FI85513C - Foerfarande foer behandling av fibermassa med kemikalieloesning. - Google Patents

Description

1 85513

Menetelmä kuitumassan käsittelemiseksi kemikaali1iuoksella Förfarande för behandling av fibermassa med kerni kaiielösning Tämä keksintö koskee jatkuvatoimista kuitumassan käsittelyä kemikaa1ί1iuokseI1 a siten, että massasuspenslosta muodostetaan suodatuspinnal1 e massapeti ja syötetään sitä yhden tai useamman kemikaalikäsitte1yvaiheen läpi, joissa 5 syrjäytetään kemikaali1iuosta petin läpi. Kun tämäntyyppistä prosessia käytetään se 11uIoosamateriaa1 in valkaisuun, sitä kutsutaan yleensä syrjäytysvalkaisuksi tai dynaamiseksi valkaisuksi.

Kun halutaan valmistaa sellukuitua, Jolla on korkea 10 vaaleus, sitä joudutaan varsinaisen se 11u1oosamateriaa1 in kuidutusprosessin jälkeen valkaisemaan. Jotta esimerkiksi saataisiin su 1 faattimassaa, jolla on korkea vaaleus, se • ’*' joudutaan normaalisti valkaisemaan viidessä vaiheessa : : : käyttäen va1 kaisukemikaa1ina klooria ja k 1ooridioksidia · · : 15 ja ekstraktiokemikaal ina natr iumhydroksidia.

• · · Tähän asti yleisin menetelmä tässä yhteydessä on ollut se, että ensin sekoitetaan kemi kaa 1 i 1 iuos massasuspens i oon, jonka jälkeen sekoitus (massa+kemikaalit) johdetaan viipymäastiän läpi, jotta kemikaalit ehtivät riittävästi 20 diffundoitua ja reagoida kuitumateriaalin kanssa. Tämän jälkeen muodostuneet reaktiotuotteet pestään pois.

• · ·

Riittävän diffuusion aikaansaamiseksi, kemikaalista riippuen, käytetään suhteellisen pitkää viipymäaikaa.

• · « · .·»·, Esim. käytettäessä k 1 oor id ioks id ia normaali viipymäaika ♦ · ’Γ. 25 on 3 - 5 tuntia. Tästä johtuen tarvittavat laitteistot • · • ’·· tulevat suhteellisen suuriksi ja kalliiksi.

• · ·

Jo kauan sitten on todettu, että käyttämällä syrjäytysmenete1 mää sekoitusmenetelmän sijasta, voidaan 2 85513 oleellisesti lyhentää tarvittavaa viipymäaikaa. 1960-Iuvulla alettiin kehittää teollista laitteistoa, joka soveltuu tälle prosessille. Odotettuja etuja saavutettiinkin osittain, esimerkiksi valkaisuprosessin 5 lämmöntarvetta ja vedenkulutusta voitiin oleellisesti vähentää verrattuna siihen asti käytössä olleeseen tekniikkaan. Va1 kaisukemikaa1ien kulutus sen sijaan nousi jonkin verran.

Samanaikaisesti kuitenkin kehitettiin kon vent i onaa 1 i s tak i n 10 tekniikkaa eteenpäin, erityisesti siinä käytettäviä sekoittimia. Tästä johtuen syrjäytystekniikkaan perustuva ratkaisu ei enää ollutkaan niin ki1pai1ukykyinen kuin oli odotettu. Tänä päivänä syrjäytysva1 kaisua käytetään pääasiassa silloin, kun kyseessä on kuitumateriaali, joka 15 on helposti valkaistavaa.

Tähän asti käytetty syrjäytysmenete1mään perustuva valkaisuprosessi on lyhyesti seuraava:

Muodostetun massapetin läpi syrjäytetään kemikaa 1 i I 1 uos, jonka nestemäärä on suunnilleen sama kuin petin **: 20 nestesisä 1 tö. Normaalisti käytetään määräkerrointa 1 - 1,1 (määräkerroin = käytetyn kemi kaa 1 i 1 iuoksen määrä jaettuna petin nes tes i sä 1 1 ö 1 1 ä). Syrjäyttävän kemikaali1iuoksen aktiivinen kemikaalikonsentraatio säädetään niin, että suurin osa aktiivista kemikaalia 25 kuluu massapetin käsittelyyn. Ennenkuin petistä poistetaan yllämainittu kemikaa1i1iuos ja sen mukana * e muodostuneet reaktiotuotteet syrjäyttämällä ne sitä • « seuraavassa valheessa käytetyllä kemi kaa 1 i 1 luokse 1 1 a, tai ;· viimeisen vaikaisuvaiheen kyseessä ollessa pesuvedellä, 30 Johdetaan massapeti riittävällä viiveellä varustetun ns. stat1onäärisen vaiheen läpi, Jotta syrjäytyksen jälkeen syntynyt konsentraatioprofii1i petissä ehtisi diffuusion e ·’ vaikutuksesta tasaantua.

3 85513

On todettu, että jotta tällä menetelmällä päästäisiin yhtä hyvään tulokseen kuin konventionaalisella menetelmällä, pitäisi edellämainitun stationääriva1heen viipymäajan olla samaa luokkaa kuin viipymäajat 5 konventionaalisessa menetelmässä.

< Tämän keksinnön tarkoituksena on välttää yllämainittu epäkohta käyttämällä syrjäytysmenete1 mää, jossa ei tarvita lainkaan stationääristä vaihetta tasaisen kemikaa1ikäsitte 1yn aikaansaamiseksi läpi koko massapetin.

10 Syrjäytysmenete1mään perustuva valkaisuprosessi on monessa suhteessa samantapainen kuin syrjäytysmenete1mään perustuva pesuprosessi, mutta niiden välillä on myös suuria eroavaisuuksia, jotka on tärkeää tarkoituksenmukaisesti ottaa huomioon valkaisuprosessia edelleen kehitettäessä.

15 Molemmissa tapahtuu samankaltaista nesteiden sekoittumista johtuen dispersiosta ja siitä että nestevirtaus ·. kuitupetissä on laminaarinen. Tästä syystä syrjäytettäessä massapetin nestesisältö toisella nesteellä, syrjäytys el '·/· koskaan tapahdu ideaalisesti tulppana, vaan aina esiintyy *:**; 20 nesteiden välillä sekoitusta, joka on sekä pesu- että ;*·*; valkaisuprosessissa epäedullista. Tätä epäedullista sekoitusta voidaan vähentää molemmissa prosesseissa suorittamalla peräkkäisiä syrjäytyksiä vastavirtaperlaattee11 a. Kuitenkin mitä enemmän 25 syrjäytysvai heita käytetään, sitä korkeammiksi nousevat vastaavasti laitteistokustannukset.

• · · • · *.·.· Massan pesussa ei tapahdu minkäänlaisia kemiallisia reaktioita ja sen päätarkoitus on mahdollisimman tarkasti .**·. erottaa massapetin liuoksen sisältämät kemikaalit massasta.

_ * * 30 Massan pesussa syrjäytyksen määräkertoimen noustessa • " kemikaalien talteenotto paranee ja tästä syystä käytetään ··· '...* yleensä suhteellisen korkeaa määräkerrointa, vaikka ♦ 85513 talteenotettu nestemäärä sen johdosta nousee ja vastaavasti talteenotetun liuoksen haihdutustarve kasvaa.

Syrjäytysvalkaisussa sen sijaan, kuten niitä tähän asti on toteutettu, ei ole edullista käyttää isoa 5 määräkerrointa, koska silloin valkaisun aktiivikemikaa1ihäviöt vastaavasti nousevat johtuen siitä, että massapetin läpi tällöin syrjäytyviä aktiivikemikaa1 eja ei oteta tai teen.

Sekä pesussa että valkaisussa syrjäytys perustuu 10 poikkivirtausmenete 1mään, jossa nestevirtaus petin läpi syrjäytyksen aikana on kohtisuorassa petin etenemissuuntaa vastaan.

Koska massakuidut ovat kokoonpuristuvia, massapetin sakeus ei ole vakio läpi koko petin, vaan se nousee 15 eksponentiaalisesti suodatuspintaa kohti mentäessä. Tämä profiili tietenkin riippuu siitä, minkälainen massa on ** kyseessä, ja miten suurta paine-eroa käytetään :.* nestevi rtauksen aikaansaamiseksi. Normaalisti se nousee sakeusarvosta noin 2 % noin sakeuteen 20 K, ollen 20 keskimäärin noin 10 X.

• · * · * *

Pesun tehokkuuden kannalta tällä ilmiöllä ei ole suurta merkitystä, mutta valkaisussa, jossa on tärkeää, että kaikki petin kuitukerrokset saavat riittävästi aktiivisia va1 kaisukemikaa1 e ja, sillä on erityisen suuri merkitys, .. 25 varsinkin kun sen lisäksi liuoksen konsentraat1 o aktiivisten kemikaalien suhteen koko ajan pienenee kun se virtaa suodatuspintaa kohti. Tämä johtuu yllämainitusta :* dispersioi1 miöstä sekä siitä, että kemikaaleja kuluu niiden reagoidessa 1äpivirtaamiensa massakerrosten kanssa.

30 Tästä syystä tähän asti käytetyssä syrjäytysva1 kaisumenete1mässä massakerrokset, jotka ovat 5 85513 kauempana suodatuspinnasta tulevat käsiteltyä kemikaa1i1iuokse1 1 a, jolla on suuri ylimäärä kemikaaleja verrattuna tarpeeseen. Vastaavasti lähellä suodatuspintaa olevat kerrokset eivät syrjäytyksen aikana saa riittävästi 5 tai eivät lainkaan aktiivisia kemikaaleja, joten massapetin valkaisu tulee varsin epätasaiseksi.

i

On kuitenkin voitu todeta, että ylimääräisten akti 1vikernikaa1 ien käyttö ei ole haitallista niin, että se aiheuttaisi ei-toivottuja sivureaktioita, kuten 10 selluloosan ja kuitujen pilkkoutumista, mikäli prosessio 1osuhteet kuten lämpötila ja pH pidetään oikeana. Ylimääräiset kemikaalit pitää kuitenkin saada poistetuksi massasta ennen seuraavaa kemikaa1ikäsitte 1yä, jolloin prosessio 1osuhteet taas ovat erilaiset.

15 Kun massan valkaisussa käytetään syrjäytysteknlikkaa, on tärkeintä, että massapetin kaikki kerrokset tulevat käsiteltyä riittävällä kemikaa1imääräI Iä ja että tämän varmistamiseksi käytetään liuosta, jonka ak 11 i v i kem i kaa 1 imäärä on oleellisesti suurempi kuin mitä - 20 vaaditaan koko petin täydelliseen käsittelyyn.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tällainen massapetin käsittely kuitenkin niin, ettei synny • » - aktiivikemikaa1ihäviöiden kautta suurempaa kemikaa1inku1utusta kuin normaalissa valkaisuprosessissa.

25 Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista ’·“ ‘ patenttivaatimuksista.

--*· Keksinnön mukainen menetelmä on lyhyesti seuraava; / · Muodostetaan massapeti puhtaaksi pestystä valkaistavasta » # " massasta ja syrjäytetään sen sisältämä pesuneste ulos • e · 30 käyttäen syr jäy tysnesteenä ensimmäistä va 1 kai su 1 i uos ta 6 85513 (sisältää aktiivisina kemikaaleina esimerkiksi klooria ja/tai k 1ooridioksidia), joka sisältää ylimäärin aktiivisia kemikaaleja, edullisimmin noin kaksinkertaisesti kuin mitä vaiheessa tarvitaan koko massapetin täydelliseen 5 kemikaa1ikasitte 1yyn. Välittömästi ilman viivettä tämän syrjäytyksen jälkeen jatketaan syrjäytystä toisella tai useammalla liuoksella niin pitkälle, että ensimmäisessä syrjäytyksessä käytetty ja sen sisältämä akt1ivikemikaaIimäärä 1iuos kokonaisuudessaan tai lähes 10 kokonaisuudessaan on syrjäytetty ulos petistä.

Näiden syrjäytysten aikana petistä ulos syrjäytetty suodos jaetaan kahteen osaan siten, että ensimmäinen osa sisältää edellämainittua pesunestettä ja sitä ensimmäiseksi uIossyrJäytettyä va1 kaisuIiuosta, joka on reagoinut petin 15 kanssa sisältäen pääosin ainoastaan kulutettuja va1 kaisukemikaaI eJa ja va1 kaisureaktion tuotteita. Toinen osa suodosta sisältää suurimman osan va1 kaisukemikaa1 e 1 sta, jotka eivät ole kuluneet syrjäytyksen aikana. Tämä " 1iuososa otetaan talteen ja vahvistetaan tuoreilla .*.* 20 va 1 ka i sukemi kaa I e i 1 1 a samalla määrällä kuin mitä on ’'•a* akt i i v i kemi kaa 1 i määrän kulutus vaiheessa, ennenkuin se :**: käytetään uudestaan samassa kemi kaa 1 i kas i tte 1 yvaiheessa.

• « • · *.*. Keksinnön mukaisessa menetelmässä yksi va 1 kaisuvaihe el a * sisällä ainoastaan yhtä syrjäytystä, vaan syrjäytykset 25 ainakin kahdella liuoksella. Vastaavasti suodokset jaetaan ainakin kahteen osaan ** * Edelläkuvattuja va1 ka 1suvaihei ta voi menetelmässä olla ·*·* useita peräkkäin.

• · '**. Edellä kuvatulla tavalla on mahdollista vapaasti valita • · · .** 30 syrjäytyksessä käytettävä määräkerroin ja se voi olla oleellisesti suurempi kuin yksi, ilman että sen kautta ·*·* va 1 kai sukemi kaa 1 ien häviöt kasvavat. Päinvastoin saadaan, 7 85513 kuten pesuprosessissakin on asian laita, valkaisuprosessi,jonka tehokkuus sekä kemikaalien hyväksikäyttö ja talteenotto paranee sen mukaan mitä isompaa määräkerrointa käytetään.

5 Tässä valkaisuprosessissa, kuten yllä ilmeni, samassa petin poikkileikkauksessa voi siis olla yksi tai useampia nestevyöhykkeitä riippuen siitä, miten isoja osa-määräkertoimia on käytetty eri nesteille. Talteenotetun aktiivikemikaa1 ia sisältävän suodoksen määräkerroin 10 määrittelee, kuinka tehokkaasti saadaan ei-käytetyt akti1vikem1kaa1it talteen. Mitä suurempi tämä määräkerroin on, sitä parempi talteenotto. Tämän kautta määräytyy myös syrjäytykseen käytetyn kem1kaa1iI1uoksen määräkerroin, koska sen on oltava sama kuin talteenotetun 15 suodoksen määräkerroin lisättynä tuorekemikaa1ien määrän vai kutukse11a.

Va1 kaisukemikaa1 ien tehokkaan hyväksikäytön kannalta on ** "’ edellämainittujen tehokkaasti läpisyrjäytettyjen *··-' akti ivikemikaa 1 ien talteenotta tärkeää, että 20 mahdollisimman vähän vaiheen akt i i v 1 keml kaa 1 e ja sisältävää liuosta sekoittuisi seuraavassa käsi tte I yvai heessa : : : käytetyn aktiivikemikaa1i1iuoksen kanssa. Tästä syystä ja johtuen siitä, että käsittelyvaiheessa voidaan käyttää suurta kokonalsmääräkerrointa ilman että sen kautta 25 aktiivikemikaalihäviöt kasvavat, ei käytetä suoraan seuraavan käsittelyvaiheen akt11v1kemlkaa1i1iuosta syrjäyttämään ko. vaiheen aktiivikernikaa1i1iuosta, vaan käytetään molempien käsittelyvaiheiden suhteen mahdollisimman neutraalia liuosta, edullisimmin esimerkiksi *:* 30 sopivan 1 ämpöti 1 aista puhdasta vettä. Jos esimerkiksi suoraan syrjäytetään k 1oori1iuosta ..' natr iumhydroks id i 1 luokse 1 1 a, niin dispersion takia liuokset • · • · · *... sekoittuvat keskenään rajavyöhykkeessä. Näin ne osittain • · 4 m *** kumoavat toistensa valkaisun kannalta positiivisen S 85513 vaikutuksen ja sen lisäksi pääsee syntymään epäedullisia sivureaktioita. Voimakkaan pH muutoksen takia esimerkiksi klooriliuos saattaa muuttua hypok1 oriitti1iuokseksi.

Joissain tapauksissa saattaa kuitenkin olla edullista 5 käyttää suodosta, joka sisältää ainoastaan valkaisuprosessin kannalta kulutettuja kemikaaleja tai > reaktiotuotteita.

Suodos, joka poistetaan kuitupetistä suodospinnan läpi kernikaaIikäsitte 1yvaiheen aikana syrjäyttämällä se 10 vaiheessa käytetyn aktiivikemikaa1i1iuoksen ja neutraa1i1iuoksen avulla, muuttuu kemikaa1isisältönsä suhteen kun massapeti etenee syrjäytyksen etenemisen mukana. Sen ensimmäinen fraktio sisältää pääosin edellisessä vaiheessa käytettyjä ja kuluneita kemikaaleja 15 Ja syntyneitä reaktiotuotteita. Fraktio muuttuu sitten petin aiheuttaman dispersion voimakkuuden mukaan hitaammin tai nopeammin suodokseksi, joka pääosin sisältää kyseisessä .*** käsittelyvaiheessa käytettyjä ak t i i v i kem ikaa 1 e Ja, jotka e \t· ovat muuttuneet e i-akti i v i s i ks i reagoidessaan massapetin i: 20 kuituaineen kanssa sekä syntyneitä reaktiotuotteita.

• e e :··· Tämä fraktio muuttuu sitten vastaavalla tavalla fraktioksi, ”, joka pääosin sisältää käsittelyvaiheessa käytettyjä .·. akti i vikemi kaa 1 e ja, jotka eivät ole reaktion kautta • · kuluneet ja vastaavat sitä ylimäärää aktiivikemikaa1ia 25 joka käsittelyvaiheessa käytetään. Tämä fraktio taas muuttuu petin edetessä vastaavalla tavalla fraktioksi, joka pääosin sisältää kemikaaleja, jotka ovat peräisin siltä • · * * neutraa1i1iuoksesta, jota käytetään syrjäytys1iuoksena *.* tässä käsittelyvaiheessa välittömästi • e 30 aktilvlkemlkaali1iuoksen jälkeen. Mikäli tämä liuos on, “ · Γ ··. kuten normaalisti on suositeltavaa, puhdasta vettä, niin edellämainittu akt1ivikemikaa1 eja sisältävä fraktio muuttuu ** lähes puhtaaksi vedeksi, ennenkuin se taas muuttuu .· liuokseksi, joka sisältää seuraavassa käsittelyvaiheessa 9 85513 reaktiossa kuluneita kemikaaleja ja syntyneitä reaktiotuotteita mikäli kyseinen vaihe ei ole viimeinen käs1tte1yva i he.

Kolmas suodosfraktio yllä, joka sisältää aktiivisia 5 kemikaaleja, jotka eivät ole kuluneet reaktion käsittelyvaiheessa, otetaan talteen mahdollisimman tarkasti ja käytetään uudestaan tuoreiden 1isäyskemikaa11 en kanssa samassa käsittelyvaiheessa keralkaa111iuoksena.

Miten suuri määrä tästä liuoksesta voidaan ottaa talteen 10 on luonnollisesti vaiheen aktiivikemikaa1i1iuosmäärä vähennettynä tuorekemikaali1 luosmäärä 11ä.

Koska ta 1teenotettava Iiuosmäärä on yllämainitulla tavalla rajoitettu ja lisäksi johtuen kuitupetin dispersiosta, ei koko aktiiv 1 kernikaa1imäärää, joka syrjäytetään petin 15 läpi,voida ottaa talteen 100 X:sesti, vaan siitä jää aina pieni osa ("häntä”) sen edellä petistä u1ossyrjäytettyyn • * · suodosfraktioon ja vastaavasti toinen "häntä" sen jälkeen' syrjäytettyyn suodosf raktioon.

*:··; Maksimi akti ivikemikaal ien talteenotto saadaan kun 20 pystytään säätämään suodosfraktiolden ulosotto niin, että molempien "häntien" maksimi akti ivikemikaal 1 konsentraatio on samansuuruinen, toisin sanoen suodoksen aktiivikemikaalikonsentraatio on sama suodosfraktiolden molemmissa jakopisteissä.

*-* ‘ 25 Suodos voitaisiin yksinkertaisesti jakaa eri fraktioihin jakamalla suodostila sihtipinnan takana sihtiin tiivistyvillä väliseinillä. Tällöin el kuitenkaan olisi mahdollista kaikissa käyttötilanteissa saavuttaa * * » /· maksimaalista kemikaalien talteenottoa, koska suodoksen • “ 30 kernikaa1iprof 11I in sijainti käytetyssä laitteessa siirtyy, • · · • · *...* kun syrjäytysnesteen virtausnopeuden Ja suodatuspinnan 10 8551 3 etenemisnopeuden välinen suhde muuttuu. Edellisen lisäksi 4 kemikaa1iprofiilin sijaintiin reaktiossa kuluneiden kemikaalien ja edelleen aktiivisten kemikaalien välillä vaikuttaa se, miten suuri osa käytetystä 5 akti1v1 kernikaa1imäärästä on kulunut petin käsittelyssä.

Tämä riippuu mm. siitä, miten paljon jäännös 1igniiniä tai vastaavaa kemikaaleja kuluttavaa osaa käsiteltävä massapeti sisältää.

Käyttäen hyväksi patenttihakemuksessa 891661 esitettyä 10 laiteratkaisua tässä hakemuksessa esitetyn menetelmän toteuttamiseksi, on mahdollista myös yllämainituissa käyttöti1annevaihte1uissa säätää akti 1 vikernikaa1 eja sisältävän suodosfraktion ulosotto niin, että aktiivikemikaa1ien talteenotto aina maksimoituu.

15 Suodostila on jaettu väliseinillä, jotka jättävät suodospintaan nähden tasalevyisen raon, jonka kautta osa suodosfraktiosta pääsee siirtymään edelliseen tai seuraavaan suodosfraktioon. Kun mitataan ak111v1kemikaa1ikonsentraa11 ot molempien väliseinien ... 20 rakojen kohdalla, jotka erottavat suodosfraktion, joka • · · * / sisältää aktiivikemikaa1 ia toisista suodosfraktioista ja • · · ' sen mukaan säädetään näiden toisten suodosfraktloiden keskinäistä u 1 osottosuhdetta niin, että molemmat mitatut ' ‘ konsentraatlot tulevat samaksi, niin saadaan, kuten edellä 25 on käynyt ilmi, optimaalinen kemikaalien talteenotto.

Kun käytetään patenttihakemuksen Θ91661 mukaista laitetta tämän va1 kai sumenete 1män toteuttamiseksi, suosi te I tavin :*: toteutusmuoto on, että prosessin päämuuttujat ovat samaa / . suuruusluokkaa kuin laitetta massan pesuun sovellettaessa.

30 Massapetin paksuus on 20 - 100 mm, edullisimmin noin 50 mm. Paine-ero nestesyrjäytyksen aikaansaamiseksi on 1 -·.’·· 4 metriä vesipatsasta. Sihdin etenemi s nopeus on 0,2 - 1 ·...: m/s, edullisimmin noin 0,5 m/s. Yhden käsittelyvaiheen “ 85513 syrjäytyksen kokona!smääräkerroin on > 1,5, edullisimmin > 2. Näistä luvuista aktiivikemikaa1i1iuoksen määräkerroin on noin puolet. Kuitupetin kokonaisviive yhdessä käsittelyvaiheessa tulee ede1 1 äo 1evien arvojen 5 perusteella olemaan 10 - 50 sekuntia, normaalisti noin 20 sekuntia.

Koska tämän menetelmän edullisin suoritusmuoto on käyttää jokaisessa syrjäytysvaI kaisuvaiheessa suurta määräkerrointa, eli noin kaksi kertaa suurempaa kuin 10 tähän asti käytetyissä syrjäytysva1 kaisumenete1 missä ja lisäksi jakaa jokainen vaihe ainakin kahteen osavaiheeseen, niin tämän valkaisumenetelmän käyttö edellyttää sitä, että on käytettävissä menetelmä ja sen toteuttamiseen tarvittava laitteisto, joka mahdollistaa useiden 15 peräkkäisten syrjäytysvaiheiden toteuttamisen samassa laitteessa ja että vaiheita lisättäessä niiden marginaalikustannukset ovat suhteellisen pieniä ja että myös laitekustannukset laskettuna tehollista sihtipintaa '· " kohti ovat edullisia.

: 20 Jos kaikkia va 1 ka i suvai he i ta ei pystytä suorittamaan samassa laitteessa, vaan massarata joudutaan siirtämään laitteesta toiseen va 1 ka i suva i he i den välillä, aiheuttaa tämä massansiirto massapetin ja sen nes tes i sä 1 1 ön sekoittumisen lähes täydellisesti. Jotta tällöin 25 voitaisiin välttää eri kemikaa1i1iuosten sekoittuminen keskenään, siirron täytyisi tapahtua siten, että koko ... petin nestesisältö on pääosin ainoastaan yhtä *" kemikaa1iIiuosta, mieluimmin vettä tai neutraa1iIiuosta.

Tämä merkitsee sitä, että tämän kem i kaa 1 i 1 iuoksen osa-30 määräkertoimen on oltava vähintään yksi, mieluummin suurempi .

» · * « · * '* Tässä menetelmässä kuitupetin pintakerros käsitellään noin '...' kaksinkertaisella kemi kaa 1 imäärä 1 1 ä verrattuna ‘2 85513 pohjakerrokseen. Tämä epä jakautuma ei kuitenkaan vaikuta petin tasaiseen kemikaa1ikasi11e Iyyn, koska Jos tarkastellaan petin yksittäisiä kuitukerroksia, jokaisen kerroksen läpi virtaa aktiivisia kemikaaleja, joiden 5 määrä lähentelee ääretöntä suhteessa siihen määrään mitä kyseinen kui tukerros kuluttaa täydellisen reaktion aikaansaamiseksi.

Näinollen saavutetaan va1 kaisukemikaa1 in ja jäännös 1igniinin väliselle reaktiolle jokaisessa kuidussa 10 riittävän suuri todennäköisyys, joka on riippumaton käsitte1yajasta eli toisin sanoen on riippumaton petin viipymäajasta va1 kaisuvaiheessa. Tästä seuraa myös, että massapetin ei tarvitse olla paksu, vaan optimaalinen paksuus määräytyy siitä, että sen aiheuttama nesteen 15 dispersio tulisi riittävän pieneksi ilman, että tarvitaan tarpeettoman suurta suodatuspantaa.

Edelläoleva tarkoittaa, että homogeenisen massapetin muodostaminen ja ylläpitäminen on tälle menetelmälle edullista. Sen lisäksi tälle menetelmälle on erityisen : : 20 tärkeää, että pystytään erottamaan toisistaan ne kaksi ··· suodos f r ak t i o ta, joista ensimmäinen sisältää pääasiassa reaktiotuotteita ja toinen ak t i i v i kem i kaa 1 e j a, ennenkuin ne sekoittuvat keskenään. Lisäksi edellytetään, että pystytään mittaamaan välittömästi suodospinnan takana 25 kemikaaIikonsentraatio ja sen mukaan määräämään ja säätämään suodosmäärät optimaalisella tavalla.

Tämä menetelmä edellyttää mahdol1isimman nopeaa kemlkaalien ·.· siirtoa, joka perustuu pakotettuun suunnattuun virtaukseen • paitsi kuitujen ympäri, myös niiden läpi, Johtuen siitä, *·. 30 että viipymäaika on niin lyhyt ettei mitään merkittävää • · aineensiirtoa voi tapahtua diffuusion avulla. Tästä syystä '* pitää pyrkiä myös siihen, että systeemi pysyy kaksifaasisena, joka edellyttää että systeemin paine ei I; 85513 saa alittaa kaasujen ja höyryjen kokonaistasapainopainetta. Tällöin mahdollisimman suuri osa kaasuista ja höyryistä pysyy liuenneena nestefaasissa, eikä häiritseviä kaasukuplia tai kaasufaasia muodostu 5 petissä käsittelyn aikana.

Menetelmä ja sitä varten kehitetty laiteratkaisu, jotka hyvin täyttävät nämä vaatimukset ja edellytykset, on esitetty patenttihakemuksessa 891661. Käyttäen sen menetelmää ja laitteita tässä valkaisumenetelmässä 10 saavutetaan mm. seuraavat edut verrattuna tähän asti käytettyihin normaaleihin sekoitusta käyttäviin sekä syrjäytysvalkaisumenetelmiin:

Prosessi- ja 1 aiteteknisesti valkaisuprosessi tulee yksinkertaiseksi, koska pystytään suorittamaan useampia 15 va1 kaisuvaiheita yhdessä laitteessa.

Energiankulutus on pieni, koska nesteen pumppaustarve on vähäinen ja sekoitustarvetta ei ole.

'·' · - Va 1 kai sukemi kaa 1 ien kulutus tulee pienemmäksi kuin normaa1iva1 kaisussa koska pystytään tehokkaasti pitämään *“ 20 erillään ak t i i v i kem i kaa 1 e ja sisältävä liuos valkaisuprosessissa syntyneistä liuoksista, jotka sisältävät reaktiotuotteita, jotka voisivat muuten ede11eenku1uttaa vaI kaisukemikaa1 eja jos ne päästettäisiin sekoittumaan niiden kanssa.

25 - Eri va1 kaisuvaiheissa voidaan ylläpitää optimaaliset prosessio1osuhteet ja myös ennen valkaisua huonosti : de 1 i gn i f i o i dut kuitukimput tulevat käsitellyiksi ____; rittävällä kemikaaIimäärä 11ä. Nämä seikat antavat edellytykset korkean ja tasaisen massavaa1euden ja '· 30 pienen r oskap i to i suuden saavuttamiseen, ja hyvät lujuusominaisuudet säilyvät.

Claims (5)

14 8551 3 4 4

1. Menetelmä jatkuvaan kuitumassan käsittelyyn kemikaali1iuoksella muodostama 1 la 5 kuitumateriaa1isuspensiosta suodatuspinna11 e peti ja syöttämällä sitä yhden tai useamman kemikaalikäsittelyvaiheen läpi joissa syrjäytetään kemikaa1i1iuosta petin läpi tunnettu siitä, että jokaisessa käsittelyvaiheessa käytetään kahta eri 10 käsittelynestettä, jotka peräkkäin syrjäytetään petin läpi ensimmäisen käsitte 1ynesteen ollessa kemikaa1i1iuos, joka sisältää enemmän aktiivikemikaaleja, suosite 1tavimmin noin kaksi kertaa enemmän, kuin mitä massapetissä tapahtuvissa reaktioissa 15 kuluu ja toisen käsitte1ynesteen ollessa liuos, joka reaktion kannalta ei sisällä merkittäviä määriä aktiivisia kemikaaleja ja jonka tarkoituksena on paitsi syrjäyttää se osa ensimmäisestä käsittelynesteestä, jonka aktiivikemikaa1it ovat kuluneet, myös se osa, 20 joka edelleen sisältää aktiivikemikaa1 eja poistuessaaan suodoksena josta otetaan talteen se fraktio, jonka aktiivikemikaalikonsentraatio on suurin ja joka sisältää . *: suurimman osan petistä poistuvista aktiivikemikaa1eista ja joka on määrältään vain niin suuri, että se 25 tuorekem i kaa 1 i 1 i uokse 1 1 a vahvistettuna voidaan kokonaan käyttää uudestaan ensimmäisenä käs i t te 1 ynes teenä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä 30 tunnettu siitä, että jokaisen käsittelyvaiheen kahden käs i t te 1 ynes teen kokona i snes temäärä on oleellisesti suurempi kuin kuitupetin sisältämä nestemäärä kun se poistuu käsittelyvaiheesta, ‘ ‘ suosite 1 tavimmin 2-3 kertainen. » · · • · » • · » · '5 8551 3

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että käsittelyvaiheessa käytetty toinen käsitte1yneste on vettä ja/tai jostain muusta käsittelyvaiheesta ulos syrjäytettyä liuosta, joka 5 pääasiallisesti sisältää ainoastaan reaktiotuotteita.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että se suodos, joka poistuu petistä petin kemikaaIikäsitte 1yvaiheessa jaetaan 10 kolmeen peräkkäiseen fraktioon, joista keskimmäinen fraktio sisältää suurimman osan petistä poistuvista aktiivikemikaa1 eis ta ja joka käytetään uudelleen tuorekemikaa1ien kanssa samassa käsittelyvaiheessa, mittaamalla aktiivikemikaalikonsentraatioita 15 keskimmäisen fraktion jakopisteessä ensimmäiseen fraktioon ja sen jakopisteessä kolmanteen fraktioon ja sen perusteella säätämällä määräsuhdetta ensimmäisen ja kolmannen poistetun fraktion välillä siten, että aktiivikemikaa1ikonsentraatio molemmissa jakopisteissä 20 on suunnilleen sama, joten saadaan mahdollisimman suuri osa petistä u1ossyrjäytetystä aktiivisesta kemikaa1imäärästä talteen ja uudelleenkäyttöön

: 5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä ; 25 tunnettu siitä, että kerni kaa 1 i käs i tte 1 yvai hei ssa kuitumainen tai hienojakoinen materiaali siirretään vaakasuuntaan ja nesteensuodatus ja nesteenvaihto suoritetaan nestevirtaukse1I a petin läpi vaakasuuntaan kohtisuoraan sen s 1irtymissuuntaa vastaan siten että 30 suodatus ja nesteenvaihto suoritetaan suodatuspinnan koko ajan ollessa nesteessä ja pystysuorassa vaakasuoraan siirtymis suuntaan nähden hydrostaattisella paine-erolla suodatusp i nnan yli. i6 8 5 51 3