FI90441B - System och förfarande för sulfonering av fibrerna i mekanisk trämassa - Google Patents

Claims (23)

1. Förfarande för att förbättra egenskaperna hos fibrer av mekanisk massa för användning i en process för tillverkning av massa lämpad för tillverkning av tidningspapper och andra papper av specialkvalitet med utnyttjande av en sulfitlös-ning, vid vilket massasatsen föreligger i form av en upp-slamning, vars konsistens är reiätivt hög och vars torrsubs-tansinnehäll innefattar träfibrer och fiberknippen, kanne-tecknat av att man blandar en första del av uppslamningen och en sulfitlösning i relativt avpassade mängder för att minska konsistensen pä uppslamningen tili en nivä som är läg och som inte väsentligen överstiger 7 %, och bringa fiberin-nehället i uppslamningen, i den utsträckning som det expone-ras, i individuell intim kontakt med en liten del av sulfi-tet i lösningen för att initiera en sulfonering därav, där-efter häller uppslamningen med läg konsistens i ett relativt vilande tillständ och utsätter den för en omgivning vars temperatur inte överstiger 100°C under en tidsperiod, be-gränsad med hänsyn tili naturen för den ved, frän vilken fi-berinnehället härstammar, för att driva sulfoneringen av fiberinnehället i uppslamningen tili en nivä som är minst cirka 0,5 %, och väsentligen fullborda en förstastegs-sul-fonering av fibrerna och sedan höjer konsistensen pä upp-slamningsblandningen genom att därifrän extrahera vätskein-nehäll i en mängd för att därmed medföra en huvuddel av sul-fithalten i den lösning som först blandas med nämnda del av , . uppslamningen, för att tillsammans med en mindre tilläggsdel av sulfitet i lösning användas för att sulfonera en ytterli-gare del av massasatsen pä liknande sätt.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k&nnetecknat av att det innefattar ett ytterligare steg där man utsätter resten av uppslamningsblandningen med ökad konsistens för en temperatur överstigande 100°C och ett motsvarande överatmosfä-riskt tryck för att bringa sulfitet i resten med höjd konsistens att ytterligare reagera och förse fiberinnehället i resten med en sulfonatnivä överstigande 0,9 % för att däri- genom ge en massasats särskilt väl lämpad för tillverkning av tidningspapper och/eller papper av specialkvalitet. 36 90 441

3. Förfarande enligt patentkravet 1 för att förbättra egenskaperna hos träfibrer av mekanisk massa, kännetecknat av att blandningen av den första delen av uppslamningen med sulfitlösningen i det första steget utföres sä att fiberin-nehället därav hamnar i suspension i vätskeinnehället av den erhällna uppslamningen med läg konsistens, i vilket till-ständ fiberinnehället hälles väsentligen oförändrat dä den erhällna uppslamningen därefter överföres i vilande till-ständ och hälles i detta vilande tillständ under en tidspe-riod som är tillräcklig för att tilläta den under bland-ningsperioden initierade sufoneringen att sakta utvecklas, varvid man uppnär en sulfonering av fiberinnehället i upp-slamningsblandningen som är pä en nivä av cirka 0,5-9 %, och efter det att det första steget av sulfoneringen väsentligen har fullbordats och frän den erhällna uppslamningen har ext-raherats nämnda del av dess vätskeinnehäll som innehäller huvuddelen av sulfitmängden i sulfitlösningen som först blandats med den första delen av uppslamningen för att bilda nämnda blandning, överföres resten med ökad konsistens av den erhällna uppslamningen i en under tryck varande omgiv-ning vars temperatur överstiger 100°C för en tidsperiod som är mindre än cirka 10 minuter för att driva sulfoneringen av fiberinnehället i resten tili en nivä som är märkbart över 0,9 % och producera en massaprodukt som tili följd av den föregäende sulfoneringsprocessen är tillräckligt förbättrad för att den som sädan eller efter ytterligare behandling eller raffinering skall kunna kombineras med en väsentligt större mängd av konventionellt framställd mekanisk massa för att bilda en massaprodukt, vilken som sädan är väl lämpad för användning vid tillverkning av tidningspapper och andra specialpapper.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att blandningen av den första delen av uppslamningen med sulfitlösningen i det första steget är kortvarigt och utföres sä 3? 90441 att endast en liten del av sulfitet i lösningen hamnar i kontakt med fiberinnehället i blandningen och omedelbart efter blandandet överföres uppslamningen med läg konsistens i vilande tillständ varunder en liten del av sulfitet i lösningen förser fibrerna med niväer av bundet svavel, vilka uttryckta som sulfonathalt är cirka 0,5-0,9 %.

5. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat av att blandningen av den första delen av uppslamningen med sulfit-lösningen i relativt avpassade mangder i det första steget ger en uppslamningskomposit, vars konsistens är cirka 1-7 % och blandningen är sä begränsad och utförd att endast en liten del av sulfitet i lösningen hamnar i kontakt med fibrerna och fiberknippena i uppslamningskompositen, och omedelbart efter detta hälles den erhällna uppslamningen med läg konsistens i vilande tillständ under en begränsad tids-period under vilken fibrerna i torrsubstansinnehället förses med niväer av bundet svavel, vilka uttryckta som sulfonathalt är cirka 0,5-0,9 %.

6. Förfarande enligt patentkravet 2 för användning vid tillverkning av massa lämpad för tillverkning av tidnings-papper och papper av specialkvalitet utan behov av att an-vända dyra kemikalier, kännetecknat av att massasatsen som används i detta förfarande föreligger i form av en uppslam-ning, vars fiberinnehäll utgörs av en mindre fraktion av den massa som producerats i en anläggning för raffinering av mekanisk massa och denna sistnämnda massasats underkastas stegen i nämnda förfarande och den högsulfonerade massapro-dukten som resulterar sedan blandas med en väsentligt större mängd av den raffinerade mekaniska massan som producerats i nämnda raffineringsanläggning och som inte har undergätt stegen i nämnda förfarande och att i blandningen därav den resulterande massan förbättras sä vad beträffar sulfone-ringsnivän för dess fiberinnehäll, att utan behov av till-sättning därtill av ytterligare kemikalier, den är väl lämpad för användning i tillverkningen av tidningspapper och papper av specialkvalitet. 38 90441

7. Förfarande enligt patentkravet 2, k&nnetecknat av att sulfithalten i den loaning som blandas med den första delen av uppslamningen i det första steget är cirka 40-200 g/1 och att efter perioden med vilande tillständ hos uppslamnings-blandningen underkastas uppslamningsblandningen en press-ningsoperation för att därifrän extrahera, för äteranvänd-ning pä en ytterligare del av uppslamningen, nämnda mängd av vätskeinnehället däri som innehäller en huvuddel av sulfit-innehället i den mängd av lösningen som först blandas med den första delen av uppslamningen.

8. Förfarande enligt patentkravet 2, k&nnetecknat av att resten med ökad konsistens av uppslamningsblandningen hälles i omgivningen med nämnda överatmosfäriska tryck och nämnda höga temperatur under en tidsperiod inte väsentligt längre än 60 minuter för att framkalla en högsulfonerat tillständ hos fiberinnehället däri.

9. Förfarande enligt patentkravet 2, kannetecknat av att sulfithalten i lösningen som först hopblandas med uppslamningen är cirka 40-180 g/1, varvid mängden bestäms av källan för och karaktären hos träfibrerna och/eller fiberknippena, och att omedelbart efter blandningen uppslamningen med läg konsistens hälles i det vilande tillständet med sulfit i lösningen i i huvudsak likformig och intim kontakt med fib-rerna och/eller fiberknippena under en period av cirka 20 minuter vid en temperatur av cirka 82°C, och att resten med ökad konsistens av blandningen, sädan den föres tili omgivningen med överatmosfäriskt tryck och hög temperatur, har en konsistens som är cirka 12-40 %.

10. Förfarande enligt patentkravet 1, kannetecknat av att sulfithalten i lösningen som först appliceras pä fibrerna och/eller fiberknippena i den första delen av uppslamningen med vilken den blandas i det första steget är cirka 70 g/1 och att konsistensen pä den initialt resulterande uppslamningen är cirka 4,5 %. 39 90441

11. Forfarande enligt patentkravet 2, kannetecknat av att det extraherade vätskeinnehället blandas med en ytterligare del av uppslamningen och i denna procedur ytterligare indo-seras i den ytterligare delen av uppslamningen en relativt liten mängd av sulfit i lösning, motsvarande den som utnytt-jas i sulfoneringen av fiberinnehället i den första delen av uppslamningen och den ytterligare delen av uppslamningen därefter vidare behandlas pä samma sätt som den första delen av uppslamningen och med samma resultat och kvalitet beträf-fande slutprodukterna.

12. Förfarande enligt patentkravet l, kännetecknat av att den första delen av uppslamningen och mängden av sulfitlös-ningen för blandning därmed i det första steget samtidigt införes i en behällare för att blandas, varvid nämnda lösning indoseras däri i proportion till mängden av uppslamning som tillföres vid den tidpunkten och likformigt och omsorgs-fullt blandas därmed pä ett sätt för att sörja för att det föreligger individuell intim kontakt mellan de exponerade ytpartierna av fiberinnehdllet och delar av en mindre del av sulfitet i lösning vid päbörjandet av sulfoneringen därav, och den resulterande blandningen överförs tili en uppehälls-behällare, för att hällas däri i ett vilande tillständ utan störningar efterhand som sulfonering fortskrider däri, var-efter blandningen avvattnas för att ge nämnda extraherade • vätskeinnehäll, vilket omedelbart äterförs tili blandnings- behällaren och kompletteras med en mindre del av den ur-sprungliga lösningen för blandning med en ytterligare del av uppslamningen som skall sulfoneras pä det sätt och med samma resultat som angetts för den första delen av uppslamningen.

13. Anordning för att genomföra förfarandet enligt patentkravet 1 för att framställa en ekonomisk mekanisk massa av hög kvalitet, vai lämpad för användning i tillverkningen av tid-ningspapper och andra papper av specialkvalitet, kännetecknad av att den innefattar en första behällare (10), organ (22, 34; 22, 88) för att indosera och blanda i behällaren avpassade mängder av en sulfitlösning och en massasats som har en relativt hög konsistens i form av en uppslamning och ett torrsub- 40 90441 stansinnehäll som innefattar fibermaterial, för att i behälla-ren bilda en uppslamningskomposit vars konsistens inte väsent-ligen överstiger 7 %, och att bringa fiberinnehället i uppslamningen, i den omfattning som ytpartier därav exponeras, i individuell intim kontakt med smä portioner av sulfitet i lös-ning för att initiera en sulfonering därav, ett organ anslutet tili den första behällaren (10), innefattande en andra behäl-lare (12) som har en atmosfärisk miljö, konstruerad och anord-nad för att mottaga uppslamningskompositen och hälla den i ett relativt vilande tillständ under en förutbestämd begränsad tidsperiod, tillräcklig för att ästadkomma, med hjälp av en relativt liten mängd av sulfitinnehället i uppslamningskompositen, en självframdrivning av sulfoneringen av fiberinnehäl-let i uppslamningen tili en niva av minst cirka 0,5 % för att i huvudsak fullborda en förstastegs-sulfonering därav, ett organ (14) förbundet med den andra behällaren (12) för att mottaga den resulterande uppslamningen, vars fiberinnehäll har sulfonerats pä sä sätt och ästadkomma en avskiljning frän uppslamningen, för äteranvändning pä liknande sätt och för lik-nande ändamäl, av en del av dess vätskeinnehäll, inkluderande en huvuddel av sulfitinnehället i den lösning som avgetts tili den första behällaren (10) tillsammans med den första avpas-sade mängden av massasatsen, för att därigenom ästadkomma en rest av uppslamningskompositen med en ökad konsistens, vars fiberinnehäll har sulfonerats väl.

14. Anordning enligt patentkravet 13, kännetecknad av att den ytterligare innefattar en tryckbehällare (16) och ett organ (14) för att leda in resten av uppslamningskompositen i tryck-behällaren (16), varvid i förbindelse med tryckbehällaren finns ett organ för att utsätta resten för en omgivning med avsevärt förhöjd temperatur och motsvarande överatmosfäriskt tryck för att bringa sulfitet i resten att reagera ytterligare, och t.o.m. utan tillsättning av ytterligare kemikalier, förse fiberinnehället i resten med en sulfonatnivä överstigan-de 0,9 %.

15. Anordning enligt patentkravet 13 eller 14, kännetecknad av att organet (22) för tillförsel av sulfitlösning tili den 41 90441 första behällaren (10) med en avpassad mängd av uppslamning, innehällande fibermaterial, i det första steget innefattar ett organ för att selektivt begränsa mängden av lösning som dose-ras därifrän tili den som skulle komplettera den mängd av sul-fit som kan avges tili den första behällaren (10) frän en annan kalla vid varje givet tillfälle därav.

16. Anordning enligt patentkravet 14, kannetecknad av att den innefattar en vätskeutvinningspress (18) omedelbart efter tryckbehällaren (16), ansluten för att mottaga resten av upp-slamningskompositen, vars fiberinnehäll har sulfonerats, och därifrän avskilja en ytterligare del av det kvarvarande väts-keinnehället däri, vilket inkluderar en restdel av sulfitet i lösningen använt tillsammans den förstnämnda avpassade mängden av satsen i den första behällaren (10), varvid pressen (18) i förbindelse därmed har ett organ (18, 24, 20) för att avge den ytterligare, avskilda delen av uppslamningen och dess sulfit -innehäll tili en sulfitalstrande enhet (20) i förbindelse därmed, varvid det föreligger ett organ i förbindelse med den alstrande enheten för att mottaga färsk sulfitlösning därifrän, när sä erfordras, som utgör organet för att kontrollerat indosera i den första behällaren (10) sädana mängder av sul-fitlösning som kan erfordras för initieringen av sulfoneringen av fiberinnehället i varje successiv mängd av massasats som avges tili den första behällaren (10) för sulfoneringen därav i och medelst nämnda förfarande.

17. Anordning enligt patentkravet 13, kännetecknad av att den ytterligare innefattar ett organ (26) som sammanbinder av-skiljningsorganet (14) och den första behällaren (10) för att ätercirkulera vätskeinnehäll avskilt frän uppslamningskomposi-ten och avge det tili den första behällaren (10) för att däri blandas med en ytterligare del av massasatsen som avgetts tili den första behällaren (10) för sulfonering av dess fiberinne-häll och ge en huvuddel av den sulfitlösning som erfordras för att blandas därmed för behandlingen därav i och medelst nämnda förfarande pä ett sädant sätt som angetts för den föregäende avpassade mängden av massasatsen som införts i den första behällaren (10) . 42 90 4 41

18. Anordning enligt patentkravet 13, kannetecknad av att den innefattar ett organ (22, 34; 22, 88) för att ästadkomma en kontrollerad, begränsad och relativt kortvarig blandning av de avpassade mängderna av lösningen och massasatsen som tillföres till den första behällaren (10), som är tillräcklig för att fördela lösningen omkring fibertorrsubstansinnehället i satsen och bringa en begränsad del av dess sulfitinnehäll i kontakt med sädana fiberdelar av torrsubstansen som kan kornina att ex-poneras vid sinä yttre ytor för att initiera sulfoneringen därav.

19. Anordning enligt patentkravet 13, kännetecknad av att behällarna (10, 12) och organen, anslutna tili och i förbin-delse med varandra, stär i förbindelse med en massaraffine-rings -produktionsbana (30, 32, 34, 80, 82, 84, 86, 104), som utgör en kalla för satsen och nämnda bana innefattar organ (84, 88) som definierar separata tömningsutlopp för sädana delar av den däri producerade, raffinerade massan, som kallas accept resp. rejekt och nämnda organ (88) för att indosera satsen i den första behällaren (10) är förbundna med rejektut-loppet som utgör en källa för satsen, vars fiberinnehäll skall behandlas och sulfoneras i nämnda förfarande.

20. Anordning enligt patentkravet 13 för användning vid till-verkning av mekanisk massa lämpad för tillverkning av tid-ningspapper och andra papper av specialkvalitet, kännetecknad av att den första behällaren (10) och den andra behällaren (12) är anordnade i serie och det inre i vart och ett av de-samma erbjuder en generellt atmosfärisk omgivning, varvid den andra behällaren (12) är konstruerad och anordnad för att häl-la uppslamningskompositen som mottages däri i ett väsentligen vilande tillständ under en kontrollerad tidsperiod, tillräcklig för att sörja för självframdrivningen av sulfoneringen av fiberinnehället i uppslamningskompositen däri tili en nivä av cirka 0,5-0,9 %, nämnda avskiljningsorgan (14) är anslutet tili den andra behällaren (12) i omedelbart följande relation därtill och i tur ansluten tili en efterföljande, under tryck varande tredje behällare (16) med ett organ som verkar i dess 43 90 441 inre för att däri ästadkomma betingelser med förhöjd tempera-tur och förhöjd tryck, och ett organ sammanbinder avskilj-ningsorganet (14) och den tredje behällaren (16) för att överföra resten av uppslamningskompositen, varifrdn vätska har avskilts, till det inre av den tredje behallaren (16), vars omgivning är effektiv för att forma sulfitet i resten av uppslamningskompositen att höja sulfoneringen av dess fiberinne-häll till en nivä överstigande 0,9 %.

21. Anordning enligt patentkravet 14, kännetecknad av att be-hallarna (10, 12) och organen, anslutna till och i förbindelse med varandra, är belägna i en produktionsbana (30, 32, 34, 40, 42, 44) för raffinering av mekanisk massa i ett läge emellan placeringarna för serierelaterade konventionella massaraffi-neringsorgan, varvid en del (30, 32, 34) av dessa raffinerings-organ är förbundna med och ger en källa för den massasats som avges till den första behallaren (10) och varvid tryckbehälla-ren (16) och en annan del (40, 42, 44) av de serierelaterade raffineringsorganen är interrelaterade till ett ytterligare organ (18, 36, 38) som riktar den sulfonerade fibertorrsubstan-sen som produceras i den tredje behällaren (16) till det andra raffineringsorganet för ytterligare raffinering därav och organ (54) är vidare anordnade bortom nämnda andra raffineringsorgan för att mottaga och blanda den högsulfonerade raffinerade mas-saprodukten som produceras i nämnda andra raffineringsorgan med en mycket större mängd av konventionellt raffinerad mekanisk massa och till följd av detta är hela blandningens sulfone-ringsnivä sädan att den är väl lämpad, utan behov av att där-till sätta dyra kemikalier, för tillverkning av kvalitetstid-ningspapper och andra papper av specialtyp.

22. Anordning enligt patentkravet 13 för användning i tillverkning av massa, lämpad för tillverkning av tidningspapper och andra papper av specialkvalitet, kännetecknad av att den första behallaren (10) innefattar en första förbehällare med en atmosfärisk miljö, ett organ (22, 34; 22, 88) förbinder förbe-hallaren med ett flertal tillförselkällor, operativa för att ge en i huvudsak samtidig tillförsel därtill av en sulfitlösning och fibertorrsubstans i form av en uppslamning med relativt hög 44 90441 konsistens i mängder avpassade för att bilda en uppslamnings-komposit, vars konsistens är cirka 1-7 %, varvid organ är i förbindelse med den första behällaren (10), vilka organ är kon-ditionerade för att vid mottagande av de avpassade mängderna av uppslainningen och sulfitlösningen underkasta dem ett kortvarigt intervall av blandning, endast tillräckligt for att bringa en mindre del av sulfitet i uppslamningskompositen i ytkontakt med delar av de fibrer som exponeras vid ytorna av dess torrsub-stans, varvid den andra behdllaren (12) är försedd med en andra förbehällare, som har en atmosfärisk miljö och som definierar en upphällskammare, förbunden med den första förbehällaren för att därifran mottaga den uppslamningskomposit som bildas däri och hälla den i ett relativt vilande tillständ under ett be-gränsat, pä förhand bestämt tidsintervall, tillräckligt för att sulfoneringen som initierats i den första förbehällaren skall fortskrida av sig själv och fullborda en förstastegs-sulfone -ring av fiberinnehdllet i torrsubstansen, varvid organ (14) är anslutna till den andra förbehällaren för att frän uppslamningskompositen avskilja, efter fullbordande av sulfoneringen, en mängd av vätskeinnehället däri tillräcklig för att inkludera en huvuddel av sulfitet i den lösning som ursprungligen använts som en del av uppslamningskompositen, och ett organ (26) sam-manbinder avskiljningsorganet (14) med den första förbehällaren för att därtill leda det vätskeinnehäll som avskilts frän uppslamningskompositen medelst avskiljningsorganet för äteranvänd-ning pä ett sätt och för ändamäl liknande de, för vilka det först infördes i den första förbehällaren.

23. Anordning enligt patentkravet 22, kännetecknad av att nämnda källor inkluderar en primär källa (20) av färsk sulfit-lösning som skall ledas tili den första förbehällaren med en avpassad mängd av uppslamning, innehällande fibertorrsubstans, i det första steget, och den primära källan är i förbindelse med ett organ för att selektivt begränsa mängden av lösning som avges därifrän tili den som är lämplig för att komplettera den mängd av sulfit som kan avges tili den första förbehällaren frän en annan källa.