FI78752C - Anvaendning av syreavgivande substanser foer att reducera moerkfaergning av pappersmassan. - Google Patents

Description

78752

Happea luovuttavien aineiden käyttö paperimassan tummumisen vähentämiseksi

Användning av syreavgivande substanser för att reducera mörkfärgning av pappersmassan

Massa- ja paperiteollisuudessa, mahdollisesti voimapaperiteollisuutta lukuunottamatta, halutaan niin vähäistä värin muuttumista kuin mahdollista, koska lopputuotteilla pitäisi olla korkealuokkainen vaaleus (valkoisuus). Eräs värin muuttumisen syy saattaa olla ruskistuminen, jota massas-5 sa esiintyy korkeassa lämpötilassa määrättyjen hapettumisprosessien johdosta. Muodostuneita reaktiotuotteita voidaan kuitenkin vähentää valkaisemalla, käyttäen klooria, peroksidia tai ditioniittia, mutta myös happea valkaisuaineena.

10 Nykyisin on todettu, että tummuminen muuttaa massan (paperin) väriä määrätyissä tapauksissa. Aikaisemmin tämä värin muuttuminen ei ole ollut niin haitallista, että se olisi ollut pulmana tai aiheuttanut mitään toimenpiteitä. Pyrkimys suljettuihin prosessijärjestelyihin, toisin sanoen veden kulutuksen vähentäminen prosessissa, näyttää kuitenkin johtaneen 15 tämän värin muuttumisen lisääntymiseen.

Nykyisin on osoitettu, että käytettäessä happea, happea, joka sisältää kaasuja tai aineita, jotka luovuttaessaan happea vähentävät tai estävät tummumista massan ja paperin tuotannossa, näitä aineita lisättäessä kier-20 tovesijärjestelmiin, erityisesti suljettuihin järjestelmiin sellaisessa määrin, että aerobiset olosuhteet säilyvät olennaisesti vakinaisina ainakin osassa sitä, sopivimmin vähintään 50%:sti ja mieluummin pääosaltaan, esim. 75...90%:ssa siitä, tai olennaisesti koko kiertovesijärjestelmässä, toisin sanoen että hapetus-pelkistyspotentiaali (Eh) pidetään korkeampana 25 kuin noin -100 mV tai että se ei laske alle -120 mV kuin vain tilapäisesti eikä missään tapauksessa alle -140...-160 mV, sanokaamme -150 mV. On havaittu, että on sopivaa syöttää ilmaa tai muita happea sisältäviä kaasuja, yhtä hyvin kuin puhdasta happeakin. On myös ilmennyt olevan mahdollista käyttää aineita, jotka luovuttavat happea, kuten esimerkiksi perok-30 sidit, esim. vetyperoksidia.

2 78752

Suljetuissa paperinvalmistuksen kiertovesijärjestelmissä tai massan kulje-tusvedessä, joka on täysin tai osittain kiertävä (uudelleen käytetty), on osoittautunut, että parhaat tulokset saadaan, jos lisätään sen verran happea, että jokin määrä happea pysyy vakiona vedessä tai että vesi on olen-5 naisesti vapaa hapesta vain jonkin lyhyehkön ajan. Tyydyttäviä tuloksia saavutetaan, jos happea lisätään veteen vähintään kerran kierron aikana sellainen määrä, että olennainen happiylimäärä pysyy ainakin välittömästi lisäyksen jälkeen, esim. aina 1 tuntiin saakka lisäyksen tapahduttua tai vähintään noin 20 min.

10

On huomattu, että tämä hapen lisäys ei toimi valkaisuaineena, ts. se el huononna muodostuneita orgaanisia reaktiotuotteita. Näyttää sen sijaan kuin jos mekanismi tässä värin muuttumisessa ja sen poistamisessa on siinä tosiseikassa, että metallit, ennen kaikkea rauta, joka vapautuu massan, 15 sulpun tai veden kierron aikana prosessilaitteistosta, reagoivat sulfIdien, erityisesti rikkivedyn kanssa, muodostaen metallisulfideja, kuten rau-tasulfidia. Tietysti metallit saattavat tulla muistakin lähteistä, esim. puuaineksesta. Rikkiä on pääasiallisesti sulfaattina ja eitä on useimmiten lisätty prosessiin eri muodoissa, esim. rikkihappona, natrlumblsulfaat-20 tina ja alumiinisulfaattlna (alunana). Kaikki sulfaatti muodostaa ennen kaikkea rikkivetyä anaerobisten bakteerien, esim. desulfovibrlo-ryhmän bakteerien vaikutuksesta. Siten mekanismi on ilmeisesti aivan toinen kuin lämpövalkutteinen hapettuminen. Tämä selittää myös miksi tämä värin muuttuminen ei ole aikaisemmin haitannut suuremmassa määrin. Tämä prosessijär-25 jestelmien sulkeminen, mikä nykyään on ollut seurausta lisääntyneestä jäteveden käsittelytarpeesta tehdaslaitoksissa, on kuitenkin lisännyt liuenneiden orgaanisten aineiden sisältöä järjestelmässä. Nämä ovat helposti hapettuneet ja kalkki vapaa happi on sitten kulutettu ja saavutettu elinolosuhteet anaerobisille bakteereille. Lisäksi, nämä orgaaniset aineet 30 ovat sopivaa ravintoa näille bakteereille.

Anaerobisten bakteerien elämänkierto näyttää katkeavan käsillä olevalla keksinnöllä, tummumista aiheuttavien metallisulfidien, erityisesti rauta-sulfidin, muodostuminen vähenee suuressa määrin.

Keksintöä on valaistu yksityiskohtaisemmin seuraavissa esimerkeissä, jotka 35 3 78752 eivät rajoita keksinnön käyttöaluetta.

Esimerkki 1

Kokeita on tehty suuressa mittakaavassa, väkevyydeltään n. l%:sta kuuma-hierrettä on siirretty noin 8 km suljetussa putkijohdossa. Kuumahierre 3 5 oli valmistettu pääasiallisesti kuusesta. Siirretty määrä oli 25 m /min, 3 josta 19 m /min oli uudelleen kierrätettyä ja käytettiin vielä kuljetus-vetenä; jäännös laskettiin puhdistuksen jälkeen viemäriin. Tyypilliset analyysit näyttävät sokeripitoisuutta 100...200 mg/1, esim. 110...150 mg/1, olennaisesti neutraali pH, esim. 5...7, esim. 6,2...6,7, SO^-pitoi-10 suus 100...1000 mg/1, esim. 250...700 mg/1, Fe-pitoisuus 0,5...2,0 mg/1, esim. 1,0...1,5 mg/1 ja Cu-pitoisuus 0,5...1,5 mg/1, esim. 0,6...1,2 mg/1. Nämä väkevyydet ovat olennaisesti yhtäläiset sekä massalietteessä että kuljetusvedessä.

15 Ilman käsillä olevan keksinnön käyttöä massan vaaleus aleni valmistuspaikasta laskuviemäriin mentäessä noin 59:stä yksiköstä noin 56:een yksikköön, toisin sanoen noin 5%:n aleneminen. Lisättäessä kokeissa happea 3 poreiluttamalla puhtaan hapen läpi sellaisessa määrin (noin 20 g 02/m vettä), että vapaata happea voitiin osoittaa olevan vedessä noin 6 km:n 20 päässä lisäyskohdan jälkeen, vaaleus oli olennaisesti sama (57:n ja 58:n yksikön välillä) kuin saavutettiin sekä valmistuspaikassa että laskuvie-märissä.

Esimerkki 2 25

Keksintö on edempänä kuvattu ja samalla viitattu liitteinä oleviin piirustuksiin, joista kuvio 1 on kaaviollinen osakuva paperikonejärjestelmästä. Kuvio 2 on kaaviollinen kuva tavanomaisen paperikoneen massa- ja jätemas-sajärjestelmästä.

30

Kuviossa 2 vasemmalla nähdään kiertovesiallas 1 sekä järviveden ja höyryn tulo 2 ja 3, kumpikin erikseen. Lisäksi, kiertovesi johdetaan viirakana-vasta 4 kiertovesisäiliön 5 kautta johtoa 6 myöten tähän kiertovesialtaa-seen 1. Tämän kiertovesialtaan 1 kiertovesi johdetaan edelleen sihtikam-35 mioon johdon 7 kautta ja käytetään pulpperissa 8; kiertovesi johdetaan 4 78752 säätösäiliöihin 9 ja 10, ja massa pulpperista 8 johdetaan massasäiliöön 11, mieluummin sellusäiliöön, kaatosäiliön 12 ja jauhimen 13 kautta.

Paitsi sellusäiliötä 11 säiliö 14 on varattu mekaaniselle massalle, mieluummin kuumahierteelle. Näihin massasäiliöihin 11 ja 14 voidaan myös li-5 sätä massaa muista lähteistä, kuten esim. poistemassaa tai massaa samaan yhteyteen kuuluvasta selluloosatehtaasta. Näistä massasäiliöistä massa pumputaan massalaatikkoon 15, johon myös voidaan lisätä väriä, liimaa, savea, hylkyä ja poistetta, esimerkiksi. Tästä massalaatikosta 15 massa pumputaan varastosäiliöön 17 ja/tai toiseen massalaatikkoon 2, josta massa 10 pumputaan myös varastosäiliöön 17. Ylimenevä liika massa johdetaan takaisin massalaatikkoon 15. Tästä varastosäiliöstä 17 toimitetaan koneen perä-laatikkoon sulppua 32.

Kuviossa 2 on edelleen hylky- ja kiertovesiprosessi kuvattuna. Paperiko-15 netta esittää hyvin kaaviollisesti viirakanava 4, imulaatikon vesisäiliö 18, huopautuspuristimen kuilu 19, rullaimen kuilu 20, pituusleikkurin kuilut 21 ja 22, mainitussa järjestyksessä. Imulaatikoista vesi kerätään imulaatikon vesisäiliöön 18 yhdessä viirakanavasta 4 tulevan veden kera. Imulaatikon vesisäiliöstä 18 tuleva vesi johdetaan yhdessä alunalisäyksen 20 kera laskeutumissäiliöön 23. Huopautuspuristinkuilusta 19, rullaimen kuilusta 20 ja pituusleikkurin kuiluista 21 ja 22 tuleva hylky johdetaan hylkylaatikkoon 24 hylkyprosessin jatkokäsittelyä varten tai, jos halutaan, takaisin massalaatikkoon 15. Hylkylaatikosta 24 hylky voidaan myös pumputa hylkysäiliöön 25 ja väkevöidä, kiertoveden joutuessa väkevöityk-25 sestä johdetuksi kiertovesilaatikkoon 26, josta kiertovettä voidaan käyttää huopautuspuristimelta, rullaimelta tai pituusleikkureilta tulevan hylkytavaran huuhteluun, kuten on esitetty. Tähän huuhteluun voidaan myös käyttää kiertovettä kiertovesialtaasta 1, kuten viiva 27 osoittaa. Hylky-säiliöstä 25 otettava hylky voidaan käsitellä jauhimessa 28 ja johtaa 30 massalaatikkoon 15.

Kuviossa 1 on edelleen kuvattu laskeutumissäiliön 23 ja siihen liittyvien laitteiden toiminta. Imulaatikon vesisäiliöstä 18 vesi pumputaan yhdessä esimerkiksi alunan kanssa, joka lisätään laskeutumissäiliöön 23 kohdassa 35 36. Pitoaika laskeutumissäiliössä 23 on noin 24 tuntia. Kuidut laskeutu vat pohjaan ja kirkas vesi johdetaan pois kohdassa 29 ja myös hydrostaattinen paine säilyy kohdassa 30 kiertovesiallasta 1 varten. Kuitusakka 5 78752 lasketaan pois kohdassa 31 paperikoneen sulppuvarastoon yhdessä sulppuva-rastoaltaasta 17 laskujohtoa 32 tulevan massan ja viirakanavasta 4 tulevan kiertoveden kanssa.

5 Koska pitoaika on niin pitkä kuin noin 24 tuntia, massalla on taipumus tummua. Eräässä kokeessa massanäytteitä otettiin kohdasta 33 ja kaasumaista happea ruiskutettiin kohdassa 34 ja näytteitä otettiin myös sakan laskuputkesta 31 kohdasta 35. Kokeen aikana happivirtaus oli 3,9 m /h (5,4 kg/h) keskimäärin; kuitupitoisuus laskeutusmissäiliöön menevässä 10 kiertovedessä oli noin 0,6 g/1; säiliöstä 23 lasketun sakan kuitupitoisuus oli 2,6 g/1; säiliöön 23 johdetun kiertoveden vaaleus oli ennen koetta 55,0% ja lisääntyi 58,8%:iin, kun tasapainotila saavutettiin; vaaleus jos sakka otettiin säiliöstä 23 oli ennen koetta 57,4% ja kasvoi 60,0%:iin, kun tasapainotila saavutettiin; koneella tuotetun paperin vaa-15 leus kokeen aikana oli 67,0%.

Claims (1)

1. 6 78752 Patenttivaatimus Hapen, happea sisältävien kaasujen tai happea luovuttavien aineiden käyttö massan tai paperin tummumisen vähentämiseksi tai estämiseksi klertovesijärjestelmissä, erityisesti suljetuissa järjestelmissä massan ja paperin tuotannossa, näitä aineita lisättäessä kiertovesijärjes-5 telmään sellaisessa määrin, että aerobiset olosuhteet säilyvät olennaisesti vakinaisina ainakin osassa kiertovesijärjestelmää, ts. hapetus-pelkistyspotentiaali on korkeampi kuin -100 mV.