NO139976B - Legeme sammensatt av minst to deler - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av kjemisk masse fra celluloseholdige råmaterialer.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av kjemisk masse ved sulfitkoking hvor det anvendes en forholdsvis ren mag-nesiumsbasekokevæske, som har forholdsvis høyt totalt svoveldioksydinnhold, og som er i det vesentlige fri for overskudd av svoveldioksyd med en begynnende pH verdi i området 2,5—5,0. Fremgangsmåten omfatter impregnering av treflisen under et vesentlig overatmosfærisk hydrostatisk trykk, hvoretter man lar kokevæske renne av inntil et ønsket væsketreforhold, og det foretas en hurtig opphetning av flisen til en høy koketemperatur i området 160—

200°C, og idet utblåsingen av SO,, som dannes fra svovelsyrling som genereres under kokeperioden for å opprettholde pH verdien i kokevæsken i området fra 3,0—4,0, reguleres idet pH verdien måles ved romtemperatur under den periode hvori ho-vedsulfoneringen av lignin og oppløsningen av treet foregår.

En slik fremgangsmåte er beskrevet

i U.S. patent nr. 3 046 182. Denne fremgangsmåte som er kjent som «Magnefite» prosess tillater at pulpingen går frem i løpet av mindre tid og ved betydelig høy-ere temperaturer enn det tidligere er anvendt ved fremstilling av sulfitpapirmas-ser og ved forskjellige modifikasjoner tillater fremstilling av forholdsvis lys ubleket kjemisk masse fra et stort antall hårde og myke tresorter eller andre celluloseholdige materialer som egner seg for hele o'mrådet til papir fremstilling og kjemisk

omdannelse. De masser som fremstilles fås i høyere utbytte og har høyere styrkever-dier enn slike som fås ved hjelp av vanlige sure sulfitfremgangsmåter med sammen-lignbar grad av delignifisering.

Den resulterende masseresiduums væske er særlig egnet for effektiv gjenvinning av varmeinnhold og kjemiske verdier i en syk-lisk utvinningsprosess, hvor den resterende væske skilles fra massen, konsentreres til et fast stoffinnhold på 50—70 pst., og den konsentrerte væske brennes i en kjemisk gjenvinningsenhet med gjenvinning av varme, magnesiumoksyd og svoveldioksyd. Den erholdte aske består vesentlig av magnesiumoksyd, mens svovelinnholdet fås i form av svoveldioksyd ved en konsentrasjon på ca. 1 pst. i forbrenningsgassene. Når denne aske separeres, suspendert i vann, og den resulterende suspensjon bringes i kontakt med forbrenningsgassene ab-sorberes svoveldioksydet slik at det dannes en væske som består av magnesiumbisulfit Mg(HSO:i)2 sammen med en mindre mengde magnesiummonosulfit MgSO.,. Den type kokevæske som er ønsket for den beskrevne kokeprosess, har ubetydelige SOa damptrykk, hvilket i høy grad forenkler

fremgangsmåten.

Det ble tidligere betraktet som vesentlig ved fremstilling av vanlig sulfitpulp at

kokevæsken til å begynne med hadde et «fritt» SO., som var betydelig større enn

det «bundne» S02, dvs. at det skulle være tilstede-et stort overskudd av svovelsyrling,

og at det ble anvendt en langsom temperaturøkning og forholdsvis lav maksimum koketemperatur. For eksempel ble det betraktet som vesentlig med svovelsyrling-innhold på 400—500 pst., eller endog mere, i overskudd av det bundne SO,, en temperaturøkning til 100°C i løpet av ca. 2 timer, og en maksimum koketemperatur på 150°C eller mindre. I den nevnte magnefitprosess, idet det gås ut fra en magnesium-bisulfitvæske som enten er fri for eller som inneholder bare en liten mengde overskudd svovelsyrling og en pH på 2,5—5,0, kan dét med fordel anvendes en meget hurtig økning til langt høyere temperaturer, dvs. temperaturer over 150°C, og fortrinsvis i området 150—200°C. Små mengder svovelsyrling dannes for reaksjonen mellom magnesiumbisulfit og syrene som dannes fra treet under kokningen, og ved regulering av forholdet mellom trykket i kokeren og dens temperatur er det mulig å regulere mengden av overskuddet av svovelsyrling, som er tilstede under kokningen. Hvis således trykket ikke tillates å bygge opp til over damptrykket for vanndampen, vil svoveldioksyd forsvinne etter som det dannes, og avkjølte prøver på væsken som er tatt under kokningen vil ha en pH-verdi på 4,5 til 5,0. Skjønt treet kan kokes til masse under disse betingelser, foretrekkes det tillatte trykk å byg-ges opp til litt over (f. eks. 0,36—1,06 kg/ cm<2>) det som ville etableres av vanndamp-trykket alene. Når det således kokes ved 166°C anvendes et trykk på 6,8 til 7,1 kg/ cm<2> manometertrykk istedetfor 6,4 kg/cm<2 >manometertrykk, som er det trykk mettet vanndamp har ved denne temperatur. Under disse betingelsene vil pH verdien av en prøve av kokevæsken, som tas ut under kokningen avkjøles til romtemperatur, være 3,0 til 4,0, idet dette er pH tilstanden som normalt etableres og holdes under kokningen. Det er derfor mulig å starte med en væske som har en begynnende pH på 4,0 til 5,0 på den ene side, eller på 2,5 til 3,0 på den annen, og fremdeles opprettholde en pH verdi på 3,0 til 4,0 (avkjølt prøve) under kokningen, idet denne pH er avhengig av i hvilken grad SO, holdes tilbake eller frigjøres fra kokerent

Ved utførelsen av den ønskete hur-tige økning av temperaturer i en størrel-sesorden på 160—200°C lettes denne drif-ten ved å fjerne en betydelig mengde, eller endog alt, overskudd av kokevæske som omgir treflisen etter deres impregnering. Ved denne fremgangsmåte kan det med hell anvendes lave væsketreforhold i en størrelsesorden på 1,5:1 til 2,5:1 på grunn av det faktum at karakteren for kokevæsken tillater bruken av oppløsninger med en konsentrasjon, som er tilstrekkelig stor til at det forholdsvis lille volum væske som holdes tilbake i flisen er tilstrekkelig for massereaksjonen. Samtidig er magnesiumbisulfit tilstrekkelig mildt i sin virkning på cellulosen til at den økete konsentrasjon i væsken, som kreves ved dette lave væsketreforhold, ikke har en uheldig innvirkning på styrken eller på utbyttet av massen, og under visse betingelser kan den i virkeligheten resultere i øket utbytte og større styrke. Dette lave væsketreforhold resulterer i redusert dampkrav for kokning og også på grunn av det høye faststoffinnhold i den resterende væske under disse betingelser kreves lav damp for etterfølgende fordampning av resterende væske.

Mere spesielt omfatter magnefitprosessen når den anvendes for fremstilling av masse fra treflis, først en utdrivning av luften fra treflisen i kokeren, og deretter impregnering av flisen med den nye type magnesiumbisulfit kokevæske. Den impregnerte treflis blir deretter oppvarmet til en bestemt temperatur i området 160— 200°C. Denne forhøyete temperatur holdes i en bestemt tid avhengig av temperaturen og trykket som anvendes. Ved 160°C kan dette være av en størrelsesorden på 3 til 4 timer, og ved 190°C kan den være så kort som 10 til 20 minutter, når koketrykket holdes ved ca. 0,36 til 1,07 kg/cm<2> over damptrykket for rent vann ved koketemperaturen, slik at det fås kjemisk masse, som har den ønskete kvalitet og utbytte. Kokertrykket kan deretter senkes til atmosfærisk trykk, og væsken vaskes fra massen enten før eller etter at massen er fjernet fra kokeren. Den resterende væske, som således fås, fordampes til et fast stoffinnhold som er egnet for selvunderholdende forbrenning og brennes idet hoveddelen av den frigjorte varme omdannes til damp. Magnesiumoksydet og svoveldioksydet som dannes ved forbrenning av væsken blir deretter rekombinert igjen i vandig opp-løsning, slik at det dannes frisk kokevæske av den ønskete sammensetning. Komplet-teringen av tap i kjemikalier tilsettes enten i form av magnesiumsulfat til den resterende væske før forbrenningen, eller som magnesiumoksyd til den friske kokevæske.

Fremgangsmåten som er forklart i det tidligere patent kombinerer kraftmasse-prosessens mangesidighet med hensyn til brukbare tresorter med magnesiumbase-utvinningsprosessen, som forklart i U.S. patent nr. 2 385 955, for å fremstille et høyt utbytte av sterk forholdsvis lys ubleket masse fri for hovedluktproblemer. Magne-siumbasesulfitmassen, skjønt materielt sterkere enn vanlig sulfitmasse, ble funnet å være noe svakere kraftmasse.

Hovedhensikten méd foreliggende oppfinnelse er å skaffe en forbedret magne-siumbasesulfitmasseprosess av generell karakter for den nevnte magnefitprosess, og som er istand til å fremstille en sulfit-kjemikaliemasse, som materielt er sterkere enn vanlig sulfitmasse og omtrent så sterkt som kraftmasse fremstilt fra lignende treflis. Mere spesielt angår oppfinnelsen en to-trinns forholdsvis ren magnesiumbase-sulfitprosesse av den karakter som er beskrevet, hvor det første koketrinn følger magnefitprosessen med hensyn til pH verdi-trykk og temperatur av kokevæsken, og når ca. 30—45 pst. av treets vekt er oppløst, innsprøytes kontinuerlig eller pe-riodevis en vandig suspensjon av magnesiumhydroksyd Mg(OH)2 i væsken mens den sirkuleres i kokeren for vesentlig økning av pH verdien i væsken til en maksimumverdi som er litt på den sure side av nøytralitetspunktet, dvs. i området 4,75 til 6,5 fortrinnsvis 6,0—6,5 pH, målt ved romtemperatur, og disse betingelser opprettholdes i det vesentlige gjennom hele det annet koketrinn. Den resulterende masse er blitt funnet å være vesentlig sterkere enn når kokningen fullstendiggjøres med kokevæske med et pH verdiområde på 3,0 til 4,0.

På tegningene er fig. 1 skjematisk en massekoker og kjemikalieutvinningssy-stem, og

fig. 2 er en kurve som viser sammen-lignbare magnesiumbasesulfitkokeproses-ser.

Foreliggende fremgangsmåte kan ut-føres i et vanlig sulfitmasseanlegg, og på samme måte som magnefitprosessen omfatter følgende driftstrinn: (1) Kokeren 10 er i det vesentlige fylt med treflis som kan være en hvilken som helst type av et stort antall hårde tresorter eller myke tresorter, eller en blanding av flere slike tresorter på vanlig måte, og be-handles for å fremme etterfølgende inn-trengning av kokevæske, f. eks. ved en fordampning ved atmosfærisk trykk for å dri-ve ut luft. (2) Magnesiumbisulfitkokevæske fremstilles som beskrevet i det følgende, og ved en temperatur på ca. 90°C, tilsettes deretter i kokeren inntil denne er fullstendig fylt. I eksemplet som antydet på fig. 2, har væsken til å begynne med et totalt S02 innhold på ca. 4,0 pst., bundet SO, innhold på 2,0 og en pH på 3,5. Det «frie S02» vil således være 2,0 pst., og det vil ikke være noe overskudd av svovelsyrling. Uttrykket «totalt S02», «fritt S02» og «bundet S02» anvendes her som definert av Technical Section, Canadian Pulp and Paper Associa-tion (Data Sheet C-OOc, juni 1955). Pum-pingen fortsettes inntil det er nådd et hydrostatisk trykk i kokeren på ca. 6,4 kg/ cm<2> målt med manometer. (3) Etter ca. 30 minutters impregnering under disse bevegelser fjernes en mengde kokevæske for å gi et endelig forhold mellom væske og tørt tre på ca. 4,5 til 1,0. Kokertrykket faller til atmosfærisk trykk. Den avrendte væske sendes til en lagrings-tank, hvorfra den opprinnelige ble fjernet og holdes for bruk i neste kokning. (4) Etter fjernelse av overskudd av kokevæske, blir innholdet i kokeren 10 in-direkte oppvarmet ved sirkulering av en strøm av væske gjennom en varmeutveksler 12 på en slik måte at det hurtig nås en forhøyet temperatur i området 160—200° C, f. eks. 166°C i løpet av ca. 35 minutter, hvor den holdes i en bestemt tid, f. eks. iy2 time, idet kokertrykket i mellomtiden tillates å øke ettersom kokertemperaturen øker, og holdes fortrinsvis ved en verdi som er litt større, f. eks. 0,4—1,04 kg/cm<2>, enn trykket for damptrykket for rent vann ved kokertemperaturen, hvilket trykk f.eks. ville være 6,4 kg/cm<2> målt ved manometer ved 166°C. (5) Etter som koke temperaturen og trykket økes, som beskrevet, har pH verdien i kokevæsken en tendens til å øke på grunn av overføring av S02 fra den fly-tende fase til en gassfase i kokeren. I det viste eksempel øket pH verdien fra en verdi på 3,5 til en verdi på 4,25. Hvor det fås en mere effektiv flispakning ville volumet av gassrom i forhold til resterende væske være mindre således at den mindre økning i pH ville oppstå ved oppvarming. Ettersom kokingen går frem faller pH verdien på grunn av dannelsen av syre fra tre, og som angitt holdes deretter en verdi på ca. 3,4 ved å regulere frigjøringen av SOa og vanndamp fra kokeren. Det totale S02 og bundne S02 faller altså hurtig ettersom S02 forbrukes ved kjemiske reaksjoner ved kokningen, som vist med opptrukne linjer i fig. 2.

Ved vanlig bisulfitmassekokning, har bisulfiten en tendens til å bli oppbrukt etter en bestemt tid, idet det først dannes tiosulfat og senere elementært svovel. Når det en gang er tilstede noe tiosulfat i en bisulfitoppløsning, dannes det hurtig mere tiosulfat i en kjedereaksjon, som er avhengig av konsentrasjonen av bisulfit og tiosulfater på et gitt tidspunkt. Det er viktig at det er tilstede riktig mengde bisulfit til å begynne med for å fullstendiggjøre kokningen. Treflisen må først bli grundig impregnert således at bisulfitet umiddel-bart er tilgjengelig for den nødvendige sul-foneringen av ligninet. Det skulle ikke være tilgjengelig noe vesentlig overskudd på bisulfit over det som i virkeligheten kreves for kokningen, da det ellers ville akselerere den uønskete tiosulfatdannende kjedereaksjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse dannes den senere del av kokeprosessen ved et annet koketrinn hvor pH verdien økes til en maksimumsverdi, som er litt på den sure side av nøytralitetspunktet. Dette er blitt funnet å gi en sterkere masse med i det vesentlige samme utbytte og for en hvilken som helst grad delignifisering enn det som oppnås når kokningen kompletteres ved en pH verdi i området 3 til 4 ved hjelp av den fremgangsmåte som er beskrevet i det nevnte patent. Dette er i motsetning til de sulfitkokninger hvor det anvendes soda-base hvor massedannelsen fullstendiggjøres i et annet trinn ved alkalisk pH, og hvor en slik behandling resulterer i betydelig tapsutbytte sammenlignet med en-trins bisulfitkokning. Dette oppnås ved å tilsette magnesiumhydroksyd Mg(OH)2 til kokeren etter ca. 30—45 pst. av treets vekt er blitt oppløst. Fortrinsvis innføres en suspensjon av magnesiumhydroksyd i kokevæsken mens den sirkuleres. Dette reagerer med eventuelt overskudd av svovelsyrling som er tilstede slik at det gir bisulfit, og deretter med en del av dette bisulfit slik at det dannes magnesiumsulfit. Samtidig reagerer den med eddiksyre, som er tilstede, slik at det dannes magnesiumacetat, og øker således pH verdien, målt i en avkjølet prøve, som er fjernet fra kokeren, til en maksimumsverdi på ca. 6,5. Kokningen er fullstendig under disse betingelser.

I magnefitprosessen brukes en koke- " syre med en konsentrasjon på ca. 4 pst. totalt S02 og ved en pH verdi på ca. 2,5 til 5,0, idet denne sistnevnte pH verdi er : vesentlig den øvre grense på grunn av den ': lave oppløselighet for magnesiumsulfit, som dannes ved høy pH, og den praktisk talt fullstendig uoppløselighet for magne- 1 siumoksyd og magnesiumhydroksyd. Opplø-seligheten for magnesiumsulfit er 0,615 pst. : som magnesiumsulfit, eller 0,38 pst. som : svoveldioksyd ved 95°C, mens oppløselig- : heten for magnesiumhydroksyd bare er i 0,000042 pst. som magnesiumhydroksyd ved "

100°C. Det er således mulig å impregnere denne flisen med tilstrekkelig magnesiumhydroksyd og/eller sulfit til å utføre alkalisk kokning.

Fra de erholdte resultater fremgår det at under de tidligere trinn av kokningen beskyttes fiberbestanddelen i treet fra de-gradering med hensyn til den endelige fysikalske karakteristikk, og det kan derfor trekkes fordel av den forholdsvis hur-tige reaksjon, som fører til delignifisering som oppstår i pH området 3 til 4. Dette tillater igjen bruken av magnesiumbisulfit, som har tilstrekkelig oppløselighet ved denne pH til å gi tilstrekkelig oppløst re-aksjonsdeltager for treet. Det er nå funnet at det etter dette opprinnelige bisulfit-trinn kan en videre oppløsning av den sul-fonerte lignin utføres innen rimelig tid ved høyere pH, som kan fås ved tilsetning av magnesiumhydroksyyd Mg(OH)2, og at dette annet trinns behandling resulterer i fremstilling av en sterkere masse, sansyn-ligvis fordi fiberet utsettes for mindre an-grep i forhold til graden av delignifisering, som, som tidligere oppnås, enn når kokningen avsluttes ved lavere pH. Dessuten er det blitt funnet at dette annet trinns behandling med magnesiumhydroksyd ikke resulterer i ekstra oppløsning av cellulose eller hemicellulose, som ville resultere i lavere utbytte.

Mengden av magnesiumhydroksyd, som tilsettes for det annet trins kokning, er fortrinsvis mellom 0,5 og 4,0 kg (som magnesiumoksyd) pr. 100 kg treflis. Mengder i overskudd av 4,0 av treet bør ikke anvendes, da dette vil resultere i avsetning av magnesiumsulfitkrystaller i kokeren og i massen. Mg(OH)2 tilsetningen skal gjø-res langsom for å tillate en likevekt mellom væsken med høyere pH verdi, som diffuserer inn i flisen og den mere sure væske som diffuserer ut. Delignifiseringen går mere langsomt, som et resultat av øket pH, som fås etter innføring, og derfor en lengre koketid og/eller høyere temperatur bør anvendes for å fullstendiggjøre kokningen.

Som vist på fig. 2, er kokebetingelser for «standard» magnefitmagnesiumbisul-fitkokning vist i opptrukne linjer for en kokeperiode på omtrent 4 timer ved slutten av hvilken periode det totale S02 og bundne S02 er praktisk talt borte. Ifølge foreliggende oppfinnelse innføres en mag-nesiumhydroksydsuspensjon eller oppslem-aing ekvivalent med 3,0 pst. MgO basert på vekten av treet, i kokevæsken, mens kokningen fremdeles befinner seg i 55—70 pst. utbytteområde, og fortrinsvis direkte inn i kokevæskens kretsløp, som antydet i fig. 1. pH verdien for væsken økes hurtig til ca. 3,0 og holdes ved denne verdi for resten av kokningen. For å kompensere for lang-sommere reaksjonshastighet ved høyere pH verdi, særlig for myke tresorter, ble kokevæskens temperatur øket til ca. 175°C, og brykket ble tillatt å øke til ca. 9,2 kg/cm<2>, målt med manometer. Kokningen ble tillatt å fortsette i samme tidslengde, og som antydet med brutte linjer var det totale S02 og bundne SO, vesentlig høyere ved slutten av kokningen.

Muligheten av å anvende dette annet svakt sure trinn med magnesiumoksydbase avhenger av den heldige balanse, som oppstår fra det faktum at bisulfitkonsentra-sjonen for væsken er tilstrekkelig uttømt i det første trinn, og at nøytralisasjonen derfor kan utføres uten dannelse av over-skuddsmengder av magnesiumsulfit, som ellers ville utfelles fra væsken. Det ville være mulig på grunn av begrenset oppløse-lighet for magnesiumsulfit å tilføre tilstrekkelig sulfitkjemikalier, eller utføre den fullstendige delignifisering fra starten av kokningen ved en pH i området 6,0 til 6,5.

Eksemplene som vist på tabell I angir kokebetingelser, som er funnet tilfredsstillende for utførelse av denne fremgangsmåte for gran og almetre, og angir egen-skapene for den dannete masse. En standard magnefitkokning er vist i hvert tilfelle for sammenlignings skyld.

Det kan ses fra disse eksempler at til-1 setting av magnesiumhydroksyd for et annet trinn med øket pH resulterer i en økning i massestyrke. Tappi riveverdien på 89 for alm er særlig tilfredsstillende i be-traktning av den korte fiberlengde som er karakteristisk for denne type. Ved blekning i en fire-trinns rekke (5 pst. Cl2, 2 pst. NaOH, 2 pst. CIO,, som Cl,, 0,5 pst. hypo-klorit) øket Tappi riveprøven til 100 og det oppnåddes en lyshet av den blekete masse på 93,9 G.E. Det er således klart at massen som er fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse fås i høyt utbytte, er meget sterk <p>g lett kan blekes til meget høye lys-hetsgrader.

En annen serie forsøk idet det ble anvendt gran var «brist pluss halv rivning» verdier erholdt fra standard håndark etter 50 minutters oppvarmningstid i en Standard Walley Beater, som følger:

Prøveresultatene har vist at to-trins magnesiumsbaseprosessen ifølge foreliggende oppfinnelse gir masse som lett kan blekes i likhet med «standard» magnefit-massen. Resultatene er oppsummert i tabell II, og viser at for hard tremasse er mengden av klor som anvendes i forhold til klorbehovet omtrent det samme som anvendt for sulfatmasser, men to-trins-massene, som bekrevet, bleker til langt høyere lyshet, og de blekete masser viser en lavere omdannelse og bibeholder bedre sin viskositet. Videre kloreres to-trinns massen langt lettere, og en høyere mengde av blekningen anvendes som klor, som senker de totale omkostninger. Resultatene fra mykt treblekning er av lignende na-tur. Kraftmassen kunne ikke blekes til høy lyshet ved å anvende fire-trins blekefrem-gangsmåten, og det måtte anvendes en na-triumhypoklorit forblekning. To-trinsmas-sene blir på den annen side lett klorert til et lavt permanganat tall og bleket til 90 G.E. lyshet éller høyere i fire-trins fremgangsmåten.

Den beskrevne magnesiumbisulfitmasse-kokning er særlig egnet til å danne en del av den forholdsvis enkle og billige sykliske fremgangsmåte, hvor tilgjengelig varme og kjemikalier effektivt gjenvinnes fra kokerens restvæske og de gjenvunne kjemikalier rekombineres slik at det dannes frisk kokevæske for gjentatte kretsløp. Som skjematisk vist på fig. 1 utføres den beskrevne koking i en koker 10, hvortil det mates treflis og kokesyre på velkjent måte. Kokevæsken sirkuleres gjennom og indi-rekte oppvarmes i en ytre varmeutveksler 12 ved hjelp av en pumpe 14. Et reguler-bart matningsrør 16 for magnesiumhydroksyd suspensjon er forbundet med inntaks-siden på pumpen 14. Dette tillater regulering av pH verdien for kokevæsken til den ønskete verdi for det annet koketrinn.

Innholdet av kokeren 10 tømmes ut ved fullstendiggjørelse av to-trinns kokningen gjennom en blåsetank 20 til vas-kere 18, hvorfra den svake resterende væske sendes oppover til å konsentreres i flere effektsfordampere 22 til en fast stoff konsentrasjon på 50—70 pst. Den konsentrerte væske sprøytes inn i den øvre ende av en kjemikaliegjenvinningsenhet 24 sammen med forbrenningsluft og brennes i suspensjonen under selvoppretthold-ende forbrenningsbetingelser i ovnssek-sjonen. De friske forbrenningsgasser med MgO partikler i suspensjoner som inneholder frigjort S02 sendes gjennom damp-genereringsseksjonen 26 og luftvarmere og economiser 28. Den suspenderte aske separeres fra flersykloner 30 og passeres til en tank 32, vacuumfelter 34 og leske tankene 36. MgO tilsettes til systemet ved tankene 36, blandet med vann slik at det dannes en suspensjon av Mg(OH)„ og sendes por-sjonsvis til matningsrøret~16.

Ved den normale magnefitkokning reagerer syrene som dannes fra treet etter som kokningen går frem med bisulfit, slik at det dannes svovelsyrling. For å hindre kokevæsken fra å bli for sur, foretas av-blåsning. Den dannete svovelsyrling fra bisulfiten gir derved av svoveldioksyd, som føres ut fra kokeren med vanndamp. Dette svoveldioksyd kan forholdsvis lett gjenvinnes ved adsorpsjon i frisk kokevæske etter kondensasjon av vanndampen. Ekstra svoveldioksyd tapes imidlertid under utblås-ningen og vasketrinnene, hvor det fortyn-nes med luft og ikke lett kan gjenvinnes. Magnesiumoksyd eller hydroksyd kan tilsettes væsken som følger separeringen av massen ved vaskeren for å redusere frigjø-ringen av SO, oppløsningen under fordampning av væsken. Ved foreliggende oppfinnelse hindres uavhengig tap av S02 fra oppløsningen, ikke bare under det egentlige koketrinn, hvor det lett kan gjenvinnes, men også under blåsingen og vasketrinnene, hvor økonomisk gjenvinning er særlig vanskelig på grunn av for-tynning med luft. Erfaring med sur sulfit-magnesiumanlegg hvor den separerte væske, som følger massevaskningen, nøytrali-seres før fordampningen, har vist et kom-pletteringskrav på 22 kg svovel og 9 kg magnesiumoksyd pr. tonn masse. Ved å anvende fremgangsmåten som beskrevet, skulle det være mulig å nærme seg det teoretiske svoveltap på bare 14,5 svovel pr. tonn masse, hvilket ville resultere i et magnesiumoksydtap på 9 kg hvis S02 ikke blir tapt til atmosfæren, som tilfelle er med tidligere fremgangsmåter. Endog i tilfelle hvor den ekstra massestyrke ikke er av noen særlig fordel, vil således nøytrali-sasjonen i kokeren gi spesielle gjenvin - ningsfordeler i motsetning til nøytralisa-sjon av separert væske.

I tillegg har en delvis nøytralisasjon av væsken under kokningen denne heldige virkning at det holder ekstra bundet S02 i kokeren mot slutten av kokningen, hvor den er blitt stort sett uttømt fra reaksjonen med ligninet og fra bireaksjoner, slik som dannes av tiosulfat. Ved å holde dette SO„ i kokeren, som ellers ville fjernes fra den, sikrer en riktig tilførsel av reaksjonsmiddel for å utføre kokningen til den ønskete grad delignifikering.

De gassformete forbrenningsprodukter og frigjort S02 uttømmes ved hjelp av vifte 38 til et pakket gasskjølingstårn 40, hvori oppstrømmende gass kommer i kontakt med nedstrømmende resyklert avkjølt væske, hvortil en mengde av Mg(OH)2 opp-slemming fra tanken 36 settes, hvilket resulterer i en delvis adsorpsjon av SO, fra gassen. Gassene forlater den øvre ende av kjøletårnet 40, og passerer gjennom en venturi gassgrupper 42, oppsamlingstank 44, en annen venturi gassgrupper 46, og endelig gjennom en syklon separator 48 til lagring. I begge venturi skrubberne 42 og 46, bringes gassene i kontakt med en stråle av resyklert væske, hvortil det er satt regulerte mengder Mg(OH)2 for absorpsjon av ekstra S02 fra gassene. Væskedråper i suspensjon separeres fra gasstrømmen ved forandring av retningen og lav hastighet i tankene 44 og 48. Væske fra det primære absorpsjonssystem forlater oppsamlings-tanken 44 og går til syrelagertanken 58, hvor væsken resykleres gjennom en venturi skrubber 56.

Normalt vil væsken som forlater det primære absorpsjonssystem inneholde magnesiumbisulfit og en liten mengde magnesiummonosulfit. Ved å sette en del av kompletterings svoveldioksydet som kommer fra svovelbrenneren 52 og gasskjøleren 54 til venturi 56, kan sammensetningen av væsken som resyklerer fra tank 58 reguleres slik at det gir en endelig justering av væskesammensetningen, dvs. skaffe en oppløsning som har en kjemisk sammensetning som svarer omtrent til formelen Mg(HS03)2. Den ekstra tilsetning S02, som kreves for å holde systemet i balanse går direkte til kanalen som fører forbrenningsgassene til kjøletårnet 40 og blandes derved. Det primære formål med avkjø-lingstårnet 40 er å avkjøle de varme ovns-gasser til en temperatur til ca. 40°C, som er egnet for S02 gjenvinning i venturi systemet. Vanndamp kondenseres fra gassen ved dette punkt heller enn i det første venturi 42, hvor det ville fortynne syreproduk-tet. Væsken som stilles i kjøletårnet føres til resykleringsvæsken i annen venturi 46. Den regulerte tilsetning av Mg(OH), ved det annet venturi gir en væske som har en pH verdi på 5,5 til 6,0, hvilket resulterer i redusering av tap av SO, til lageret. Væsken fra tanken 48 går til resyklerings-røret i det første venturi 42, hvor ekstra Mg(OH), tilsettes på kontrollert måte, slik at det gir den endelige ønskete bundne SO, innhold for væsken.

Kokesyren fjernes fra tanken 48 for sterk syre etter behovet i kokeren 10. Kokesyren blir lett holdt i tanken ved ønsket temperatur og vesentlig fri for overskudd av svovelsyrling. F. eks. kan det totale SO, være 5,04 pst., bundet SO, 2,52 og fri SO~ 2 2,52.

Ved fremstilling av en kjemisk masse fra gran med magnefitprosessen, kreves det omtrent 5 kg magnesiumoksyd for fremstilling av den bisulfit som behøves for kokning av 100 kg treflis. Det kreves omtrent 3 til 4 kg ekstra MgO pr. 100 kg tre for nøytralisering av væsken i kokeren ifølge foreliggende oppfinnelse, dvs. en økning på 60 pst. eller større over det som krever ett-trins kokning. Gjenvinningen av MgO fra masserestvæsken ble derfor av enda større betydning ved foreliggende to-trinns kokning. Således har kokende nøytralisasjonstrinnet og restvæskeutvin-ning et spesielt forhold som gjør denne samtidige bruk særlig viktig.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en kjemisk masse fra celluloseråmateriale, hvor cellulosematerialet kokes i to trinn med en magnesiumbisulfitoppløsning som er i det vesentlige fri for overskudd av svovelsyrling og ved en pH-verdi målt ved romtemperatur i området 3,0 til 4,0 under det første koketrinn hvor hovedsulfonerin-gen av ligninet finner sted, karakterisert ved at pH-verdien i oppløsningen målt ved romtemperatur holdes i området 4,75 til 6,5 under det annet trinn av kokeperioden ved tilsetning av magnesiumhydroksyd.

2. Fremgangsmåte til fremstilling av kjemisk masse fra celluloseråmateriale ifølge påstand 1, karakterisert ved at pH-verdien i oppløsningen økes til en maksimumverdi i området 6,0 til 6,5 målt ved romtemperatur under det annet trinn av kokeperioden.

3. Fremgangsmåte til fremstilling av kjemisk masse fra celluloseråmateriale iføl-ge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at koketemperaturen har en maksimumsverdi over 150°C under den periode hvori det holdes en pH-verdi mellom 3,0 og 4,0 og en høyere verdi under den periode hvor den økede pH opprettholdes.