FI76849B - Foerfarande foer tillvaratagande av lignin ur alkaliska ligninloesningar. - Google Patents

Description

1 76849

Menetelmä ligniinin talteensaamiseksi alkaalisista ligniini-liuoksista

Keksintö koskee menetelmää ligniinin saamiseksi saos-5 tamalla alkaalisista ligniiniliuoksista neutraloinnin avulla sekä menetelmää alkalin takaisin saamiseksi.

Selluloosan valmistuksessa syntyy huomattavia määriä llgniinipitoisia uutteita,jotka tähän saakka ovat olleet jäte-tuotetta* Koska uutteiden välitön johtaminen vesistöihin ei 10 nykyisin ole enää mahdollista, käsitellään uutteet konsentroin-timenetelmällä ja siinä yhteydessä saostuvat kiinteät aineet yleensä poltetaan. Tässä yhteydessä käytetyt menetelmät ovat kustannuksia vaativia ja ne on tarkoitettu vain puhdistetun veden ja siitä erotetun kiinteän aineen saamiseksi.

15 Vesi voidaan sitten jälleen syöttää takaisin virtauk seen. Nämä menetelmät eivät ole vain kustannuksia vaativia, vaan niillä myös hävitetään kiinteässä aineessa oleva ligniini. Uutteita nimitetään tavallisesti jätelipeäksi.

Tunnettua on ligniinin säestäminen alkaalisesta liuok-20 sesta, jossa tämä neutraloidaan johtamalla happoa, siihen liittyvä lipeän takaisin saaminen on mahdotonta tai hyvin vaativaa ja kallista. Sitäpaitsi näin saostetussa aineessa on epäpuhtautena mineraalisuoloja. Alkalilipeä voidaan neutraloida esim. johtamalla CO2 ja kaustisoida muodostunut karbonaat-25 ti kalsiumoksidilla.

Keksintö pohjautuu tehtävään luoda menetelmä, jossa ligniini otetaan talteen vähäisin laitekustannuksin alkaalisesta ligniiniliuoksesta, edullisesti jätelipeästä (alkaalisesta uutteesta) selluloosaprosessista jatkokäyttöön soveltu-30 vassa muodossa, niin että mitään ei mene hukkaan ja jossa sitä paitsi on mahdollista palauttaa uutteen alkali uutta käyttöä varten menetelmän prosessissa.

Asetetun tehtävän ratkaisu saadaan jo aikaisemmin mainitunlaisella menetelmällä keksinnön mukaisesti siten, että 35 ligniiniliuos jatkuvasti tehdään elektrolyysissä anodilla happamaksi ja samassa reaktiossa alkali regeneroidaan kato- 2 76849 dilla. Toisin sanoen: alkaalinen uute (ligniiniliuos) viedään jaetun elektrolyysikennon anoditilaan ja siellä tehdään sähkökemiallisesti happamaksi/ sillä aikaa kun lipeä samalla konsentroidaan sähkökemiallisesti katoditilassa.Kenno on 5 tarkoituksenmukaisesti jaettu ioninvaihtokalvolla, joka tekee mahdolliseksi kationien selektiivisen kuljetuksen anodi-tilasta katoditilaan. Tutkimukset ovat osoitaneet, että Nafion-kalvo on erityisen sopiva ja täyttää sille asetetut vaatimukset olemalla pitkäkestoinen. Saostuminen ja lipeänpa-10 lautus saadaan aikaan yhdellä energiansyötöllä.

Uusi menetelmä on käyttökelpoinen yleensä alkaalisj .13 <=> ligniiniliuoksille. Edelleen sitä käytetään alkaalisille lig-ni.i niliuoksille, jotka ovat uutetta tai jätelipeää selluloosa-prosessista, ja tässä yhteydessä edullisesti ligniiniliuoksil-15 ia, jotka saadaan selluloosanvalmistuksen Organosolv-menetel-män uutteesta erottamalla orgaaninen liuotin. Alkalina käytetään edelleen natronlipeää.

Kokeissa havaittiin, että menetelmä voidaan suorittaa vain yhdessä elektrolyysikennossa. Ligniiniliuos ja 20 alkali johdetaan elektrolyysikennon läpi, joka on jaettu katio-ninvaihtokalvolla anodi- ja katoditilaan. Kennon Joppupäässä saostuu vaaleanruskea vaahto, joka on ligniinivaahtoa, ja voidaan tunnetuilla käsittelymenetelmillä jatkojalostaa puhtaaksi ligniiniksi.

25 On kuitenkin osoittautunut, että menetelmä tarvitsee erityisen pienen energialisäyksen, jos se suoritetaan kahdesta! tai jopa kolmessa vaiheessa. Vaiheiden lukumäärää rajoittavat tässä laitekustannukset ja toiminta-asteet, joihin pyritään.

30 Kaksivaiheisessa menetelmässä suoritetaan ensimmäises sä vaiheessa ("neutralointikenno") neutralointi vain siihen saakka, kun ligniininsaostuminen anoditilassa alkaa, joka vastaa keksinnön mukaisesti noin pH:ta 9,5. Tässä kohdassa saadaan jo takaisin suurin osa natronlipeästä katoditilassa.

35 Toisessa vaiheessa ("saostuskenno") tehdään anoditilassa liuosta happamaksi ligniinin täydelliseen saostumiseen saakka, 3 76849 keksinnön mukaisesti noin pH:hon 4. Koska liuoksen pienen johtavuuden takia pH:n 8 alapuolella tapahtuu riittävä elektrolyysi vain nostetulla jännitteellä, säästetään merkittävästi energiaa suorittamalla erotus kahdessa vaiheessa.

5 Happi, jota kehittyy saostuskennon anodilla, muodostaa yhdes sä saostuneen ligniin ja osan kanssa neutraloitua liuosta vaahdon, niin että ligniinisuspensio voidaan kuljettaa vaah-dotuslaitteen kautta. Vaahdotusreaktio ei vaadi minkäänlaista lisäenergiaa, koska happea muodostuu elektrolyysiin muutenkin 10 vaadittavalla virranmäärällä.

Elektrolyyttisillä saostuksella toisessa vaiheessa on se etu, että saostuneessa ligniinissä ei ole epäpuhtautena epäorgaanisia suoloja. Hapan anolyytti voidaan erottamisensa jälkeen, ehkä sentrifugoimalla, palauttaa takaisin ensimmäi-15 sen vaiheen katoditilaan ja sieltä, vastaavan regeneroinnin, metanolilisäyksen ja sopivasti alkalirikastuksen jälkeen sel-luloosaprosessiin aloitusväliaineeksi tai sen osaksi. Siten voidaan alkaalisen uutteen jalostus suorittaa suljetussa kierrossa ja ilman että prosessista jää minkäänlaisia jäte-20 vesiä.

Elektrolyysi suoritetaan molemmissa vaiheissa mahdollisimman korkeissa lämpötiloissa kiehumislämpötilan alapuolella, koska liuoksen johtavuus kasvaa lämpötilan kasvaessa. Elektrolyysissä syntyvä lämpö riittää tämän lämpötilan säilyt-25 tämiseen, niin että elektrolyysikennojen lisälämmitys ei yleensä ole tarpeen.

Koska elektrolyyttisessä menetelmässä on kysymys suhteellisen säästävästä menetelmästä, joka ei vaadi mitään lisä-kemikaalien käyttöä, on menetelmä sopiva erityisesti puhtaan 30 liuonnosta saatavan ligniinin talteen ottamiseen, kuten esim.

Organosolvmenetelmä patenttijulkaisun P 28 55 052 mukaan esittää.

Erityisen edullisella tavalla voidaan ensimmäisessä menetelmän vaiheessa viedä katolyytti ja/tai anolyytti kier-35 toon. Elektrolyyttikennosta muodostetaan joskus kierron osa. Menetelmän vaiheen säädettävyyttä parannetaan kuljettamalla 4 76849 kierrossa olevat anolyytti ja katolyytti elektrolyyttiosan sisään- ja ulosmenokohdan yhteydessä. Erittäin yksinkertaisen säätölaitteiston avulla on mahdollista saavuttaa ensimmäisessä menetelmävaiheessa haluttu neutraloituminen erit-5 täin yksinkertaisella tavalla ja arvot tarkkaan huomioiden. Jätelipeän happamaksi tekeminen suoritetaan manetelmän en-simiröisessä vaiheessa edullisesti pH-arvoon 9,5. Tämä arvio ei kuitenkaan ole ehdoton, vaan riippuu olosuhteista, kuten jäte-lipeän ligniinimäärästä, lämpötilasta ja sellaisista. Kier-10 ron läpikulkureitin likaantumisen estämiseksi vaaditaan, että ensimmäisessä menetelmän vaiheessa ei tapahdu saostumista.

Ligniinin saostuminen tapahtuu vasta menetelmän toisessa vaiheessa, joka on varustettu vaahdotuslaitteella. Saostunut ligniinipitoinen vaahto viedään pois vaähdotuslaitteen 15 kautta.

Menetelmän toisessa vaiheessa saostunut, heikosti hapan elektrolyytti sisältää vielä useamman g:n/l liuennutta ligniinin kaltaista ainetta, joka (myös pH:ta vielä alentamalla) on vain vaikeasti saostettavissa. Tämä ei kuitenkaan 20 ole haitta koko menetelmälle, koska elektrolyyttiä kuljetetaan kierrossa ja siirretään lopulta liuoksena pH::n nostamisen jälkeen, esim. lisäämällä NaOH:ta, uudelleen alkaaliseen sel-luloosakeittoon. Toistettaessa sellainen kiertokuljetus useampaan kertaa ei saostuneessa elektrolyytissä tapahdu ei-saos-25 tettavien ligniinin kaltaisten aineiden konsentroitumista; so. ligniini saadaan lopuksi kvantitatiivisesti talteen.

Erityisen edullisesti heikosti hapan elektrolyytti menetelmän ensimmäisessä ja/tai toisessa vaiheessa pannaan katoditilaan. Siksi on mahdollista palauttaa katoditilassa 30 (vedyn ohella) pakostakin H20:sta muodostuva natronlipeä välittömästi jälleen kiertoon. Siinä yhteydessä voidaan tämä katolyytti viedä toisen vaiheen kennossa vastavirtaan kennon anolyyttiä kohtaan, joka koostuukin menetelmän ensimmäisen vaiheen uutteesta ja jonka pH on noin 9,5.

5 76849

Neutralointikennossa katoditilassa saostuva alkaali-nen elektrolyytti sekoitetaan orgaanisen liuottimen, erityisesti metanolin kanssa ja pannaan uuteen keittoon selluloosa-prosessissa.

5 Tällä tavalla ovat menetelmän molemmat vaiheet elektrolyytin palautuksen kautta toisiinsa sidottuja ja ei synny mitään jätevesiä, jotka olisi poistettava. Kyseessä on siis suljettu menetelmä, jossa haluttavana tuotteena vedyn ohella saostuu ligniinisakka, joka voidaan jalostaa ta-10 loudellisesti käyttökelpoiseksi ligniiniksi.

Sopivasti ilmenevät nesteen menetykset korvataan veden avulla. Sitä paitsi voidaan katolyyttiin ensimmäisessä ja toisessa menetelmän vaiheessa lisätä alkalihydroksidia, jotta alusta alkaen saadaan tietty vähimmäisjohtokyky.

15 Tämä kaksivaiheinen menetelmä on erityisen sopiva

Organosol-menetelmän mukaisesta selluloosan liuotuksesta peräisin olevan jätelipeän jalostuksessa.

Seuraavien suoritusesimerkkien avulla valaistaan keksintöä lähemmin.

20 Kuvioissa esitetään: kuvio 1 elektrolyysikenno menetelmän suorittamiseen yhdessä vaiheessa, kuvio 2 kaksivaiheisen menetelmän kaaviomainen esitys, 25 kuvio 3 kuvion 2 mukaisen menetelmän yksityiskohtais- tus.

Elektrolyysikenno 1 kuvion 1 mukaan käsittää olennaisilta osilta säiliön 2, kalvon 3, anodin 4 ja katodin 5.

Säiliö 2 on muodoltaan litteä särmiö, jonka keskelle on kiin-30 nitetty kalvo 3. Kalvo 3 on suuruudeltaan suunnilleen yhtä suuri kuin säiliön 2 yksi sivu. Kalvo 3 jakaa säiliön 2 sisäosan anodi- ja katoditiloihin 7 ja 8. Mainituissa tiloissa 7 ja 8 ovat sijoitettuna anodi 4 ja katodi 5. Molemmat ovat muodoltaan ja suuruudeltaan sovitettu kalvoon 3. Katodi 35 on suunnilleen katoditilan 8 keskellä, kun taas anodi 4 on kalvon 3 vieressä, niin että anodin 4 ja kalvon 3 välissä 76849 e on vain suhteellisen kapea rako 9. Virtausjohdot 10 ja 11 anodille 4 tai katodille 5 on johdettu ulos säiliöstä 2.

johdon 12 kautta johdetaan aikaisemmin metanolista erotettu jätelipeä kennon 1 selluloosaprosessista. Elektro-5 lyysin aikana muodostuu anoditilassa 7 vaahtoa ligniinistä ja hapesta, joka poistetaan johdon 13 kautta. Vaahdonmuodos-tus on merkitty sisäänpiirretyillä kuplilla 14. Ligniinivaah-to 14 johdosta 13 sentrifugoidaan/ jolloin saadaan puhdasta ligniiniä ja selluloosaprosessiin palautettavaa liuosta. Lyhyi-10 den johtojen 15 kautta katoditilassa 8 voidaan poistaa syntyvä vety. Johdon 16 läpi johdetaan vettä, laimennettua alka-lilipeää tai ligniinivaahdon sentrifugaattia (pH 6). Johdon 17 läpi viedään katoditilasta pois konsentroitua alkalilipeää.

Yllä olevan kaltaisesti rakennetulla elektrolyysi-15 kennolla suoritetulla kokeella saatiin seuraavat tulokset:

Elektrolyysikennossa on anodi ja katodi, joiden pinnat 2 ovat kummallakin 50 cm . Anodi- ja katoditilat ovat Nafion-kalvon erottamia. Anoditila on varustettu poistokohdassa vaah-dotuslaitteella ja vetää 300 ml: kokeen aluksi täytetään ano-20 ditila 200 ml:lla ligniinipitoista lipeää (pH 13,6).

Katolyytti-alkutäytteenä toimii 0,1 N NaOH. Katodi-tila vetää samoin 300 ml ja täytetään kokonaan.

2

Elektrolyysi suoritetaan 5 A:11a = 100 mA/cm . Kennon jännite nousee hitaasti 6 V:sta 15 V:iin. Noin 75 minuutin 25 elektrolyysiajän jälkeen on anolyytti saavuttanut pH:n noin 8. Alkaa ilmestyä tahmeata vaaleanruskeata vaahtoa, joka viedään vaahdotuslaitteen kautta ja jalostetaan.

Kennoon lisätään nyt alhaalta jatkuvasti tuoretta ligniinipitoista jätelipeää, jossa on noin 60 g/1 liuennut-30 ta ligniiniä (pH 13,6) (noin 100-150 ml/h). Koko elektrolyyt-timäärä lähtee jälleen kennosta neutralisoituneena ligniini/ happivaahdossa vaahdotuslaitteen läpi.

Vaahdosta saadaan l:sta jätelipeää noin 40 g ligniiniä.

7 76849

Kuviossa 2 esitetty menetelmä on kaksivaiheinen. Selluloosakeittimestä 20 otetaan saostunut ligniini- ja metano-lipitoinen uute ja poistetaan siitä metanoli metanolin tal-teenottolaitteella 21 ja metanoli palautetaan jälleen johdon 5 21b kautta keittoprosessiin. Uute, josta metanoli on poistet tu, viedään johdon 21a läpi ensimmäiseen elektrolyysikennoon 22, joka on olennaisesti ensimmäinen menetelmän vaihe. Uute johdetaan anoditilaan 23. Anoditilassa 23 uutetta tehdään elektrolyyttisesti happamaksi niin kauan, kunnes on saavu-10 tettu pH-arvo 9,5. Anoditilasta uute, jolla on tämä pH-arvo, viedään jatkuvasti johtoa 24 pitkin toisen elektrolyysiken-non 26 anoditilaan 25, joka muodostaa menetelmän toisen vaiheen. Tässä kennossa 26 tapahtuu edelleen elektrolyyttinen happamaksi tekeminen ja siinä yhteydessä vaahdonmuodos-15 tus. Vaahto poistetaan poistolaitteen 27 kautta ligniinisus-pensiona ja viedään erotuslaitteeseen-28 , jossa vaahtoon sisältyvä, saostunut ligniini erotetaan uutteesta. Puhdas ligniini viedään 29:llä merkityn laitteen kautta jatkokäsittelyyn, kun taas jäljelle jäävä uute palautetaan johdon 30 kautta 20 lähes ligniinivapaana liuoksena kennon 26 katoditilaan 31.

Katoditilassa 31 uute rikastetaan elektrolyyttisesti alkalilla. Näin syntyvä vety lasketaan pois poistokohdasta 33. Katoditilasta ei tulee uute johdon 32 kautta ensimmäisen kennon 22 katoditilaan 35. Siellä tapahtuu uutteen alkaali-25 nen rikastus edelleen,joka uute sitten tulee johdon 35 kautta keräyssäiliöön 36. Johdon 35a kautta voidaan NaOH-konsentraa-tiota säätää. Keräyssäiliöstä 36 viedään uute natronlipeänä johdon 37 kautta jälleen selluloosakeittimeen 20. Vety poistetaan 40:n kautta. Anodi- ja katoditilojen välissä olevia 30 Nafion-kalvoja on merkitty 38:11a ja 39:llä.

Kuvion 3 mukaisessa suoritusesimerkissä ovat menetel-mävaiheet 41 ja 42 varustettu elektrolyyttisillä kennoilla 43 ja 44 ja se mahdollistaa menetelmän toisessa vaiheessa 42 saostuneen vaahdotettuneen elektrolyytin palauttamisen en-35 simmäiseen menetelmän vaiheeseen.

β 76849

Menetelmän ensimmäinen vaihe koostuu pääasiassa kennosta 43, joka on jaettu kalvolla 45 ja molemmist kierroista 46 ja 47 katolyytille ja anotyylille. Menetelmän vaihe 42 käsittää pääasiassa kennon 44, jossa on myös kalvo 48, 5 ja vaahdotuslaitteen 49.

Selluloosanliuotuksessa saostuva ligniinipitoinen uute, myös jätelipeänä tunnettu, jonka pH-arvo on 14 ja jonka ligniinisisältö on noin 2-10 paino-%, johdetaan johdon 50 kautta säilytysastiaan 51. Säätösysteemin 52, 53, 59 (pH- ja taso-10 säätö) avulla säädetään tätä syöttöä siten, että säilytysastiassa pidetään pH-arvo noin 9,5. Pumppu 54 vie jätelipeää kennoon 43 ja vielä anoditilaan 55. Anoditilassa 55 tapahtuu jätelipeän pH:n lasku, joka anoditilasta 55 poistumisen jälkeen tulee kaasunerottimeen 56. Kaasunerottimessa 56 erote-15 taan elektrolyysin aikana syntynyt anodikaasu, pääosiltaan happea. Sillä aikaa kun pääosa anolyytistä kaasunerottimesta 56 virtaa takaisin säilytysastiaan 51 johdon 57 kautta, poistetaan osa ligniinipitoisesta uutteesta, jonka pH-arvo on 9,5, johtoa 58 pitkin ja palautetaan menetelmän toisen vai-20 heen 42 kennoon 44. Johtoon 58 on liitetty venttiili 59, jota säädellään säilytysastiassa 51 olevan tasonsäädön avulla.

Neste katotitilassa 62 sisältää vaahdottunutta elektrolyyttiä, joka kennon 44 katoditilassa 73 jo rikastettiin 25 NaOHrlla ja jonka pH on noin 12. Tämä katolyytti viedään myös säilytysastian 60 kautta ja sitten johdon 61 kautta kennon 43 katoditilaan 62. Katoditilasta 62 kulkee katolyytti omalla virtauksella kaasunerottimeen 63, erotetaan syntyneestä katodikaasuta (vety). Kaasunerottimesta 63 viedään kato-30 lyytti takaisin säilytysastiaan 60. Tässä tapahtuu siis samalla tavalla kuin anolyytillä katolyytin kiertojuijetus.

Osa katolyytistä poistetaan johdon 64 kautta kaasunerottimesta 63. Se tapahtuu tasonsäätimen kautta säilytysastiassa 60 ja venttiilin 66 kautta. pH-arvo on noin 14.

9 76849

Ennen tämän ligniiniä vähän sisältävän, voimakkaasi alkaalisen elektrolyytin palauttamista selluloosaprosessiin pitää NaOH-konsentraatio säätää sopivasti H^Oilla laimentamalla tai lisäämällä NaOH:ta.

5 Menetelmän ensimmäisessä vaiheessa 41 on siis kaksi kiertoa, katolyyttikierto 46 ja anolyyttikierto 47, joissa pääosa katolyytistä tai anolyytistä kierrätetään. Anolyy-tin kiertoon lisätään ligniinipitoista uutetta, jonka pH-arvo on 14, ennen neutralointikennoa 43, ja neutralointiken-10 non 43 jälkeen poistetaan myös ligniinipitoinen uute, jonka pH on noin 9. Katolyyttikierrossa 46 viedään elektrolyytti, joka on säädetty natriumhydroksidilla pH-arvoon 12, ennen kennoa 43, ja kennon 43 jälkeen elektrolyytti, jonka pH-arvo on 14, kuljetetaan pois ja käytetään edelleen selluloosan-15 valmistukseen.

Ensimmäisessä vaiheessa saatu ligniinipitoinen uute, jonka pH-arvo on noin 9,5, johdetaan menetelmän toisen vaiheen kennon 44 anolyyttitilaan 70, jota nimitetään myös saostuskennoksi. Anolyyttitilassa:70 tapahtuu ligniiniosan 20 saostuminen happikaasun syntyessä samanaikaisesti anodilla.

Happivaahto poistetaan vaahdotuslaitteelta. Laitteessa 71 tapahtuu ligniinipietteen erottaminen elektrolyytistä, jolloin elektrolyytillä on pH-arvo noin 4. Saatu ligniiniliete käsitellään sinänsä tunnetulla tavalla pesu-, kuivaus- ja 25 jalostusprosessissa, niin että syntyy puhdata ligniiniä.

Elektrolyytti palautetaan johdon 72 kautta katolyyttitilaan 73 kennossa 44. Matkalla sinne voidaan säilytysastiasta 74 lisätä elektrolyyttiin vettä ja natriumhydroksidia, vaahdo-tuksessa syntyneiden vesihäviöiden tasoittamiseksi ja elektro-30 lyyttiprosessiin kelpaavien elektrolyytin ominaisuuksien saamiseksi.

Katolyytin läpivirtaussuunnasta katsoen kennon 44 lopussa poistetaan elektrolyytti ja viedään johdon 75 kautta ensimmäisen vaiheen 41 katolyyttikierron 46 säilytysastiaan 35 60. Johdossa 75 voidaan myös lisätään natriumhydroksidia ja sopivasti vettä. Selluloosaprosessiin palautettuun elektro- 10 76849 lyyttiin voidaan Organosolv-menetelmää varten lisätä vielä laitteen 76 avulla metanolia.

Esimerkki 1

Kuvion 3 mukaisesti rakennetussa koelaitteessa on 5 neutralointi- ja saostuskennot kytketty sarjaan.

Neutralointikennossa olevien anodin ja katodin pinta-alat ovat kumpikin 18 cm^. Anodi- ja katoditi kationinvaihtokalvon erottamia. Katodi (V2A-verkkometalli) on suoraan tällä kalvolla, kun taas anodi (platina) on n. 1 mm:n 10 päässä kalvosta.

Anolyyttien säilytysastia vetää n. 200 ml. Anolyytti pumpataan vesipumpun avulla kennon ja kaasunerottimen kautta kierrossa olevasta säilytysastiasta (n. 8 1/h), joka 2 ml:n anoditilan tilavuudella vastaa n. 0,9 s:n viipymää ken-15 nossa. Katolyytti kulkee kaasunerottimen kautta omalla virtauksellaan kierrossa; säilytysastiasta luovutaan.

Anolyytin pH-arvo määrätään lasielektrodin kautta.

2 Sähkövirta neutralointikennossa on 3,6 A = 200 mA/cm .

Kennojännite on n. 10 - 11 V.

20 Kokeen aluksi täytetään säilytysastia n. 250 ml:11a ligniinipitoista jätelipeää (pH 13,6) ja pumpataan elektrolyysiin kuvatulla tavalla. Alkutäytteenä katolyyttikierrossa toimii 0,1 M natronlipeä.

Elektrolyysin kestettyä n. 120 min on anolyytti saavut-25 tanut pH-arvon n. 10.

Nyt täytetään säilytysastia n. 3 min välein (aina kun alitetaan pH 9,5) kullakin kerralla 10 ml:11a tuoretta jätelipeää (pH 13,6) ja samalla neutralointikennon takaa poistetaan jatkuvasti sama määrä anolyyttiä (pH 9,5). Se vas-30 taa neutralointikennon läpikulkupanosta n. 200 ml/h; poistettu määrä on siis n. 2,5 % anolyyttikiertovirrasta.

Saostuskennossa on katodin ja anodin pinta-ala 2 n. 20 cm . Anodi- ja katoditilat ovat kationinvaihtokalvon erottamia. Anoditila on avoin ja käytettävissä vaahdotuslait-35 teen kautta. Sen tilavuus on n. 300 ml. Elektrodit on sijoi-tettu alle. Sähkövirta on tässä n. 4 A = 200 A/cm ; kennojän- 11 76849 nite on n. 15 V.

Neutralointikennon anolyyttiklerrosta poistettu anolyytti (pH 9,5) tuodaan saostuskennoon ja elektrolysoi-daan (n. 200 ml/h). Syntyy vaaleanruskea ligniinisakasta, 5 saostuneesta anolyytistä (pH 5) ja anodikaasusta (02) koostunut vaahto, joka poistetaan vaahdotuslaitteen kautta. Tämän vaahdon erottaminen tuottaa litraa kohti anolyyttiä (pH 9,5) n. 0,5 1 jätelipeää (saostunut, pH 5) ja vielä n. 1-2 1 voimakkaasti ligniinipitoista, ei enää erotettavaa 10 vaahtoa, josta saadaan kuivattamalla n. 40 g raakaligniiniä.

Saostunut jätelipeä (pH 5) sekoitetaan vaahdonero-tuksen ja suodatuksen jälkeen jälleen neutralointikennon katolyyttiin (n. 100 ml/h) ja samassa määrin poistetaan jatkuvasti NaOH (pH 14). Tämä NaOH menee - sopivan laimennuksen 15 ja liuotinlisäyksen jälkeen - uuteen selluloosan keittopro-sessiin.

Esimerkki 2

Koejärjestely on sama kuin esimerkissä 1. Saostus-kennon taakse on kytketty sarjaan lisäsaostuskenno, jossa 20 on edessä erotuslaite, ja molempia kennoja käytetään 2A:lla. Ensimmäinen saostuskennon tuottaa vaahdon, jonka pH on n. 7, joka jonkin ajan kuluttua eroaa elektrolyytiksi,jonka pH on 7. Erottunut ligniinisakka (n. 10 % kokonaispitoisuudesta) suodatetaan ja elektrolyytti johdetaan toiseen saostus-25 kennoon. Toinen kenno tuottaa vaahdon kuten esimerkki 1.

Kennojännitteet ovat saostuskennoissa n. 7 ja 7,5 V.

Claims (17)

1. Menetelmä ligniinin tuottamiseksi saostamalla se aikalisistä ligniiniliuoksista neutraloimalla sekä alkalin 5 talteenottamiseksi, tunnettu siitä, että ligniini-liuos tehdään elektrolysoimalla jatkuvasti happameksi anodi-sesti ja että samanaikaisesti alkali regeneroidaan katodi-sesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 10. e t t u siitä, että alkalinen ligniiniliuos on sellun valmistuksen uutetta tai jätelientä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalinen ligniiniliuos on uute sellun valmistuksessa käytetystä Organosolv-menetelmästä, jos- 15 ta orgaaninen liuotin on erotettu.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkali on natrolipeä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ligniiniliuos ja alkali johde- 20 taan elektrolyysikennon (1) läpi, joka on jaettu kationin-vaihtomembraanilla (3) anoditilaan (7) ja katoditilaan (8).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anodi (4) ja katodi (5) koostuvat metalliristikosta ja että niillä on suunnilleen sama 25 muoto ja koko kuin kalvolla (3).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anodi (4) on karkeasilmukkainen ristikko.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että menetelmä toteutetaan kaksivaiheisena, jolloin ligniiniliuos neutraloidaan ensimmäisen vaiheen anoditilassa (23), kunnes ligniini juuri alkaa saostua, edullisesti pH-arvoon 9,5 ja tehdään happameksi toisen vaiheen anoditilassa (25) ligniinin täydelliseen saostumi- 35 seen saakka, edullisesti pH-arvoon 4. 13 76849

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anodilla syntyvä happi muodostaa yhdessä saostuneen ligniinin ja happameksi tehdyn liuoksen kanssa vaahdon, joka voidaan erottaa ligniinisuspensio- 5 na vaahdottamalla.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen vaiheen anolyytti johdetaan saostuneen ligniinin erottamisen jälkeen ensimmäisen tai toisen vaiheen katoditilaan.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että katodilla regeneroitu lipeä palautetaan sellun valmistukseen keittokemikaalina tai sen osana.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetel- 15 mä, tunnettu siitä, että elektrolyysi suoritetaan korotetussa lämpötilassa, edullisesti juuri kiehumispisteen alapuolella.

12 76849

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä toteutetaan jat- 20 kuvana ja Organosolv-menetelmän mukaisen massan valmistuksen integroituna osana.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä vaiheessa kierrätetään katolyyttiä ja/tai anolyyttiä.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että toinen vaihe käsittää vaah-dotuslaitteen (49).

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katolyytin johtokyky toi- 30 sessa menetelmävaiheessa säädetään minimiarvoon lisäämällä natriumhydroksidia.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katolyytin johtokyvyn säätämiseksi ensimmäisessä ja/tai toisessa vaiheessa kierräte- 35 tään 1-10 % katolyytistä. 14 7684 9