NO139896B - Fremgangsmaate for behandling av celluloseholdig masse ved anvendelse av ozon - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av celluloseholdig masse hvor massen sorteres i en flerhet av første siler for utskillelse av massepartikler av ulike størrelser, og hvor rejektet underkastes en desintegrering før det føres tilbake til de første siler.

Formålet med å underkaste tremasse med et stort innhold av flis en siling er å skille ut store flispartikler fra massen,

idet store flispartikler ikke egner seg som masse som skal be-arbeides videre, f.eks. i en papirfremstillingsmaskin. Vanligvis blir disse partikler oppdelt i mindre partikler og ført tilbake til siletrinnene for fornyet siling.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å gi anvisning på en fremgangsmåte som muliggjør en ytterligere effektiv utnyttelse av rejektet, og som lar seg tilpasse eksisterende silerier hvor der utføres en rejektbehandling av den ovennevnte art.

Fra NO-PS 131 996 er der kjent ozonbehandling av <p>apirmasser generelt, og fra FI-PS 36 941 er der kjent separat bleking av langfibret og kortfibret rå-cellulose, idet denne bleking utføres med kjemikalier.

DE-PS 681 604 og DE-AS 1 119 106 omhandler kjemikaliebleking av fraksjoner av celluloseholdig masse, samtidig som det i den sistnevnte patentpublikasjon er angitt at man oppnår en besparelse av klor ved fraksjonert kjemikaliebleking.

Videre er det fra NO-PS 124 789 og FR-PS 1 441 787 kjent at resultatet av en ozonbehandling er avhengig av massens kokingsgrad og renhet (raffinering).

Ingen av de ovennevnte publikasjoner gir imidlertid noen an-sporing til den fremgangsmåte som den foreliggende oppfinnelse foreskriver, og som gir et meget gunstig forhold mellom slitstyrke og rivstyrke for den ferdig behandlede masse.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at rejektet ozonbehandles før det underkastes desintegrering og føres tilbake til silene for fornyet siling.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bidrar til å gi en ferdig behandlet masse som har gunstige egenskaper, spesielt hva angår rivstyrken, idet ozonbehandling av celluloseholdig masse gir større rivstyrke jo grovere massen er før ozonbehandlingen. Dessuten kreves der for oppnåelse av det samme gunstige resultat mindre mengder ozon enn hva tilfellet er ved ozonbehandling av masse med finere partikler.

Den ozonbehandlede rejektmasse lar seg lettere desintegrere, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bidrar således også til å avlaste desintegreringsprosessen i f.eks. et eksisterende silean-legg.

Mer spesielt løses den oppgave som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse, ved at en første del av det groveste rejekt først underkastes ozonbehandling og deretter underkastes desintegrering i en første desintegreringsanordning før det til-føres den annen sil, og at en annen del av rejektet fra det groveste siletrinn tilføres en annen desintegreringsanordning, hvoretter det tilføres den annen sil, idet akseptet fra den annen sil overføres til en eller flere av de første siler for ytterligere siling og rejektet fra den annen sil føres tilbake til den annen desintegreringsanordning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan lett tilpasses et eksisterende sileri uten at dette må underkastes annet enn forholdsvis små modifikasjoner.

Ved en kjent fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art hvor massen først føres gjennom en grovsil for utskillelse av grov flis (raggen) som tilføres en raffinør for ytterligere oppdeling i mindre fliser, mens finere fliser som slipper gjennom grovsilen, tilføres en første trinnsil som er forbundet med en etterfølgende omsil, hvor de desintegrerte fliser fra raffinøren tilføres en annen trinnsil som tjener til å skille ut finere fliser og overføre disse til den første trinnsil, samtidig som den annen trinnsil foruten å motta fliser fra raffinøren, også mottar fliser som ikke slipper gjennom den første trinnsil og omsilen, og samtidig som den annen trinnsil overfører ikke-silbar flis tilbake til raffinøren for fornyet behandling av denne, og hvor den av omsilen aksepterte masse føres til en hvirvelsorterer for utrensning av urenheter, går en videreutvikling av denne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen ut på at en del av den flismasse som ikke aksepteres av grovsilen, ozonbehandles og desintegreres, hvoretter den tilføres den annen trinnsil, og at den flismasse som ikke aksepteres av den første trinnsil og omsilen, ozonbehandles og desintegreres sammen med grovsilrejektet før tilførselen til den annen trinnsil.

Det skal forstås at der i tilknytning til ozonbehandlingen av massen også utføres en avvanningsoperasjon og en fluffe-operasjon. Disse operasjoner utføres før massen underkastes ozonbehandlingen, etter hvilken massen gjennomløper et slurry-trinn, dvs. et trinn hvor den ozonbehandlede masse tilsettes lut og vann. Ved avvanningsprosessen som går forut for ozonbehandlingen av massen, kreves der et minimum av energi, idet en grovere masse er lettere å avvanne enn en finere masse. Dette medfører foruten lavere energiforbruk til avvanningsprosessen en mindre awanningstid og følgelig større kapasitet for anlegget.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen som viser et flytdiagram over en ut-førelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet i forbindelse med behandling av mekanisk masse som også går under betegnelsen celluloseholdig høyutbyttemasse. Det skal imidlertid forstås at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også kan anvendes i forbindelse med behandling av celluloseholdig masse generelt, som foruten mekanisk masse også omfatter kjemi-mekanisk masse (halv-kjemisk masse) og kjemisk masse (sulfit eller sulfatcellulose).

På tegningen som er et flytdiagram over en foretrukket ut-førelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, betegner 1 en tilførselsvei for en celluloseholdig mekanisk sorteringsmasse eller råstoff som bl.a. består av fliser av ulike størrelser.

Råstoffmassen tilføres en grovsil 2 som har som oppgave å skille ut de store partikler i massen. Disse store partikler, også kalt "raggen", føres ut av grovsilen som ikke akseptert masse eller rejekt og kan hensiktsmessig viderebehandles i en river eller hammermølle slik dette er antydet ved en blokk 3.

Raggen kan ledes fra grovsilen til riveren eller hammermøllen 3 i en vannrenne, på et gummibelte eller i en skruetransportør. En river kan f.eks. omfatte en aksel som roterer i et hus, og

en perforert plate danner bunnen i huset. På akselen kan der være festet sirkulære plater, idet platene langs sin periferi er utført med tagger omtrent som på et sagblad. Raggen rives opp mellom rotoren og huset før det passerer den perforerte plate.

Ved en hammermølle kan roteren i huset være utført med ham-mere som bryter opp raggen til homogen småflis. Denne småflis kan passere den perforerte plate i hammermøllen, hvoretter den blandes med vann og pumpes videre til den egentlige rejektraffi-nering som vil bli omtalt mer detaljert nedenfor.

Akseptet fra grovsilen 2 føres videre for finsiling, dvs. for utskillelse av mindre fliser og store fiberbunter fra massen. Ved det på tegningen viste anlegg skjer finsilingen i en første trinnsil 4, en annen trinnsil 5 og en orasil 6. Den første trinnsil 4 får tilført den aksepterte masse fra grovsilen 2, og akseptet fra trinnsil 4 tilføres omsilen 6. Rejekt fra den første trinnsil 4 og omsilen 6 føres til et ozonbehandling- og desintegre-ringstrinn. På tegningen er de apparater som inngår i dette trinn, innesluttet i den stiplede blokk 7.

Det rejekt som skilles ut i den første trinnsil 4, er ikke bare flis og fiberbunter, men også gode fibre som bør utnyttes til den etterfølgende papirproduksjon.

Den masse som aksepteres av den første trinnsil 4, er ikke helt ren og siles derfor en gang til i omsilen 6. Selv om massen er silt flere ganger, vil den inneholde småflis, sand og bark-partikler. Massen renses for disse uønskede partikler i et hvir-velsorteringsanlegg 8 før den forlater sileriet.

Til blokken 7 tilføres ikke bare rejektet fra den første trinnsil 4 og omsilen 6, men også mesteparten , og i mange til-feller 100%, av rejektet fra grovsilen 2, dvs. det rejekt som er forbehandlet i hammermøllen eller riveren 3. Den eventuelle res-terende del av det forbehandlede "ragg-rejekt" føres direkte til en desintegreringsanordning, f.eks. en skiveraffinør 9, hvor rejektet males til akseptable fibre som tjener til å høyne styrken på tremassen. Til raffinøren 9 tilføres også den masse som har passert blokken 7, men som ikke er blitt akseptert av den annen trinnsil 5.

Den masse som forlater skiveraffinøren 9, dvs. hovedsakelig masse som er tilført den annen trinnsil 5 fra blokken 7, og som ikke er blitt godtatt av denne trinnsil, tilføres den annen trinnsil 5, og aksept fra den annen trinnsil 5 tilføres den første trinnsil 4.

Den masse som tilføres blokken 7,, dvs. mesteparten av den forbehandlede rejektmasse fra grovsilen 2 og rejekt fra den første trinnsil 4 og omsilen 6, underkastes først en avvanning i en avvannings/presse-innretning 10, hvoretter den føres til en fluffer 11 som gir den en lett og luftig konsistens.

Fra flufferen 11 føres massen til et ozoneringsapparat 12 hvor det behandles med ozon (03) og tilsettes lut (NaOH). På grunn av ozonbehandlingen oppnås der en styrkeøkning av massen,

og denne styrkeøkning skyldes en overflatereaksjon hos de enkelte fibre, dvs. en modifisering av partikkeloverflåtene. Det er der-

for ønskelig å gjøre denne kontaktoverflate størst mulig eller best mulig tilgjengelig for ozon. Dette kan gjøres ved tilsetning av en svellingskjemikalie, og ved enkelte ligningstyper har man oppnåss en tredobling av volumet ved tilsetning av små mengder lut (NaOH). Denne kjemikalie tilsettes massen når den befinner seg i ozoneringsapparatet 12. Eventuelt kan der til massen tilsettes et overflatestoff eller et løsningsmiddel.

Ozonbehandling av grovfibermasse foregår normalt ved en høy konsentrasjonsgrad, dvs. med et tørrstoffinnhold på ca. 30-50%,

og da en massesuspensjon er lettere å avvanne desto grovere de suspenderte partikler eller fibre er, fås der ved behandling av grovrejektet en betydelig reduksjon av awanningstiden, dvs. opp-holdstiden i awannings/presse-innretningen 10 blir redusert til et minimum.

Etter ozonbehandlingen tilføres rejektmassen en desintegreringsanordning, f.eks. en skiveraffinør 13, som maler den ozonbehandlede masse til en finere konsistens. Denne ettermaling kan utføres med et minimalt forbruk av energi, idet en ozonbehandlet masse er vesentlig lettere å defibrere enn en ubehandlet masse. Før defibreringen av den ozonbehandlede masse blandes denne med passende mengder vann.

Fra raffinøren 13 går den ozonbehandlede og defibrerte rejektmasse sammen med massen fra raffinøren 9 til den annen trinnsil 5, hvorfra, som tidligere omtalt, akseptet går til den første trinnsil 4 og rejektet går til raffinøren 9.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir en mer effektiv og økonomisk behandling av rejektmassen. Dette skyldes for det første at for oppnåelse av det samme gunstige resultat med masse som består av forholdsvis grove partikler, kreves der mindre mengder ozon enn hva tilfellet er ved behandling av masse med finere partikler. Dessuten vil man ved behandling av celluloseholdig høyutbyttemasse oppnå en større økning i rivstyrken av det ferdige produkt jo grovere massen er før ozonbehandlingen.

Videre krever awanningen av den grove rejektmasse et minimum av energi, idet en grovere masse lettere lar seg avvanne enn en finere masse. Dette medfører foruten lavere energiforbruk ved avvanningsprosessen en mindre awanningstid og større kapasitet for anlegget.

En annen fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at prosessen lett lar seg tilpasse eksisterende anlegg, samtidig som samspillet mellom tidligere silingsprosesser og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fører til en mer effektiv utnyttelse av hele anlegget sett under ett. Således går et fordelaktig trekk ved et slikt anlegg ut på at den mengde av grovsilrejektet som skal underkastes ozonbehandling og desintegrering, bestemmes av flisstørrelsen av grovsilrejektet og den totale mengde grovsilrejekt, idet der ved liten total mengde grovsilrejekt og/eller liten flisstørrelse uttas en liten andel grovsilrejekt for ozonering og desintegrering, mens der ved stor total mengde grovsilrejekt og/eller stor flisstørrelse på grovsilrejektet tas ut en stor andel av grovsilrejektet for ozonering og desintegrering for å avlaste raffinøren.

Det skal imidlertid forstås at desintegreringsanordningen

13 kan erstattes med et enkelt, men kraftig røreorgan som gir den ozonbehandlede, oppspedde masse en kraftig omrøring før den tilføres den annen trinnsil 5. I trinnsilen 5 vil de store partikler, dvs. rejektet, bli ledet til raffinøren 9, og denne alene vil utføre den desintegrering av massen som er nødvendig for at grovmassen skal kunne aksepteres av den annen trinnsil og de øvrige siletrinn i prosessen.

Ved et eksisterende anlegg vil da raffinøren 9 alene utføre den desintegrering av massen som er nødvendig, men systemets kapasitet kan likevel økes, idet ozonbehandlet masse lettere lar seg desintegrere enn ubehandlet masse.

For de celluloseholdige høyutbyttemasser, dvs. mekanisk masse og til en viss grad også kjemi-mekanisk masse, er det i første rekke styrkeøkningen som er det mest fremtredende resultat av ozonbehandlingen, men man vil også innenfor disse massekate-gorier kunne få en økning i lyshet, dvs. en blekning, spesielt ved masse fra løwed. Ozonbehandlede celluloseholdige høyutbytte-masser brukes i første rekke som erstatning for kjemiske masser i forskjellige papirkvaliteter. Det skal imidlertid forstås at den beskrevne fremgangsmåte også kan benyttes til behandling av kjemiske masser, dvs. sulfit- eller sulfatcellulose.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for behandling av celluloseholdig masse hvor massen sorteres i en flerhet av første siler (2, 4, 6) for utskillelse av massepartikler av ulike størrelser, og hvor rejektet underkastes en desintegrering (9) før det føres tilbake til de første siler (4, 6), karakterisert ved at rejektet ozonbehandles (10, 11, 12) før det underkastes desintegrering (13, 9) og føres tilbake til silene (4, 6) for fornyet siling.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den ozonbehandlede rejektmasse føres gjennom en annen sil (5) forskjellig fra de første siler (4, 6), og at rejektet fra den annen sil (5) underkastes desintegrering (9) før det igjen går tilbake til den annen sil (5), mens akseptet fra den annen sil (5) føres direkte tilbake til de første siler (4, 6).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at en første del av det groveste rejekt (3) først underkastes ozonbehandling (10, 11, 12) og deretter underkastes desintegrering i en første desintegreringsanordning (13) før det tilføres den annen sil (5), og at en annen del av rejektet (3) fra det groveste siletrinn tilføres en annen desintegreringsanordning (9), hvoretter det til-føres den annen sil (5), idet akseptet fra den annen sil (5) overføres til en eller flere av de første siler (4, 6) for ytterligere siling og rejektet fra den annen sil (5) føres tilbake til den annen desintegreringsanordning (9).

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at rejekt fra en eller flere av de første siler (4, 6) føres sammen med rejektet (3) fra et grovsiltrinn og ozonbehandles (12) og desintegreres (13) sammen med grovrejektet, hvoretter de ozonbehandlede rejektmasser tilføres den annen sil (5).

5. Fremgangsmåte for behandling av celluloseholdig masse som angitt i krav 1, hvor massen føres gjennom en flerhet av første siler (2, 4, 6) omfattende en grovsil (2) for utskillelse av grovflis (raggen), en første trinnsil (4) som mottar finere flis som aksepteres av grovsilen (2), samt en med den første trinnsil (4) forbundet omsil (6) med en hvirvelsorterer (8),karakterisert ved at ozonbehandlet grovflis tilføres en annen trinnsil (5), idet akseptet fra den annen trinnsil (5) tilføres den første trinnsil (4), mens rejektet fra den annen trinnsil (5) tilføres en raffinør (9) hvis utgang er tilkoblet den annen trinnsils (5) inn-gang .

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at rejektet fra den første trinnsil (4) og omsilen (6) underkastes ozonbehandling (10, 11, 12) sammen med grovflisen (2, 3).

7. Fremgangsmåte for behandling av celluloseholdig masse som angitt i krav 1, hvor massen først føres gjennom en grovsil (2) for utskillelse av grovflis (raggen) som tilføres en raffinør (9) for ytterligere oppdeling i mindre fliser, mens finere fliser som slipper gjennom grovsilen (2), tilføres en første trinnsil (4) som er forbundet med en etterfølgende omsil (6), hvor de desintegrerte fliser fra raffinøren (9) tilføres en annen trinnsil (5) som tjener til å skille ut finere fliser og overføre disse til den første trinnsil (4), samtidig som den annen trinnsil (5) foruten å motta fliser fra raffinøren (9), også mottar fliser som ikke slipper gjennom den første trinnsil (4) og omsilen (6), og samtidig som den annen trinnsil (5) overfører ikke-silbare fliser tilbake til raffinøren (9) for fornyet behandling i denne, og hvor den av omsilen (6) aksepterte masse føres til en hvirvelsorterer (8) for utrensning av urenheter, karakterisert ved at en del av den flismasse som ikke aksepteres av grovsilen (2), ozonbehandles (12) og desintegreres (13), hvoretter den tilføres den annen trinnsil (5), og at den flismasse som ikke aksepteres av den første trinnsil (4) og omsilen (6), ozonbehandles (12) og desintegreres (13) sammen med grovsilrejektet før tilførselen til den annen trinnsil (5).

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7,karakterisert ved at den mengde av grovsilrejektet som skal underkastes ozonbehandling (12) og desintegrering (13), bestemmes av flisstørrelsen av grovsilrejektet (2, 3) og den totale mengde grovsilrejekt, idet der ved liten total mengde grovsilrejekt og/eller liten flisstør-relse uttas en liten andel grovsilrejekt for ozonering (12) og desintegrering (13), mens der ved stor total mengde grovsilrejekt og/eller stor flisstørrelse på grovsilrejektet tas ut en stor andel av grovsilrejektet for ozonering (12) og desintegrering (13) for å avlaste raffinøren (9).