NO333781B1 - Fremgangsmate til bleking av mekanisk masse - Google Patents
Fremgangsmate til bleking av mekanisk masse Download PDFInfo
- Publication number
- NO333781B1 NO333781B1 NO20034839A NO20034839A NO333781B1 NO 333781 B1 NO333781 B1 NO 333781B1 NO 20034839 A NO20034839 A NO 20034839A NO 20034839 A NO20034839 A NO 20034839A NO 333781 B1 NO333781 B1 NO 333781B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- solution
- pulp
- borohydride
- sodium
- mix
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 23
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 claims description 15
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 11
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 64
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M chlormequat chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 7
- 239000004289 sodium hydrogen sulphite Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-N dithionous acid Chemical compound OS(=O)S(O)=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 Dithionite ion Chemical class 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 101710194948 Protein phosphatase PhpP Proteins 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- HWGNBUXHKFFFIH-UHFFFAOYSA-I pentasodium;[oxido(phosphonatooxy)phosphoryl] phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O HWGNBUXHKFFFIH-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004076 pulp bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000009895 reductive bleaching Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- GRNVJAJGRSXFFZ-UHFFFAOYSA-N sulfurous acid;hydrate Chemical compound O.OS(O)=O GRNVJAJGRSXFFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015444 B(OH)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOQXTRLJMXMESG-UHFFFAOYSA-N OS(=O)S(O)=O.OS(=O)S(O)=O Chemical compound OS(=O)S(O)=O.OS(=O)S(O)=O FOQXTRLJMXMESG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000002761 deinking Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229940079826 hydrogen sulfite Drugs 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009896 oxidative bleaching Methods 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 description 1
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1084—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds
- D21C9/1089—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds with dithionites
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1026—Other features in bleaching processes
- D21C9/1042—Use of chelating agents
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Det beskrives en fremgangsmåte for å bleke ny mekanisk masse. Fremgangsmåten omfatter å kombinere (i) en vandig løsning omfattende natrium borhydrid og natrium hydroksid; og (ii) en vandig løsning omfattende natrium bisulfitt, i en kjemisk blander og tilsette utløpet av den kjemiske blander til en vandig slurry av ny mekanisk masse. Forholdet av (mol bisulfitt - mol hydroksid)/mol borhydrid er fra 0 til 7,8.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en fremgangsmåte for å bleke ny mekanisk masse.
Hydrosulfitt generert fra bisulfitt og borhydrid har blitt anvendt for å bleke mekanisk tremasse, som beskrevet i Hydrosulfite ( Dithionite) Bleaching, Pulp Bleaching (kapittel V2), C.W. Dence & D.W. Reeve, eds., Tappi Press (1996). Imidlertid beskriver denne referanse reaksjonen av bisulfitt og borhydrid kun i termer av teoretisk støkiometri hvor 8 mol ikke-forbrukt bisulfitt er nødvendig per mol borhydrid, og antyder ikke at effektiv bleking kan utføres i et lavere forholdstall.
US 4919755 beskriver en fremgangsmåte for bleking av mekanisk masse ved at en vandig løsning borhydrid inneholdende natriumhydroksid bringes til å reagere med en bisulfittløsning. Den ditionittløsning som da oppnås tilsettes det materialet som ønskes bleket.
US 0577396 beskriver avsverting av resirkulert papirmasse ved anvendelse av en blanding av natriumbisulfitt og natriumborhydrid, der foretrukket forhold mellom natriumbisulfitt og natriumborhydrid er ned mot 6:1.
Problemet undersøkt med foreliggende oppfinnelse er å finne en mer effektiv prosess for reduktiv bleking av mekanisk tremasse.
Oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å bleke ny mekanisk masse, kjenne-tegnet ved at fremgangsmåten omfatter å kombinere: (i) en vandig løsning omfattende natriumborhydrid og natriumhydroksid, og (ii) en vandig løsning omfattende natrium bisulfitt, i en kjemisk blander, og tilsette utgangen av den kjemiske blander til en vandig slurry av ny mekanisk masse. Forholdet av (mol bisulfitt-mol hydroksid)/mol borhydrid er fra 0 til 7,8.
I en annen utførelse av oppfinnelsen tilsettes minst et chelaterende middel til masseslurryen.
Ytterligere utførelser er angitt i underkravene 2-7 og 9-10.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Alle prosentandeler er uttrykt som vektprosentandeler basert på hele materialet, med mindre annet er angitt. Termen "ny mekanisk masse" angir mekanisk tremasse som ikke tidligere har blitt underlagt reduktiv eller oksidativ bleking. Et "chelaterende middel" er en substans som er i stand til å danne mer enn en koordinatbinding med et metallion i vandig løsning, spesielt med overgangsmetallioner, inkluderende for eksempel jern, mangan, kopper og krom. Termen "pre-mix" angir en masseblekeprosess hvor borhydrid og bisulfitt blandes før tilsetning til massen. Termen "E-pre-mix" angir en pre-mikseprosess hvor minst et chelaterende middel tilsettes.
Ditionitt-ion, også angitt som hydrosulfitt, kan produseres av reaksjonen mellom bisulfitt og borhydridioner, i samsvar med følgende teoretiske ligning: BH4" + 8 HS03" + H+ -» 4 S2O4"<2>+ B(OH)3+ 5H20
Utbytte er noe mindre enn 100 % på grunn av konkurrerende reaksjoner, inkluderende borhydrid med vann, men er ofte bedre enn 85 %. Siden den eksakte reaksjonsmekanisme ikke blitt fullstendigkarakterisert, så er oppfinnelsen ikke begrenset til reduksjon med ditionitt-ion, og andre former foreliggende i reaksjonsblandingen kan også virke som reduserende midler. Idet mengden av bisulfitt er under 8 mol per mol borhydrid, kan den teoretiske reaksjon ikke fort-sette til fullføring. Uten å ønske å være bundet av en teori antas det at anvendelse av mindre enn den teoretiske mengde av bisulfitt resulterer i en blanding inneholdende hydrogensulfitt, borhydrid, og muligens andre former.
I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen tilsettes borhydrid i form av en vandig løsning inneholdende natriumborhydrid og natriumhydroksid. I denne utførelse forbrukes noe av bisulfittet i en nøytraliseringsreaksjon med hydroksidionet. I noen applikasjoner vil hydroksidion foreliggende i borhydridløsningen nøytraliseres med syre tilsatt til bisulfittløsningen. I et slikt tilfelle, i den grad at hydroksidet som innledningsvis foreligger i borhydridløsningen har blitt nøytralisert, vil det ikke forbruke bisulfitt, og vil ikke inkluderes i forholdsberegninger. Som beskrevet ovenfor, den teoretiske reaksjon av borhydrid og bisulfitt krever 8 mol av ikke-forbrukt bisulfitt per mol borhydrid, dvs. forholdet (mol bisufitt - mol hydroksid)/mol borhydrid er minst 8. Den foreliggende oppfinnelse anvender et forhold fra 0 til 7,8. Fortrinnsvis er forholdet ikke mer enn 7,5, mer fortrinnsvis ikke mer enn 7, og mest fortrinnsvis ikke mer enn 6,8. Fortrinnsvis er forholdet minst 4, mer fortrinnsvis minst 5, mer fortrinnsvis minst 6, og mest fortrinnsvis minst 6,5. Anvendelse av ethvert forhold lavere enn den teoretiske verdi av 8 produserer kostbesparelse ut fra redusert bruk av bisulfitt, i forhold til den konvensjonelle støykometriske prosess. Dataene gitt nedenfor i eksemplene viser, uventet, at disse kostnads-besparelser kan oppnås uten å i vesentlig grad ofre ytelsen.
I en utførelse av oppfinnelse genereres bisulfitt ved å kombinere vann og natriummetabisulfitt, Na2S205. Det vandige natriumbisulfitt er fortrinnsvis 20 % til ca. 45 % aktiv basert på vekt. En foretrukket borhydridsammensetning for anvendelse i samsvar med framgangsmåtene ifølge oppfinnelsen er en væskeform og omfatter ca. 1 % til ca. 36% aktiv natrium borhydrid og ca. 30 til ca. 40 % NaOH eller Na2C03(også kjent som soda aske (natriumkarbonat)), alle basert på vekt. Et spesielt foretrukket borhydridmateriale som omfatter 12 % aktiv natriumborhydrid og 40 % NaOH er kommersielt tilgjengelig fra Rohm and Haas Company under varemerket Borol™ -løsning. (For eksempel inneholder 100 g Borol™ løsning 12 g natriumborhydrid, 40 g NaOH og 48 g H20). Idet natriumborhydridløsningen inneholder natriumhydroksid, for eksempel Borol™ løsning, er den teoretiske ligning for reaksjonen med bisulfitt som følger:
[NaBH4+ 3,2 NaOH] + 11,2 NaHS03-» 4 Na2S204+ (NaB02+ 3,2 Na2S03+ 9,2 H20)
I dette tilfellet, hvor der er 3,2 mol hydroksid per mol borhydrid, og hydroksidet ikke har blitt nøytralisert med en mineralsyre, er forholdet av bisulfitt ikke konsumert av hydroksid til borhydrid (11,2 - 3,2)/l = 8,0, dvs. det teoretiske forhold.
Borhydridløsningen og bisulfittløsningen blandes i en kjemisk blander. Fortrinnsvis er blanderen i en in-line statisk mikser. Typisk in-line statiske miksere har fra 2 til 24 indre elementer, fortrinnsvis fra 2 til 6 indre elementer. Lengden av rørledningen fra blanderen til tilsetnings-punktet til masseslurryen kan også påvirke blandingen; og fortrinnsvis er denne lengde minst 1 m, mer fortrinnsvis minst 1,5 m. Antallet elementer, diameteren av blanderen og lengden av rørledningen som er nødvendig for å oppnå god miksing, dvs. for å produsere en i hovedsak homogen blanding, kan enkelt bestemmes fra strømningsparametrene og fluidegenskapene i hvert bestemte system. For eksempel tilsettes det fargestoff i en metode til en av løsningene og god blanding sikres ved visuell bestemmelse av at fargen i utgangsstrømmen er uniform. I en annen fremgangsmåte måles pH i masseslurryen etter tilsetning av det blandete borhydrid og bisulfitt; og en stabil pH-verdi er en indikasjon på god blanding, og er samsvarende med bleke-resultater. Fortrinnsvis, dersom blandingen er utilstrekkelig, fortynnes borhydrid- og bisulfitt-løsningene. Fortrinnsvis blandes borhydrid- og bisulfittløsningene ved en temperatur i området fra 4 ° til 50 °C, mer fortrinnsvis fra 10 °C til 35 °C.
Fortrinnsvis tilsettes de blandete borhydrid- og bisulfittløsningene til masseslurryen direkte, eller ved å lagre utløpet i et kar for senere tilsetning til masseslurryen. I en foretrukket utførelse lagres utløpet av blanderen i et kar og tilsettes til masseslurryen innen 12 timer etter blanding, mer fortrinnsvis innen 6 timer, mer fortrinnsvis innen 3 timer, mer fortrinnsvis innen 1 time, og mest fortrinnsvis innen lA time etter blanding. I en annen foretrukket utførelse tilsettes blander-utgangen direkte gjennom rørledning som bærer utgangen til masseslurryen på mindre enn 15 minutter, mer fortrinnsvis mindre enn 10 minutter, og mest fortrinnsvis mindre enn 5 minutter. Fortrinnsvis er mengden av borhydrid som tilsettes til masseslurryen, målt som prosentandel natriumborhydrid i forhold til tørket fiberinnhold i massen, minst 0,015 %, mer fortrinnsvis minst 0,03 %, og mest fortrinnsvis minst 0,054 %. Fortrinnsvis er mengden borhydrid tilsatt til masseslurryen, målt som prosentandel natriumborhydrid i forhold til tørket fiberinnhold i massen, ikke mer enn 0,12 %, mer fortrinnsvis ikke mer enn 0,09 %, og mest fortrinnsvis ikke mer enn 0,066 %. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen anvendes en 12 % vandig natrium-borhydridløsning, for eksempel Borol™ løsning. I denne utførelse er vekten av løsningen som anvendes, målt som prosentandel av tørket fiberinnhold i massen, minst 0,125 %, mer fortrinnsvis minst 0,25 %, og mest fortrinnsvis minst 0,45 %. Fortrinnsvis er vekten av løsningen som benyttes, målt som prosentandel av tørr fiberinnhold i massen, ikke mer enn 1 %, mer fortrinnsvis ikke mer enn 0,75 %, og mest fortrinnsvis ikke mer enn 0,55 %.
Fortrinnsvis tilsettes de blandete borhydrid- og bisulfittløsninger som er utgangen av blanderen til masseslurryen etter at slurryen har blitt screenet og fortykket og er klar for papirfremstilling, dvs. etter valsene i en typisk valsemølle. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen tilsettes de blandete løsninger til MC opprør pipe hvor masseslurryen akkumulerer før den pumpes til opp-strømstårnet eller kummen. I en annen foretrukket utførelse tilsettes de blandete løsninger til treflis eller -fibere i avfibringstrinnet, for eksempel i raffineringsenhetene eller kvernene.
I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen tilsettes minst ett chelaterende middel til masseslurryen sammen med de blandete borhydrid- og bisulfittløsninger. Det chelaterende middel kan tilsettes enten til utgangen fra blanderen, eller til en av inngangstrømmene i blanderen. Egnete chelaterende midler inkluderer for eksempel DTPA, STPP, EDTA og fosfor-inneholdende chelaterende midler, for eksempel fosfonat og fosfonisk syre chelaterende midler. Mengden av chelaterende middel tilsatt til masseslurryen, målt som en "som er" basis, dvs. prosentandelen av faststoffchelaterende middel eller kommersiell chelaterende løsning i forhold til tørket fiberinnhold i massen, er fra 0,05 til 0,4 %, mer fortrinnsvis fra 0,1 % til 0,3 %, og mest fortrinnsvis fra 0,17 % til 0,23 %. Typisk er STPP tilgjengelig kommersielt som et faststoff, og EDTA og DTPA som deres vandige løsninger. Kommersiell EDTA-løsning er typisk 38 % EDTA.
Eksempler
Eksempel 1: Laboratorieforsøk.
Pressuriserte malte tre(PGW)masseprøver fra en Nordamerikansk mølle ble anvendt i forsøket. Pre-miks, E-pre-miks og Borol™ generert hydrosulfitt (BGH) blekeforsøk ble utført på denne masse. BGH ble produsert med et molart forhold, (bisulfitt-hydroksid)/borhydrid på 8. Pre-miks ble utført ved molare forhold av 6,8 og 8,8, og E-pre-miks ved et molart forhold av 6,8. For-søkene ble utført ved 3,5 % konsistens, 160 °F og en retensjonstid av 60 minutter. Den inn-ledende masseklarhet var 59,2 % ISO. Tabell 1 viser resultatet av en sammenligning mellom BGH og pre-miks prosessene. Blekeresponsene av BGHen og pre-miks prosessene var like.
BGH- bleking:
Basert på konsistens ble 7 g O.D.-masse (masse innveid på en ovntørket basis) plassert i "heavy gauge" polyetylenposer. Posene ble forseglet under nitrogen, ristet kraftig for å dispergere massefiberen, og forvarmet i et bad med konstant temperatur på 160 °F i 10 minutter. Natrium-hydrosulfittløsning ble generert fra Borol™ løsning/NaHS03/H2S04. Løsningen ble analysert for natriumhydrosulfitt ved titrering med en standard jodløsning (TAPPI standard T-622). Basert på denne analyse ble det nødvendige volum for blekeløsning beregnet, og rapportert som prosent hydrosulfitt på en tørrmassebasis. Blekerespons ble bestemt ved å tilsette blekingen under nitrogen, og ved å holde pipetten under overflaten i massen. Hver pose ble forseglet på nytt, ristet kraftig for å blandes, og returnert til badet med konstant temperatur i 60 minutter. Ved slutten av blekeperioden ble hver pose fjernet fra badet, og pH ble målt. Massen ble deretter fortynnet til 1 % ved anvendelse av deionisert vann før filtrering. Et "handsheet" ble fremstilt fra hver kjøring og lufttørket natten over ved 50 % relativ fuktighet. Blekeavlesningene ble utført ved anvendelse av Technibrite™ ERIC 950 og er gjennomsnitt av fem avlesninger fra hver 7g O.D. handsheet.
Pre- mikse blekeprosess:
Basert på konsistens, ble 7g O.D. masse plassert i "heavy gauge" polyetylenposer. Posene ble forseglet under nitrogen, ristet kraftig for å dispergere massefiberen, og prevarmet i et bad av konstant temperatur ved 160 °F i 10 minutter. Pre-miks-løsningene ble generert fra Borol™ løsning og NaHS03(SBS). I fremgangsmåten for å generere pre-miks-løsningen ble natrium-bisulfittpulver tilsatt til vann i en rundbundet flaske og omrørt inntil natriumbisulfittpulveret var fullstendig oppløst. Borol™ løsningen ble deretter umiddelbert tilsatt under en inert atmosfære og under svært hurtig omrøring for å generere en fullstendig pre-miks-løsning. Basert på borhydrid-konsentrasjonen av hver løsning ble det nødvendige volum av pre-miks-løsningene beregnet. En blekerespons ble utført ved å tilsette pre-miks-løsningen under nitrogen og holde pipetten under overflaten i massen. Hver pose ble forseglet på nytt, ristet kraftig for blanding, og returnert til badet med konstant temperatur i 60 minutter. Ved slutten av blekeperioden ble hver pose fjernet fra badet, og pH ble målt. Massen ble deretter fortynnet til 1 % ved anvendelse av deionisert vann. Et "handsheet" ble fremstilt av hver kjøring og lufttørket natten over ved 50 % relativ fuktighet. Klarhetsavlesninger ble utført ved anvendelse av Technibrite™ ERIC 950 og gjennomsnittene av 5 avlesninger fra hver 7g O.D. handsheet.
E- pre- miks blekeprosess:
Denne prosess var identisk til pre-mikseprosessen med unntak av at den nødvendige mengde av EDTA ble tilsatt til natrium bisulfittløsningen for å generere pre-mikse løsningen.
Effekten av å tilsette EDTA til pre-miks-løsningen ble undersøkt (E-pre-miks prosess). EDTA maksimerer blekeeffektiviteten. Tabell II viser sammenligningen av E-pre-miks og pre-miks prosesser. EDTA-løsningsdoseringen var 40 % på Borol™ løsningsdosering i E-pre-miks prosessen.
Eksempel 2: Mølleforsøk
BGH- bleking:
Borol™ blekeenheten genererte 3 % hydrosulfittløsning. Natriumbisulfitt ble blandet med vann, umiddelbart etterfulgt av tilsetning av svovelsyre. Den fortynnete blanding fikk passere gjennom en teflonbelagt statisk mikser. Svovelsyrestrømmen ble regulert ved reaksjons-pH. Reaksjons-pH innstillingspunkt var 6,3. Borol™ løsning ble injisert langs den resirkulerende bleke-strøm til den fortynnete natriumbisulfitt/syreløsning-blanding og passerte gjennom en in-line statisk blander. Produktet natriumhydrogensulfittløsningen strømmer til en avgassingstank hvor hydrogengass generert under BGH-genereringen ble ventilert ut av systemet til atmosfæren. Hydrosulfittløsningen fikk passere gjennom en varmeveksler for å opprettholde blekeløsnings-temperaturen ved 75 °F. Tilslutt ble kaustisk tilsatt til hydrosulfittløsningen før lagring for å justere løsningens pH til 9,3 for stabilitetsformål. Produksjonsraten i enheten ble regulert ved et innstillingspunkt fra blekelagringstanknivået i prosesskontrolleren.
Pre- miks blekeprosess:
Basert på Borol™ løsningsdosering for blekeapplikasjonen og det utvalgte molare forhold under pre-miks prosessen ble natriumbisulfittdoseringen beregnet. Det molare forhold av (bisulfitt-hydroksidyborhydrid varierte fra 4,8 til 8,8 under forsøket. Den nødvendige strøm av Borol™ løsning og natriumbisulfittløsning ble beregnet basert på antall tonn masse bleket med pre-mikseløsningen. Borol™ løsning og natrium bisulfittløsning ble forsynt med transport, og de kjemiske strømmer ble regulert med en pumpe av variabel hastighet. Strømningshastigheten ble kontrollert ved anvendelse av et kalibreringskolonneoppsett. Borol™ løsning ble fortynnet til ca. 2 % av dets opprinnelige konsentrasjon og natriumbisulfittløsningen ble fortynnet til ca. 5 % bisulfitt. Den fortynnete Borol™ løsning i hovedstrømmen ble bleket med fortynnet natrium-bisulfittløsning i sidestrømmen i en T-type forbindelse. Kjemikaliene strømmet gjennom en Kenics™ statisk blander (modell KME-PVC 4,4 elementer, 1 tomme(2,54 cm) med diameter, og 9 Va tomme (23,5 cm) lengde) like før injisering til masseoppløsningen i en MC opprør etter fortykkeren. Avstanden mellom T-type forbindelsen, hvor bisulfittløsning-sidestrømmen ble introdusert inn i borhydridstrømmen, og den statiske blander var mindre enn en fot (0,30 m)(estimert). Avstanden mellom den statiske blander og blekeinjiseringspunktet var ca. 6 fot (1,8 m)(estimert).
Baselinjedata ble samlet først ved 0,75 % BGH dosering (prosent hydrosulfitt basert på tørr masse). Umiddelbart etter BGH-baselinjedataoppsamlingen, ble pre-mikse prosessen kjørt, og resultatene sammenlignet med baselinjene. Pre-mikse prosessen ble kjørt ved to forskjellige molare forhold av (bisulfitt-hydroksid)/borhydrid, først ved en 8,8:1 molart forhold, etterfulgt av 6,8:1 molart forhold. Borol™ løsningsdosering var 0,375 %. Klarhet ble målt på den ikke-blekte prøve samlet ved fortykkeren og den blekte masse samlet like før massen kommer inn i oppstrømshydrotårnet. Retensjonstiden er ca. 15 minutter ved 165 °F. Prøvene ble samlet hvert 30. minutt under forsøket.
Resultatene som sammenligner BGH-prosessen og pre-mikse prosessen er presentert i tabell HI. Det ble vist at pre-miks ytelsen er lik BGH og at det optimale molare forhold for pre-miksen er 6,8:1.
♦Molart forhold av (bisulfitt-hydroksid)/borhydrid
Tabell IV viser sammenligning av BGH ved 0,50 % med pre-miks ved 0,25 % Borol™ løsning og 0,825 % SBS (6,8:1 molart forhold).
Ytelsen av pre-miksblekingen ved innsuging i MC-pumpen ble undersøkt under et forlenget for-søk. Tabell V viser resultatene. Dataene viste at det var mulig å kjøre pre-mikseprosessen ved et lavere molart forhold av (bisulfitt-hydroksid)/borhydrid (4,8:1) og fremdeles oppnå en vesentlig klarhetsøkning, selv om bedre resultater ble oppnådd idet det molare forhold i pre-miksen var 6,8:1.
God blanding I pre-mikseløsningen med pumpen ble oppnådd, som vist ved stabil pH avlesning og uniformitet i den blekte masseklarhet rapportert i tabellene III til V.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for å bleke ny mekanisk masse,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å kombinere: (i) en vandig løsning omfattende natriumborhydrid og natriumhydroksid; og (ii) en vandig løsning omfattende natriumbisulfitt i en kjemisk blander og tilsette utløpet av den kjemiske blander til en vandig slurry av ny mekanisk masse;
hvor et forhold av (mol bisulfitt-mol hydroksid)/mol borhydrid er fra 0 til 7,8.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat forholdet er fra 4 til 7,5.
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2,karakterisert vedat utløpet av den kjemiske blander tilsettes til masseslurryen innen 12 timers blanding.
4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3,karakterisert vedat forholdet er fra 5 til 7.
5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4,karakterisert vedat utløpet av den kjemiske blander tilsettes til masseslurryen innen 3 timers blanding.
6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 5,karakterisert vedat utløpet av den kjemiske blander er i hovedsak homogent før tilsetning av masseslurryen.
7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6,karakterisert vedat et forhold av natriumborhydrid til masse er fra 0,015 % til 0,12 %.
8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten ytterligere omfatter tilsetning av minst et chelaterende middel til masseslurryen.
9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8,karakterisert vedat nevnte forhold er fra 4 til 7,5.
10. Fremgangsmåte i samsvar med krav 9,karakterisert vedat utløpet av den kjemiske blander tilsettes til masseslurryen innen 3 timer av miksing.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US42388702P | 2002-11-05 | 2002-11-05 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20034839D0 NO20034839D0 (no) | 2003-10-30 |
| NO20034839L NO20034839L (no) | 2004-05-06 |
| NO333781B1 true NO333781B1 (no) | 2013-09-16 |
Family
ID=32108170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20034839A NO333781B1 (no) | 2002-11-05 | 2003-10-30 | Fremgangsmate til bleking av mekanisk masse |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7163564B2 (no) |
| EP (1) | EP1418269B1 (no) |
| CA (1) | CA2446490C (no) |
| DE (1) | DE60326113D1 (no) |
| NO (1) | NO333781B1 (no) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040211533A1 (en) * | 2003-04-28 | 2004-10-28 | Qiang Huang | Method for bleaching and color stripping recycled fibers |
| BRPI0703514A (pt) * | 2006-09-01 | 2008-04-22 | Rohm & Haas | método para lixiviação e formação de brilho em argilas de caulim |
| FI121114B (fi) * | 2007-05-04 | 2010-07-15 | Kemira Oyj | Ditioniitin valmistusmenetelmä |
| US9932709B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-04-03 | Ecolab Usa Inc. | Processes and compositions for brightness improvement in paper production |
| US20100224333A1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Prasad Duggirala | Method and chemical composition to improve efficiency of mechanical pulp |
| US8845860B2 (en) | 2010-09-16 | 2014-09-30 | Georgia-Pacific Consumer Products Lp | High brightness pulps from lignin rich waste papers |
| BR102014027199B1 (pt) * | 2014-07-14 | 2022-10-04 | Nalco Company | Método para aprimorar a fabricação de polpa de soda ou kraft |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2707144A (en) * | 1951-08-08 | 1955-04-26 | Scott Paper Co | Method of bleaching mechanically disintegrated wood pulp |
| US2707146A (en) * | 1951-08-08 | 1955-04-26 | Scott Paper Co | Method of bleaching mechanically disintegrated wood pulp |
| US2707145A (en) * | 1952-09-11 | 1955-04-26 | Scott Paper Co | Method of bleaching mechanically disintegrated wood pulp |
| US3167515A (en) * | 1961-07-31 | 1965-01-26 | Metal Hydrides Inc | Preparation of alkali metal hydrosulfites |
| US3709779A (en) * | 1971-11-17 | 1973-01-09 | Int Paper Canada | Bleaching of mechanical pulps with hydrosulfite in the presence of an alkali metal silikate |
| US3985674A (en) * | 1974-12-10 | 1976-10-12 | Virginia Chemicals Inc. | Stabilized sodium dithionite solutions |
| CA1249402A (en) * | 1984-12-21 | 1989-01-31 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Multistage brightening of high yield and ultra high- yield wood pulps |
| EP0191756B1 (en) * | 1985-02-15 | 1989-01-04 | Kamyr Ab | Multi peroxide stage mechanical pulp bleaching |
| US4859447A (en) * | 1986-12-22 | 1989-08-22 | Morton Thiokol, Inc. | Process for the production of sodium hydrosulfite |
| FR2612212B1 (fr) * | 1987-03-13 | 1990-06-29 | Centre Tech Ind Papier | Procede et installation pour le recyclage de vieux papiers imprimes |
| SE457647B (sv) * | 1987-06-24 | 1989-01-16 | Eka Nobel Ab | Saett vid blekning av material med ditionitloesning |
| FR2639371B1 (fr) * | 1988-11-24 | 1995-04-14 | Atochem | Procede de blanchiment de pates desencrees |
| US5336479A (en) * | 1989-01-05 | 1994-08-09 | Morton International, Inc. | High yield sodium hydrosulfite generation |
| CA1340348C (en) * | 1989-03-23 | 1999-01-26 | Michel Barbe | Bleaching process for the production of high bright pulps |
| US5169555A (en) * | 1990-11-09 | 1992-12-08 | Morton International, Inc. | Pulp bleaching solution |
| GB9214041D0 (en) * | 1992-07-02 | 1992-08-12 | Morton Int Inc | Process for de-inking recycled paper pulp |
| US5622597A (en) * | 1995-01-24 | 1997-04-22 | Callaway Corporation | Process for deinking of recycled paper |
| SE513790C2 (sv) * | 1999-03-08 | 2000-11-06 | Mo Och Domsjoe Ab | Blekning av mekanisk massa med reducerande blekmedel |
| US6217621B1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-04-17 | Morton International Inc. | Textile substrate dye stripping |
| DE60301446T2 (de) * | 2002-06-28 | 2006-06-14 | Rohm & Haas | Verfahren zur Aufhellung von Pulpe mit Hydrosulfitlösung |
| US20040211533A1 (en) * | 2003-04-28 | 2004-10-28 | Qiang Huang | Method for bleaching and color stripping recycled fibers |
-
2003
- 2003-09-19 DE DE60326113T patent/DE60326113D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-19 EP EP03255900A patent/EP1418269B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-24 CA CA002446490A patent/CA2446490C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-30 NO NO20034839A patent/NO333781B1/no not_active IP Right Cessation
- 2003-10-31 US US10/698,183 patent/US7163564B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7163564B2 (en) | 2007-01-16 |
| NO20034839L (no) | 2004-05-06 |
| DE60326113D1 (de) | 2009-03-26 |
| EP1418269A1 (en) | 2004-05-12 |
| CA2446490C (en) | 2008-12-23 |
| NO20034839D0 (no) | 2003-10-30 |
| EP1418269B1 (en) | 2009-02-11 |
| US20040117914A1 (en) | 2004-06-24 |
| CA2446490A1 (en) | 2004-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1235257B (en) | Method at bleaching ligno-cellulose containing material | |
| US4919755A (en) | Process for bleaching | |
| NO328511B1 (no) | Fremgangsmate for a stabilisere pH i en pulpsuspensjon og fremstilling av papir av stabilisert pulp | |
| EP2122048A2 (en) | A process in a (d) stage bleaching of softwood pulps in a presence of mg(oh)2 | |
| NO333781B1 (no) | Fremgangsmate til bleking av mekanisk masse | |
| US9540767B2 (en) | Method for bleaching pulp | |
| EP0464110B1 (en) | Bleaching process for the production of high bright pulps | |
| CA2671876C (en) | A process in a (d) stage bleaching of hardwood pulps in a presence of mg(oh)2 | |
| US20060081345A1 (en) | Method for bleaching wood fibers | |
| JPS6262200B2 (no) | ||
| US2938826A (en) | Bleaching of cellulosic pulp | |
| US20090000751A1 (en) | Bleaching process with at least one extraction stage | |
| EP1278909A1 (en) | A method for controlling the delignification and bleaching of a pulp suspension | |
| US20030155086A1 (en) | Process for bleaching a lignocellulosic pulp | |
| US20040211533A1 (en) | Method for bleaching and color stripping recycled fibers | |
| Käyhkö et al. | The role of gas dispersion in the oxygen delignification process | |
| Xu et al. | High Purity Chlorine Dioxide Generation Based on the Mixed Reductant: From the Laboratory to Industry | |
| Tarvo et al. | Modelling of chemical pulp bleaching | |
| CA1068054A (en) | Method for controlling the addition of active chemical for delignifying and/or bleaching cellulose pulp suspended in a liquor containing chemicals reactive with the delignifying and/or bleaching chemical | |
| Dietz et al. | Aspects of optimisation of mechanical pulp bleaching with hydrogen peroxide | |
| Isoaho et al. | Chemistry of dithionite bleaching. Part 2. Comparable study with different thermomechanical and recycled fibre pulp | |
| Hu | Electrochemical brightening of pulp with sodium dithionite generated in-situ | |
| JPS6262199B2 (no) | ||
| NO172297B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av cellulosemasse | |
| GB2441431A (en) | A method of bleaching kaolin and other minerals using sodium dithionite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: VERTELLUS PERFORMANCE CHEMICALS LLC, US |
|
| MK1K | Patent expired |