FI75883B - Foerfarande foer framstaellning av koklut. - Google Patents

Description

75883

Menetelmä keittolipeän valmistamiseksi Tämä keksintö koskee sulfaattiselluloosan keittoa ja erityisesti keittolipeän valmistusta, joka verrattuna tavanomaiseen sulfaattiselluloosan keittolipeään aikaansaa massasaannon kasvun annetulla ligniininpoistoasteella.

Tavanomaisessa sulfaattiselluloosan keittoprosessissa ligno-selluloosamateriaaleja, kuten puuhaketta käsitellään keittokat-tilassa tuoreella keittolipeällä (valkolipeä), joka koostuu natriumhydroksidin ja natriumsulfidin vesiliuoksesta, tietyssä lämpötila-, paine- ja aikaolosuhteiden sarjassa. Keitto-ohjelman päätyttyä tuloksena oleva massa pestään käytettyjen kemikaalien ja liuenneen puuaineksen poistamiseksi. Pesty massa seulotaan ja/tai puhdistetaan vaillinaisesti keitetyn materiaalin poistamiseksi tai dispergoimiseksi. Massa säilytetään kunnes se lasketaan vaadittaessa suoraan paperituotteiden valmistukseen tai se voidaan saattaa tavanomaiseen valkaisukäsittelyyn valkaistujen paperilaatujen valmistusta varten.

Keittoprosessista saatua käytettyä lipeää nimitetään heikoksi mustalipeäksi, joka sisältää hajonneita ja liuenneita puun aineosia ja epäorgaanisia suoloja. Tämä lipeä haihdutetaan n.

25 %:n kuiva-ainepitoisuuteen, jossa vaiheessa saippuat, hartsin natriumsuolat ja rasvahapot otetaan talteen. Vahvaa, saippua-tonta mustalipeää haihdutetaan edelleen ja poltetaan sitten talteenottouunissa. Tuloksena oleva natriumkarbonaatin ja natriumsulfidin sula massa liuotetaan veteen, jolloin saadaan "soodalipeä", jota käsitellään kaIsiumhydroksidillä karbonaatin muuttamiseksi hydroksidiksi. Tämä kaustisointiprosessi regeneroi valkolipeää käytettäväksi uudelleen keitossa. Osaa heikosta mustalipeästä voidaan käyttää keittolipeän tilavuuden ja konsen-traation säätöön.

75883 2

Keittoprosessin tarkoituksena on kemiallisesti hajottaa ja liuottaa ligniinimatriisi säilyttäen samalla hiilihydraattijakeen. Ligniini on molekyylipainoltaan suuri polymeeri, joka antaa puulle sen rakenteellisen jäykkyyden pitämällä selluloosakuitu-ja yhdessä. Ligniininpoiston aikana sulfaattikeitossa kuitumaisen raaka-aineen muut komponentit liukenevat prosessiolo-suhteiden määräämään asteeseen. Ihannetapauksessa keitto tulisi suorittaa tavalla, joka liuottaa ligniinin selektiivisesti ilman selluloosan tai muiden hiilihydraattimateriaalien liukenemista tai hajoamista. Ei ole olemassa prosessia, jolla tämä kokonaispäämäärä saavutetaan.

Lukuisia kemiallisia lisäaineita ja keittolipeän koostumuksen muunnoksia on käytetty alalla ja niillä on saavutettu jonkinasteista massasaannon paranemista. Kaikessa massasaannon paran-nuskeskustelussa tulisi muistaa, että päämääränä on nostaa muiden komponenttien kuin ligniinin saantoa. On täysin mahdollista ja yleinen käytäntö nostaa saantoa päättämällä keittoreaktiot aikaisemmassa vaiheessa, jolloin jäljelle jää enemmän lähtöainetta ligniini mukaanluettuna. Saannon parantumiseen tällä menetelmällä liittyy kompromissi saannon ja tuotteen laadun välillä. Käytännössä millä tahansa lopputuotteella on olemassa jäännösligniinipitoisuuden raja, jonka yläpuolella tuotteen laatua on mahdoton hyväksyä.

Alalla käytettyjä lisäaineita ja muunnoksia, joilla on saavutettu suurempia saantoja samalla ligniinipitoisuudella, ovat rikkivety-esikäsittely, antrakinoni ja muut lähisukuiset kinonijohdannaiset ja polysulfidi. Polysulfidien käyttö sulfaattikeittoprosessissa on hyvin tunnettu. Lukuisat julkaisut osoittavat, että sulfaat-tikeitto käyttäen natriumpolysulfidia saa aikaan huomattavan massasaannon kasvun annetulla ligniinipitoisuudella. Polysulfi-dit katalysoivat hiilihydraattien aldehydipääteryhmien hapettumista muodostaen sarjan aldonihappoja, jotka hidastavat "lohkea-misreaktiota", jolla hiilihydraatit hajoavat ja liukenevat. Kalsiumpolysulfidiliuosten on havaittu olevan tehokkaampia 3 75883 stabiloimaan hiilihydraatteja alkalista hajoamista vastaan kuin vastaavien natriumpolysulfidiliuosten seurauksena kalsium-ionien kyvystä katalysoida alkalistabiilimpien aldonihappojen muodostumista.

Huolimatta polysulfidien saantoa parantavan kyvyn keksimisestä sulfaattikeittolipeissä niiden käyttö sulfaattikeitossa ei ole saavuttanut laajaa hyväksymistä teollisuudessa, koska polysulfi-dia, joka on lisättävä tai kehitettävä itse seoksessa lisäämällä alkuainerikkiä, ei ole voitu ottaa sellaisenaan talteen tavanomaisessa sulfaattiprosessin talteenottosysteemissä. Polysulfidi muuttuu pelkistettyyn muotoonsa sulfidiksi keiton aikana ja mahdollisuutta regeneroida polysulfidi rikin lisäyksellä rajoittavat rikkihäviöt, joita systeemissä tapahtuu. Aivan viimeaikoina on virinnyt paljon mielenkiintoa erilaisten hapettimien käytölle, jotka tekevät mahdolliseksi polysulfidin muodostuksen hapettamalla sulfaattivalkolipeässä olevaa natriumsulfidia.

Eräs kehitetyistä hapetussysteemeistä on Mead'in lipeänhapetus-systeemi, jossa natriumsulfidi hapetetaan molekulaarisella hapel-la katalyytin läsnäollessa, joka koostuu raemaisesta aktiivihiilestä, jota on käsitelty kastumisenestoaineella. Vaikka tämä prosessi johtaa polysulfidin syntymiseen ja sen talteenottoon käytetyistä sulfaattilipeistä käyttö- ja pääomakulut ovat olleet tekijöitä, jotka rajoittavat sen hyväksymistä teollisuudessa.

Hajonneet puun komponentit, jollaisia on mustalipeässä, saattavat olla myös tehokkaita hapetuskatalyytteinä. Valkolipeä/musta-lipeäseosten ilmahapetuksen on osoitettu synnyttävän pieniä pitoisuuksia polysulfidia. Valkolipeä/mustalipeäseoksista koostuvien keittolipeiden suora hapetus keittokattilassa niiden ollessa kosketuksessa puun kanssa voi johtaa kasvaneisiin saantoihin käyttäen kohtuullisia rikkitasoja. Kuitenkin näin saadut saannon kasvut ovat melko pieniä johtuen muodostuneen polysulfidin pienistä pitoisuuksista.

Kanadalainen patentti 452 910 kohdistuu olkipanoksen keiton sooda- tai sulfaattiprosessiin, jossa puun keitosta saatua 4 75883 heikkoa mustalipeää kaustisoidaan kalkilla ja käytetään sitten oljen keittoon. Patentin haltijan mielenkiinto heikon musta-lipeän kaustisointiin heräsi johtuen taloudellisista seikoista, jotka liittyvät tavanomaiseen menetelmään ottaa talteen kemikaaleja erittäin laimeista lipeistä. Tilaa vievien materiaalien, kuten oljen tai ruohojen keitto vaatii paljon pienempää kemikaalien käyttöä kuin puuhakkeen keitto, joten tuloksena olevat mustalipeät ovat erittäin laimeita. Näin ollen mustalipeän kaustisointi edustaa taloudellisesti houkuttelevaa vaihtoehtoa tavanomaiselle menetelmälle kemikaalien talteenottamiseksi. Puuhakkeen keittoa ei sisällytetty patentin haltijan esittämään ajatukseen. Esitetyissä esimerkeissä, erityisesti esimerkissä 3 ei tapahtunut mitään muutosta natriumsulfidipitoisuudessa kausti-soinnin tuloksena, mikä panee vahvasti olettamaan, että poly-sulfidia ei kehittynyt systeemissä. Sitävastoin tämä keksintö kohdistuu mustalipeän kaustisointiin olosuhteissa, joihin liittyy natriumsulfidin ilmahapetus polysulfidin kehittämiseksi.

Koska vaaditaan polysulfidin läsnäoloa saantoa parantavan vaikutuksen tuottamiseksi, mitään saannon kasvua ei saataisi patentinhaltijan systeemistä.

Australialaisessa patentissa 225 156 saadaan keittolipeä käytettäväksi massan valmistuksessa ruohoista soodaprosessilla regeneroimalla ja käyttämällä uudelleen jätekeittolipeä lisäämällä kalkkia suoraan siihen. Koska on kemiallisesti mahdotonta kehittää itse seoksessa polysulfideja jätekeittolipeästä, mitään saannon kasvua ei voitaisi saada australialaisesta systeemistä.

Tämän keksinnön ensisijaisena tarkoituksena on saada aikaan parannettu menetelmä massasaannon parantamiseksi sulfaattikei-tossa. Tässä menetelmäparannuksessa joko: kaustisoidaan osa mustalipeästä, joka on tarkoitus sekoittaa tavanomaiseen sulfaat-tivalkolipeään lopullisen keittolipeän valmistuksessa; tai kaustisoidaan mustalipeän ja soodalipeän seoksia, jotka on tarkoitettu käytettäväksi sen jälkeen keittolipeänä. Keksinnön lisätarkoituksena on saada aikaan uusi keittolipeä, joka koostuu kaustisoitujen valko- ja mustalipeiden seoksesta.

5 75883

Tarkemmin sanoen tämä keksintö kuvaa sulfaattikeiton ja tal-teenottosysteemin muunnosta, jossa mustalipeä käsitellään erikseen tai seoksena soodalipeän kanssa kalsiumoksidilla keit-tolipeän muodostamiseksi, joka verrattuna sulfaattivalkoli-peään johtaa kasvaneisiin massasaantoihin annettua ligniini-pitoisuutta kohti. Tämän keittolipeän käytöstä johtuvat kasvaneet saannot johtuvat pienten, mutta merkittävien polysulfidi-määrien läsnäolosta, jotka katalysoivat hiilihydraattien stabilointia alkalista hajoamista vastaan, ja liukoiseksi tehdyn kalsiumin läsnäolosta, joka parantaa synergistisesti polysulfidien tehokkuutta tässä stabiloinnissa.

Nämä ja muut läheiset tarkoitukset käyvät ilmi tarkasteltaessa seuraavaa keksinnön määritystä ja keksinnön toteutusmuotojen useita tyypillisiä esimerkkejä ja niistä johdettuja tietoja ja tuloksia ja johtopäätöksiä.

Piirrosten useita kuvia käytetään sen prosessimuunnoksen tarkempaan kuvaamiseen, joka on johtanut parantuneeseen tulokseen. Näihin kuviin viitataan keksinnön perusajatuksen yleisen esityksen kuluessa ja ne ovat avaimena uuden prosessin käyttöesimerk-keihin.

Kuva 1 on yksinkertaistettu diagrammi, joka kuvaa tavanomaisen sulfaattikeiton talteenottoprosessin syklistä luonnetta; kuva 2 on diagrammi, joka esittää sulfaattikeiton talteenotto-prosessia, jota on modifioitu tämän keksinnön mukaisesti; kuva 3 on graafinen kuvio, joka esittää vaikutusta kappasaanto-suhteeseen sulfaattikeittoprosessissa (a) kaustisoitaessa osa mustalipeästä, (b) mustalipeän takaisintäytöllä ja kaustisoi-matta mustalipeää ja (c) ilman takaisintäyttöä ja kaustisoi-matta mustalipeää; ja kuva 4 on kaavio, joka esittää vaikutusta kappasaantosuhteeseen lisäämällä kalsiunhydroksidia keittokattilaan sulfaattikeittoprosessissa ilman mustalipeää, kaustisoitua mustalipeää ja polysulfideja keittokattilassa.

6 75883

Kuvassa 1 esitetyssä sulfaattiprosessin tavanomaisessa toteutuksessa puuhaketta panostetaan keittokattilaan, jossa sitä keitetään paineen alaisessa höyryssä natriumhydroksidin ja natriumsulfidin vesipitoisessa keittoliuoksessa, joka tunnetaan "keittolipeänä". Keitto-operaatiossa ligniinisideaine, joka pitää puun selluloosakuituja yhdessä, liukenee.

Käytettyä keittolipeää, joka sisältää puusta liuennutta ligniiniä, kutsutaan "mustalipeäksi". Kun laimea mustalipeä (noin 15 % liuenneita kuiva-aineita) tulee pesureista, se väkevöidään monikattilaisessa haihdutuslaitteistossa käyttäen höyryä.

Väkevöity mustalipeä joutuu sitten sekoitussäiliöön, jossa suola-kakku (natriumsulfaatti) sekoitetaan lipeään jakson kemikaali-häviöiden täydentämiseksi. Väkevöity mustalipeä suolakakku-lisäyksineen pumpataan talteenottouuniin, jossa se poltetaan.

Talteenottouunissa saadaan lämpöä lipeän orgaanisten aineosien (liuenneet puusta) poltosta ja mikä yhtä tärkeää lipeässä olevat epäorgaaniset aineosat (natriumsuolat) saadaan talteen sulana tuhkana tai sulatteena. Talteenottouunin toinen olennainen tehtävä on mustalipeän natriumsulfaattisisällön pelkistäminen natriumsulfidiksi.

Sulate, joka koostuu suureksi osaksi natriumkarbonaatista Na^CO^ ja natriumsulfidistä Na2S, lasketaan ulos uunista ja liuotetaan veteen liuotussäiliössä "soodalipeän" muodostamiseksi. Soodalipeä saatetaan sitten kaustisointikäsittelyyn kalkilla CaO natriumkarbonaatin muuttamiseksi natriumhydroksidiksi. Tässä vaiheessa natriumsulfidi pysyy muuttumattomana. Lipeä, joka nyt tunnetaan "valkolipeänä", on sitten valmis käytettäväksi uudelleen keittolipeänä keittokattilassa. Kalsiumkarbonaatti-liete, joka on otettu talteen valkolipeästä kaustisointioperaa-tiossa, poltetaan uudelleen kalkkiuunissa, jolloin erkanee CC^ia, kalsiumoksidin saamiseksi, joka käytetään uudelleen soodalipeän kaustisoinnissa valkolipeäksi.

7 75883

Talteenottosysteemin tuottama valkolipeä sekoitetaan pieneen määrään mustalipeää (10-50 %), joka tunnetaan "mustalipeän takai-sintäyttönä", ennen kuin se panostetaan keittokattilaan. Musta-lipeää käytetään vaaditun lipeän ja puun välisen suhteen saavuttamiseen lisäämättä enempää vettä.

Muunnokseen, joka muodostaa tämän keksinnön, liittyy mustalipeän osan johtaminen sivuun, kun se virtaa haihdutinsysteemin läpi käsiteltäväksi kalsiumhydroksidin tai vastaavan kalsiumia luovuttavan suolan tai emäksen suspensiolla käytettäväksi sen jälkeen keittolipeänä.

Useimmat haihduttimet on nykyään järjestelty siten, että musta-lipeä poistetaan toiminnasta, kun sen väkevyys on sellainen, että saadaan maksimi saippuan talteenotto. Tämä tapahtuu yleensä haihdutinsysteemin siinä vaiheessa, jossa lipeän väkevyys on n. 25-28 % kokonaiskuiva-ainetta ja 71-82°C:n lämpötilassa. Lipeä poistetaan laskeutussäiliöihin ja saippua kuoritaan pois ja lähetetään mäntyöljylaitokselle. Kuorittu kuuma lipeä palautetaan haihdutinsysteemiin. Keksinnön mukaisesti osa kuoritusta kuumasta lipeästä johdetaan sivuun tavanomaisesta talteenottosysteemistä kaustisoitavaksi ja käytettäväksi sen jälkeen keittolipeänä.

Vaikka seuraavassa esimerkissä käytettiin mustalipeää, joka vastasi 25 %:n kokonaiskuiva-ainepitoisuutta, koska se edustaa lipeää saippuan kuorimisen jälkeen, heikompaa tai vahvempaa lipeää voidaan käyttää tämän keksinnön toteutuksessa.

Kuten kuvassa 2 on esitetty, sivuun johdettua kuumaa lipeää voidaan käsitellä (1) kaustisoimalla se sekoitettavaksi tavanomaiseen sulfaattivalkolipeään lopullisen keittolipeän valmistuksessa tai (2) kaustisoimalla sivuun johdetun lipeän ja sooda-lipeän seoksia käytettäväksi myöhemmin keittolipeänä. Kausti-sointi on edullista suorittaa lisäämällä kalkkia (CaO) määrä, joka vastaa kalkin ja natriumkarbonaatin välistä moolisuhdetta 1,5:1. Pelkän mustalipeän kaustisoinnissa tämä suhde ei ole kriittinen ja voi vaihdella välillä 0,5-2 muuttamatta merkittävästi saadun lipeän koostumusta. Mustalipeän ja soodalipeän seosten e 75883 kaustisoinnissa, jossa natriumkarbonaatin väkevyys on huomattavasti suurempi, suhteesta välillä 1,5-2 tulee edullinen alue, sillä suurta hyötysuhdeastetta natriumkarbonaatin konversiossa natriumhydroksidiksi vaaditaan alkalisen keittolipeän valmistuksessa. Kaustisoimalla mustalipeää tai mustalipeän ja soodalipeän seoksia käyttäen CaO:n ja Na^O^jn välistä moolisuhdetta välillä 1,5:1, syntyy pieniä,mutta merkitseviä määriä polysulfidia. Polysulfidin muodostuksen katsotaan johtuvan natriumsulfidin osittaisesta ilmahapetuksesta, jota tapahtuu olosuhteissa, jotka ovat tyypillisiä kaustisoinnin aikana vallitseville. Muodostunut polysulfidin määrä riippuu sekä läsnä olevasta natriumsulfidin väkevyydestä että ilmahapetuksen laajuudesta. Sen katalyyttisen osan lisäksi, joka mustalipeän orgaanisilla yhdisteillä on sulfi-din hapettumisessa polysulfidiksi, nämä orgaaniset yhdisteet toimivat myös tehden kalsiumionit liukeneviksi kalsiumorgano-kompleksien muodostuksen kautta. Sekä polysulfidin että kalsium-ionien väkevyys, joka on tällä tavoin syötetty keittolipeään sekoittamalla osia kaustisoidusta mustalipeästä sulfaattivalko-lipeään tai kaustisoimalla mustalipeän ja soodalipeän seoksia, on riittävä aikaansaamaan useiden prosenttien massasaannon kasvut. Mustalipeän määrät, jotka on johdettava sivuun tavanomaisesta talteenottoprosessista ja kaustisoitava erikseen tai soodalipeän kanssa, eivät ole kovin kriittisiä ja ne voivat vaihdella esimerkiksi välillä n. 5-50 % keittolipeän kokonaistilavuudesta. Käytettävällä kaustisoidun mustalipeän määrällä ei ole mitään ylärajaa tai alarajaa, mutta käytännön seikkana saavutetaan pienentyneen tuoton piste, kun mainitut rajat ylitetään. Mitä alarajaan tulee, polysulfidi- ja kalsiumioneja tulee olla riittävät määrät saannon kasvun aikaansaamiseen, joka on riittävä takaamaan prosessimuunnoksen. Kaustisoidun mustalipeän edustaessa 5-50 % koko keittolipeän tilavuudesta, lopullisessa keittolipeässä käytettävissä olevien polysulfidi- ja kalsium-ionien määrä voi vaihdella välillä 0,1-1,0 % ja 0,05-1,0 % samassa järjestyksessä prosentteina uunikuivasta puusta. Näiden alempien tasojen pitäisi olla riittävät parantamaan massan saantoa. Käyttö- ja mekaaniset ongelmat, kuten vaahtoaminen asettaisivat käytännön ylärajan.

9 75883

Uuteen keittolipeään liittyvän saantoa parantavan vaikutuksen katsotaan johtuvan sekä polysulfidi- että kalsiumionien yhtäaikaisesta läsnäolosta. Polysulfidi katalysoi hiilihydraattien pelkistävien pääteryhmien hapettamista aldonihappojen sarjan muodostamiseksi, joka stabiloi hiilihydraatit alkaliselta hajoamiselta. Nämä aldonihapot vaihtelevat alkalistabiilisuudeltaan ja osa niistä voi hajota keiton aikana, mikä saattaa pelkistävät pääteryhmät uudelleen alttiiksi alkaliselle hajoamiselle. Kalsiumionien läsnäolo polysulfidiprosessissa katalysoi alkali-stabiilimpien aldonihappojen muodostumista. Kirjallisuusselvitykset ovat osoittaneet, että kun glukosonia, jonka katsotaan olevan välituote glukoosin polysulfidihapetuksessa, käsitellään kalsiumhydroksidilla, se muuttuu pääasiassa mannonihapoksi, kun taas käsittely natriumhydroksidilla tuottaa pääasiassa arabinoni- ja erytronihappoja. Tämän kalsiumin kyvyn edistää alkalistabiilisuudeltaan parempien aldonihappojen muodostusta arvellaan vastaavan saannon lisäkasvusta, sillä hiilihydraattien stabilointi polysulfidin avulla paranee. Näin ollen huolimatta läsnäolevan polysulfidin pienistä määristä liukoiseksi tehtyjen kalsiumionien läsnäolo tekee mahdolliseksi useiden prosenttien saannon kasvut parantamalla synergistisesti polysulfidin tehokkuutta.

Prosessiparannusta, joka muodostaa tämän keksinnön, kuvataan tarkemmin viitaten alla kuvattuun erikoisesimerkkiin ja liitteenä oleviin taulukkoon ja kuviin.

Esimerkki

Mustalipeä, josta saippua oli kuorittu ja jonka kuiva-ainepitoisuus oli 25 %, saatiin sulfaattikeitto-operaatiosta, jossa käytettiin puuraaka-ainetta, joka koostui Southern-männystä. Musta-lipeän koostumus oli: 10 7 5 8 8 3 epäorgaanista hiiltä yhteensä (TIC) 3,0 g/1 * orgaanista hiiltä yhteensä (TOC) 94,0 g/1

NaOH Na20:na 5,3 g/1

Na2S Na20:na 10,7 g/1

Polysulfidia (Na„S ) O

+ + ^ X <

Kalsiumia (Ca ) jälkiä (- 0,1 g/1) *T0C on yleensä suurempi kuin lähtömustalipeällä johtuen haihdu-tushäviöistä.

170 litraa mustalipeää kaustisoitiin 208 litran tynnyrissä käyttäen 3570 g kalkkia. Käytetty kalkin määrä edustaa 50 %:n ylimäärää siitä, mitä kaustisointiin teoreettisesti vaaditaan (yhtä suuret moolimäärät CaO:a ja Na2CO^:a).

Kalkkia lisättiin mustalipeään kuumennettaessa se 99°C:n lämpötilaan. Lämpötilaa ylläpidettiin 99°C:ssa 2 i tuntia sekoittaen voimakkaasti avoimessa ilma-atmosfäärissä. Sen jälkeen kausti-soidun mustalipeän annettiin laskeutua yli yön ( ^18 tuntia), minkä jälkeen se erotettiin liejusta ja varastoitiin sitten typpiatmosfäärissä, kunnes sitä käytettiin keitossa. Juuri valmistetun näytteen koostumus oli: epäorgaanista hiiltä yhteensä < 1 g/1 *orgaanista hiiltä yhteensä 98 g/1

NaOH Na20:na 19,8 g/1

Na2S Na20:na 8,4 g/1

Polysulfidia (Na„S ) 0,66 g/1 + + * ^

Kalsiumia (Ca ) 1,36 g/1 *sama kuin yllä.

Souhthern-mäntypuuraaka-aine seulottiin ja sekoitettiin. Lastut, jotka olivat yli 2,86 cm ja alle 0,48 cm, hylättiin. 17000 g märkää puuta, jonka kosteuspitoisuus oli 48,62 %, panostettiin 70,8 litran pyörivään rumpukattilaan. Kattilaan lisättiin: 22,5 litraa kaustisoitua mustalipeää ja 14,2 litraa valkolipeää, 11 75883 jonka aktiviinen alkaliväkevyys oli 60 g/1 ja sulfidisuus 29 %. Puun kosteus huomioonottaen lipeän kokonaistilavuus oli 45 litraa, mikä vastaa lipeän ja puun välistä suhdetta 5,2:1. Kaustisoitu mustalipeä muodosti näin ollen 50 % til./til. koko keittolipeästä. Lipeän koostumus ja sen prosentuaalinen käyttömäärä puusta laskien oli:

NaOH Na20:na 1050 g 12 %

Na2S Na20:na 437 g 5 %

Aktiivinen alkali Na20:na 1487 g 17 %

Polysulfidi 0,33 g/1 0,17 %

Kalsium (Ca++:na) 0,68 g/1 0,35 %

Kattila kuumennettiin 173°C:een 60 minuutissa ja pidettiin sitten tässä lämpötilassa ennalta määrätyn pituinen aika. Aikaa tässä lämpötilassa vaihdeltiin ja riippui tavoitekappaluvusta. Keitto-ohjelman päätyttyä pehmenneet puulastut puhallettiin pois kattilasta massakuoppaan ja massa pestiin sitten perusteellisesti .

Tässä tapauksessa verrattuna tarkistuskeittoon, jossa mitään kaustisoitua mustalipeää ei käytetty, saavutettiin 1-3 %:n massa-saannon parannus kappalukualueella 50-100. Keitto-olosuhteet ja massasaantotulokset esitetään seuraavassa taulukossa I. Massa-saannon kasvua, joka saatiin sulfaattiprosessin kuvatulla muunnoksella tässä esimerkissä esitetyllä tavalla, kuvataan kuvassa 3. Kuvasta 3 voidaan nähdä, että esimerkiksi kappa-arvolla 90, kaustisoidun mustalipeän käyrä osoittaa hyvin oleellista prosentuaalista saannon parannusta, noin 2 $ prosentin kasvua vertailukelpoiseen ajoon nähden, jossa sama määrä mustalipeää lisättiin takaisintäyttönä kattilaan. Sama sulfaattikeittoajo ilman mustalipeän takaisintäyttöä ja ilman kaustisoitua mustalipeää jää saannossa 3 % jälkeen.

Kuva 2 esittää kalsiumhydroksidilisäyksen vaikutusta sulfaatti-prosessiin ilman mustalipeää, kaustisoitua mustalipeää ja poly-sulfideja. Mitään vaikutusta massasaantoihin annettua ligniini- 12 75883 pitoisuutta kohti ei havaittu. Tämä yhdistettynä polysulfidin hyvin todistettuihin vaikutuksiin (prosentteina uunikuivasta puusta) massasaantoihin osoittaa, että kalsium parantaa synergis-tisesti polysulfidin saantoa parantavaa kykyä.

Vaikka edellä oleva kuvaus toimii kuvaten tätä keksintöä, sen suojapiirin määritys voidaan saada vain viittaamalla seuraaviin patenttivaatimuksiin.

Taulukko 1 I. Keittolipeät

Kaustisoitu Sulfaattisellu- Sulfaatti- mustalipeä loosa + musta- selluloosa _ lipeä_____ TIC 0,258 g/1 0,927 g/1 0,09 g/1 TOC 21,8 g/1 22,1 g/1 <0,01 g/1

Sx 0,33 g/1 0

Ca++ 0,66 g/1 0,01 g/1

Sulfidisuus , % 29 29 25 13 75883

Taulukko 1 (jatkuu) II. Keitto-olosuhteet ja tulokset

Keittotyyppi Keitto Lämpö- Aika % Saanto Kappa- n:o tila nosto/ AA % luku _ _ °C pito _ ___

Kaustisoitu T-1865 <173 60/20 17 63 ,2 109 mustalipeä T-1863 173 60/35 17 55,3 70,3 T-1864 173 60/50 17 51,8 56,8 T-1881 173 60/20 17 60,9 99,8

Kuva 1 sulfaatti- T-1907 173 60/50 17 50,9 51,8 keitto + mustalipeä T-1908 173 60/35 17 53,0 69,5 T-1910 173 60/20 17 56,2 91,3 T-1911 173 60/25 17 56,0 87,4

Sulfaattikeitto T-1868 173 60/20 17 56,4 93,4 T-1866 173 60/35 17 53 ,6 78 ,0 T-1867 173 60/50 17 50,9 56,7 T-1912 171 60/40 17 53,5 80,3 T-1913 171 60/25 17 56,7 96,0 T-1914 171 60/20 17 61,3 109,4

Kuva 2 sulfaatti- T-2089 173 60/30 17 51,4 68,5 keitto T-2098 173 60/25 17 53,5 77,3 T-2105 173 60/34 17 49,2 56,9 T-2110 173 60/30 15 56 ,2 92,0

Sulfaattikeitto/Ca T-2115 173 60/30 15 56 ,4 94,8 T-2116 173 60/40 15 54,1 78,9 T-2124 173 60/50 15 51,1 67,4

Claims (17)

1. Menetelmä keittolipeän valmistamiseksi, joka on tarkoitettu lisättäväksi keittokattilaan puuhakkeen sulfaattikeitosta saadun saannon parantamiseksi, jossa keitetyn massan pesusta saatu mustalipeä väkevöidään ja poltetaan, saatu sulate liuotetaan veteen ja saatu soodalipeä kaustisoidaan kalsiumsuolalla valko-lipeän tuottamiseksi käytettäväksi keitossa, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa käsitellään ainakin osaa mustalipeästä lisäämällä siihen suoraan kalsiumsuolaa tai -emästä ilman läsnäollessa liukoiseksi tehtyjen kalsium-ionien ja polysulfidi-ionien kehittämiseksi massasaannon lisäämiseksi riittävässä määrin ja palautetaan käsitelty mustalipeä keittokattilaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa kierrätetään toinen osa mustalipeästä keittokattilaan keittolipeän tilavuuden ja väkevyyden säätämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mustalipeän regenerointivaiheessa sekoitetaan ainakin osa mustalipeää soodalipeään ja käsitellään saatua seosta lisäämällä siihen suoraan kalsiumsuolaa tai -emästä ilman läsnäollessa liukoiseksi tehtyjen kalsiumionien ja polysulfidi-ionien kehittämiseksi massasaannon lisäämiseksi riittävässä määrin, ja palautetaan käsitelty lipeä keittokattilaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitelty mustalipeä muodostaa 5-50 % keittolipeän kokonaistilavuudesta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitellyn mustalipeän kuiva-ainepitoisuus vaihtelee välillä 5-30 %.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalsiumyhdiste on kalkki. is 75883

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalkin määrä vastaa kalkin ja natriumkarbonaatin välistä moolisuhdetta 0,5-2:1.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalsiumsuola on kalkki ja kalkin määrä vastaa kalkin ja natriumkarbonaatin välistä moolisuhdetta 1,5-2:1.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalkin määrä vastaa kalkin ja natriumkarbonaatin välistä moolisuhdetta 1,5-1.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keittolipeä koostuu valkolipeän ja käsitellyn musta-lipeän seoksesta.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liukoiseksi tehtyjen kalsiumionien lisätty määrä on riittävä aikaansaamaan keittonesteeseen kalsiumionipitoisuus, joka on vähintään 0,05 % laskettuna uunikuivasta puusta.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liukoiseksi tehtyjen kalsiumionien lisätty määrä on riittävä aikaansaamaan keittonesteeseen kalsiumionipitoisuus, joka on 0,05-1,0 % laskettuna uunikuivasta puusta.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että läsnäolevien polysulfidi-ionien ja liukoiseksi tulleiden kalsiumionien määrät ovat 0,1-1,0 % vastaavasti 0,05-1,0 % laskettuna uunikuivasta puusta.

14. Parannettu sulfaattikeittolipeä puuhakkeen keittämiseksi, tunnettu siitä, että se koostuu valkokeittolipeän ja mustalipeän seoksesta, jota mustalipeää on käsitelty patenttivaatimuksen 1 menetelmän mukaisesti polysulfidi- ja kalsiumionien aikaansaamiseksi.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen keittolipeä, tunnettu siitä, että mustalipeä on kaustisoitu mustalipeä · ie 75883

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen keittolipeä, tunnettu siitä, että mustalipeän kuiva-ainepitoisuus vaihtelee välillä 5-30 %.

17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen keittolipeä, tunnettu siitä, että polysulfidi-ionien määrä on 0,1-1,0 % ja liukoiseksi tulleiden kalsiumionien määrä on ainakin 0,05 % laskettuna uuni-kuivasta puusta. 17 75883