NO300928B1

NO300928B1 - Cellulosemasse basert på resirkulert bölgepapp, bleket masse, fremstilling av massen og installasjon

Info

Publication number: NO300928B1
Application number: NO933094A
Authority: NO
Inventors: Xuan Truong Nguyen
Original assignee: Domtar Inc
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1997-08-18
Also published as: US5147503A; DK0573497T3; GR3019876T3; DE69228004T2; NO933094D0; EP0633351A1; DE69208353D1; AU653587B2; EP0633351B1; AU1323492A; HK1006866A1; NO933094L; EP0573497A1; FI933779A; ES2126034T3; ATE134230T1; DE69208353T2; EP0573497B1; WO1992015751A1; ATE174979T1

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat for resirkulering av avfalls-cellulosemateriale, inkludert papp, for fremstilling av cellulosemasse, og en cellulosemasse fremstilt på denne måte, samt en kjemisk bleket masse som er avledet fra cellulosemasse som stammer fra avfall-bølgepapp.

Papp, inkludert bølgepapp, er vidt anvendt for innpak-ning; millioner av tonn av brukt papp kasseres hvert år, og mer enn 70% av slikt kassert avfall i Canada går til land-deponier.

Det har vært foreslått prosesser for å resirkulere i det minste en del av slik avfallspapp, primært for anvendelse sammen med ny masse. Tidligere fremgangsmåter omfatter rensing for å fjerne forurensninger som ikke består av tre og gjen-massedannelse for å danne en brun oppslått masse som så blandes med ny masse for fremstilling av dekkpapp eller bølgeskiktpapir for anvendelse i bølgepapp.

Kvaliteten av de fibrer som gjendannes til masse er dårligere enn kvaliteten av sammenlignbare fibrer av ny masse, og det er således vanlig å anvende de gjendannede massefibrer bare i blanding med nye fibrer av bedre kvalitet, eller å anvende kjemiske additiver, så som harpiks eller stivelse, for å kompensere for den dårligere kvalitet av de gjendannede massefibrer. Den dårlige kvalitet av de gjendannede massefibrer sammenlignet med tilsvarende fibrer av ny masse frem-kommer som et resultat av den behandling som fibrene har gjennomgått under den opprinnelige pappfremstilling, og også som et resultat av aldring av papirproduktet.

I US-patent nr. 4 737 238 beskrives resirkulering av avfallspapir som inneholder aluminium, hvor en vandig masse-suspensjon av avfallspapiret siktes og deretter avvannes for å fremstille en strøm av bakvann som inneholder størstedelen av aluminiumen, hvoretter massen gjennomgår oksygen-de1igni-fisering. I kanadisk patent nr. 1 110 411 gjendannes masse av avfallspapp som inneholder voks og harpiks ved at den ned-dykkes i en svak sulfat-svartlut ved en temperatur på 65,5 til 93,3°C for å gi fibrering av avfallet og separasjon av voks og harpiks fra fibrene.

Papp er i seg selv typisk fremstilt av ny masse. Fremstilling av ny masse omfatter reaksjon eller koking av tre-fibrer med en alkalisk kokevæske ved en forhøyet temperatur. Kokevæsken kan være en kraft-, soda-, alkali-, sulfitt- eller polysulfid-kokevæske, eller en modifikasjon av disse, f.eks. en antrakinon-modifisert kokevæske. Masseutbytte avhenger av betingelsene ved massefremstilling, inkludert reaksjonstid, temperatur, væsketype og kjemisk dosering, og kan være så lav som 50% og så høy som 85%.

Lignin er en bestanddel av treflisene som løses opp av kokevæsken ved fremstilling av cellulosemasse. Beskaffenheten av den fremstilte masse avhenger av graden av ligninfjerning fra treflisene og således av innholdet av restlignin i den endelige masse.

Kappatallet representerer et mål for innhold av restlignin. Høyere kappatall representerer høyere restlignin-nivåer.

Kappatallet for en brun masse oppnådd ved koking av mykt tre i en kraft-lut er typisk 50 - 100, og en slik masse anvendes for fremstilling av dekkpapp eller bølgepapp. Kappatallet for en brun masse oppnådd fra koking av hardt tre i en kraft-lut er typisk 13 0 - 160, og en slik masse anvendes for fremstilling av bølgeskiktpapir av bølgepapp.

Det vil være nødvendig å redusere kappatallet for en brun masse av hardt tre til ca. 10 - 15, og kappatallet for en brun masse av mykt tre til ca. 25 - 35, for å tilveiebringe en masse som er egnet for bleking for fremstilling av hvitpapir-produkter.

Bølgepapp-avfall som omfatter dekkpapp og bølgeskikt-papir har et kappatall på 80 - 120.

Kassert masse fra massefremstillings-prosesser og andre avfalls-papirprodukter, så som gamle aviser og brukt papp, representerer også et tilsvarende avhendingsproblem.

Foreliggende oppfinnelse forsøker å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat for resirkulering av avfallspapir og masse, inkludert papp, spesielt bølgepapp.

Denne oppfinnelse forsøker å tilveiebringe resirkulert papp, spesielt resirkulert bølgepapp.

Videre forsøker denne oppfinnelse å tilveiebringe en slik fremgangsmåte og et slikt apparat hvor energi og kjemiske verdier gjenvinnes, og spesielt gjenvinnes og utnyttes i prosessen.

Videre forsøker denne oppfinnelse å tilveiebringe en resirkulert masse, samt en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av denne masse, fra avfalls-papirprodukter og kassert masse, f.eks. papp, idet den resirkulerte masse har et lavere kappatall enn det som er tilfelle for avfall og som kan anvendes som eneste masse ved fremstilling av papirprodukter.

Enda ytterligere forsøker denne oppfinnelse å tilveiebringe en slik prosess og et apparat for fremstilling av en resirkulert masse med lavt kappatall, egnet for bleking for å fremstille hvite papirprodukter.

Ett aspekt av oppfinnelsen er en cellulosemasse som kan blekes, med et kappatall på 15 til 4 0 og med en viskositet over 10 eps, avledet fra bølgepapp ved fjerning av forurensninger, samt delignifisering, karakterisert ved at massen er oppnådd ved at bølgepappen, som har et kappatall på; 80 til 120, gjendannes til masse og renses for å fjerne forurensninger og tilveiebringe en papp-masse, idet delignifiseringen omfatter koking av pappmassen ved en temperatur på 160°C til 180°C og med et forhold mellom lut og masse på 7 : 1 til 10 : 1 under ikke-oksyderende betingelser, i en tid som er i samsvar med en H-faktor på 500 til 1500, for å fremstille cellulosefibermassen som kan blekes, idet cellulosefibermassen har en kvalitet slik at den etter bleking kan anvendes som eneste masse ved fremstilling av hvitt papirprodukt.

I samsvar med et annet aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for resirkulering av bølgepapp for å fremstille en cellulosemasse ved delignifisering i en vandig, alkalisk kokevæske som inneholder minst én av natriumsulfid og antrakinon for å gjennomføre en delignifisering av cellul-osefibrer i pappen, og fremstilling av en brun masse av en cellulosefibermasse med et kappatall på 15 til 4 0 og en viskositet over 10 eps, karakterisert ved at bølgepappen, som har et kappatall på 80 til 120, gjendannes til masse og renses for å fjerne forurensninger og tilveiebringe en papp-masse, idet delignifiseringen omfatter koking av pappmassen ved en temperatur på 160°C til 18 0°C og med et forhold mellom lut og masse på 7 : 1 til 10 : 1 under ikke-oksyderende betingelser, i en tid som er i samsvar med en H-faktor på 500 til 1500 for å fremstille- cellulosefibermassen som kan blekes, hvorved cellulosefibermassen oppnår en kvalitet slik at den etter bleking kan anvendes som eneste masse ved fremstilling av hvitt papir.

I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen fremstilles det ved en prosess for resirkulering av avfalls-cellulosemateriale, f.eks. papirprodukt eller masse, en cellulosemasse, og det kan gjenvinnes energi og kjemiske verdier som kan utnyttes i prosessen, noe som er angitt i krav 15.

Sistnevnte prosess omfatter koking av avfalls-cellulosematerialet i en vandig kokelut ved en forhøyet temperatur for å gi delignifisering og for å fremstille en brun masse som inneholder en cellulosemasse og avlut, hvor cellulosemassen har et kappatall som er lavere enn kappatallet for avfalls-papirproduktet eller massen.

Den brune masse vaskes for å fremstille en brun oppslått masse og en brunmasse-vaskelut, hvor vaskeluten inneholder uorganiske kjemikalier og brennbare organiske substanser som er dannet under kokingen.

Den vaskede brune masse gjenvinnes for anvendelse ved fremstilling av papirprodukter, og minst en del av vaskeluten for brunmassen konsentreres, f.eks. ved fordamping, for å gi et konsentrat. De organiske substanser i konsentratet forbrennes under fremstilling av varmeenergi som utvinnes, og uorganiske, kjemisk verdifulle substanser fremstilles fra de uorganiske kjemikalier, hvor de verdifulle substanser også gjenvinnes. Den utvunnede varmeenergi kan anvendes som varme-kilde for kokeluten for å oppnå den nødvendige forhøyede temperatur, og de uorganiske kjemiske verdier tilveiebringer en kjemisk kilde for anvendelse ved fremstilling av kokeluten.

Oppfinnelsen tilveiebringer i et annet aspekt en kjemisk bleket masse som er avledet fra masse som stammer fra av-fallsbølgepapp.

Oppfinnelsen tilveiebringer i enda et ytterligere aspekt en installasjon spesielt tilpasset for gjennomføring av prosessen i foretrukkede utførelser. Installasjonen omfatter et anlegg for gjendannelse av masse, anordning for awanning av masse, en koker, et vaskeanlegg for brun masse, en ovn, varmegjenvinnings-innretninger og de passende forbindelses-rørledninger. Det henvises i denne sammenheng til krav 23.

I en spesiell utførelse omfatter kokevæsken som anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en kraft-hvitlut-bestanddel som inneholder natriumhydroksyd og natriumsulfid og en kraft-svartlut-bestanddel som inneholder organiske rester av tre og uorganiske kjemikalier, og en del av vaskeluten for den brune masse som stammer fra kokeluten sirkuleres slik at den danner en del av svartlut-bestanddelen. Kraft-svartlut-bestanddelen virker i hovedsak som et fortynningsmiddel for den aktive hvitlut-bestanddel, og tilveiebringer en del av vannbehovet for hvitlut-bestanddelen, samtidig som svartlut-bestanddelen kan inneholde rester av eller ubenyttede kjemikalier som er anvendbare i delignifiseringen.

I en spesiell utførelse er avfalls-cellulosematerialet avfallspapp.

De uorganiske kjemikalier i vaskevæsken for den brune masse er, når kokevæsken omfatter kraft-væske, natriumkarbonat og natriumsulfat; ved forbrenning av de organiske substanser i konsentratet av brunmasse-vaskevæsken reduseres natriumsulfatet til natriumsulfid for å danne en smeltet masse av natriumsulfid og natriumkarbonat, som kan løses opp i vannet for å danne en grønnlut som, når den reageres med ulesket kalk for å omdanne natriumkarbonatet til natriumhydroksyd under utfelling av kalsiumkarbonat, gir hvitlut av natriumsulfid og natriumhydroksyd, som kan føres til koke-trinnet som hvitlut-bestanddel.

Det er funnet at produktet i form av brun masse med lavere kappatall er overlegent i forhold til masse som er gjendannet av avfall når det gjelder styrke og bindingskarak-teristikker ved fremstilling av papirprodukter.

Spesielt har produktet brunmasse et kappatall på opptil 40 som således er betydelig under kappatallet for avfallsmassen, og det oppnås en betydelig forbedring i styrkekarak-teristikker, idet fibermassen spesielt har en viskositet over 10 eps, og fortrinnsvis minst 11 eps; og en egnet masse er kjennetegnet ved en bruddstyrkelengde på minst 5 km.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen angår således resirkulering av et avfalis-papirprodukt eller en utskuddsmasse for å tilveiebringe en masse med utmerkede karakteristikker sammenlignet med tidligere resirkulerte masser fra avfall, og tillater utvinning av energi og kjemiske verdier som kan utnyttes i resirkuleringsprosessen.

En spesiell fordel med prosessen ifølge oppfinnelsen er at den kan gjennomføres på effektiv måte under anvendelse av utstyr i form av kraft-maskiner av gammel type som ikke lenger er effektive når de anvendes ved fremstilling av ny masse fra treflis. Den kortere behandlingstid og den mindre mengde av kokevæske som kreves i prosessen ifølge oppfinnelsen sammenlignet med fremstilling av ny masse fra treflis muliggjør at slikt gammelt kraft-produksjonsutstyr kan utnyttes på effektiv og økonomisk måte. Spesielt er kravene for kokevæsken i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ca. 55 - 65%, mer vanlig ca. 60%, av det som er nødvendig for fremstilling av ny masse fra treflis, og det kan således forstås at kokevæske -kr avene også avhenger av kappatall-verdiene som kreves i masseproduktet.

Oppfinnelsen er spesielt egnet for resirkulering av papp, spesielt bølgepapp med kappatall på 80 til 12 0, fra hvilket det ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen produseres en resirkulert brun masse med et kappatall på opptil 40, og spesielt en resirkulert masse med et kappatall på 15 til 30, fortrinnsvis 20 til 25, og som er egnet for bleking for fremstilling av hvite papirprodukter.

Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av en installasjon for fremstilling av resirkulerte papirprodukter.

Under henvisning til fig. 1 omfatter en installasjon for fremstilling av resirkulerte papirprodukter et anlegg 12 for resirkulering av avfallspapp og et anlegg 14 for papirproduk-sjon.

Anlegget 12 for resirkulering av papp inkluderer en inn-retning 16 for fremstilling av tørr masse, en massebeholder 18, en renseenhet 20 og en presse 22.

Anlegget 12 inkluderer videre en massebeholder 24, en koker 26, en blåsetank 28, en vasker 3 0 for brun masse, en oppbevaringsbeholder 32 for masse, en ovnsenhet 88 med et reaksjonskammer 67 og en koker 68 og en reaktbrenhet 94.

En rørledning 34 fra tørrmasse-enheten 16 fjerner forurensninger som er skilt fra pappen under den såkalte tørre massedannelse, og en rørledning 36 hvor massen kan strømme forbinder enheten 16 for dannelse av tørr masse med massebeholderen 18.

En rørledning 38 forbinder massebeholderen 18 og renseenheten 20. Renseenheten 20 har en rørledning for fjerning av forurensninger.

En rørledning 42 forbinder renseenheten 20 og pressen 22, og en rørledning 44 forbinder pressen 22 med en oppbevaringsbeholder for vaskelut 46. En rørledning 48 forbinder oppbevaringsbeholderen 4 6 og massebeholder 18. Massebeholder 18 har en påfyllingsrørledning 50 for vann.

En rørledning 52 forbinder pressen 22 og massebeholder 24 .

En oppbevaringstank 54 for svartlut har en utløpsrør-ledning 58 og en tank 56 for hvitlut har en utløpsrørledning 60. Rørledninger 58 og 60 møtes i den felles rørledning 69 for føring av svartlut og hvitlut inn i massebeholderen 24.

En oppvarmingsanordning 64 er anbrakt i den felles rør-ledning 69 og har en damprørledning 66 forbundet med koker 68 eller ovnsenheten.

En rørledning 70 forbinder massebeholderen 24 med kokeren 26. En dampblander 72 er anbrakt i rørledning 70 og dampblanderen 72 har en dampinngangs-rørledning 74 som er forbundet med damprørledning 66 fra kokeren 68.

En rørledning 76 forbinder kokeren 26 med blåsetank 28, og en rørledning 78 forbinder blåsetanken 28 med brunmasse-vaskeren 30.

En rørledning 80 for svartlut forbinder vaskeren 3 0 for brun masse med tanken 54 for svartlut.

En rørledning 82 forbinder vaskeren 3 0 for brun masse med oppbevaringsbeholderen 32 for masse. Sikt 84 er anbrakt i rørledning 82 og har en utgangsrørledning 86 for forurensninger .

Tanken for svartlut 54 er forbundet med konsentratoren 90 ved hjelp av rørledning 89, og en konsentratrørledning 87 forbinder konsentratoren 90 med reaksjonskammeret 67 i ovnsenheten 88. Reaktorenheten 94 for fremstilling av hvitlut har en tank 92 for grønnlut, en første reaktor 93 og en andre reaktor 95. En rørledning 96 forbinder reaksjonskammer 67 i ovnsenheten 88 med tanken 92 for grønnlut. En rørledning 98 for hvitlut forbinder den andre reaktor 95 i reaktorenheten 94 med hvitlut-tanken 56.

En gjenvinningsrørledning 100 for blåsevarme strekker seg fra blåsetanken 28 og kan eventuelt tilveiebringe varme for kokeren 68.

Papirfremstillingsanlegget 14 omfatter et blekeanlegg 102 og en papirmaskin 104. En sikt 106 er anbrakt i en rør-ledning 108 mellom blekeanlegget 102 og papirmaskinen 104, og rørledning 110 sørger for fjerning av forurensninger skilt fra på sikten 106.

Det skal forstås at blekeanlegget 102 er valgfritt og at cellulosemassen i beholderen 32 kan anvendes direkte for fremstilling av papirprodukt i maskinen 104.

Driften av resirkuleringen illustrert i fig. 1 skal nå beskrives mer spesielt med referanse til resirkulering av avfallspapp, idet denne papp spesielt omfatter dekkpapp på hver side med bølgeskiktpapir i sandwichform mellom disse. Slik papp kan bli kassert som et resultat av anvendelse og kan i tillegg ha farvetrykk samt polymerbelegg på overflaten av dekkpappen, adhesiv mellom bølgeskiktpapiret og dekkpapirene, metall og plast festet til og papir- og plastikktape. Avfalls -bølgepappen føres til tørrmasse-innretningen 16 som bryter ned pappen til en masse av fibrer og skiller fibrene fra forurensninger i form av bestanddeler som ikke er fibrer, f.eks. metallbestanddeler og tape av plast. Selv om denne prosedyre angis som "tørr massedannelse", anvendes vann, idet en vandig fibermasse med et faststoff-innhold på 20 til 30 vekt% fremstilles i masseoppløseren 16. Fraskilte bestanddeler som ikke er fibrer blir revet løs fra pappen i masseopp-løseren 16 og fjernes gjennom rørledning 34.

Avfallet, som nå er omgjort til masse, føres gjennom rørledning 36 til massebeholder 18, og vann føres inn gjennom rørledning 50 for å fremstille en vandig masseblanding med et faststoff-innhold som typisk er 3 - 4 vekt%. Det er egnet at væsken omrøres forsiktig i beholder 18 for å skille fra ytterligere forurensninger som ikke er av tre fra pappen. Den vandige masseblanding føres fra beholderen 18 gjennom rørled-ning 38 til renseenheten 20, som typisk kan omfatte en sikt-enhet og en adskilt sentrifugebeholder. Fine forurensninger fjernes fra masseblandingen gjennom åpningene i siktenheten, hvoretter masseblandingen føres til sentrifugebeholderen hvor skikt-forurensninger fjernes som den fraksjon med høyest den-sitet som oppstår i sentrifugebeholderen. Forurensningene fjernes gjennom rørledning 40. Den vandige blanding transporteres fra rensebeholderen 20 til pressen 22 gjennom rørled-ning 42. Pressen 22 kan f.eks. være en skruepresse hvor den vandige blanding avvannes ved hjelp av pressing. Vannet som er presset fra masseblandingen i pressen 22 strømmer gjennom rørledning 44 til oppbevaringsbeholderen 4 6 for avfallsvæske, fra hvilken vann kan sirkuleres gjennom rørledning 48 for å oppfylle kravene mht. vann i massebeholderen 18. Oppfyllings-vann føres til beholderen 18 gjennom rørledning 50. Forurensninger som setter seg av i oppbevaringsbeholderen 46 kan fjernes gjennom en avløpsrørledning.

Det våte, pressede masseprodukt i presse 22 føres gjennom rørledning 52 til massebeholderen 24, og en blanding av svartlut og hvitlut føres gjennom rørledning 62 og inn i beholderen 24 for å tilveiebringe et vått masseprodukt med et faststoff-innhold som typisk er 30 - 40 vekt%, og mer spesielt ca. 35 vekt%.

Svartluten fra svartlut-tanken 54 føres til rørledning 69 gjennom rørledning 58, og hvitluten i rørledning 69 føres gjennom rørledning 60 fra hvitlut-tanken 56. Væsken i rørled-ning 69 oppvarmes til en forhøyet temperatur, typisk 80 - 90°C. Varmen i oppvarmingsanordningen 64 tilveiebringes ved hjelp av damprørledning 66 fra kokeren 68.

Luten i rørledning 62 tjener til å transportere massen fra beholderen 24 inn i rørledning 70 og reduserer faststoff-innholdet til ca. 10 - 25 vekt%.

Den vandige masseblanding i beholderen 24 transporteres gjennom rørledning 70 til kokeren 26 ved hjelp av lut fra rørledning 62. Blandingen i rørledning 70 føres gjennom dampblanderen 72, hvor temperaturen forhøyes til en temperatur på ca. 160 til 180°C. Dampen for dampblanderen 72 tilføres fra kokeren 68 gjennom dampinngangs-rørledning 74. Den direkte innføring av damp i den varme vandige masse i dampblanderen 72 kan redusere faststoff-innholdet i masseblandingen og masseblandingen som kommer frem til kokeren 26 har et faststoff -innhold som typisk er fra 12 til 18 vekt%, vanligvis ca. 15 vekt%. Massen kokes i kokeluten i kokeren 26 ved en forhøyet temperatur på 160 til 180°C i en tidsperiode som typisk er ca. 30 - 50 minutter, under et trykk av mettet damp som typisk kan være 793 kPa. Kokingen i kokeren 26 deligni-fiserer massen slik at det fremstilles en varm brun masse som omfatter den brune masse og brukt lut som inneholder oppløste organiske substanser fra massen og uorganiske saltmaterialer fra kokeluten.

Den varme brune masse føres fra kokeren 2 6 til blåsetank 28, hvor damptrykket avlastes og fra hvilken varme gjenvinnes i et varmt avløp fra rørledning 100. Den brune masse føres gjennom rørledning 78 fra blåsetank 2 8 til vaskeanlegg 3 0 for brun masse, hvor den vaskes for å fremstille en brun masse og en brunmasse-vaskelut. Brunmasse-vaskeluten føres fra vaskeanlegget 3 0 for brun masse gjennom rørledning 80 til tanken 54 for svartlut, og den brune oppslåtte masse føres gjennom rørledning 82 til masseoppbevaringsbeholderen 32. Den brune masse i rørledning 82 siktes på sikten 84 og forurensningene fjernes gjennom utgangsrørledninger 86.

Mesteparten av svartluten i svartlut-tanken 54 føres gjennom rørledning 89 til konsentratoren 90. Svartluten konsentreres i konsentrator 90 ved fordampning av vann, typisk til en konsentrasjon på 55 til 75%, fortrinnsvis ca. 65%, og det resulterende konsentrat føres gjennom rørledning 87 til reaksjonskammeret 67 i ovnsenheten 88. Organiske substanser i konsentratet forbrennes i ovnen 88 og de varme av-løpsgasser som genereres ved forbrenningen oppvarmer vannet i den integrerte koker 68. Konsentratet inneholder spesielt natriumsulfat og natriumkarbonat som danner en smeltet masse i reaksjonskammeret 67. Natriumsulfatet reduseres til natriumsulfid slik at det blir igjen en smeltet masse av natriumsulfid og natriumkarbonat i reaksjonskammeret 67. Den smeltede masse føres fra reaksjonskammeret 67 gjennom rørled-ning 96 til tanken 92, hvor den løses opp i vann, for å fremstille en grønnlut. Grønnluten føres til den første reaktor 93, hvor ulesket kalk, kalsiumoksyd, reageres med natriumkarbonatet for å fremstille natriumhydroksyd i et kalkslam som inneholder natriumsulfidet og natriumhydroksydet, samt kalsiumkarbonat. Kalkslammet føres til reaktor 95, hvor kalsiumkarbonatet termisk brytes ned for å generere kalsiumoksyd som kan resirkuleres til reaktor 93. På denne måte fremstilles en hvitlut i reaktor 95 og føres fra reaktorenhet, 94 gjennom

hvitlut-rørledning 98 til hvitlut-tanken 56.

De uorganiske kjemikalier som fremstilles i reaksjonskammeret 67 i ovnen 88 anvendes således som kjemisk verdifulle stoffer for å generere hvitluten som anvendes som kokelut i kokeren 26, og varmeenergien som utvikles i ovnen 88 anvendes for å generere damp i kokeren 68 for oppvarmings-innretningen 64 og dampblanderen 72.

Den brune oppslåtte masse i beholderen 32 kan anvendes som den er for å fremstille papp-produkter i maskin 104 eller den kan først blekes i blekeanlegget 102 for å fjerne lig-ninet og for å øke lysheten av det ønskede papirprodukt.

EKSEMPLER

De følgende eksempler tjener til å illustrere spesielle aspekter ved oppfinnelsen. I disse eksempler er utbytter og satser angitt i vekt%.

Eksempel 1

Kommersielt bølgeskikt-avfall i form av strimler på 5 x 20 cm ble kokt med en alkalisk løsning som inneholdt 2 g/l natriumhydroksyd og 2,35 g/l natriumsulfid. Lutens sulfiditet, dvs. forholdet mellom natriumsulfid og natriumhydroksyd pluss halvdelen natriumsulfid, var 35%. Med et forhold mellom lut og avfall på 10 til 1, var den effektive alkalisats, dvs. vekten av natriumhydroksyd pluss halvdelen av natriumsulfid til vekten av avfallsmateriale, 8%. Etter koking ved en temperatur på 174°C i ca. 3 0 minutter, tilsvarende en H-faktor på 500, ble det oppnådd et masseutbytte i forhold til avfall på 76,6%. Masseproduktet hadde et kappatall på 45,5, en viskositet på 21,4 og en nr. 8 lyshetsgrad på 25,6.

Eksempel 2

Som i eksempel 1, men kokingen av avfall ble gjennomført i ca. 1 time, tilsvarende en H-faktor på 1500. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 72,1% og masseproduktet hadde et kappatall på 2 9,9, en viskositet på 14,9 og en lyshet på 29,3.

Eksempel 3

Pappavfall som i eksempler 1 og 2 ble kokt med en alkalisk lut med en sulfiditet på 17,2%. Kokingen ble gjennomført ved 174°C og med et forhold mellom lut og avfall på 9 til 1, en effektiv alkalisats på 8% og en antrakinon-sats på 0,04%. Etter ca. 30 minutter, tilsvarende en H-faktor på 500, var masseutbyttet i forhold til avfall 72,8% og masseproduktet hadde et kappatall på 3 9,5, en viskositet på 18,9 og en lyshet på 26,0.

Eksempel 4

Som i eksempel 3, men kokingen av avfall ble gjennomført i ca. 1 time, tilsvarende en H-faktor på 1500. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 72,2% og masseproduktet hadde et kappatall på 26,7, en viskositet på 13,8 og en lyshet på 29,0.

Eksempel 5

Et kommersielt pappavfall ble bearbeidet til masse og renset for å fjerne alle forurensninger fra avfallet. Det resulterende avfall hadde et kappatall på 91,5, en viskositet på 32,8 og en lyshet på 14,8. Dette avfall ble så kokt i ca.

30 minutter, tilsvarende en H-faktor på 500, med en alkalisk lut med en sulfiditet på 35%, ved en temperatur på 174°C og

med et forhold mellom lut og avfall på 7 til 1 og en effektiv alkalisats på 6%. Kokingen ga et utbytte i forhold til avfall på 81,2%, en masse med et kappatall på 52,8, en viskositet på 24,2 og en lyshet på 18,4.

Eksempel 6

Som i eksempel 5, men kokingen av avfallet ble gjennom-ført med en effektiv alkalisats på 8% og i ca. 1 time, tilsvarende en H-faktor på 1500. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 74,8%, og masseproduktet hadde et kappatall 28,5, en viskositet på 13,7 og en lyshet på 21,7. Fra massen ble det fremstilt standard håndark med 60 g/m<2>, og standard papirtestingmetoder viste strekk-slitelengde på 7,35 km, en sprengfaktor på 48,5 og en rivefaktor på 126.

Eksempel 7

Rengjort pappavfall som i eksempler 5 og 6 ble kokt med en alkalisk lut med en sulfiditet på 25% og ved en temperatur på 174°C med et forhold mellom lut og avfall på 7 til 1 og en effektiv alkalisats på 10% i ca. 1 time, tilsvarende en H-faktor på 1400. Kokingen ga et utbytte i forhold til avfall på 74,1%, og en masse med et kappatall 2 6,6, en viskositet på 12,3 og en lyshet på 22,5. Det ble fremstilt standard håndark med 60 g/m<2> fra massen, og standard papirtestingmetoder viste en strekk-slitelengde på 6,25 km, en sprengfaktor på 45,3 og en rivefaktor på 128.

Eksempel 8

Pappavfall av kommersiell type ble bearbeidet til masse og renset for å fjerne alle forurensninger fra avfallet. Det resulterende avfall hadde et kappatall på 84,5, en viskositet på 23,4 og en lyshet på 18,6. Dette ble så kokt med en alkalisk lut med en sulfiditet på 25% ved en temperatur på 174°C. Med et forhold mellom lut og avfall på 7 til 1, en effektiv alkalisats på 10% i ca. 45 minutter, tilsvarende en H-faktor på 1000, ga kokingen et utbytte i forhold til avfall på 73,9%, og massen hadde et kappatall på 27,2, en viskositet på 12,6 og en lyshet på 26,9.

Eksempel 9

Som i eksempel 7, men kokingen av avfallet ble gjennom-ført med en effektiv alkalisats på 12%. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 71,5%, og masseproduktet hadde et kappatall 22,0, en viskositet på 11 og en lyshet på 28,9.

Eksempel 10

Masse med en konsistens på 3%, fremstilt fra eksempel 7, ble bleket i tre trinn, nemlig D/CEoD. Blekekjemikaliene for det første trinn var en blanding av klor (C) og klordioksyd

(D) , og blekingen av massen ble gjennomført ved 50°C i 45 minutter. Den forenede kjemiske sats var ekvivalent med

aktivt klorinnhold (TAC) på 5,32% ved 50% klor/klordioksyd-substitusjon. Den blekede masse ble så ekstrahert ved 10% konsistens med 4% kaustisk (E) , ved 70°C og i nærvær av oksygen (o) ved et trykk på 310 kPa. Kappatallet, viskositeten og lysheten for den blekede og ekstraherte masse (D/CEo) var hhv. 2,3, 10,9 og 53,8. Den påfølgende bleking av D/CEo-massen med 0,5% klordioksyd ved 70°C i 150 minutter ga en D/CEoD-masse med en lyshet på 81,9 og en viskositet på 10, 7.

Eksempel 11

Masse som fremstilt i eksempel 7 ble bleket i tre trinn D/CEoD som i eksempel 10, men med en klordioksyd-dosering på 1,0% i det tredje trinn. Den D/CEoD-blekede masse hadde en lyshet på 84,2 og en viskositet på 9,8.

Eksempel 12

Masse som fremstilt i eksempel 4 ble bleket i fem trinn, nemlig D/CEoDED. Det totale aktive klor TCA var 5,34% og C102-substitusjon var 50%. C102-doseringen i Dl-trinnet var 0,7%. D/CEoD-massen hadde en lyshet på 85,6 og en viskositet på 12,1. D/CEoD-massen ble så ekstrahert med 0,4% kaustisk ved 10% konsistens og ved en temperatur på 75°C i 30 minutter. Den resulterende D/CEoDE-masse ble så bleket med 0,3% C102 i S2-trinnet ved 10% konsistens og ved en temperatur på 75°C i 60 minutter. Den endelige D/CEoDED-masse hadde en viskositet på 11,6 og en lyshet på 87,9. Standard håndark på 60 g/m<2> ble fremstilt fra massen og standard papirtestings-metoder viste en strekk-slitelengde på 7,05 km, en sprengfaktor på 54,2 og en rivefaktor på 117.

Sammenligningseksempel 13

Renset kommersielt avfall som i eksempel 5 ble oksygen-delignifisert med 698 kPa oksygengass ved 110°C i ca. 30 minutter i nærvær av 8% NaOH og 1% MgS04. Masseproduktet hadde et kappatall på 49 og en viskositet på 14,2. Sammenlignet med masseproduktet fremstilt i eksempel 5, som hadde et kappatall på 52,8 og en viskositet på 24,2, var kvaliteten, dvs. viskositeten, for det oksygen-delignifiserte masseprodukt klart dårligere.

Sammenligningseksempel 14

Oksygen-delignifisering tilsvarende den i eksempel 13 ble gjennomført, men delignifiseringstiden var ca. 50 minutter og NaOH-doseringen var 12% NaOH. Masseproduktet hadde et kappatall på 30,5 og en viskositet på 8,0. Dette produkt var klart dårligere enn masseproduktet ifølge eksempel 6, som hadde et kappatall på 28,5 og en viskositet på 13,7.

Sammenligningseksempel 15

Et kommersielt avfall med et kappatall på 85,6 ble gjen-oppslemmet, og den resulterende masse ble anvendt for fremstilling av standard håndark med basisvekt 127 g/m<2>. Massen hadde et freenesstall på 570 CSF og de tilhørende fysikalske egenskaper for håndarkene var en sprengfaktor på 2 0,6, en ringsammentrykningsmotstand på 14,8 kg, en H&D stivhet på 19,4 kg og en concora på 12,9 kg.

Når dette avfall ble kokt i henhold til eksempel 5, hadde masseproduktet et kappatall på 50 og freenesstallet forble konstant på 570 CSF. Håndarkene på 127 g/m<2> som var fremstilt med dette masseprodukt, hadde en sprengfaktor på 31,9, en ringsammentrykningsmotstand på 20,7 kg, en H&D stivhet på 29,3 kg og en concora på 21,0 kg.

Det fremgår klart fra dette sammenligningseksempel at dersom papirer fremstilt med det gjenoppslemmede kommersielle avfall sammenlignes med papirer fremstilt med det samme avfall som er behandlet ifølge eksempel 5, blir papirene ifølge eksempel 5 funnet å være mye sterkere og de fleste styrke-egenskaper økte med minst 50%.

Eksempel 16

Svartluten fra eksempel 7 ble tørket over natten ved 100°C for å oppnå et fast stoff. Ved hjelp av analytiske metoder ble dette faste biprodukt funnet å ha en varmeverdi på ca. 13 .2 00 BTU/kg.

Eksempel 17

Som i eksempel 5, men kokingen av avfall ble gjennomført med 10% NaOH og i ca. 1 time, tilsvarende H-faktor 1500. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 71,5% og produktet hadde et kappatall på 39,0, en viskositet på 13,8 og en lyshet på 2 5,3.

Eksempel 18

Som i eksempel 5, men kokingen av avfall ble gjennomført med 15% NaOH og i ca. 1 time, tilsvarende H-faktor 1500. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 67,9% og produktet hadde et kappatall på 25,8, en viskositet på 10,00 og en lyshet på 28,9.

Eksempel 19

Som i eksempel 5, men kokingen av avfall ble gjennomført med 10% NaOH og en antrakinon-sats på 0,05% og i ca. 1 time, tilsvarende H-faktor 1500. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 72,3 og produktet hadde et kappatall på 30,1, en viskositet på 13,7 og en lyshet på 26,0.

Eksempel 2 0

Som i eksempel 5, men kokingen av avfall ble gjennomført med 10% NaOH og 0,05% antrakinon og i ca. 45 minutter, tilsvarende H-faktor 1000. Masseutbyttet i forhold til avfall var i dette tilfelle 73,6 og produktet hadde et kappatall på 34,5, en viskositet på 15,2 og en lyshet på 24,4.

Viskositetsparametrene i denne beskrivelse er i centi-poise (eps).

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også anvendes for fremstilling av en brun masse med et kappatall i området 40 - 6 0 fra avfallspapp med et kappatall på minst 80, og spesielt et kappatall på 80 til 120. Slik masse er egnet for produkter i form av brunt papir.

Claims

1. Cellulosemasse som kan blekes, med et kappatall på 15 til 40 og med en viskositet over 10 eps, avledet fra bølge-papp ved fjerning av forurensninger, samt delignifisering, karakterisert ved at massen er oppnådd ved at bølgepappen, som har et kappatall på 80 til 120, gjendannes til masse og renses for å fjerne forurensninger og tilveiebringe en papp-masse, idet delignifiseringen omfatter koking av pappmassen ved en temperatur på 160°C til 180°C og med et forhold mellom lut og masse på 7 : 1 til 10 : 1 under ikke-oksyderende betingelser, i en tid som er i samsvar med en H-faktor på 500 til 1500, for å fremstille cellulosefibermassen som kan blekes, idet cellulosefibermassen har en kvalitet slik at den etter bleking kan anvendes som eneste masse ved fremstilling av hvitt papirprodukt.

2. Cellulosemasse ifølge krav 1, karakterisert ved at den stammer fra avfalls-bølgepapp.

3. Cellulosemasse ifølge krav 1, karakterisert ved at den har et kappatall på 20 til 25.

4. Cellulosemasse ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den har en viskositet på minst 11 eps og en strekk-slitelengde på minst 5 km.

5. Kjemisk bleket masse, karakterisert ved at den er avledet fra massen ifølge krav 2.

6. Fremgangsmåte for resirkulering av bølgepapp for å fremstille en cellulosemasse ved delignifisering i en vandig, alkalisk kokevæske som inneholder minst én av natriumsulfid og antrakinon for å gjennomføre en delignif isering av cellul-osefibrer i pappen, og fremstilling av en brun masse av en cellulosefibermasse med et kappatall på 15 til 4 0 og en viskositet over 10 eps, karakterisert ved at bølgepappen, som har et kappatall på 80 til 12 0, gjendannes til masse og renses for å fjerne forurensninger og tilveiebringe en papp-masse, idet delignifiseringen omfatter koking av pappmassen ved en temperatur på 160°C til 180°C og med et forhold mellom lut og masse på 7 : 1 til 10 : 1 under ikke-oksyderende betingelser, i en tid som er i samsvar med en H-faktor på 500 til 1500 for å fremstille cellulosefibermassen som kan blekes, hvorved cellulosefibermassen oppnår en kvalitet slik at den etter bleking kan anvendes som eneste masse ved fremstilling av hvitt papir.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6 , karakterisert ved at gjen-massedannelsen og rensingen omfatter a) gjen-massedannelse og rensing av avfalls-bølgepappen for å fremstille en vandig masse av papp, b) skilling av forurensninger som ikke er tre fra massen fra trinn a) for å fremstille en vandig masse, c) awanning av den vandige masse fra b) , hvoretter den av-vannede masse gjennomgår nevnte koking.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at gjen-massedannelsen og rensingen i trinn a) omfatter tørr-massedannelse av avfalls-cellulosepappen i vann for å fremstille en avfallsmasse med et faststoff-innhold på 20 til 30 vekt%, skilling av de forurensende bestanddeler som ikke er av tre fra avfallsmassen, tilsetning av vann til den resulterende avfallsmasse for å fremstille en vandig masseblanding med et faststoff-innhold på 3 til 4 vekt%, idet skillingen i trinn b) omfatter omrøring av den vandige masseblanding for å skille ut fine forurensninger som ikke er av tre, og hvor awanningen i trinn c) er til et faststoff inn hold på 30 til 40 vekt%, og hvor kokingen av massen i trinn finner sted ved et faststoff-innhold på 12 til 18 vekt%.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at kokingen gjennomføres under en atmosfære av mettet vanndamp.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter et trinn for gjenvinning av avfalls-cellulosefibermassen, idet massen har et kappatall på 20 - 25.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 6-10, karakterisert ved at kokeluten inneholder en effektiv alkalimengde på 8 - 15%.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 6-11, karakterisert ved at den alkaliske kokelut inneholder natriumsulfid.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at den vandige kokelut inneholder en kraft-hvitlut.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at den omfatter et trinn hvor cellulosemassen gjennomgår en kjemisk blekeoperasjon for å fremstille en bleket, delignifisert masse for blekede hvite papirprodukter.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 6 - 14, karakterisert ved at den etter kokingen i trinn omfatter trinnene a) vasking av den brune masse for å fremstille en vasket brunmasse-cellulosefibermasse og en brunmasse-vaskelut som inneholder uorganiske kjemikalier som stammer fra kokeluten under kokingen, og brennbare organiske substanser dannet under kokingen, b) skilling av den vaskede brune masse fra brunmasse-vaskeluten, c) gjenvinning av den vaskede brune masse, d) konsentrering av minst en del av brunmasse-vaskeluten fra trinn b) for å fremstille et konsentrat, e) reaksjon av konsentratet for å forbrenne de brennbare organiske substanser i konsentratet for å fremstille varmeenergi og for å fremstille uorganiske kjemiske stoffer av verdi, f) gjenvinning av varmeenergien fra trinn e), og g) gjenvinning av de uorganiske kjemikalier.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 6-15, karakterisert ved at kokeluten anvendes i en mengde i forhold til avfalls-papirproduktet på 55 til 65% av kokeluten for fremstilling av en ekvivalent mengde av ny masse fra treflis.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den vandige kokelut som anvendes for kokingen omfatter en kraft-hvitlut-komponent og en kraft-svartlut-komponent, og at de uorganiske kjemiske stoffer av verdi i trinn g) omfatter natriumsulfid og natriumkarbonat, og at den også omfatter generering av hvitlut fra de uorganiske kjemiske stoffer.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at en andel av brunmasse-vaskeluten i trinn b) føres til den vandige kokelut for å danne en del av svartlut-bestanddelen, og at den gjenværende svartlut-bestanddel er fra en kraft-masseprosess.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at temperaturen under kokingen utvikles i det minste delvis fra varmeenergien som gjenvinnes i trinn f).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at genereringen av hvitlut omfatter at natriumsulfidet og natriumkarbonatet som er utvunnet som en smeltet masse løses opp i vann for å fremstille en grønnlut, hvoretter grønnluten reageres med ulesket kalk for å generere natriumhydroksyd og for å fremstille et kalkslam som inneholder kalsiumkarbonat, kalsiumkarbonatet dekomponeres termisk for å fremstille ulesket kalk og den dannede hvitlut føres til kokingen som i det minste en del av hvitlut-komponenten.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at kokingen gjennomføres for å tilveiebringe en brun masse i trinn c) med et kappatall på 20 til 25.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at den omfatter at den brune masse som utvinnes i trinn c) gjennomgår en kjemisk blekeoperasjon for å fremstille en delignifisert masse for hvite papirprodukter.

23. Installasjon for resirkulering av avfalis-cellulosemateriale for å fremstille en cellulosemasse og for å gjenvinne energi og kjemiske stoffer av verdi, karakterisert ved at den omfatter i) en gjenoppløser (16) for gjen-massedannelse av et avfalls-cellulosemateriale, og med en rørledning (34) for fjerning av forurensninger som ikke er i form av fibrer; ii) en massebeholder (18) for opptak av avfall som er omdan-net til masse fra gjenoppløseren (16) og med en rørled-ning (50) for innføring av vann for å danne en vandig masseblanding; iii) en renseenhet (20) med en rørledning (40) for fjerning av forurensninger fra den vandige masseblanding i massebeholderen (18) ; iv) awanningsanordning (22) for awanning av en renset vandig masse, motatt fra renseenheten (20) ; v) en koker (26) for delignifisering av avfallsmasse til en delignifisert masse med et kappatall lavere enn kappatallet for avfallsmassen, vi) et vaskeanlegg (30) for brun masse, vii) en første rørledningsanordning (36, 38, 42) for til-førsel av pappen i form av gjendannet masse fra gjenopp-løseren (16) i i) til awanningsanordningen (22) i iv) , iix) en andre rørledningsanordning (52, 70) for føring av av-vannet masse fra awanningsanordningen (22) i iv) til kokeren (26) i v), ix) en tredje rørledningsanordning (98, 70) for tilførsel av kokelut til kokeren (26) i v), x) en fjerde rørledninganordning (76, 78) for tilførsel av brun masse fra kokeren (26) i v) til vaskeren (30) i vi) for den brune masse, xi) en femte rørledningsanordning (82) for fjerning av vasket masse fra vaskeanlegget (30) i vi) for brun masse, xii) en sjette rørledningsanordning (80) for fjerning av brunmasse-vaskelut fra vaskeren (3 0) i vi) for brun masse, xiii) ovns anordning (88) for forbrenning av organiske substanser i luten fjernet ved hjelp av den sjette rørlednings-anordning (80) og for utvinning av uorganiske kjemiske stoffer, xiv) gjenvinningsanordninger (28, 88) for varmeenergi, for gjenvinning av varmeenergi utviklet i ovnsanordningen (88) xiii), og xv) reaktor anordning (94) for generering av kokelut fra de uorganiske stoffer.

24. Installasjon ifølge krav 23, karakterisert ved at den tredje rørled-ningsanordning (98, 70) står i forbindelse med den andre rørledningsanordning (52, 70) slik at den vandige kokelut i den tredje rørledningsanordning (98, 70) transporterer den awannede masse i den andre rørledningsanordning (52, 70) .

25. Installasjon ifølge krav 23, karakterisert ved at den omfatter varme-overføringsanordning (68) for å overføre varmeenergi fra gjenvinningsanordningen for varmeenergi til den vandige kokelut.

26. Installasjon ifølge krav 23, karakterisert ved at den omfatter en sju-ende rørledningsanordning (96) som forbinder ovnsanordningen (88) og reaktoranordningen (94) for å føre de uorganiske kjemiske stoffer fra ovnsanordningen (88) til reaktoranordningen (94) .

27. Installasjon ifølge krav 26, karakterisert ved at den omfatter en kon-senstrator (90) for konsentrering av vaskeluten som fjernes ved hjelp av den sjette rørledningsanordning (80) og åttende rørledningsanordning (87) som forbinder konsentratoren (90) med ovnsanordningen (88).