FI86895C - Foerfarande foer motstroemstvaettning och blekning av massa fraon cellulosakok - Google Patents

Description

X

5 86895

Menetelmä selluloosan keitosta tulevan massan vastavirta-pesemiseksi ja valkaisemiseksi - Förfarande för motströms-tvättning och blekning av massa frän cellulosakok Tämä keksintö kohdistuu menetelmään selluloosan keitosta tulevan massan vastavirtapesemiseksi ja valkaisemiseksi ja erityisesti sellaiseen menetelmään, jossa massa pesulinjassa pestään vastavirtaan kuumalla vedellä, jonka suodos lopulta 10 johdetaan haihdutukseen ja kemikaalien talteenottoon ja jossa näin pesty massa jälkipestään vielä lämpimällä vedellä ennen sen johtamista valkaisulinjaan, jossa valkaisulinjassa on peräkkäin useita valkaisuvaiheita ja jossa valkaistua massaa pestään kunkin valkaisuvaiheen jälkeen.

15

Kemiallisen massan valkaisu suoritetaan yleisesti hapettavia ja aikalisiä kemikaaleja hyväksi käyttäen. Tavallisimmat kemikaalit ovat nykyään kloori, klooridioksidi, happi ja natriumhydroksidi. Valkaisuprosessissa liukenee puuainesta 20 yhdessä valkaisukemikaalin kanssa valkaisun prosessivesiin. Nämä vedet johdetaan yleensä jätevesien puhdistuksen jälkeen vesistöihin. Prosessissa muodostuu valkaisukemikaalien vaikutuksesta haitallisia yhdisteitä, jotka eivät poistu täydellisesti jätevesien puhdistuksessa. Myöskin liuennut 25 puuaines on osaltaan huonosti hajoavaa tavanomaisissa biologisissa puhdistusprosesseissa. Luonnossa jäteaineet hajoavat ja poistuvat samaten erittäin hitaasti.

Valkaisuvesien sisältämä orgaaninen aine olisi käyttökel-30 poista esimerkiksi polttoaineeksi, jos se saataisiin rikastettua ja väkevöityä. Myös jätevesien sisältämä natriumemäs olisi käyttökelpoista. Jätevedet ovat kuitenkin hyvin laimeita eikä niiden haihduttaminen tästä syystä ole järkevää.

35 Eräs käyttökelpoinen menetelmä on johdattaa valkaisuvesiä prosessissa vastavirtaan valkaisua edeltävässä massan pesu-prosessissa. Tämä tunnettu menetelmä on ollut käytössä eräissä tehtaissa ja siitä on tehty huomattavan paljon 2 86895 tutkimustyötä. Menetelmään liittyy useita eri haittatekijöitä. Eräs niistä on prosessin vesitaseen epäedullisuus.

Massan valkaisu suoritetaan useissa eri vaiheissa, joiden 5 välillä massa pestään joko puhtaalla vedellä tai muun val-kaisuvaiheen suodoksilla. Pesulaitteena on käytetty nk. pesusuotimia tai pesudiffusöörejä, joista tulevan massan kuiva-ainepitoisuus on n. 10-15 %. Samanlaisia laitteita kuten myös nk. pesupuristimia on käytetty valkaisua edeltä-10 vässä massan pesussa. Pesupuristimia ei sen sijaan niiden kalleuden johdosta ole käytetty valkaisimon pesureina, koska siihen ei ole katsottu olevan mitään tarvetta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaan-15 saada johdannossa mainittua tyyppiä oleva menetelmä selluloosan keitosta tulevan massan vastavirtapesemiseksi ja valkaisemiseksi, jossa jätevesimäärät ja selluloosatehtaan vesitase saadaan sopiviksi valkaisuvesien talteenottamista silmällä pitäen.

20

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Esillä olevan keksinnön päämäärä saavutetaan näin ollen 25 poistamalla ensimmäisen valkaisuvaiheen ja toisen valkaisu-vaiheen jälkeen pestystä massasta huomattavasti enemmän, n. kaksi kertaa enemmän suodosta kuin tähän saakka niin, että kun massan kuivapitoisuus on ainakin n. 30 %, suodosylimäärä on pieni ja ainakin osa näin saadusta suodoksesta johdetaan 30 vastavirtapesun viimeisen vaiheen ensimmäiseksi pesuvedeksi, joka syrjäytetään kuumalla vedellä ennen jälkipesua.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa valkaisulinjasta tuleva suodos johdetaan vastavirtapesun viimeisenä vaiheena 35 olevaan happivaiheen syrjäytyspesuun sen ensimmäiseksi pesuvedeksi. Vaihtoehtoisesti voidaan valkaisulinjasta tuleva suodos johtaa ruskean massan vastavirtapesun viimei- 86895 3 seen vaiheeseen ja syrjäyttää siinä mainitulla kuumalla vedellä ennen jälkipesua.

Keksinnön erityisen edullisessa suoritusmuodossa ensimmäisen 5 ja/tai toisen valkaisuvaiheen suodos johdetaan kokonaisuudessaan vastavirtapesulinjaan ja jälkipesussa poistetaan massasta niin paljon jätevettä, että valkaisulinjaan johdettavan massan kuiva-ainepitoisuus on ainakin n. 30 %.

10 Tarvittavan korkean kuiva-ainepitoisuuden saavuttamiseksi ensimmäisen ja toisen valkaisuvaiheen jälkeisessä pesussa sekä mahdollisesti pesulinjan jälkipesussa, puristetaan massasta pesuliuosta sinänsä tunnetuilla valkaisua edeltävässä massan pesussa käytetyillä pesupuristimilla, joiden 15 käyttö tässä tapauksessa valkaisimon pesureina on kuitenkin perusteltua, koska niiden korkeampi hinta saadaan moninkertaisesti katetuksi prosessin paremmalla toimivuudella.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään ensimmäisenä 20 valkaisuvaiheena edullisesti nk. kloorivaihetta, jossa valkaisu suoritetaan kloorilla, klooridioksidilla tai näiden seoksella, ja toisena valkaisuvaiheena nk. alkalivaihetta.

Keksintöä selostetaan jäljempänä lähemmin viitaten oheisiin 25 piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää prosessikaaviota nykyaikaisen sinänsä tunnetun valkaistua selluloosaa valmistavan tehtaan kuitulinjan kytkennästä ja kuviot 2 sekä 3 esittävät kahta suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta menetelmästä .

30

Oheisissa piirustuksissa on keitto yleisesti merkitty viitenumerolla 1 ja sitä seuraava ruskean massan pesu viitenumerolla 2. Ruskean massan pesusta tulevan massan lajittelu ja saostus on yleisesti merkitty viitenumerolla 3 ja tämän 35 jälkeen tuleva happivaihe viitenumerolla 4. Happivaiheen jälkeinen kuumalla vedellä suoritettu vastavirtapesu on merkitty viitenumerolla 5. Vastavirtapesun 2-5 jälkeen suoritetaan vielä jälkipesu 6 lämpimällä vedellä, minkä 4 86895 jälkeen pesty massa johdetaan valkaisulinjaan 7-11, jonka ensimmäinen vaihe, kloorivaihe on merkitty viitenumerolla 7 ja sen pesuvaihe viitenumerolla 8, toinen vaihe, alkali-vaihe viitenumerolla 9 ja sitä seuraava pesu viitenumerolla 5 10 sekä loppuvalkaisu yleisesti viitenumerolla 11.

Massavirta on merkitty paksunnetulla viivalla kun taas nestevirrat on merkitty ohuemmalla viivalla. Ruskean massan pesusta 2 tuleva suodos johdetaan haihdutukseen ja kemikaa-10 lien talteenottoon. Nestevirrat on numeerisesti ilmoitettu kuutiometreinä per tonnia massaa. Massavirrat ovat kaikissa kuvioissa yhtä suuret siten, että massan sakeus on 10 % ja nestesisältö 9 m3 per tonnia massa, paitsi puristinpesujen jälkeen, jolloin massan sakeus on huomattavasti suurempi 15 ja nestesisältö huomattavasti pienempi.

Kuviossa 1 on vertailun vuoksi esitetty nykyaikaisen valkaistua selluloosaa valmistavan tehtaan kuitulinjan kytkentä. Tässä sinänsä tunnetussa prosessissa massan pesu suori-20 tetaan puhtalla vedellä ennen kloorikemikaaleilla suoritettavaa valkaisua.

Happivaiheen 4 jälkeisestä pesusta lähtien nestevirta on vastavirtaan massan virtaan nähden ja väkevöitynyt liemi 25 johdetaan ruskean massan pesusta 2 lopuksi haihdutukseen ja kemikaalien talteenottoon. Tämän pesusarjan 2-5 jälkeen on vielä jälkipesu 6, joka suoritetaan lämpimällä vedellä, mutta saatu suodos johdetaan jätevesiin. Pesty massa johdetaan valkaisuun 7-11, jossa on ainakin 3 valkaisuvaihet-30 ta. Kuvassa on esitetty tarkemmin vain kaksi ensimmäistä vaihetta, ns. kloorivaihe 7 ja ns. alkalivaihe 9. Nämä ovat oleellisia keksinnön kannalta. Loppuvalkaisu 11 on yleisesti näytetty ruutuna, jossa voi olla monta vaihetta. Kaikkien vaiheiden jälkeen on massan pesuri 8, 10, joka tuottaa 35 massaa tyypillisesti n. 10 % sakeudessa. Kloori- 7 ja alka-livaiheiden 9 pesusuodosylimäärä johdetaan jätevesiin.

Näiden vaiheiden pesureissa käytetään pesuvetenä suodosta, joka on peräisin loppuvalkaisun 11 eri vaiheiden pesureista.

5 86895

Kokonaisjätevesimäärä on taseen mukaan 34 m3 per tonnia massaa ja käytännössä 30..40 m3/tonnia massaa. Valkaisun suodoksia ei johdeta vastavirtaan prosessissa valkaisemattoman massan pesuun.

5

Kuvion 2 esittämässä keksinnön mukaisessa prosessissa val-kaisimon toisen ns. alkalivaiheen 9 vedet johdetaan keit-tokemikaalien talteenottoon. Pesupuristinta käytetään molempien ensimmäisten valkaisuvaiheiden, kloori- 7 ja alkali-10 vaiheiden 9 pesureina 8, 10. Ennen valkaisua käytetään pesulaitteina sen sijaan suotimia tai diffusöörejä. Viimeinen pesuvaihe on ns. jälkipesu 6, josta ei suodoksia oteta talteen. Pesupuristimilta massa poistuu esimerkkitapauksessa 35 % sakeudessa, jolloin siinä on nestettä 1,86 m3 massaton-15 nia kohden. Pesuvaikutuksen aikaansaamiseksi johdetaan pesupuristimelle 8 ja 10 n. lm3 vettä massatonnia kohden yli sen määrän mitä on poistuvassa massassa. Ottaen huomioon myös valkaisukemikaalin sisältämän veden on suodoksen määrä alkalivaiheen 9 pesupuristimelta 10 n. 3 m3/massatonnia.

20 Tämä vesi johdetaan viimeiselle keittokemikaalien talteenottoa palvelevalle pesurille 5. Siinä tämä vesi käytetään ensimmäisenä pesuvetenä. Toisena pesuvetenä käytetään puhdasta vettä, jonka määrä on suurempi ja suurin piirtein noin yhtä paljon kuin tästä pesulaitteesta poistuvassa 25 massassa on nestettä. Jos massan sakeus on 10 %, on nestemäärä 9 m3/tonnia massaa ja kokonaispesuvesimäärä on 12 m3/tonnia massaa. Näin aikaansaadaan sellaiset olosuhteet, jotka ovat luonteenomaisia hyvälle massan pesulle.

30 Kuvan 2 menetelmällä arvioidaan hyödynnettävän tehtaan prosesseissa 60..70 % siitä valkaisimon jätevesiosuudesta, joka on haitallisinta, so. alkalivaiheen suodoksesta. Näin pienenee jäteveteen liuennut ainemäärä vastaavasti. Kokonais jätevesimäärä on noin 2/3 nykyaikaisen tehtaan jäte-35 vesimäärästä.

Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa sekä ensimmäisen ns. kloorivaiheen 7 että toisen alkalivaiheen 9 suodokset johde- 6 86895 taan keittokemikaalien talteenoton pesuun 2-5. Tässä tapauksessa käytetään pesupuristinta myös viimeisenä pesuvaiheena 6 ennen valkaisimoa 7-11. Myös tässä sovellutuksessa tämä valkaisimoa 7-11 edeltävä pesuri 6 toimii avoimena siten, 5 että sen suodos johdetaan pois prosessista. Johtuen suuremmasta kemikaalivesimäärästä kloorivaiheessa 7 on valkaisi-mosta 7-11 keittokemikaalien talteenottopesuun 2-5 johdettava nestemäärä kuvion 2 tapausta n. 2 m3/tonnia massaa suurempi mutta tässäkin tapauksessa prosessin kannalta sopiva.

10 Valkaisimon kahdessa ensimmäisessä vaiheessa 7, 9 syntyneestä jäteaineesta on näin mahdollista siirtää keittokemikaalien talteenottoprosessiin suurin osa. Samalla jäteveden määrä pienenee edelleen alle puoleen nykyaikaisen tehtaan jätevesimäärästä, eli ainoastaan 15 m3/tonnia massaa.

15

Alan ammattimiehelle on selvää, että esillä olevaa keksintöä voidaan vaihdella ja muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Siten esim. happivaihe 4 ei ole mitenkään välttämätön vaan voidaan tarvittaessa jättää pois.

Claims (5)

7 86895

1. Menetelmä selluloosan keitosta (1) tulevan massan vasta-virtapesemiseksi ja valkaisemiseksi, jolloin massa pesulinjas-sa (2-5) pestään vastavirtaan kuumalla vedellä, jonka suodos 5 lopuksi johdetaan haihdutukseen ja kemikaalien talteenottoon ja näin pesty massa jälkipestään (6) vielä lämpimällä vedellä ennen sen johtamista valkaisulinjaan (7-11), jossa on peräkkäin useita valkaisuvaiheita ja jossa valkaistua massaa pestään kunkin valkaisuvaiheen jälkeen, tunnettu siitä, että ai-10 nakin kahden ensimmäisen valkaisuvaiheen (7, 9) jälkeen pestystä massasta poistetaan niin paljon suodosta, että massan kuiva-ainepitoisuus on ainakin noin 30 % ja ainakin osa niin saadusta suodoksesta johdetaan vastavirtapesun viimeisen vaiheen (5) ensimmäiseksi pesuvedeksi, jota syrjäytetään maini-15 tulla kuumalla vedellä ennen jälkipesua (6).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisulinjasta (7-11) tuleva suodos johdetaan vastavirtapesun viimeisenä vaiheena olevaan happivaiheen (4) syr- 20 jäytyspesuun (5) sen ensimmäiseksi pesuvedeksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisulinjasta (7-11) tuleva suodos johdetaan ruskean massan vastavirtapesun viimeiseen vaiheeseen ja syrjäytetään ... :25 siinä mainitulla kuumalla vedellä ennen jälkipesua.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen valkaisuvaiheen (7) ja/tai toisen valkaisuvaiheen (9) suodos johdetaan kokonaisuudessaan 30 vastavirtapesulinjaan (2-5) ja jälkipesussa (6) poistetaan massasta niin paljon jätevettä, että valkaisulinjaan (7-11) johdettavan massan kuiva-ainepitoisuus on ainakin noin 30 %.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että ensimmäisen (7) ja toisen valkaisuvaiheen (9) jälkeisessä pesussa (8, 10) sekä mahdollisesti pesulinjan jälkipesussa (6) puristetaan massasta pesuliuosta tarvittavan korkean kuiva-ainepitoisuuden saavuttamiseksi. 8 86895