NO164851B - Fremgangsmaate for redusering av energiforbruket ved raffinering av celluloseholdig materiale. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for redusering av energiforbruket ved raffinering/maling av celluloseholdig materiale ved tilsetning av alkali til materialet for nøytralisering av syregrupper som er bundet til fiberveggen. Ifølge oppfinnelsen måles pH-verdien i massesuspensjonen ved raffinr-utløpet, alkaliet tilsettes i en mengde som avhenger av den målte pH-verdi for nøytralisering uten overskudd i malingssonen eller umiddelbart før materialet kommer inn i samme, i en mengde på 0,05 - 9 kg/tonn, fortrinnsvis 0,5-5 kg/tonn, passende 1-4 kg/tonn beregnet som NaOH.

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for redusering av energiforbruket ved raffinering av celluloseholdig materiale, som er i form av flis- eller fibersuspensjon, til foreskrevne, fysiske egenskaper.

Fremstilling av mekanisk masse av flis og maling av

fibrert masse for å oppnå ønskete egenskaper, krever betydelig tilførsel av energi. Energikostnadene for fremstilling av slik masse og for behandling av massen med sikte på å oppnå gode papirformings-egenskaper, utgjør en vesentlig del av fremstil-lingskostnadene, og i årenes løp har man gjort store anstrengelser for å redusere dette energiforbruk.

Noen av disse anstrengelser var rettet mot forbedring av konstruksjonsdetaljer ved de anordninger som ble benyttet for raffinering/maling, såkalte raffinører, men også helt nye konstruksjoner er blitt foreslått og tatt i bruk. Videre er raffineringselementene, raffinørskive-segmentene, som inngår i raffinørene og er essensielle for utførelse av raffineringen, blitt vesentlig forbedret både med hensyn til konstruksjon av segmentmønstrene og av materialvalget samt fremstillingsmetoden.

Når det gjelder raffinering av flis, har en forbehandling av flisen vist seg å utgjøre et stort fremskritt. Ved denne behandling ble vanndamp under trykk anvendt ved fremstilling av termomekanisk masse, men også kjemikalier ble brukt ved fremstilling av kjemimekanisk masse. Denne utvikling av fremstillingsmetodene var imidlertid ikke bare beregnet på å redusere energiforbruket, men også å oppnå forbedrete egenskaper ved massen, og følgelig også ved det fremstilte papir, samt å oppnå nye avanserte produkter.

Denne utvikling i raffinør-teknikken har betydd store fremskritt, men det høye energiforbruk er fremdeles et stort problem.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å rette opp denne situasjon.

Oppfinnelsen er basert på den tanke at der bør være et forhold mellom energiforbruket ved malingen/raffineringen til en viss masse-egenskap og det kjemiske miljø i raffinøren, og særlig i det område i raffinøren hvor fiberen ved transport av materialet gjennom utstyret frilegges og behandles, nemlig i malingssonen mellom de roterende raffinørskiver.

Ifølge oppfinnelsen ble det overraskende funnet at energiforbruket kan reduseres betraktelig,dersom alkali tilsettes cellulosemateriale i raffinøren,.og alkaliet tilsettes materialet i malingssonen eller umiddelbart, før materialet innføres i denne. Det er vesentlig at alkaliet tilsettes uten overskudd. Tilsetningen må nøyaktig tilpasses, og pH-verdien i massesuspensjonen må derfor måles og tilsetningen utføres i samsvar med målingen.

Ifølge oppfinnelsen ble det også funnet at alkaliet må tilsettes i en viss kritisk mengde, nemlig.-,0,5 - 9 kg/tonn, beregnet som NaOH. De overraskende tekniske virkninger som derved oppnås er nærmere omtalt i det følgende i form av tabeller og tilhørende diagrammer.

Det er en fremgangsmåte som lenge har vært kjent å

tilsette forskjellige kjemikalier til en cellulosemasse som strømmer gjennom malingssonen i en raffinør.. Som eksempler på slike metoder kan nevnes tilsetninger av sulfitt-løsninger for å påvirke masseegenskapene. Ved peroksyd-bleking av mekaniske masser ble det foreslått å tilsette blekek,jemikaliene i malingssonen. Blekekjemikaliene kan foruten peroksyd inneholde silikat og sammensatte midler samt også alkali. Disse fremgangs-måter ligger imidlertid langt utenfor rammen av foreliggende oppfinnelse, og er derfor ikke videre omtalt.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i dét følgende ved hjelp av to eksempler som angir komparative tester og med henvisning til de medfølgende tegninger, hvor fig. 11 og 2 viser energiforbruket som en funksjon av mengden av tilsatt alkali ved en viss angitt hhv. slitindeks og lysspredningskoeffisient, og fig. 3 og 4 viser lysabsorpsjonskoeffisienten og ISO-lysheten som en funksjon av mengden av tilsatt alkali ved maling til likt energiforbruk.

Termomekanisk masse ble fremstilt i en pilot-fabrikk i henhold til følgende prinsipp: akseptfraksjonen fra et granflis-parti ble dampet ved 100°C i 15 minutter, hvoretter den ble vann-impregnert. Flisen, som da hadde et tørrstoffinn-hold på 39 %, ble forvarmet ved 127°C i 5 minutter med direkte damp. Flisen ble deretter raffinert i et raffinør-trinn til masse av forskjellige freenessgrader. Ved raffineringen ble 4 kg NaOH pr. tonn knusktørr flis tilsatt for oppnåelse av minimalt forbruk av elektrisk energi til en viss slitindeks og lysspredningskoeffisient ifølge oppfinnelsen. Se fig. 1 og 2. Referansemasse ble fremstilt på samme måte som ovenfor angitt, bortsett fra at bare vann ble tilsatt på vanlig måte ved raffineringen (fortynningsvann blir alltid tilsatt ved raffinering av flis for fremstilling av mekanisk masse). Også referansemassen ble fremstilt til forskjellige freenessgrader. Den alkali-behandlete masses og referansemassens karakteristika ble så sammenliknet i henhold til følgende tabell 1. Massenes egenskaper er i dette tilfelle sammenliknet på grunnlag av en bestemt slitindeks-verdi. Alle egenskaper bestemmes ifølge SCAN, bortsett fra STFI-flisinnholdet, som er en forholdsvis ny optisk metode beskrevet i STFI-informasjon serie A nr. 429 og lysabsorpsjonskoeffisienten, k, målt ved 457 nm ifølge SCAN-forskning nr. 107.

En alternativ beskrivelse av sammenlikningen mellom massene er vist i tabell 2 hvor sammenlikningen er utført ved samme forbruk av elektrisk energi. Massenes, egenskaper bestemmes på samme måte som ovenfor.

Sammenlikningen ifølge tabell 1 viser at tiltross for en besparelse på opptil 450 kWh/t, oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en masse som har samme, eller i visse tilfeller (slitindeks, STFI-flisinnhold, DKM og freeness) til og med bedre egenskaper. Ved sammenlikning ifølge tabell 2 er alle egenskaper av interesse, f.eks. for avispapir, øyensynlig blitt betydelig forbedret.

Noen sikker forklaring på de betydelige forbedringer ved egenskapene og, alternativt, innsparingen i elektrisk energiforbruk, kan ikke gis. Det er imidlertid sannsynlig at nøytrali-seringen av syreendegruppene på grunn av det tilsatte alkali fører til en øking i svellingskapasiteten til fibrene i virket og massen, hvilket i sin tur øker dens evne til å oppta energi. Grunnen til at der er et optimum skulle i så tilfelle være at

Claims (1)

1. ved tilsetning av for meget alkali vil svellingen igjen avta på grunn av at syreendegruppene, som nå er negativt ladet, skjermes av et overskudd av positive ioner (fra alkaliet).

   Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste eksempler, men kan varieres innenfor rammen av oppfinnelsestanken.

   Fremgangsmåte for redusering av energiforbruket ved raffinering/maling av celluloseholdig materiale til forutbestemte styrker-egenskaper og med redusert flis- og harpiksinnhold, ved tilsetning av alkali til materialet for nøytralisering av syregrupper som er bundet til fiberveggen, hvor alkaliet tilsettes materialet i raffineringssonen eller umiddelbart før materialet kommer inn i raffineringssonen,karakterisert ved at alkaliet tilsettes som natriumhydroksyd i en mengde på 0,5 - 9 kg pr. tonn, fortrinnsvis 1 - 4 kg pr. tonn for nøytralisering uten overskudd.