FI78326B - Foerfarande foer behandling av cellulosamassa. - Google Patents

Description

1 78326

Menetelmä selluloosamassan käsittelemiseksi Tämä keksintö kohdistuu menetelmään sellaisen käsittelyvaiheen toteuttamiseksi selluloosamassan valmistusprosessissa, jossa happikaasu on reaktioväliaineena.

Selluloosamassan happidelignifioinnissa on nykyään pyrkimyksenä siirtyä suursakeuksisesta massasta, jonka massakonsentraatio on 25-30 %, keskisakeuksiseen massaan, jonka konsentraatio on 8-15 %. Syy tähän on lähinnä vähentää investointikustannuksia. Lisättäessä happea tällaiseen keskisakeuksiseen massaan syntyy kuitenkin ongelmia, koska tarvittavat määrät ovat huomattavasti suurempia kuin mitä nesteeseen voidaan liuottaa.

Ensimmäinen ongelma on jakaa happi tasaisesti massaan pienten kuplien muodossa suuren kontaktipinnan aikaansaamiseksi.

Toinen ongelma on pitää kuplat leijuvina massasuspensiossa riittävän pitkän ajan reaktion läpiviemiseksi.

Kolmas ongelma on voida tarvittaessa lisätä suurempia määriä kuin 4-5 kg happea massatonnia kohti, laskettuna kuivatusta massasta, jolla on noin 90 %:n kuiva-ainepitoisuus.

Niillä sekoittimilla, nk. miksereillä, joita nykyisin käytetään hapen sekoittamiseksi massaan, on osoittautunut, että kuplat eivät tule niin pieniksi kuin olisi toivottavaa, mikä johtaa siihen, että suuri osa hapesta kohoaa massan läpi reak-tioastian yläosaan tulematta kulutetuksi. Haluttuun reaktioon tarvitaan sen vuoksi suhteellisen korkea paine, erityisesti * reaktion alussa. Tämän seurauksena on jouduttu turvautumaan nousuvirtausmenetelmään, jossa hydrostaattinen paine astian pohjassa on korkea. Laskuvirtausmenetelmässä esiintyy tämän lisäksi nimittäin, reaktion alussa vallitsevan alhaisen paineen lisäksi, myös se epäkohta, että massan yläpuolella astian yläosassa on tyhjä tila, jonka läpi syötetty massa putoaa vapaasti, jolloin suuri osa hapesta poistuu.

2 78326 Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on ehdotettu menetelmää massan valkaisemiseksi hapella, jolloin korkean paineen (15 baaria) alaisena olevaan massaan ensiksi lisätään vaahdotusainet-ta ja sen jälkeen happikaasua. Seosta sekoitetaan vaahdoksi joka saa paisua paineen alennuksella 3 baariin venttiilin kautta.

Vaahdonmuodostuksen kautta happi sitoutuu voimakkaammin massaan, niin että yllämainitut epäkohdat jossakin määrin vähenevät. Tässäkin menetelmässä on kuitenkin epäkohtia. Voimakas paineen-alennus on siten osaksi energiaa vaativaa ja osaksi vaikeasti aikaansaatavissa normaalisti saatavissa olevilla pumpuilla.

Nopea ja voimakas paineenalennus johtaa edelleen siihen, että happikuplat vaahdossa pyrkivät särkymään, jolloin happitappio joka tapauksessa tulee huomattavaksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada selluloosa-massan happikäsittely, jossa edellä mainitut ongelmat tunnetun tekniikan yhteydessä on eliminoitu. Tämä on aikaansaatu johdannossa mainittua tyyppiä olevalla menetelmällä, jolle keksinnön mukaan on pääasiallisesti tunnusomaista se, että happikaasu vaahdotusaineella muutetaan vaahdoksi ja että happikaasua si-" sältävä vaahto sekoitetaan massaan ennen käsittelyvaihetta.

Vaahdon muodostusta varten käytetään esimerkiksi sentyyppistä vaahtogeneraattoria, kuin on selostettu SE-pa tentti julkaisussa 85586. Vaahdotusaineena käytetään esimerkiksi nonioniaktiivis-ten ja anioniaktiivisten tensidien, stabilointiaineiden (esim. rasva-alkoholien) sekä liuottimien (esim. glykolieetterien) seosta. Vaahdotusaine sekoitetaan veteen tai natronlipeään tai muuhun sopivaan nesteeseen sekoitusastiassa ja pumpataan vaahto-generaattoriin. Samanaikaisesti johdetaan happikaasua vaahtoge-neraattoriin varastosäiliöstä, jolloin säiliön ylipainetta käytetään hyväksi käyttövoimalähteenä.

Vaahtogeneraattorissa muodostuneen vaahdon annetaan paisua hitaasti alentamalla painetta perättäisesti suhteellisen pitkässä putkijohdossa, ennen sen sekoittamista massasuspensioon, mikä

II

3 78326 tapahtuu varsinaisen käsittelyvaiheen eteen sovitetulla se-koittimella, joka sisältyy normaaliin prosessilaitteistoon. Perättäisen paineenalennuksen johdosta vaahto paisuu suhteellisen hitaasti, jolloin kuplat eivät säry. Vaahdonmuodostuksen tarvitsema energia on merkityksetön ja massasuspensiota ei tarvitse saattaa paineenalaiseksi. Lisäksi on helpompi säädellä vaahdon ominaisuuksia kun sitä valmistetaan tähän tarkoitukseen rakennetussa laitteistossa.

Tällä menetelmällä voidaan happi jakaa tasaisesti massaan pienten kuplien muodossa, niin että saadaa suuri kontaktipinta.

On myös mahdollista lisätä suhteellisen suuria määriä happea ja pitää tätä leijuvana massasuspensiossa riittävän kauan reaktiota varten, jolloin tappiot alenevat mahdollisimman pieniksi. Myös laskuvirtaustyyppisissä reaktioastioissa, joissa massa syötetään astian yläpäähän, voi happilisäys tapahtua ilman merkittäviä häviöitä, koska happi on sitoutunut vaahdon muotoon.

Sen vuoksi ei näissä tapauksissa myösköön ole tarpeen sovittaa reaktioastian viereen mitään lisäreaktioastiaa, joissa happi-reaktio tapahtuisi nousuvirtauksessa, kuten aikaisemmin on ollut tarpeen.

Esimerkki

Vertailukokeita suoritettiin osaksi suoralla tavanomaisella happikaasulisäyksellä ja osaksi lisäämällä happea vaahdon muodossa keksinnön mukaisesti. Kokeissa havusulfaattimassaa, jonka kappaluku oli 33,1 ja viskositeetti 1179 dm /kg valkaistiin kloorin ja klooridioksidin seoksella, nimittäin yhteensä 70 kg:11a aCl kuivattua massatonnia kohti, josta 5,6 kg kloori-dioksidina. Näin kloorivalkaistu massa uutettiin sen jälkeen kolmella eri tavalla kuten alla.

* 1. Ainoastaan NaOH:lla.

2. NaOH+C^Ha, jossa happi lisättiin vaahdon muodossa.

3. NaOH+Ojilla/ jossa happo lisättiin puhtaana kaasuna.

Kaikki kokeet suoritettiin atmosfäärin paineessa ja olosuhteet ilmenevät muilta osin alla olevasta taulukosta.

4 78326 __1_ 2 3 Lämpötila (°C) 55 55 55

Konsentraatio (%) 8 10,3 10,3

Aika (min) 80 80 80

Happi - vaahto kaasu

Kemikaalilisäykset ja tulokset ilmenevät alla olevasta taulukosta.

Happi- Alkali- Viskosi- lisäys lisäys teetti

Valkaisu- Kappa- Vaaleus _ sekvenssi (kg/t) (kg/t) luku (% ISO) (dnr/kg) valkaisematon massa - - 33,1 - 1179 1 (C+D) E - 35,0 8,4 29,8 1076 2 (C+D)(EO) 5,7 29,8 5,5 38,1 1027 3 (C+D)(EO) 5,7 30,0 6,7 35,1

Taulukosta ilmenee, että hapen lisäys uuttovaiheeseen alentaa huomattavasti kappa-lukua ja lisää vaaleutta. Ilmenee myös, että teho on suurin tapauksessa, jossa happea lisätään vaahdon muodossa. Tulos on merkittävä ajatellan alhaista painetta.

Esimerkkejä laitejärjestelyistä massavalkaisulaitoksissa on " esitetty kuvioissa 1-3, joissa 1 tarkoittaa reaktioastiaa, 2 on pesusuodatin, 3 on sekoitin ja 4 on pumppu. Kaikissa tapauksissa esitetään ainoastaan yhtä käsittelyvaihetta, joka sisältyy nk. kuitulinjaan.

Kuvio 1 esittää laskuvirtaustyyppistä reaktioastiaa sen ylä-puolelle sovitettuine suodattimineen ja sekoittimineen. Massaa johdetaan edellisestä käsittelyvaiheesta pesusuodattimen ja sekoittimen kautta astian 1 yläosaan. Reaktion jälkeen massaa pumpataan astian pohjasta pesusuodattimen kautta seuraavaan käsittelyvaiheeseen.

Kuviossa 2 on pesusuodatin ja sekoitin sovitettu astian 1 viereen, joka tässäkin tapauksessa on laskuvirtaustyyppiä. Massaa 5 78326 johdetaan sekoittimesta 3 pumpun 4 ja putkijohdon 5 kautta reaktioastian yläosaan.

Kuvio 3 esittää nousuvirtaustyyppistä reaktioastiaa laitteiden ollessa muilta osin sovitetut kuvion 2 mukaisesti. Massaa johdetaan pumpusta 4 astian 1 pohjaan ja poistuu sen yläosasta.

Kaikissa esitetyissä tapauksissa lisätään lisätään natrium-hydroksidia massaan samassa yhteydessä kun sitä poistetaan pesusuodattimesta, minkä jälkeen happea lisätään vaahdon muodossa sekoittimeen 3 ei-esitetystä vaahtogeneraattorista.

Claims (2)

1. Menetelmä sellaisen käsittelyvaiheen suorittamiseksi selluloosamassan valmistusprosessin yhteydessä, joka muodostuu delignifiointi- tai valkaisuvaiheesta, johon happikaasu sisältyy reaktioväliaineena, tunnettu siitä, että happikaasu muutetaan vaahdotusaineella vaahdoksi, jolloin vaahdon-muodostus suoritetaan vaahtogeneraattorissa, josta valmis vaahto lisätään massaan ennen käsittelyvaihetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahtogeneraattorissa muodostettua vaahtoa paisutetaan hitaasti alentamalla painetta jaksottaisesti putkijohdossa, jonka kautta sitä johdetaan käsittelyvaiheeseen. Λ