotornin 213' ja sulkusäiliöiden 293' ja 313' - toiminta on sama kuin tekniikan tason uuttovaiheessa kuviossa 1.

Massan ja pesuveden virtaukset systeemin läpi ovat myös samat kuin kuviossa 1.

25 Massa 195' tulee pesuriin 201', jossa se pestään, siitä poistetaan vettä ja käsitellään emäksellä, tavallisesti natriumhydroksidilla. Pesurista poistuvan massan sakeus on tavallisesti välillä 8-15 %. Poistuva massa 203' sekoitetaan sitten emäksen ja höyryn kanssa höyrysekoitti- 30 messa 206'. Massan sakeus pienenee nl 1 %:n höyrysekoitti-messa. Höyrysekoittimesta massa kulkee uuttotorniin 213', jossa se pysyy tavallisen ajanjakson ajan. Se laimennetaan ja kuljetetaan pesuriin 221', jossa se pestään ja siitä poistetaan vettä.

35 Vaikka pesuri 221' voi olla diffusööri, se on esi tetty ja selostettu tyhjö- tai painerumpupesurina.

47 74497

Pesurissa 221' vesi on joko tuoretta prosessivettä johdosta 310', vastavirtasuodosta johdosta 343' tai näiden yhdistelmä ja pesurissa 201' pesuvesi on joko tuoretta prosessivettä johdosta 290' tai vastavirtasuodosta johdosta 5 323' tai näiden yhdistelmä.

Suodos pesurista 201' varastoidaan sulkusäiliössä 293' ja käytetään laimennusvetenä johtojen 295' , 297' ja 301' kautta, pesuvetenä johdon 303' kautta tai viedään poisto-virtauskäsittelyyn johdon 294' kautta. Sitä on esitetty 10 käsiteltävän erillään poistovirtauksesta johdossa 350', koska poistovirtausta, jos se on kloorivaiheesta, käsiteltäisiin erillään poistovirtauksesta happivaiheesta.

Samalla tavalla suodos pesurista 2211 varastoidaan sulkusäiliössä 313' ja käytetään laimennusvetenä johtojen 15 315', 317' ja 321' kautta, pesuvetenä johdon 323' kautta, tai käsitellään poistovirtauksena johdon 314' kautta. Koska happi-poistovirtauksessa on vain vähän, jos ollenkaan, kloorikomponentteja, se voidaan yhdistää poistovirtauksen kanssa ruskean massan pesureilta ja keittimestä ja käsitel-20 lä talteenottouunissa pienentäen siten aineksen määrää, joka täytyy laskea läheiseen vesistöön tai vedenkokoontumaan.

Syöttöjohdot ovat 360'" prosessivedelle, 362'" nat-riumhydroksidiliuokselle ja 364'" höyrylle.

Vaiheen selostus on siten, lukuun ottamatta poisto-25 virtauksen jakamista, samanlainen kuin uuttovaiheen selostus kuviossa 1. Tarvitaan vain pieni muutos tämän uuttovaiheen muuttamiseksi happivaiheeksi. Tämä on happisekoittimen 211 lisääminen johtoon 209', happijohdon 212 lisääminen joko sekoittimeen 211 tai johdoon 209Ά juuri sekoittimen 30 eteen ja hapen syöttöjohdon 366" lisääminen. Massa poistuu höyrysekoittimesta 206' johdon 209Ά kautta ja tulee happi-sekoittimeen 211 ja hapetettu massa poistuu sekoittimesta 211 johdon 209'B kautta ja tulee uuttotorniin 213'. Massaan syötetyn hapen määrä olisi 11-28 kg/tonni uunikuivaa massaa. 35 Edullinen alue on 17-22 kg happea/tonni uunikuivaa massaa.

Kaikki olosuhteet - aika, lämpötila, paine, sakeus, pH ja kemikaalilisäys - voivat pysyä suurinpiirtein samoina 48 7 4 4 9 7 kuin ne olivat kuviossa 1 esitetyssä uuttovaiheessa. Lämpötilaa nostettaisiin normaalisti 71-77°C:sta uuttovaiheelle 82-88°C:seen happikäsittelyvaiheelle, koska käsittely paranee korkeammissa lämpötiloissa. Jälleen lämpötila voi olla 5 niinkin korkea kuin 121°C. Aikaiimäärä, ilmaistuna natrium-hydroksidina, on 0,5 - 7 paino-% uunikuivasta massasta. Hapen kanavoitumisella sekoittamisen jälkeen ei ole erityistä merkitystä. Jos uuttotorni on torni, jossa virtaus tapahtuu alaspäin, se pysyy alasvirtaustornina. Sekoittimen 211 fy-10 sikaalinen sijainti on asia, jonka ainoana arvosteluperusteena on mukavuus, asentamisen ja huollon yksinkertaisuus. Jos se voidaan sijoittaa olemassaolevaan johtoon, se sijoitetaan. Jos mukavuus vaatii, että se sijoitetaan valkaisu-laitoksen lattialle, se sijoitetaan valkaisulaitoksen lat-15 tialle ja ulkopuolinen johto voi kuljettaa massalietteen uuttotornin 213' yläpäähän.

Sekoittaminen aikaansaa perusteellisen kosketuksen kaasun ja lietteen välillä ja näyttää jakavan kaasun erittäin pieniksi kupliksi. Voi kuitenkin esiintyä joitakin 20 suurempia kuplia ja kaasutaskuja. Suurten kaasukuplien ja kaasutaskujen, joiden koko on putkikokoon asti, jonka läpi massaliete kulki, läsnäolo on havaittu. Nämä eivät ole vaikuttaneet massan laatuun tai massan käsittelyyn.

Sekoittimessa massalla tulisi olla vastapaine. Tämä 25 aikaansaadaan ylösvirtausjohdolla sekoittimen jälkeen, joka muodostaa hydrostaattisen paineen sekoittimella. Pai-neventtiili on edullinen. Venttiili voi olla yhdistetty ylösvirtausjohtoon. Venttiili voidaan sijoittaa johtoon 209'B alavirtaan sekoittimesta 211. Venttiili voi olla joko 30 suoraan sekoittimen perässä tai johdon yläpäässä ennen ulostuloa .

Maksimipaine sekoittimessa ei normaalisti ylittäisi 830 kPa ja putken yläpäässä se ei normaalisti ylittäisi 345 kPa.

35 Järjestelmän tehdaskokeessa otettiin näytteet D:ssä, E:ssä ja F:ssä. Pisteessä E näyte otettiin tornin 213' yläpäässä eikä suoraan sekoittimen 211 jälkeen, koska oli 49 744 97 mahdotonta ottaa näyte sekoittimen jälkeen. Kesti n. minuutin ennen kuin liete saavutti pisteen E sekoittimesta. Näissä kokeissa sekoitin oli valkaisulaitoksen lattialla ja ulkopuolinen johto kuljetti lietteen tornin yläpäähän.

5 Taulukko IV

PBC

D E F

1.4 1,13 0,95 1.4 1,13 0,90 10 Kuvio 10 esittää happisekoitinta kahden pesurin vä lissä. Tässä tapauksessa pesurit ovat ruskean massan pesu-reita. Viitenumerot ovat jälleen samat kuin kuviossa 1 ja olosuhteet näissä kahdessa pesurissa ovat samat kuin kuviossa 1 esitetyt.

15 Erot tämän yksikön ja kuvion 1 yksikön välillä ovat höyrysekoittimen 86, pumpun 76, sekoittimen 88 ja johtojen 85, 87 ja 89 lisääminen. Johto 85 lisää alkalia mattoon 73Ά, kun se poistuu pesurista 71'. Mattoon syötetty alka-limäärä, ilmaistuna natriumhydroksidina, on väliltä 0,1 -20 6 %, edullisesti väliltä 2-4 % laskettuna massan uunikui- vasta painosta. Käsitelty matto 73Ά viedään sitten höyry-sekoittimeen 86, jossa se sekoitetaan alkalin ja höyryn kanssa johdosta 87 nostamaan massan lämpötila 65-88°C:seen ja mahdollisesti niinkin korkealle kuin 121°C:seen. Höyry-25 sekoittimesta 86 massaliete 73'B kuljetetaan pumpulla 76 sekoittimeen 88, jossa se sekoittuu hapen kanssa johdosta 89. Lisätty happimäärä riippuu massan K-luvusta ja halutusta tuloksesta. Syyt siihen, että happi lisätään ruskean massan pesureissa, ovat samat kuin sen lisäämisessä pusku-30 johtoon ja käytetään sanoja määriä. Tämä on normaalisti 5-50 kg/tonni uunikuivaa massaa. Kaksi standardialuetta valkaisulle ruskean massan järjestelmässä ovat 22-28 ja 8-17 kg happea/tonni uunikuivaa massaa. Jälkimmäinen on edullinen alue. Hapetettu massa 73'C kulkee sitten pesurin 91' 35 kyyppiin 90'.

Sekoittimen jälkeinen pesuri voi olla diffusööri.

so 744 97 Jälleen sekoittimella tulisi olla vastapaine. Tämä paine aikaansaadaan samalla tavalla kuin paine aikaansaadaan sekoittimelle 211, ylösvirtausjohdolla, paineventtii-lillä tai näiden yhdistelmällä. Venttiilin sijainti ja mak-5 simipaine ovat samat kuin sekoittimella 211.

Kuvio 11 esittää systeemiä, joka on sijoitettu pesuriin, kuten ruskean massan pesurin 91" ja varastosäiliön, kuten varastosäiliön 110' väliin. Viitenumerot ovat jälleen samat kuin kuviossa 1 käytetyt. Muutokset ovat höyrysekoit-10 timen 106, sekoittimen 108, alkalijohdon 105 ja sen syöttö-johdon 362'"", höyryjohdon 107 ja sen syöttö johdon 364 ,,,M sekä happijohdon 109 ja sen syöttöjohdon 366"" lisääminen. Massaan lisätyn alkalin ja hapen määrä, massan lämpötila ja aika alkalilisäyksen ja happilisäyksen välillä ja paine se-15 koittimessa ja ulostulojohdossa sekä menetelmät näiden paineiden aikaansaamiseksi ovat samat kuin kuvion 10 systeemissä. Muut käyttöolosuhteet pysyvät samoina kuin kuviossa 1.

Jokaisessa näistä systeemeistä aika alkalilisäyksen ja happilisäyksen välillä on tavallisesti 1-5 minuuttia.

20 Tarkka aika riippuu laitteiston sijoittelusta ja massan nopeudesta .

Tehtiin tehdaskoe käyttäen kuviossa 11 esitettyä systeemiä. Tässä systeemissä sekoitin 108 oli asennettu lattialle ja putki 93"C kuljetti lietteen sekoittimelta 108 25 tornin 110' yläpäähän. Torni oli avoin ilmakehään. Osittain suljettu venttiili lähellä putken 93"C ulostulopäätä muodosti 275 kPa:n vastapaineen johtoon. Hydrostaattinen paine johdossa oli 241,5 kPa, niin että paine sekoittimen sisällä oli 517,5 kPa.

30 Tehtiin neljä koekäyttöä hieman erilaisissa olosuh teissa sekä systeemin kokonaisligniininpoistotehon että systeemin jokaisessa osassa tapahtuvan ligniinin poiston prosenttiosuuden määrittämiseksi. K-luvun mittauksia tehtiin ennen ja jälkeen sekoittimen 108, johdon 93"C ulostu-35 lossa, säiliön 110’ ulostulossa ja säiliöstä 110' alavirtaan sijaitsevan sakeuttimen 121' (kuvio 7b) ulostulossa.

51 74497

Vertailukokeessa, jossa systeemiin ei lisätty happea, määritettiin, että K-luku pieneni yhdellä lukuyksiköllä se-koittimen 108 sisäänmenon ja sakeuttimen 212' ulostulon välillä. Tämä johtui todennäköisesti sihtivaikutuksesta. Lig-5 niininpoiston kokonaislaskennassa luvut korjattiin tälle 1 K-luvun putoamiselle.

Eri K-luvut otettiin systeemin sisällä kokonaisdelig-nifikaation prosentin tai K-luvun alenemisen, joka tapahtuu massan kulkiessa sekoittimen 108, johdon 93"C, säiliön 110' 10 ja sakeuttimen 121' läpi, määrittämiseksi. Pesusuihkuja oli lisätty sakeuttimen näitä testejä varten. Lietteen kulku sekoittimen 108 läpi kesti 10-15 sekuntia, johdon 93"C läpi 2,5 - 3,5 minuuttia ja 0,5 - 3 tuntia säiliön 110' tai sakeuttimen 121' läpi. Määritettiin, että näissä testeissä 15 30 % kokonaisligniininpoistosta tapahtui sekoittimessa 108, 40 % tapahtui johdossa 93"C, 8 % säiliössä 110' ja 21 % tapahtui säiliön ja sakeuttimen välillä. Tämä jälkimmäinen pieneneminen johtuu massan sihtautumisesta.

Todelliset olosuhteet sekoittimessa annetaan taulu-20 kossa V: lämpötila C-asteissa; kg-määrät emästä, ilmaistuna natriumhydroksidina ja happea tonnia kohti uunikuivaa massaa; paine mitattuna kilopaskaleina; K-luvut eri kohdissa systeemin sisällä; ja K-luvun alentumisprosentti. Kokeessa n. 1 pienentymisprosentti sakeuttimen ulostulossa viimei-25 sessä putkijohdossa on pienentyminen johdon pään ja sakeuttimen ulostulon välillä.

52 74497

Taulukko V

Kokeet 12 3 4

Olosuhteet sekoittimessa 5 Lämpötila, °C 79,5 82 93 88

Emästä, kg/t uunikuivaa massaa 15,1 20,2 15,1 20,2

Happea, kg/t uunikuivaa massaa 22,7 25,2 20,2 25,2

Paine, kPa 517,5 517,5 517,5 517,5

Kokonaisligniininpoisto 10 Ennen sekoitinta K-luku 19,6 25,4 19,9 24,1

Korjattu K-luku 18,6 24,4 18,9 23,1

Sakeuttimen jälkeen K-luku 15,6 19,2 15,1 17,8 15 K-luvun alentumis-% 16 21 20 23

Delignifikaatio systeemin sisällä Sekoittimen'sisäänmenossa K-luku 19,6 25,4 19,9 24,1

Sekoittimen ulostulossa 20 K-luku 18,5 23,3 18,6 21,3 % Kokonaisalentumisesta 25 34 27 29

Johdon yläpäässä K-luku 16,8 21,5 16,0 19,8 % kokonaisalentumisesta 44 29 54 40 25 Säiliön ulostulossa K-luku - 20,5 16,0 19,3 % kokonaisalentumisesta 16 0 8

Sakeuttimen ulostulossa K-luku 15,6 19,2 15,1 17,8 30 % kokonaisalentumisesta 31 21 19 23 Nämä lukuarvot osoittavat, että jokaisessa tässä hakemuksessa selostetussa järjestelmässä tulisi venttiili sijoittaa johtoon alavirtaan happisekoittimesta antamaan se-koittimelle vastapaino. Ne osoittavat myös, että ligniinin-35 poistosta tapahtuu suuri osa alle minuutissa sekoittimessa. Se voi tapahtua 10-15 sekunnissa tai lyhyemmässä ajassa.

53 7 4 4 9 7

Suurin osa tapahtuu muutamassa minuutissa sekoittimessa ja ulostulojohdossa välittömästi sekoittimen jälkeen.

Maksimipaine sekoittimessa ei normaalisti ylitä 830 kPa ja paine johdon yläpäässä, jos käytetään hydrostaattis-5 ta haaraa, ei normaalisti ylittäisi 345 kPa.

Sekoitinta on käytetty myös pelkästään hydrostaattisen paineen alaisena.

Kuvien 9, 10 ja 11 happijärjestelmät on esitetty valkaisu järjestelmässä kuvassa 12. Kuva 12 esittää samaa koko-10 naissysteemiä kuin kuva 1 ja samoja viitenumerolta on käytetty kauttaaltaan näissä kuvissa. Kuvassa 1 esitetty järjestelmä käsittää hakkeen selluttamisen joko erä- tai vuo-keittimessä, keiton jälkeisen massan pesun, lajittelun, vedenpoiston sakeuttimessa 121 ja DcEDED-valkaisusarjän. Ku-15 vassa 12 esitetään sellutus, keiton jälkeisen massan pesu, lajittelu ja OOCOD-valkaisusarja. Suurimmalle osalle käyttöolosuhteet - aika, lämpötila, pH, sakeus ja kemikaali-lisäys - ovat samat kuvassa 12 kuin ne olivat kuvassa 1.

Erot kuvassa 12 esitetyn systeemin ja kuvassa 1 esi-20 tetyn systeemin välillä on osoitettu aaltosuluilla kuvan 12 alaosassa.

Ensimmäinen ero kuvassa 12 esitetyn prosessin ja kuvassa 1 esitetyn prosessin välillä on osoitettu aaltosululla 430. Tämä on kuvan 10 pesuri-happijärjestelmä ja 25 viitenumerot ja toimintaolosuhteet tälle happivaiheelle ovat samat kuin kuvassa 10 happivaiheelle annetut. Koska massan happikäsittelyvaiheessa tulisi olla pestyä, on happi-vaihe 430 kuvassa 11 esitetty kolmannen ruskean massan pesurin jälkeen osoittamaan sen sijainti eräkeittimen jälkeen, 30 jolloin keittimessä ei tapahdu mitään pesua. Vuokeitintä käytettäessä ruskean massan pesureita olisi vähemmän ja happivaihe voisi olla aikaisempi ruskean massan systeemissä.

Seuraava muutos on esitetty aaltosululla 431. Tämä on muunnos kuvan 11 pesuri-happijärjestelmästä. Happivalkai-35 suvaiheen jälkeen tulisi olla ainakin kaksi pesuvaihetta.

54 7 4 4 9 7 Nämä kaksi pesuvaihetta happivaiheen jälkeen aaltosululla 430 ovat pesuri 91"' ja sakeutin 121', joka on muutettu pesuriksi. Jos happivaihe aaltosululla 430 olisi ollut toisen ruskean massan pesurin 51' jälkeen mieluummin kuin 5 kolmas ruskean massan pesuri 71", silloin happisysteemi 431 olisi voinut olla pesurin 91"' ja varastosäiliön 110" välissä, kuten kuvassa 11 on esitetty.

Esitetyssä systeemissä sakeutin 121' on muutettu pesuriksi lisäämällä suihkutinpäät 125, prosessivesijohto 10 127 ja puhdistuspesulaite 124. Systeemi on edelleen muu tettu happisysteemiksi lisäämällä alkalijohto 425, höyry-sekoitin 426, höyryjohto 427, happisekoitin 428 ja happi-johto 429. Nämä on sijoitettu sakeuttimen 121' ja suurpaine-varastosäiliön 140' väliin. Toiminta on samanlainen kuin 15 kuvalle 11 selostettu.

Seuraava muutos on aaltosululla 432. Tämä osoittaa, katkoviivoin, kloori- ja klooridioksidi-laitteiston poistamisen. Klooridioksidi-sekoitin 144', klooridioksiditorni 146', kloori-imuri 153', kloori-sekoitin 155', kloori-torni 157' 20 ja pumppu 159 on poistettu. Tähän laitteistoon liittyvä putkitus ja kemikaalit on myös poistettu.

Seuraava muutos on aaltosululla 433. Tämä aaltosulku osoittaa uuttolaitteiston poistamisen pesurien 161' ja 181' välistä, niin että näitä pesureita voidaan käyttää kahtena 25 pesuvaiheena happivaiheen jälkeen aaltosululla 431. Tämä on myös osoitettu katkoviivoilla esitetyillä osilla. Poistetut kohteet ovat höyrysekoitin 166', uuttotorni 173' ja pumput 170', 176' , 278' ja 282'. Jälleen on myös uuttovaiheen vaatima putkitus ja kemikaalilisäykset poistettu. Pumppu 170' 30 voidaan säilyttää siirtämään massa 163' pesurille 181', jos tämä on tarpeen.

Seuraavat kaksi muutosta on esitetty aaltosuluilla 434 ja 435. Aaltosulku 434 osoittaa klooridioksidi-vaiheen poistamisen ja aaltosulku 435 sen korvaamisen kloorisekoit-35 timella. Klooridioksidi-vaiheen poistamisesta on seurauksena 55 7 4 4 9 7 höyrysekoittimen 186', klooridioksidi-sekoittimen 191', klooridioksidi-tornin 193' ja pumppujen 190', 196', 298" ja 302" sekä niiden liittyvän putkituksen ja kemikaalien poistaminen. Nämä on korvattu pienellä kloorisekoittimel-5 la 438 ja kloorin syöttöjohdolla 151'. Kloori-tornia ei tarvita. Pumppu 190' säilytetään, jos sitä tarvitaan siirtämään massa 183' sekoittimelle 430. Kloorin poistovirtaus johdossa 294" pidetään erillisenä happipoistovirtauksesta.

Aika tässä sekoittimessa samoin kuin happisekoitti-10 unessa on lyhyempi kuin 1 minuutti ja normaalisti se olisi vain muutamia sekunteja. Massa, joka kulkee nopeudella 18,3 m/s, kulkisi 2, 4 tai 3 m pitkän reaktorin läpi tavattoman lyhyessä ajassa. Klooria käsiteltäisiin pesurin massan lämpötilassa 54-60°C mieluummin kuin kylmemmässä kloo-15 rauslämpötilassa.

Viimeinen muutos on esitetty aaltosululla 436. Tämä on hapen lisäys uuttovaiheeseen, kuten on esitetty kuvassa 9. Viitenumerot ja käyttöolosuhteet ovat jälleen samat kuin kuvassa 9.

20 Jokaisen kaasusekoittimen tulisi olla vastapaineen alaisena kuten edellä on selostettu.

Kuva 13 esittää toisen järjestelyn, jossa valkaisu-sarja on OCODED. Muutokset kuvan 13 ja kuvan 1 välillä on jälleen esitetty aaltosuluilla kuvassa 13. Muutokset 431'-25 436' ovat samat kuin kuvassa 12 esitetyt muutokset. Kuvis sa 1, 12 ja 13 käytetään samoja viitenumerolta ja käyttö-olosuhteita .

Vielä on eräs muutos, joka on osoitettu aaltosululla 437. Tämä on E- ja D-vaiheiden lisääminen prosessin lop-30 puun. Jälleen prosessiolosuhteet tätä viimeistä uuttovaihet-ta varten ovat samat kuin muille uuttovaiheille ja tätä viimeistä klooridioksidi-vaihetta varten samat kuin muita klooridioksidi-vaiheita varten. Olisi myös käsitettävä, että ainoa näitä kahta vaihetta varten tarvittava lisälait-35 teisto ovat kaksi ylimääräistä pesuria. Uuttolaitteistoa, 56 74497 joka jätettiin pois 433‘:ssa, voidaan käyttää tässä uutto-vaiheessa ja klooridioksidi-laitteistoa, joka poistettiin 434':ssa, voidaan käyttää tässä klooridioksidi-vaiheessa. Todellisessa muunnoksessa tämä laitteisto voitaisiin jättää 5 paikoilleen ja putkittaa uudelleen.

Tämän selostuksen tarkoituksia varten käytetään näitä viimeisiä vaiheita varten kuitenkin viitenumerolta.

E-vaiheessa höyrysekoitin on 446, alkalijohto 447, höyryjohto 448, lietejohto 449, pumppu 450, uuttotorni 453, 10 laimennusvyöhyke 454, johto tornista pesuriin 455 ja pumppu 456.

Uuttopesurissa kyyppi on 460, pesuri 461, rumpu 462, poistuva massa 463, puhdistuspesulaite 464, sisääntuleva prosessivesi 490, suihkutinpäät 491, suodosjohto 492, sulku-15 säiliö 493, poistovirtausjohto 494, laimennusjohdot 495, 497 ja 501 ja niiden vastaavat pumput 496, 498 ja 502, sekä vas-tavirtapesuvesijohto 503 ja sen pumppu 504.

Viimeisessä klooridioksidi-vaiheessa höyrysekoitin on 466, alkalijohto 467, höyryjohto 468, massalietejohto 20 469, pumppu 470, klooridioksidi-sekoitin 471, klooridioksi- di-johto 472, klooridioksidi-torni 473, laimennusvyöhyke 474, johto tornista pesuriin 475, sen pumppu 476 ja rikkidioksidi-johdot 477 ja 478.

Viimeisessä pesurissa kyyppi on 480, pesuri 481, 25 rumpu 482, poistuva massa 483, puhdistuspesulaite 484, sisääntuleva prosessivesi 510, suihkutinpäät 511, suodosjohto 512, sulkusäiliö 513, poistovirtausjohto 514, laimennusjohdot 515, 517 ja 521 ja niiden pumput 516, 518 ja 522 sekä vastavirtapesujohto 523 ja sen pumppu 524.

30 Jälleen jokaisen kaasusekoittimista tulisi olla vas- tapaineen alaisena kuten edellä selostettiin.

Seuraavat kaksi kuvaa 14 ja 15 kuvaavat eroa laitteistossa tekniikan tason valkaisulaitoksen, jossa on DcEDED-valkaisusarja, ja laitoksen välillä, jossa käyte-35 tään tämän keksinnön systeemiä, jossa on OOCOD-sarja. Kum- 57 74497 pikin sarja alkaa ruskean massan pesureilla ja loppuu varastosäiliössä. Kuvassa 14 esitetty sarja on sama kuin kuvassa 1 esitetty DCEDED. Sarja kuvassa 15 on sama kuin kuvassa 12-00C0D. Viitenumerot kuvissa 14 ja 5 15 ovat samat kuin kuvissa 1 ja 12 käytetyt ja viit- taavat laitteiston samoihin osiin.

Kuvassa 14 massa 93""’ ruskean massan pesureilta 28"' kuljetetaan paksumassapumpulla 96"" suurpainevarasto-säiliöön 110"". Varastosäiliöstä massaliete siirretään 10 johdon 111"" ja pumpun 112"" kautta sekoitussäiliöön 116, jossa se sekoitetaan veden kanssa sen sakeuden pienentämiseksi. Säiliöstä 116 pumppu 117 kuljettaa massalietteen johdon 118 kautta lajittimille 113"'. Sitten massaliete 115"' tulee sakeuttimelle 121"', jossa siitä poistetaan vettä.

15 Suodos kulkee suodosjohdossa 128"' sulkusäiliöön 129’", kun taas massa 123"' siirretään paksumassapumpulla 126"' suur-painevarastosäiliöön 140"'.

Suurpainevarastosäiliöstä 140"' massa siirretään johdon 141"' ja pumppujen 142"' ja 156' kautta ja sekoite-20 taan klooridioksidin kanssa säiliössä 144"'. Senjälkeen se kulkee klooridioksidi-torniin 146"' ja poistuu tästä tornista johdon 150* kautta. Massan ollessa johdossa 150' se sekoittuu kloorin kanssa sekoittimessa 155"' ja viedään kloori-torniin 157"'. Kloorattu aines poistuu kloori-tornis-25 ta 157"' johdon 158' kautta ja vieras aines pestään siitä pois pesurissa 161"'. Suodos kulkee johdon 251"' kautta sulkusäiliöön 253" ' .

Massa 163"' poistuu pesurista, menee höyrysekoitti-meen 166”' ja sekoitetaan natriumhydroksidin ja höyryn kans-30 sa ja kuljetetaan johdon 169' kautta paksumassapumpulla 170"' uuttotorniin 173"'. Tässä uuttovaiheessa, samoin kuin toisessa, alkali lisätään pesurilla tai höyrysekoittimella. Uutettu massa siirretään johdon 175' kautta pumpulla 176"' pesuriin 181"'. Suodos tästä pesuvaiheesta poistuu johdon 35 272"' kautta sulkusäiliöön 273"'. Massa 183"' kulkee höyry- 58 7 4 4 9 7 sekoittimeen 186"' ja sekoitetaan jälleen höyryn ja nat-riumhydroksidin kanssa. Se viedään sitten johdon 189' kautta paksuinassapuinpulla 190"' klooridioksidi-sekoitti-meen 191"' ja klooridioksidi-torniin 193"'. Klooridioksi-5 di-tornista massaliete viedään johdon 195"" kautta pumpulla 196"' pesuriin 201"". Jälleen suodos tästä pesurista viedään johdon 292"" kautta sulkusäiliöön 293"", samalla kun poistuva massa 203"" kulkee höyrysekoittimeen 206"" sekoitettavaksi natriumhydroksidin ja höyryn kanssa ja vie-10 dään johdon 209"" kautta paksumassapumpulla 210"" uutto-torniin 213"".

Tornista liete viedään johdon 215"" kautta pumpulla 216"" pesuriin 221"" ja pestään. Suodos poistuu pesurista johdon 312"" kautta sulkusäiliöön 313"", samalla kun massa 15 223"" sekoitetaan höyryn ja mahdollisesti natriumhydroksi din kanssa höyrysekoittimessa 226"'. Sekoittimesta massa viedään johdon 229"' kautta paksumassapumpulla 230"' kloori-dioksidi-sekoittimeen 231"' ja klooridioksidi-torniin 233"'. Massaliete viedään sitten johdon 235"' kautta pumpulla 236"' 20 pesuriin 241"', jossa se jälleen pestään. Suodos kulkee johdon 332'" kautta sulkusäiliöön 333"'. Massa 243"' viedään paksumassapumpulla 450' johdon 455' kautta varastosäiliöön 527. Varastosäiliöstä aines kuljetetaan pumpulla 528 johdon 529 kautta johonkin lisäkäsittelyyn.

25 Tätä tulisi verrata happi-systeemiin, joka on esi tetty kuvassa 15. Kahdeksan varastosäiliötä aikaisemmassa systeemissä muuttuu neljäksi varastosäiliöksi tässä systeemissä. Tämä luku voitaisiin pienentää kolmeen, koska yksi klooridioksidi-torni kuvan 15 esittämässä systeemissä voi-30 daan myös poistaa. Sen tarkoitus on toimia varastosäiliönä systeemin sisällä. Sitä ei tarvitse käyttää klooridioksidi-tornina.

Kummassakin systeemissä aineksen PBC on alussa sama ja myös lopussa sama. Niin muodoin, tämä tulos on saavutettu 35 suurella vähennyksellä pääomakustannuksissa tässä uudessa systeemissä. Samalla saavutetaan myös muita säästöjä.

59 74497

Kuvassa 15 esitetyssä systeemissä massa 93"""A ruskean massan pesureilta 28"" sekoitetaan natriumhydrok-sidin ja höyryn kanssa höyrysekoittimessa 106' ja viedään johdon 93"""B kautta paksumassapumpulla 96""' happise-5 koittimeen 180' ja senjälkeen johdon 93"""C kautta suur-painevarastosäiliöön 110""'.

Tästä ensimmäisestä happivaiheesta massaliete viedään johdon 111""' kautta pumpulla 112""' säiliöön 116' ja sieltä johdon 118' kautta pumpulla 117' lajittimille 113"".

10 Lajittimilta massa 115"" kulkee sakeuttimen 121"" läpi. Sa-keuttimelta suodos kuljetetaan johdon 128"" kautta sulku-säiliöön 129"", samalla kun massa 123""A viedään höyryse-koittimeen 426", sekoitetaan natriumhydroksidin ja höyryn kanssa ja viedään sitten johdon 123""B kautta paksumassa-15 pumpulla 126"" happisekoittimeen 428". Happisekoittimelta aines kulkee johdossa 123""C suurpainevarastosäiliöön 140”".

Massaliete suurpainevarastosäiliöstä viedään johdon 141"" kautta pumpulla 142"" pesureille 161"" ja 181"”. Suodos näistä kahdesta pesurista kulkee johtojen 252"" ja 272"" 20 kautta sulkusäiliöihin 253"" ja vastaavasti 273"". Massa 183"" pesurilta 181 "" viedään paksumassapumpulla 190"" kloo-ri-sekoittimeen 438". Sekoittimelta liete kulkee johdon 195"" kautta pesuriin 201""'. Tältä pesurilta suodos kulkee johdon 292""' kautta sulkusäiliöön 293""'. Massa 203""' vie-25 dään höyrysekoittimeen 206""', sekoitetaan natriumhydroksidin ja höyryn kanssa ja kuljetetaan sitten johdossa 209""' paksumassapumpulla 210""' happisekoittimeen 211"'. Happisekoittimelta massa kulkee johdon 215""' kautta pesuriin 221""'. Suodos tästä pesurista kulkee johdon 312""' 30 kautta sulkusäiliöön 313""'.

Massa 223""' pesurilta 221""’ kulkee höyrysekoittimeen 226"", sekoitetaan natriumhydroksidin ja höyryn kanssa ja viedään johdon 229"" kautta paksumassapumpulla 230"" kautta paksumassapumpulla 230"" klooridioksidi-sekoitti-35 meen 231"". Sekoittimelta se kulkee klooridioksidi-torniin 233"". Tämä torni on valinnainen.

60 74497

Tornin jälkeen massaliete viedään johdon 235"" kautta pumpulla 236"" pesuriin 241"". Suodos tältä pesurilta kulkee johdon 332"" kautta sulkusäiliöön 333"" ja massa 243"" siirretään paksumassapumpulla 450" johdon 5 455" kautta varastosäiliöön 527'. Tästä säiliöstä se voi daan siirtää pumpulla 528' johdon 529’ kautta johonkin jälkeentulevaan työvaiheeseen.

Näissä kuvissa natriumhydroksidi tai muu alkali voidaan lisätä joko pesurilla tai höyrysekoittimessa.

10 Sekoittimen jälkeinen pesuri voi olla diffusööri.

Jälleen sekoittimella tulisi olla vastapaine. Tämä paine aikaansaadaan samalla tavalla kuin paine aikaansaadaan sekoittimelle 211 pystyvirtausjohdolla, paineventtii-lillä tai näiden yhdistelmällä. Venttiilin sijoitus ja mak-15 simipaineet ovat samat kuin sekoittimelle 211.

Nämä valaisevat 0C0- ja OCO-sarjoja ja ovat esimerkkejä O-O-X- ja O-X-O-sarjoista yleensä. Kummassakin sarjassa X voi olla kloori, klooridioksidi, kloorin tai klooridioksidin yhdistelmä - CD, Dc, tai kloorin ja kloo-20 ridioksidin seos, hypokloriitteja, peroksideja, tai otsonia. Selostettavia sekoittimia käytetään näiden sekoittamiseen. Massaa voidaan käsitellä otsonilla käsittelyllä, joka on selostettu US-patenttihakemuksessa nro 836 449, jätetty 26.9.1977, tai US-patenttihakemuksessa nor 2 491, 25 päivätty 11.1.1979.

Käytetty happi- ja kemikaalimäärä riippuu tietenkin valkaisemattoman massan K-luvusta, halutusta vaaleudesta ja valkaisuvaiheiden lukumäärästä. Esimerkkinä käytettäisiin OOCOD-sarjassa 14-20 kg happea ja 22-28 kg natriumhydrok-30 sidia tonnia kohti uunikuivaa massaa ensimmäisessä vaiheessa; 11-17 kg happea ja 17-22 kg natriumhydroksidia tonnia kohti uunikuivaa massaa toisessa vaiheessa, noin 56 kg klooria tonnia kohti uunikuivaa massaa kolmannessa vaiheessa, 8-11 kg happea tonnia kohti uunikuivaa massaa 35 neljännessä vaiheessa, ja 14-16 kg klooridioksidia tonnia 61 74497 kohti uunikuivaa massaa viimeisessä vaiheessa. Massan lämpötila ei muuttuisi pesurin lämpötilasta kloorikäsit-telyä varten.

Muut kuvat esittävät useita sekoitintyyppejä, joita 5 voitaisiin käyttää näissä järjestelmissä. Ulkopuoli on jokaisessa samanlainen; mutta sisäinen rakenne vaihtelee kuitenkin.

Kuvissa 16-19 sekoittimella 550 on sylinterimäinen runko 551 ja kaksi päätylevyä 552 ja 553. Massaliete tulee 10 johdon 554 kautta, kulkee sekoittimen rungon läpi ja poistuu johdosta 555. Happiputkia 558, jotka syöttävät happea staattoreihin 530 sekoittimen sisällä, syötetään happijohdoilla 559.

Akseli 560 kulkee sekoittimen pituussuunnassa ja on 15 tuettu laakereille 561 ja 562 ja sitä pyöritetään käyttölaitteella 563. Kuvassa on esitetty ketjukäyttö mutta voidaan käyttää myös jonkun muuntyyppistä käyttölaitetta.

Roottorit 570 on kiinnitetty akseliin 560. Tyypillinen roottorirakenne on esitetty kuvissa 20-21. Roottorissa 2Q 570 on varsi 571, joka kapenee ulospäin akselista ja jolla on elliptiseksi kehitetty poikkileikkaus. Edullinen poikkileikkaus on ellipsi. Roottorin pääakseli on kohdistettu roottorin pyörimissuunnan mukaisesti. Molemmilla sen etuja takareunoista 572 ja 573 on käyryyssäde väliltä 0,5-25 15 mm. Säteet ovat tavallisesti samat, vaikka niiden ei tar vitse olla. Jos ne ovat erilaiset, on etureunalla suurempi säde kuin takareunalla.

Eräs muunnos on esitetty kuvissa 22-23. Roottorin rakareunaan 573' on muodostettu ura 574. Uran leveys on noin 30 0,1 mm. Ura voi olla päällystetty vettähylkivällä aineella.

Roottorien lukumäärä ja roottorien nopeus riippuu massan määrästä, joka kulkee sekoittimen läpi, ja sekoittimen läpi kulkevan massan sakeudesta. Pinta-alan, jonka roottorit pyyhkäisevät, tulisi olla alueella 10,000-1,000,000 m2/t 2 35 uunikuivaa massaa. Edullinen alue on 25,000-150,000 m /t uuni- 62 74497 o kuivaa massaa. Optimin katsotaan olevan noin 65,400 m /t uunikuivaa massaa. Tämä alue määritetään kaavalla 1440 Ώ3 (r. 2-r„2) ^R) W) A = _ 5 t jossa o A = pyyhkäisy pinta-ala/tonni, m /t = roottorin ulkosäde, m r2 = roottorin sisäsäde, m 10 R = roottorin pyörimisnopeus, r/min N = roottorien lukumäärä t = tonnia (laskettuna uunikuivana) massaa, joka kulkee sekoittimen läpi päivässä.

Yksittäisten roottoreiden pituuden ja roottoreiden 15 lukumäärän välillä on riippuvuussuhde. Roottorit järjestetään tavallisesti renkaiksi keskusakselille. Roottoreiden lukumäärä renkaassa riippuu keskusakselin kehästä ja roottoripohjan koosta. Suurempi määrä roottoreita vaatisi pidemmän ja jäykemmän akselin. Pienempi määrä roottoreita 20 vaatisi pitempiä roottoreita. Siten tila sekoitinta varten määräisi todellisen roottorimuodon. Normaalisti roottoreita on yhteensä 4-400 ja 2-20 roottoria renkaassa.

Roottorit pyörivät kohtisuoraan massan liikettä vastaan sekoittimen läpi, muodostaen kierukkamaisen kulkutien 25 massan läpi. Roottorien pyörimisnopeus määrättäisiin moottorilla ja välityssuhteella moottorin ja keskusakselin välillä.

Keskusakselin 560 läpimitta on vähintään puolet sekoittimen sisäläpimitasta, muodostaen rengastilan 568, jon-3Q ka läpi liete kulkee.

Suurennettu akseli vaatii kaavintangot 564 ja 565 akselin päissä 566 ja 567. Normaalisti kummassakin päässä olisi 4 tankoa. Tangot poistavat kuidut, jotka pyrkivät kasautumaan akselin ja sekoittimen päätylevyn väliin. Tämä estää 35 akselin kiinnijuuttumisen sekoittimessa.

63 7 4 4 9 7

Staattorit on esitetty kuvissa 24-26. Staattorit lisäävät happea massaan sekoitusvyöhykkeessä ja toimivat myös kitkalaitteina massan pyörimisen vähentämiseksi tai estämiseksi roottorien mukana, niin että roottoreiden ja 5 massan välillä on keskinäinen pyörimisliike. Jokaisella staattorilla 580 on runko 581, keskikäytävä 582 ja pohja-levy 583. Staattorit työntyvät runkoon 551 aukkojen 556 läpi. On kaksi t^paa kiinnittää staattorit. Kuvassa 24 staattori on kiinnitetty runkoon 551 kitkakiinnityksellä 10 käyttäen Van Stone-laippaa 584. Tämä tekee mahdolliseksi staattorin pyörittämisen, jos halutaan muuttaa hapen sijoitusta. Kuvassa 25 pohjalevy 583' on kiinnitetty suoraan runkoon 551 joko pulteilla tai vaarnaruuveilla. Happi tulee sekoittimeen sulkuventtiilien 590 lär>i. Staatto-15 rit ovat pyöreitä ja kaventuvia ja pinta, jolla sulkuvent-tiilit ovat, on latistettu. Sulkuventtiilit avautuvat se-koittimen poikittaisen tason poikki ja roottorien pyörimissuuntaan.

Sulkuventtiilin 590 tarkoituksena on estää massa-20 kuitujen tulo käytävään 582. Tyypillinen sulkuventtiili on esitetty kuvassa 27. Venttiili 590 käsittää venttiilirun-gon 591, joka on kierteitetty staattorirunkoon 581. Vent-tiilirungossa on venttiilin istukka 592. Itse venttiili käsittää pultin 593 ja mutterin 594, jotka jousi 595 pai-25 naa suljettuun asentoon.

Sulkuventtiilien lukumäärä staattorissa vaihtelee 0:sta 4:ään. Joissakin sekoittimissa suurin osa kaasusta lisätään sekoittimen sisääntulossa, mikä vaatii sulkuvent-tiileitä neljään asti ja vain vähän tai ei ollenkaan kaa-30 sua lisättäisiin lähellä sekoittimen ulostuloa, mikä vaatisi yhden sulkuventtiilin tai ei yhtään venttiiliä, ja staattorit toimisivat silloin ainoastaan kitkajarruna massan pyörimistä vastaan. Esimerkiksi 60-7Q % hapesta voitaisiin lisätä sekoittimen ensimmäisessä puolikkaassa. Staat-35 toreiden ensimmäisessä kolmanneksessa voisi olla kolme tai neljä sulkuventtiiliä, seuraavassa kolmanneksessa voisi olla 74497 64 2 sulkuventtiiliä ja viimeisessä kolmanneksessa voisi olla yksi tai ei yhtään venttiiliä.

Staattorit järjestetään myös renkaiksi. Jokaista yhtä tai kahta rengasta varten roottoreita on yksi rengas 5 staattoreita. Staattoreiden lukumäärä renkaassa riippuu sekoittimen koosta. Tavallisesti staattoreita on renkaassa neljä., mutta tämä voi normaalisti vaihdella 2:sta 8:aan.

Sekä roottoreiden että staattoreiden tulisi ulottua rengastilan poikki. Normaali välys roottorin ja sekoitti-10 men sisäseinän tai staattorin ja keskusakselin ulkoseinän välillä on noin 13 mm. Tämä takaa, että kaikki massa joutuu kosketukseen hapen kanssa eikä pääse syntymään lyhyttä kiertotietä massalle sekoittimen läpi ilman kosketusta hapen kanssa. Roottoreiden ja staattoreiden tulisi olla si-15 säänmenon ja ulostulon välissä sen takaamiseksi, että kaikki massa kulkee pyyhkäissyn alueen läpi ja joutuu kosketukseen hapen kanssa.

Kuvissa 28-33 esitetään muunnos perussekoittimesta. Happea tuodaan roottoreihin johdon 600 ja käytävän 601 kaut-20 ta, joka kulkee keskellä akselia 560'. Säteittäiset käytävät 602 vievät hapen ulompaan rengasmaiseen jakojohtoon 603. Happi kulkee jakojohdosta massaan roottorivarren 605 keskikäytävän 604 läpi ja sulkuventtiilin 590" läpi. Nämä venttiilit ovat samanlaisia kuin venttiili 590.

25 Roottori on esitetty pyöreänä ja kapenevana, mutta sen muoto voi olla erilainen. Roottori voi olla pyöreä tai nelikulmainen eikä kapeneva, kuten roottorit, joita tavallisesti on höyrysekoittimissa. Pyöreiden roottoreiden käyryys-säteet olisivat yli 30 mm. Voidaan käyttää myös kapenevia 30 roottoreita 606, joilla on suorakulmainen poikkileikkaus.

Kuvassa 34 verrataan muunnetun sekoittimen, joka on samanlainen kuin kuvissa 28-33 esitetty, toimintaa kuvien 16-27 sekoittimen toimintaan ja siinä osoitetaan sekoittimen lisääntynyt teho, kun pyyhkäisyalue kasvaa ja akselin läpi-35 mittaa suurennetaan. Kummankin sekoittimen vaippa oli saman- 65 7 4 4 9 7 lainen. Sen sisäläpiinitta oli 0,914 m. Sisäänmeno ja ulostulo olivat samanlaiset. Kummassakin roottorin ulko-säde oli sama, 0,444 m. Kumpikin käsitteli massaa saman määrän, 810 tonnia uunikuivattua massaa päivässä.

5 Muunnetun sekoittimen pyörimisnopeus oli 435 r/min.

Staattoreita oli 32 8:ssa renkaassa ja roottoreita 36 9:ssä renkaassa. Jokaisessa roottorirenkaassa oli 2 puikkoa ja 2 lapaa. Lavat olivat suorakulmaisia poikkileikkaukseltaan.

Staattorit ja roottoripuikot olivat pyöreitä, ulospäin kape- 10 nevia ja 0,254 m pitkiä. Happea johdettiin ainoastaan staat- toreiden kautta. Akselin läpimitta oli 0,38 m ja pyyhkäisty 2 pinta-ala oli 14,100 m /t uunikuivaa massaa.

Kuvien 16-27 sekoittimella oli sama sisäläpimitta, mutta sen keskusakselin läpimitta oli 0,508 m. Roottoreita 15 oli 224. Roottorit olivat elliptisiä ja suoraviivaisesti kapenevia. Roottorin pääakseli kulki roottorin pyörimissuuntaan. Roottorin etu- ja takareunojen käyryyssäteet olivat 3,8 mm. Roottorit olivat 19 cm pitkiä ja ulottuivat noin 13 mm:n päähän reaktorin seinästä ja staattorit ulot-2Q tulvat noin 13 mm:n päähän keskusakselista. Roottoreiden pyörimisnopeus oli 435 r/min. Reaktorin pyyhkäisty pinta-ala oli 72,200 m /t uunikuivattua massaa. Happi johdettiin staattoreiden kautta.

Kuvassa 34 verrataan uutetun massan K-lukua K-luvun 25 lisäputoukseen massan kuljettua sekoittimen läpi, ja tämä osoittaa, että sekoitin sai aikaan suuremman K-luvun pienenemisen kuin muunnettu sekoitin. Havaittiin myös, että sekoitin tarvitsi vain puolet happimäärästä modifioituun se-koittimeen verrattuna samaan ligniinin poistomäärään pää-30 semiseksi; ts. muiden käyttöolosuhteiden pysyessä samana saman K-luvun alenemisen saavuttamiseksi tarvittiin 11 kg happea/t uunikuivattua massaa muunnetussa sekoittimessa, mutta vain 5 kg happea/t uunikuivaa massaa tarvittiin sekoittimessa. Havaittiin myös, että sekoitin pystyi sekoit-35 tamaan suurempia määriä happea massan kanssa kuin muunnettu 66 744 9 7 sekoitin. Noin 1,5-2 kertaa niin paljon happea voitiin sekoittaa massan kanssa sekoittimella kuin muunnetulla sekoittimella. Esimerkiksi muunnettu sekoitin pystyi sekoittamaan enintään 15,1-20,2 kg happea tonnin kanssa 5 uunikuivaa massaa. Sekoitin pystyi sekoittamaan 30,2- 35,3 kg happea tonnin kanssa uunikuivaa massaa.

Optimi pyyhkäisypinta-ala saavutetaan pienentämällä roottorien lukumäärä sekoittimessa 224:stä 203 reen.

Kuvat 35-37 kuvaavat eri tyyppistä roottori- ja 10 staattori-järjestelyä ja erilaista hapen johtamistapaa.

Tässä muunnoksessa hapensyöttöjohto 610 ympäröi se-koittimen ulkorungon 551” ja kaasu tulee sekoittimeen reikien 611 läpi rungossa 551". Renkaanmuotoinen sulkuseinä 612, joka on sijoitettu reikien 611 jokaisen renkaan väliin, 15 on kiinnitetty rungon 551" sisäseinään. Sulkuseinät 612 muodostavat kaasukokouman lähelle sekoitinseinää. Staattorit 585 on kiinnitetty sulkuseiniin 612. Roottorit 575 on järjestetty samansuuntaisiksi riveiksi tilojen kanssa sulku-seinien 612 välissä. Roottoreiden 575 ulkosäde on suurempi 20 kuin sulkuseinien 612 sisäsäde, niin että roottorit ulottuvat sulun seinän 608 taakse loukutettuun kaasuun sulkujen välissä. Rakenne sallii roottorin ulottua kaasutaskuun ja kaasun virtaamisen pitkin roottorin takareunaa kun se kulkee massalietteen läpi.

25 Roottorit ja staattorit voivat olla litteitä, etu ja takareunat pyöristettyinä. Jälleen etu- ja takareunojen käyryyssäde olisi väliltä 0,5-15 mm eikä näiden säteiden tarvitse olla samoja. Roottorit ja staattorit voivat olla niinkin kapeita kuin 6,35 miti:n levyisiä.

30 Tämä rakenne voisi sisältää myös uran roottorin ta kareunassa, joka voi olla peitetty vettähylkivällä päällysteellä .

Claims (18)

67 74497

1. Menetelmä kemikaalin sekoittamiseksi puumassan kanssa, jonka sakeus on 7-15 %, jolloin kemi- 5 kaali on tiivistymätön kaasu, kyllästämätön kaasu tai voimakkaasti tulistettu höyry, ja jolloin kemikaali johdetaan sekoitusvyöhykkeessä olevaan massaan, tunnettu siitä, että sekoitusvyöhykkeessä on sarja massan läpi kulkevia pyöriviä elimiä, joilla on pää-10 akseli, joka ulottuu pyörimisliikkeen suuntaan, ja joilla on etu- ja takareunat, jolloin pyörivät elimet kulkevat massan läpi poikittain massan kulkusuuntaan nähden ja niiden pyyhkäisypinta-ala massan 2 läpi on 10 000 - 1 000 000 m /t uunikuivaa massaa, ja 15 jolloin etureunan kaarevuussäde on 0,5 - 15 mm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyyhkäisypinta-ala on 14 000 - 1 000 000 m2/t uunikuivaa massaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että pyyhkäisypinta-ala on 25 000 - 150 000 m2/t uunikuivaa massaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyyhkäisypinta-ala on noin 2 65 400 m /t uunikuivaa massaa.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takareunan kaarevuussäde on 0,5 - 15 mm.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kemi- 30 kaali lisätään enenevässä määrin massaan.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittaminen tapahtuu paineessa enintään 830 kPa.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 35 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerni- 68 7 4 4 9 7 kaali on happi, otsoni, ilma, kloori, klooridioksidi, rikkidioksidi, ammoniakki, typpi, hiilidioksidi, kloori-vety, typpioksidi tai typpiperoksidi.

9· Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 5 mukaisessa menetelmässä käytettävä sekoitin, joka käsittää kotelon, jossa on sisäänmeno ja ulostulo, akseli ja sekoitusvyöhyke, tunnettu siitä, että akselilla (560) on sekoitusvyöhykkeessä useita roottoreita (570), joilla on etu- ja takareunat (572, 573), jol- 10 loin etureunan (572)kaarevuussäde on 0,5 - 15 mm, ja jolloin roottor.it (570) ovat pyöritettävissä lietteen läpi poikittain lietteen kulkusuuntaan nähden ja niiden pyyhkäisypinta-ala on 10 000 - 1 000 000 2 m /t lietteessä olevaa uunikuivaa kiintoainetta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että roottorien (580) pyyhkäisy- 2 pinta-ala on 14 100 - 1 000 000 m /t lietteessä olevaa uunikuivaa kiintoainetta.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sekoitin, 20 tunnettu siitä, että roottorien (570) pyyhkäisypinta-ala on 25 000 - 150 000 m2/t lietteessä olevaa uunikuivaa kiintoainetta.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että roottorien (570) pyyhkäisy- 25 pinta-ala on noin 65 400 m /t lietteessä olevaa uuni-kuivaa kiintoainetta.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että roottoreilla (570) on ellipsin muotoiset poikkileikkaukset ja pää- 30 akseli, joka ulottuu pyörimissuuntaan.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoitusvyöhyke on rengasmainen tila (568), jolloin tilan (568) sisäpinnan säde on ainakin puolet tilan (568) ulkopinnan 35 säteestä.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että takareunan (573) kaarevuussäde on 0,5 - 15 mm. 69 7 4 4 9 7

16. Patenttivaatimusten 9--12 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että takareunassa (573') on ura (574), joka kulkee takareunan (573') pituussuunnassa.

17. Patenttivaatimusten 9--12 mukainen sekoi tin, tunnettu siitä, että roottorit (570) ka-penevat ulospäin.

18. Patenttivaatimuksen 9 tai 12 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että se käsittää 10 useita staattoreita (580), jotka ulottuvat kotelosta (551)sekoitusvyöhykkeeseen, jolloin ainakin joissakin staattoreista (580) on ensimmäinen kulkutie (582), joka ulottuu sekoitusvyöhykkeen ulkopuolelta pituussuunnassa staattorin (580) läpi, ja toinen kulkutie, 15 joka on yhteydessä ensimmäisen kulkutien (582) ja sekoitusvyöhykkeen kanssa, sekä sulkuventtiilin (590) toisessa kulkutiessä. 70 7 4 4 9 7