NO152979B - Anordning ved forstoevningskatode og system for paafoering av belegg paa store substratarealer - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til forhydrolyse-sulfatkokning.

Den foreliggende oppfinnelse går ut

på en fremgangsmåte til å gjennomføre forhydrolyse-sulfatkokning av treflis eller lignende celluloseholdig materiale og tar særlig sikte på muligheten av å utføre en slik fremgangsmåte i en enkel kontinuerlig koker. Tidligere konstruksjoner bygger på det prinsipp å utføre de to koketrinn i særskilte kokere, innbyrdes forbundet en-ten ved en trykksluse eller ved et åpent rør. I det sistnevnte tilfelle utføres begge koketrinn ved samme trykk, og ved å sørge for en luftpute øverst i kokerne kan man holde et vilkårlig overtrykk over vanndamptrykket, noe som er vesentlig når det gjelder å vedlikeholde uforstyrret sirkulasjon av kokevæsken. I de to nevnte konstruksjoner har forhydrolysøren bestått av en oppstrømskoker, hvor flissøylens beve-gelse bevirkes av en løftende sirkulasjon, jfr. svensk patent nr. 155 076. En innven-ding mot dette er bl. a. risikoen for til-stopning av sirkulasjonssilene, noe som ved visse tresorter har vist seg å være en alvorlig ulempe. Fordelen ved arrangemen-tet er imidlertid at det gir en veldefinert overgang fra første til annet koketrinn, noe som er nødvendig for at man skal få en jevn massekvalitet. Man ville ellers kunne tenke seg å utføre forhydrolysen i den øvre del av en kontinuerlig nedstrøms-sulfatkoker av konvensjonell type, men ulempene med en udefinert blanding av forhydrolysat og hvitlut ved driftsforstyr-relser er betydelige.

Det er nu funnet at ulempene ved de

eldre fremgangsmåter blir ryddet av veien

i vesentlig grad hvis man utfører hydrolysetrinnet i dampfase. Den foreliggende fremgangsmåte ved sulfatkokning av celluloseholdig materiale med en sulfatkokevæske og med et hydrolysetrinn før den egentlige sulfatkokning går således ut på at hydrolysebehandlingen utføres med vanndamp som hovedsakelig opphetningsmiddel og med materialstykkene (f. eks. flisbitene) adskilt av en gass-dampfase. Det er klarlagt at forhydrolysen ved denne fremgangsmåte kan finne sted med vedens organiske syrer alene, ved ekstra tilsetning av fortynnet mineralsyre i et forimpregne-ringstrinn eller ved tilførsel av en sur gass, som svoveldioksyd til kokeren. Hydrolysebehandlingen utføres i den øvre del av en sulfatkoker som er innrettet for nedstrøms-kokning og kontinuerlig drift, og hvor sulfatkokevæskens overflate danner grense mellom hydrolysetrinnet og det egentlige sulfatkoketrinn. Der kan tenkes forskjel-lige måter til å oppnå den nødvendige temperatur ved hydrolysen, f. eks. kan opphet-ningsdamp tilføres hydrolysetrinnet nær det sted hvor cellulosematerialet forlater dette, hensiktsmessig like ovenfor sulfat-kokevæsken i en nedstrømskoker. Ved en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen kan en gass, hensiktsmessig luft, tilføres i °ass-dampfasen i hydrolysetrinnet, fortrinsvis i nærheten av det sted hvor cellulosematerialet forlater hydrolysetrinnet, samtidig som gass f. eks. for trykkregulering hensiktsmessig tas ut i stor avstand fra tilførselsstedet, fortrinsvis i den øvre del av en nedstrømskokers hydrolysedel.

Å gjennomføre hydrolysen i dampfase, dvs. uten annen tilstedeværende væske enn den som foreligger i flisen, krever riktignok en annen innmatning enn den som er vanlig ved kontinuerlig sulfatkokning, og som bygger på innmatning i væskefase, men der er kjent anordninger til innmatning av flis med andre midler enn væske, jfr. f. eks. de svenske patenter nr. 139 607 og 165 680. Det er også tenkelig å bibeholde innmatningen i væskefase og bevege flisen raskt til dampfase med et spesielt arrange-ment. Videre er det ønskelig for kokesir-kulasjonen i sulfatkokningen å holde et visst overtrykk over vanndamptrykket. Dette skjer ved normal kontinuerlig sulfatkokning med pumpetrykk til «stum», altså helt væskefylt koker. Ved dampfase i den øvre del av en nedstrømskoker kan man imidlertid basere seg på det ovennevn-te luftputeprinsipp.

Det er funnet at karbondioksyd, som utvikles under forhydrolysen, lett absor-beres av hvitluten hvis det får anledning til det, men at man ved å tilføre trykkluft like over sulfatkokesonen kan forhindre dette og i stedet tvinge karbondioksydet til å gå ut i toppen.

Forhydrolyse-sulfatkokningen gjen-nomføres således ifølge oppfinnelsen i en nedstrømskoker forsynt med innmatnings-organer som ikke krever væske, og der opp-rettholdes et væskenivå i kokeren i en høy-de hvor man ønsker at sulfatkokningen skal begynne, så forhydrolysen blir gjen-nomført i dampfase med et visst bestemt gass- og lufttrykk, som på egnet måte re-guleres ved lufttilførsel og gassavgang, mens hvitlut tilføres og fordeles på konvensjonell måte, f. eks. med en kokesirku-lasjon som også regulerer koketemperaturen. Utmatning av den ferdigkokte masse skjer på vanlig måte, f. eks. ved bunnsir-kulasjon og blåsning.

Oppfinnelsen vil nu bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen.

Fig, 1 anskueliggjør skjematisk opp-finnelsens prinsipp, og

fig. 2 viser skjematisk et kokeranlegg i henhold til oppfinnelsen.

Som vist på fig. 1, er kokeren oppdelt i en øvre forhydrolysesone og en nedre sul-fatkokesone. Grensen mellom disse soner dannes av væskenivået. Oventil innføres flis og damp. Dampen kan dels være bas-ningsdamp, dels innmatningsdamp. Hvitlut innføres nær sonegrensen, hvor der også innføres damp og fortrinnsvis tillike gass for trykkregulering. Ved bunnen uttas fer-digkokt masse og svartlut.

Fig. 2 viser et utførelseseksempel på

det prinsipp som er antydet på fig. 1. Fra en ilislomme 1 mates treflis via et måle-hjul 2 og en lavtrykksmater 3 til basnings-oeholderen 4, hvor flisen utsettes for en kort dampbehandling ved forholdsvis lav temperatur og lavt trykk, det sistnevnte regulert ved hjelp av en ventil i damptilfør-selsledningen (PRC). Denne basning er ikke nødvendig for forhydrolyse-sulfatpro-sessen, men medfører fordelen av at flisen kan forvarmes med lavverdig damp fra f. eks. blåsetanken 14 for materiale som er

ferdigbehandlet i kokeren, og er videre

gunstig hvis apparaturen fra tid til annen anvendes for ett-trinns sulfatkokning (når

væskenivået bringes på høyde med flisni-vået). Flisen faller derefter ned i kammeret i en høytrykksinnmater 5, hvorfra en dampstrøm tømmer kammeret til en høy-trykksdampblander 6, hvor flisen bringes

opp til koketemperaturen. Flisen transpor-teres hensiktsmessig med en skrue i bas-ningsbeholderen og høytrykksblanderen. I visse tilfeller er en damptilførsel direkte til den øvre del av kokeren tilstrekkelig, isåfall kan dampblanderen sløyfes og flisen falle direkte fra høytrykksinnmateren 5 ned i kokeren 7. Denne er i sin øvre del forsynt med impulsorganer for temperatur-kontroll og trykkontroll (TRC og PRC), an-ordnet for å virke henholdsvis på en ventil for høytrykksdamp og på en toppgassven-til 21 på kokeren. I den øvre del av kokeren utsettes flisen for hydrolyse under virk-ningen av vanndamp og de fra veden fri-gjorte organiske syrer samt eventuelt til-satte syrer mens den synker nedover inntil den når nivået for kokevæsken i kokerens nedre parti. Dette nivå holdes konstant ved hjelp av et reguleringsorgan (LRC) som virker på en ventil 18 for en bunntil-setning av svartlut. Hvitlut i regulert mengde (QRC) tilsettes kokeren via et rør som her utgjøres av det indre av et par konsentriske rør 8, og som munner ut like under væskenivået og i sentrum av koker-tverrsnittet. I det ytre rør, som munner ut ovenfor væskenivået, tilføres luft til damprommet for å gi et kokertrykk som overstiger det vanndamptrykk som svarer til temperaturen. Denne luft slippes ut gjennom den trykkregulerende toppgass-ventil 21 og tar samtidig med seg karbondioksyd som er dannet under forhydrolysen. For å fordele den tilførte hvitlut jevnt er der noe under væskenivået innbygget en kokersil 9 hvorfra kokevæske resirkuleres til røret 8 med en pumpe 10, hensiktsmessig gjennom varmeveksleren 11, som juste-rer temperaturen til ønsket verdi for sulfatkokningen (TRC). Den forhydrolyserte

flis synker derefter gjennom kokerens nedre parti under sulfatkoknng, og den ferdige masse mates ut av kokeren via bunnskra-pen 12 og blåseventilen 13 til blåsetanken 14, hvorfra damp avgår f. eks. til basnings-beholderen 4 og masse og svartlut til en massevask. Por å avveie de utmatede masse- og svartlutstrømmer på passende måte er der på trykksiden av blåseventilen an-ordnet en konsistensregulerende sil 15 i til-slutning til en sirkulasjonspumpe 16 for tilbakeføring av væske til kokeren. Dess-uten blir der, hvis det ønskes, ved hjelp av høytrykkspumpen 17 innmatet en ekstra mengde svartlut til kokerbunnen, bl. a. for regulering av væskenivået. Kokeren utføres hensiktsmessig med en utvidelse i høyde med røret 8 for å minske risikoen for at flissøylen skal bli hengende på dette rør. Selvsagt er det også mulig på kjent måte å gjennomføre motstrømskokning i sulfat-trinnet, med tilførsel av hvitlut via en sær-skilt sirkulasjon nærmere kokerbunnen og avtapning av svartluten fra sulfatkokeso-nens øvre del, i dette tilfelle like under grenseflaten mellom damp- og væskefase.

Organene til innmatning av flis i kokeren og utmatning av kokt masse fra denne styres slik at oppholdstiden i dampso-nen blir ca. iy2 time og i lutsonen omtrent like lang. Temperaturen i kokerens øvre del holdes på ca. 165°C, og de naturlig fore-kommende syrer i veden strekker da til for å gi den surhetsgrad som kreves for gjen-nomførelse av den ønskede hydrolysering. Senkes temperaturen i gassfasen til f. eks. 120°C, er det nødvendig å tilsette mineralsyre, f. eks. svovelsyre, for at hydrolyse skal finne sted. Det er tilstrekkelig med et par vektprosent syre, som hensiktsmessig tilsettes i dampblanderen 6. Sulfatkokningen i kokerens nedre del gjennomføres ved en temperatur av ca. 170°C og med en lut-styrke svarende til en vekt av NaOH som andrar til ca. 24 pst. av vekten av tørr flis. En mindre del av luten går med til å nøy-tralisere de sure produkter som flisen in-neholder når den efter gjennomført hydrolysering i gassfasen dykker ned i væskefyl-lingen. Trykket i kokeren kan være ca. 10 ato.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte ved sulfatkokning av celluloseholdig materiale i en sulfatkoker innrettet for kontinuerlig nedstrøms-kokning, og med en sulfatkokevæske som utfyller kokeren (7) delvis så der i dennes øvre del dannes en gass-dampfase, karakterisert ved at materialet uten medfølgende sulfatkokevæske innføres i den nevnte øvre del i form av stykker, hensiktsmessig i baset tilstand, og der under-kastes hydrolysebehandling ved vanndamp som hovedsakelig opphetningsmiddel, hvorunder sulfatkokevæskens overflate danner grense mellom hydrolysetrinnet og det egentlige sulfatkoketrinn.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at opp-hetningsdamp tilføres kokerens øvre del (for hydrolysetrinnet) nær det sted hvor cellulosematerialet forlater hydrolysetrinnet, hensiktsmessig like ovenfor sulfatko-ke væsken.

3. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at en gass, hensiktsmessig luft, tilføres i gass-dampfasen i den øvre del av kokeren, fortrinsvis i nærheten av det sted hvor cellulosematerialet forlater den, hvorunder gass for f. eks. trykkregulering hensiktsmessig tas ut i stor avstand fra til-førselsstedet, fortrinsvis ved toppen av nedstrømskokeren.

4. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at en sur gass, f. eks. svoveldioksyd, tilføres den øvre del av kokeren for hydrolysetrinnet.

5. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at kokevæske fjernes fra kokeren nær væskeoverflaten i liten avstand fra stedet for tilførsel av sulfatkokevæske og føres gjennom en varmeveksler for opp-hetning og tilbake til kokeren.