NO343830B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av mekanisk masse passende for fremstilling av papir eller papp - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte i henhold til krav 1's ingress for fremstilling av mekanisk masse passende for papir eller pappfremstilling.

Ved den slik fremgangsmåte blir massen fibrillert ved bruk av i og for seg kjente metoder og massen som blir dannet blir bleket under alkaliske betingelser.

Bruk av mekanisk masse fremstilt av treblokker, mer spesielt slipmasse, var den første måte å fremstille papir fra trevirke på. Slipemasse ble produsert ved et slipmasseanlegg ved bruk av en slipestein. Industriell produksjon av denne typen masse startet i Tyskland, muligens allerede i 1844. Senere har det imidlertid blitt brukt to roterende sett med kuttere for å utføre defibreringen.

Begge metodene er fremdeles i bruk, den tradisjonelle metoden med å fremstille mekanisk masse har imidlertid blitt modifisert ved å bruke trykksatte betingelser i prosessen for å gjenvinne minst en del av energien som brukes for å raffinere massen eller ved maling ved en fordelaktig høy temperatur. Samtidig har trykksettingen redusert forbruket av mekanisk energi fordi fibrene løsner lettere fra trevirket ved en høy temperatur.

Mekaniske masser som ble brukt for fremstilling av papir blir bleket. Opprinnelig ble blekingen utført ved å bruke klorforbindelser og svovelforbindelser. Senere har det blitt tatt i bruk nye typer av blekemidler, bl.a. hydrogen peroksid og organiske peroksysyrer, så som peroksy maursyre og peroksy eddiksyre, som for eksempel beskrevet i US patent beskrivelse 4,793,898.

I henhold til finsk patentpublikasjon 68685, er det mulig å bleke mekanisk masse ved å bruke 0,2 — 3,0 % hydrogenperoksid i det første trinnet og 0,1 — 5,0 % organisk persyre i det andre trinnet. Prosentandelene er beregnet utfra den tørre vekten til trevirket som behandles.

US patentskrift 4,793,898 foreslår at det er mulig å bleke masse ved bruk av peroksid sammen med eddiksyre eller maursyre, i hvilket tilfelle peroksidet som brukes utgjør 20 % av tørrvekten til flisen. I dette tilfellet er det mulig å oppnå et kappatall på 20 ved bleking ev bjørkemasse, Det er vel kjent at blanding av en liten mengde, typisk, Mg-salter eller DTPA (dietylen triamin pentaacetat) inn i blekeløsningen vil forhindre selvdekomponering av peroksidet.

US patentskrift 5,039,377 beskriver en metode som er basert på peroksidbleking og hvor natrium silikat brukes sammen med et alkalimetall karbonat eller bikarbonat. Natrium silikat blir brukt i uoppløselig form og det kan erstattes med andre silikatholdige forbindelser med en ionebytterkapasitet, så som syntetiske zeolitter. Også i foreliggende tilfelle er hensikten med silikatmaterialene å forhindre en for tidlig nedbrytning av peroksidet, forårsaket av tungmetaller.

US patentskrift 6,743,332 beskriver hvordan massen blir bleket i en flertrinns TMP (termomekanisk masse) prosess ved bruk av en løsning av hydrogen peroksid og Mg(OH)2 og Na2CO3 , og fibersuspensjonen holdes i denne løsningen etter det andre raffineringstrinnet ved en temperatur på 185 — 160 °C for 2 — 180 minutter. Det er anbefalt at det brukes 5 — 100 kg peroksid per tonn tørr masse.

Videre er det i US patentskrift 4,731,160 anbefalt at masse blir bleket med peroksid på følgende måte: etter defibrering blir massen fraksjonert i to fraksjoner, som innbefatter finfraksjon og tilsvarende hovedfraksjon. Finfraksjonen blir bleket separat på grunn av at dersom de to fraksjonen ble bleket sammen, er resultatet at drenerbarheten til hovedfraksjonen blir dårlig og det er ikke mulig å bleke denne fraksjonen ved en normal filtreringsbleking (fortrengningsbleking) på grunn av den dårlige drenerbarheten. Finfraksjonen blir bleket ved bruk av metoden i henhold til figur 1 i patentskriftet, ved hvilken metode peroksidløsningen blir ledet inn i filtratvannet etter det siste trinnet. Dette vannet blir bragt tilbake til massen etter pressing i det første trinnet. Blekereaksjonene skjer hovedsakelig i et konvensjonelt bleketårn.

I US 2004/180184 A1 er det beskrevet produksjon av belagt printerpapir og nevner prosessering av termomekanisk papirmasse (TMP). Etter raffinering blir papirmassen sortert ved hjelp av et filter, hvorpå den grovfibrete massen (filterrejektet) blir videre raffinert, tyknet og bleket adskilt fra hovedfraksjonen (filterakseptet). Både rejektet og akseptet blir bleket med natrium hydrogensulfitt.

Målet med foreliggende oppfinnelse er å eliminere ulempene Forbundet med kjent teknologi og tilveiebringe en ny, industrielt anvendelig prosess for behandling og bleking av mekanisk masse, som brukes for fremstilling av fibrøse baner, så som papp og fremfor alt papir.

I henhold til vår oppfinnelse har all planering og implementering av hele prosessen i industriell skala blitt utført på en helt ny måte. I foreliggende prosess er blekingen spesielt fokusert mot rejektfraksjonen separert i massesilen. Fibrene i denne massefraksjonen er typisk grov, det vil si at deres bøyelighet er lav, og de er dårlig fibrillert. Et laboratorieark fremstilt av massefraksjon av denne typen har en lav tetthet. I tillegg er styrken til dette typisk lav, og på grunn av det lave antallet finpartikler er opakiteten lav. På den annen side er overflaten meget grov.

I henhold til foreliggende oppfinnelse blir massen som er fremstilt etter fibrilleringen silt for å separere rejektet fra akseptet, i hvilket tilfelle prosentandelen av det separerte rejektet er maksimalt tilnærmet 60 % av den totale mengden masse. Etter dette blir rejektet bleket separat fra akseptet og det blekede rejektet blir blandet inn i akseptet igjen.

Fremgangsmåten er hensiktsmessig for produksjonen av mekaniske eller kjemimekaniske masser, spesielt for fremstilling av kjemitermomekanisk (CTMP) masse og spesielt for løvtremasse eller masser som inneholder fibre som kommer fra løvskog.

Mer spesielt er løsningen i henhold til foreliggende oppfinnelse hovedsakelig karakterisert ved det som er angitt i den karakteriserende delen av krav 1.

I henhold til fremgangsmåten, oppnås det fordeler under blekingen av masse og spesielt i økning av styrken. Samtidig spares en betydelig mengde energi som brukes under raffineringen. Økningen av styrken og reduksjonen av energien som brukes for raffinering er observerbar både under raffineringen av rejektet og i etterraffineringen av den ferdige mekaniske massen. Den fordelaktige økningen av styrken som oppnås i etterraffineringstrinnet er spesielt overraskende.

I litteraturen har det blitt vist at bruk av alkali påvirker økningen av i styrke og forbruket av energi ved bleking av rejektene. Med hensyn til dette henviser vi til artikler av Strunk, W. et al: High-Alkalinity Peroxide Treatment of Groundwood Screen rejects, ABTCP Congr. Annual Cellulose Paper 22nd (Sao Paulo), 511-533, Treating Groundwood Screen Rejects with Alkaline Peroxide Ups Pulp Value, Pulp Paper 63, nr.11: 99-105, 1989 og High-Strength Softwood Rejects by Bleaching with Peroxide before Refining, Tappi Ann. Mtg. (Atlanta) Proc.: 49-16, 1988.

I de kjente løsningen har det imidlertid blitt brukt store doser med alkali. I motsetning til dette, har vi i henhold til foreliggende oppfinnelse uventet oppdaget at selv med små doser alkali spares det energi, og spesielt interessant blir etterraffineringsfordelen nevnt over også oppnådd. I praksis blir alkaliforbruket til prosessen ikke vesentlig økt i foreliggende oppfinnelse, siden mengden av alkali som brukes for bleking av rejektet reduserer mengden av alkali som er nødvendig ellers, spesielt i høykonsistens blekingen.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av en detaljert forklaring, sammen med den medfølgende tegningen. Figuren viser et forenklet flytdiagram av prosessen i henhold til foreliggende oppfinnelse (det vil si rejektbehandlingen).

I prosessen i henhold til foreliggende oppfinnelse blir treråmaterialet defibrillert, ved bruk av mekaniske eller kjemimekaniske metoder som er i og for seg kjent, for å bli råmateriale for papir eller papp. Ved prosessen i henhold til oppfinnelsen blir tre-råmaterialet defibrillert ved bruk av i og for seg kjente mekaniske eller kjemimekaniske metoder, for å gjøre det egnet for råmateriale for fremstilling av papir eller papp. Treflis eller trevirke (blokker) kan brukes som tre-råmateriale. Den dannede fibrillerte massen blir bleket under alkaliske betingelser. Massen som kommer fra fibrilleringen blir imidlertid først ført til siltrinnet, hvor det blir oppdelt i minst to deler, nemlig akseptet, som blir bragt frem til bleketrinnet, og rejektet, som gjennomgår en behandling i henhold til foreliggende oppfinnelse. Prosentandelen av rejektet som blir separert er maksimalt tilnærmet 60 %, fortrinnsvis maksimalt 40 %, av den totale massemengden. Det er imidlertid typisk at delen av rejektet som fjernes er minst 5 %, spesielt minst tilnærmet 10 %. Rejektet blir bleket separat fra akseptet, og etter dette blir det blekede rejektet blandet inn i akseptet.

Det bør påpekes at selv om det i den følgende forklaringen kun er nevnt osp flere steder i teksten som utgangsmateriale for den kjemimekaniske massen, kan foreliggende oppfinnelse også anvendes for andre treslag av Populus-slekten. Generelt er bl.a. følgende treslag velegnet for bruk i foreliggende oppfinnelse: P. tremula, P. tremuloides, P. balsamea, P. balsamifera, P. trichocarpa, P. heterophylla, P. deltoides og P. grandidentata. Osp (den europeisk ospen, P. tremula, skjelveospen P. tremuloides), ospearter krysset fra forskjellige grunnstammeosper, såkalte hybrid osper (for eksempel P. tremula x tremuloides, P. tremula x tremula, P. deltoides x trichocarpa, P. trichocarpa x deltoides, P. deltoides x nigra, P.maximowiczii x trichocarpa) og andre arter dannet ved hjelp av genteknologi, sammen med popler, er ansett spesielt foretrukne for fremstillingen av kjemimekanisk masse, hvis fiberegenskaper og optiske egenskaper er gode nok for å bli brukt i foreliggende oppfinnelse.

Det er foretrukket å bruke kjemimekanisk masse som har en passende fiberfordeling og minst 30 %, mer foretrukket minst 50 % og fortrinnsvis minst 70 % av massen stammer fra osp, hybrid osp eller poppel. I henhold til en mer foretrukket utførelsesform, blir det i foreliggende oppfinnelse brukt en masse av osp-CTMP. Minst 20 masse-% av fibrene i denne massen er i fiberstørrelsesfraksjonen < 75 µm (< 200) mesh. Mest hensiktsmessig brukes det en masse av osp-CTMP når 20-40 masse-%, fortrinnsvis minst tilnærmet 25-35 masse-% av fibrene i denne massen er i fiberstørrelsesfraksjonen 600/300 µm (28/48 mesh), og 20-40 masse-%, fortrinnsvis tilnærmet 25-35 masse-% i fiberstørrelsesfraksjonen < 75 µm (<200 mesh).

Her betyr tallet 600/300 µm (28/48) fiberfraksjonen som passerer gjennom en vire, hvis meshtetthet er 600 µm (28 virer per tomme (mesh)), men hvilken fraksjon blir avvist av en 300 µm (48 mesh) vire. En fraksjon som denne inneholder fibre som gir papirlaget en passende bulk og stivhet. Fraksjonen som har fibrene av en størrelse som penetrerer den fineste viren (< 200 mesh = >75 µm) gir i sin tur en god overflateglatthet. Den angjeldende massen kan fremstilles ved en kjemimekanisk prosess som er i og for seg kjent, og som har flere raffineringstrinn, for eksempel 2 trinn etterfulgt av rejektsilingen og rejektraffinering. Den ønskede fiberstørrelsesfordelingen blir justert ved interaksjonen av disse trinnene.

Den ovenstående beskrivelsen av fordelingen av fiberstørrelsen gjelder typisk masser som brukes ved papirfremstilling dersom gramvekten er under 150 g/m<2>og fortrinnsvis mindre enn 100 g/m<2>(for eksempel tilnærmet 30 — 90 g/m<2>). Fiberstørrelsesfordelingen er fortrinnsvis forskjellig for papir og papp med større gramvekt.

I foreliggende oppfinnelse betyr kjemimekanisk massefremstilling en prosess som innbefatter to trinn, nemlig et kjemisk og et mekanisk defibreringstrinn. Kjemimekaniske prosesser er kjemimekanisk masse (CMP) og kjemitermomekanisk masse (CTMP) prosessene. I CMP prosessen blir treråmaterialet raffinert ved normalt trykk, mens i CTMP prosessen blir det dannet en trykkraffinør mekanisk masse. Utbyttet til CMP prosessen er generelt lavere enn det til CTMP prosessen (mindre enn 90 %). Årsaken er at doseringen av kjemikaler som brukes i CMP er større. I begge tilfeller blir kjemikaliebehandlingen av trevirket tradisjonelt utført med natrium sulfitt (sulfoneringsbehandling)m i hvilket tilfelle løvtrevirke også kan behandles med natrium hydroksid. I dette tilfellet er en typisk kjemikaliedosering i CTMP prosessen tilnærmet 04 % natrium sulfitt og 0,1 — 7,0 % natrium hydroksid ved en temperatur på tilnærmet 60 — 120 °C. I CMP prosessen er kjemikaliedoseringen 10 — 15 % natrium sulfitt og/eller 4 — 8 % natrium hydroksid (doseringene er beregnet på basis av tørt trevirke eller tørr masse) og temperaturen er 130 — 160 'C og tilsvarende 50 — 100 °C.

I en kjemimekanisk prosess kan treflisen også impregneres med en alkalisk peroksidløsning (APMP prosessen). Peroksiddoseringen er generelt 0,1 — 10 % (av tørr masse, kg/adt), typisk tilnærmet 0,5 — 5.0 %. Den samme mengden alkali, så som natrium hydroksid blir tilsatt, det vil si ca.0,1 — 10 masse-%.

Råmaterialet i CTMP prosessen kan innbefatte kun osp eller annet trevirke av poppel-slekten. Det kan imidlertid også inkludere andre treslag, for eksempel løvtrevirke, for eksempel bjørk, eukalyptus og blandet tropisk trevirke, eller nåletrevirke, så som gran eller furu. I henhold til en anvendelse, brukes det kjemimekanisk masse, som innbefatter minst 5 % trefibre fra nåletrær. I foreliggende oppfinnelse er det for eksempel mulig å bruke kjemimekanisk masse som inneholder 70 — 100 % ospefibre og 0 — 30 % trefibre fra nåletrær. Sistnevnte kan komme fra et eller flere nåletreslag.

Bulken, styrkeegenskapene og stivheten til massen kan økes ved tilsetning av nåletrefibre, spesielt grantrefibre. Det er imidlertid også mulig å påvirke bulken og stivheten til masse bestående kun av osp eller et lignende utgangsmateriale ved å regulere prosessparametrene i CTMP prosessen.

Mekaniske defibreringsmetoder, det vil si fibrilleringsmetoder, er den tradisjonelle mekaniske massebearbeidingsmetoden og den raffinerte mekaniske massebearbeidingsmetoden (GW og TMP) og modifiserte versjoner av dem.

I behandlingen av rejektet, er det mulig å fortsette på to måter; enten ved først bleiking og deretter raffinering av rejektet ført det blir blandet med akseptet, hvilket utgjør hovedlegemet til massen; eller alternativt ved å raffinere det før bleking. Fortrinnsvis blir raffineringen utført etter bleikingen, i hvilket tilfelle det spares mye energi som brukes ved raffineringen. I begge tilfeller blir 20 — 60 %, fortrinnsvis 20 — 40 % av massen separert som rejektet, etter fibrilleringen og silingen.

Peroksid eller persyre forbindelser blir brukt som blekekjemikalier både ved bleking av rejektet og akseptet rejektet. Av persyreforbindelser, bør det nevnes lavere peroksy alkansyrer, spesielt permaursyre, pereddiksyre og perpropionsyre, sammen med permonosvovelsyre (Caron syre) og blandinger av dem.

Pereddiksyre, som er en spesielt egnet peroksy alkansyre, blir fremstilt ved å få eddiksyre til å reagere med hydrogen peroksid i et molforhold på 1,1 — 1,2 ved å bruke en liten mengde svovelsyre som katalysator.

Pereddiksyre blir enten som sådan eller som et balanserende produkt, eller i en destillert form. Typiske betingelser som kreves for behandlingstrinnet ved bruk av pereddiksyre er: dosering 2 — 40 kg/BDt (Bdt = Bone dry ton) , pH 3 — 8, temperatur 50 — 90 °C og reaksjonstid 30 minutter til 6 timer. Når nødvendig, kan det innblandes additiver i persyretrinnet, for eksempel magnesium sulfat og /eller et chelatdannende middel, så som EDTA eller DTPA, hvis mengde er typisk 0,5 — 30 kg/BDt. Mer foretrukket er betingelsene som er nødvendig for persyre behandlingstrinnet: pH 4,5 — 7, reaksjonstid 30 —180 minutter og temperatur 50 — 80 °C.

Peroksidblekingen blir i sin tur utført med hydrogen peroksid eller natrium peroksid. Generelt blir natrium silikat og magnesium sulfat tilsatt til blekeløsningen for å stabilisere peroksidet. Blekingen blir utført under alkaliske betingelser og pH verdien er generelt tilnærmet 9 —12 ved det innledende trinnet i blekingen. Peroksid doseringen er typisk tilnærmet 0,5 — 10,0 % og selv en dosering på 1 — 3 % gir gode blekeresultater. Konsistensen til massen er tilnærmet 5 — 40 % og retensjonstiden til blekingen er, avhengig av temperaturen og konsistensen, tilnærmet 0,1 — 20,0 timer, typisk tilnærmet 0,5 — 4,0 timer, ved konsistens 5 — 40 %. Det er mulig å forbedre ISO lysheten til massen med tilnærmet 15 — 20 prosentenheter ved å bruke peroksid bleking.

Alkali, spesielt alkalimetall hydroksid, så som natrium hydroksid, blir dosert for å bleke rejektet i de samme volumer som peroksid, typisk er prosentandelen av alkali tilnærmet 0,5 —1, 0 ganger, spesielt 0,6 — 0,8 ganger, prosentandelen av peroksid. Doseringen av alkali som tilføres blekingen er tilnærmet 0,2 — 3,0 % av tørrvekten til massen. Doseringen er mest hensiktsmessig maksimalt tilnærmet 2,0 %, spesielt tilnærmet 0,1 — 1,5 %. Siden det totale forbruket av alkali i henhold til foreliggende oppfinnelse forblir i det vesentligste konstant sammenlignet med en konvensjonell prosess, typisk minst 10 % men maksimalt tilnærmet halvparten av alkaliet som brukes i hele blekeprosessen, spesielt tilnærmet 20 — 45 masse-% av den totale blekemengden av massen, blir brukt ved bleking av rejektet.

Rejektet som er separat bleket, blir etterraffinert før det blir blandet med akseptet. Uttrykt som spesifikt energiforbruk, blir 15-30 % av hovedlinjeenergien brukt for raffineringen brukt for raffinering av rejektet.

Hovedlegemet til massen, det vil si akseptet, og rejektet blir kombinert etter å ha blitt behandlet separat, og de blir bleket og vasket sammen. Den rekombinerte massen blir bleket til en ønsket endelig lyshet, som beskrevet over, med peroksid eller peroksy syre. Spesielt CTMP prosessen tillater at massen tørkes og i sin tur komprimeres til baller før den blir levert til papir eller pappfabrikken. For på en mer foretrukket måte å tilveiebringe den uventede endringen ved bleking av rejektet, blir det utført et etterraffineringstrinn på den sammensatte massen (aksept rejekt) som bruker 10 — 1000 kWh/t, fortrinnsvis 10 — 400 kWh/t energi for raffineringen. I prinsippet kan dette etterraffineringstrinnet skje etter rekombinering av akseptet og rejektet, og den kan utføres enten ved høykonsistens eller lavkonsistens teknikken, selv om den mest typiske formen for applikasjon i dag er lavkonsistens raffinering. Det mest hensiktsmessige øyeblikket hvorved etterraffineringen, så som lavkonsistens raffineringen nevnte over, blir utført er før massen blir dosert til papir eller pappmaskinen.

Den sammensatte massen blir bleket til den endelige ønskede lysheten, som beskrevet over, ved bruk av peroksid eller peroksy syre i et alkalisk mellommiddel. I henhold til foreliggende oppfinnelse, ved høykonsistens bleking, kan doseringen av alkali være mindre enn den konvensjonelle doseringen. Typisk er den tilnærmet 0,5 — 1,5 %.

Doseringen av peroksid kan også reduseres, i hvilket tilfelle tilnærmet 3,0 % (typisk 1,0 — 3,0 %) kan settes som den øvre grensen.

Alkaliforbruket til prosessen er samlet (impregnering — midlere konsistens bleking — behandling/bleking av rejektet) tilnærmet 2 — 4 % av massen (kg/ADt) (Adt = Air Dry ton), spesielt maksimalt tilnærmet 3,5 %.

På grunnlag av det som er beskrevet over, vil prosessen bli beskrevet i det følgende eksempelet sammen med et prosess-flytdiagram. Hovedtrinnene i prosessen er behandlingen av treflis, absorpsjon, raffinering, siling, behandling av rejekt, bleking og vasking.

I prosessdiagrammet referer henvisningstallene 1 --12 til følgende prosesstrinn og beholdere:

1. raffinering

2. beholdere for fjerning av latens

3. primært siletrinn

4. sekundært siletrinn

5. rejektbeholdere

6. konsentrasjon av rejekt

7. kompresjon av rejekt

8. bleking av rejekt

9. raffinering av rejekt

10. beholder for raffinert rejekt

11. siling av rejekt

12. sentrifugerensing

A. Behandling av treflis

Osp og for noen typer masse gran, blir brukt som råmateriale for den kjemimekaniske massebearbeidingsprosessen (BCTMP). Granflis blir tilført til møllen som behandlet flis. Ospen blir barket i avbarkingsanlegget ved bruk av tørrbarkeprosessen. De barkede blokkene blir hugd opp og flisen blir siktet. Flisen blir lagret i fire dekkede flislagringssiloer.

Flisen blir først oppvarmet i flissiloen, hvorefter sten, sand og andre urenheter blir vasket ut med sirkulerende vann. Vaskevannet blir separert fra flisen i en vannseparasjonsskrue .

B. Impregnering

Den vaskede flisen blir oppvarmet med damp i en trykksatt fødeskrue. Etter dette er flisen sterkt komprimert og deretter blir de svellet for å forbedre absorpsjonen av kjemikaliene.

C. Raffinering

Den impregnerte flisen blir ført il en en-trinns eller to-trinns trykksatt raffineringsprosess. Fra raffineringen blir massen ført inn i latensfjerningsbeholdere.

D. Siling

Etter mekanisk defibrering inneholder massen fremdeles ufullstendig defibrerte fragmenter og splinter. Disse blir separert fra massen i en flertrinns sileprosess og etter dette blir de ført til et rejektbehandlingstrinn.

E. Behandling av rejekt

Behandlingen av rejektet er beskrevet i figur 1. Den impregnerte flisen blir ført til raffineringstrinnet 1, hvorefter massen blir pumpet til latensfjerningstrinnet 2. Deretter blir massen pumpet, ved en konsistens på 1,4 — 1,8 (til silingen 3 til det primære trinnet (P-trinn), hvorfra akseptet blir pumpet til platefilteret.

Rejektet i P-trinnet 3 blir alltid pumpet, i henhold til de behandlede treslagene, enten til silingen 4 i det sekundære trinnet (S-trinn) eller til rejektbeholderne 5. Det volumetriske forholdet til rejektet i P-trinnet blir bestemt i henhold til det behandlede treslaget og statusen til prosessen, er mellom 25 og 40 %.

Akseptet fra silingen i S-trinnet blir matet inn i massestrømmen som går til platefilteret, og rejektet fra silingen 4 i S-trinnet blir pumpet inn i rejektbeholderne 5. I S-trinnet varierer det volumetriske forholdet til rejektet mellom 47 og 57 %, avhengig av prosessens status.

Fra rejektbeholderen blir massen pumpet til rejektkonsentrasjonstrinnet 6, hvilket for eksempel kan utføres med kurvede siler, for å konsentrere massen. Før blekingen av rejektet, blir massen vasket og vann blir fjernet fra den med rejektpressene 7. Fra rejektpressene blir massen med HC-konsistens (høy konsistens) 28 — 38 % ført gjennom den kjemiske blanderen inn i rejektbleketårnet 8. I den kjemiske blanderen blir det tilsatt blekekjemikalier, alkaliet og peroksidet og/eller perforbindelsene.

Etter blekingen blir massen raffinert i rejektraffineringstrinnet 9. Fra rejektraffineringstrinnet 9 blir massen ført inn i beholderen 10 for raffinert rejekt, hvorfra massen blir pumpet til rejektsiling 11. Akseptet fra rejektsilingen blir ført til samme strøm sammen med akseptet fra silingen 3 i P-trinnet og rejektet blir matet til sentrifugalrensing 12. Ved rejektsilene er det volumetriske forholdet til rejektet 20 — 35 %, avhengig av de behandlede treslagene. Akseptet fra sentrifugalrensingen 12 blir pumpet inn i rejektbeholderne 5, hvorfra det sirkulerer igjen gjennom hele rejektbehandlingen. Rejektet fra sentrifugalrensingen 12 blir ført ut av prosessen. Rejektet fra rejektsilingen (30 — 60 % av massestrømmen) blir resirkulert inn i rejektbeholderne 5, hvorfra de igjen sirkulerer gjennom hele rejektbehandlingen.

F. bleking og vasking

Massen blir vasket ved å fortynne den med sirkulerende vann som er renere og ved å komprimere den i skruepresser i det første vasketrinnet. I en to-trinns blekeprosess, foruten bleking av rejektet, blir massen bleket med peroksid. Den første blekingen blir utført ved en konsistens på tilnærmet 12 % (MC ((midlere konsistens) bleking) og den andre ved en konsistens på tilnærmet 30 % (HC (høy konsistens) bleking). Mellom bleketrinnene er det et andre vasketrinn, hvilket utføres ved dobbeltvirepressene. Bruken av kjemikalier blir optimalisert, siden i MC blekingen, blir hydrogen peroksid generelt ikke tilsatt. I stedet inneholder vaskevannet rest peroksid fra det andre bleketrinnet som blir sirkulert inn i det.

Blekingen blir efterfulgt av en tre-trinns vaskeprosess. Denne vaskingen er basert på motstrømsvasking, det vil si sirkulasjon av fortynningsvann fra de påfølgende vaskingene. Etter det fjerde vasketrinnet bli massen fortynnet, ved å bruke det rene kondensatet fra fordamping, til HC konsistens og ført til lagringstårnet.

G. Tørking og ballepressing av massen.

Den komprimerte massen blir ført fra lagringstårnet til to flashtørkelinjer, hvilke har to trinn. Massen blir flokkulert og deretter ført inn i en strøm av varm luft. Etter dette blir massen ført gjennom en vifte til en kjølesyklon, hvorfra den tørkede massen i sin tur blir ført til balleformingsinnretninger.

Ved å følge prosessen beskrevet over, ble det oppnådd resultater som er vis i det neste eksempelet. Det bør påpekes at egenskapene til trevirket varierer i henhold til tiden på året og det geografiske område som trevirket kommer fra, og i henhold til breddegrad. Dette er innlysende for eksperter inne området. Dette må derfor tas med i betraktning når man studerer tallene i den etterfølgende tabellen, selv om to forsøk i stor skala ble planlagt for utførelse ved bruk av trær, hvis hogststeder var så nær hverandre og så tilsvarende son

mulig.

Tid 26.9.2004 19.10.2004 Massefremstilling

Impregnering

NaOH kg/adt 2 2

Oksidert grønnlut kg/adt 6 6

DTPA kg/adt 0,6 0,8 Raffinering/ linje 1 SRE MWh/adt 1,59 1,66 Linje 2 1,77 1,64 Siling:

DTPA til latenstårn kg/adt 0,6 0,8 Volumetrisk rejekt % 35 38 (med et volumetrisk forhold på 35%, er forholdet

rejekt til masse 40 — 45 % avhengig av

inngangskonsistensen og fødestrømmen)

Midlere konsistens bleking

NaOH kg/adt 1 1 Høykonsistens bleking

H2O2 kg/adt 37 28 NaOH 19 12 MgSO4 2,5 1 Rejektbehandling:

H2O2 kg/adt 0 12 NaOH 0 12 MgSO4 0 0,03 Separat raffinering av rejekt

RJ 1 MWh/adt 0,64 0,29 RJ 2 MWh/adt 0,68 0,39 Volumetrisk mengde rejekt

i rejektsiling 35<0>/0 28 Total mengde NaOH kg/adt 27 32

Egenskaper målt på et ark undersøkt etter massefremstilling:

*CSF ml 10 100 Bulk cm<3>/g 2,00 1,86 Benzen ml/min 435 254 Strekkindeks Nm/g 31,2 38,3 Strekkstivhet kNm/g 4,17 5,08 Strekkenergi indeks ;TEA J/kg 0,31 0,43 Delamineringsenergi ;= Scott BondJ/m<2>177 188 ;ISO lyshet % 83,2 81,5 Opakitet 81,7 80,8 ;;Egenskaper etter at massen har blitt etterraffinert i en lavkonsistens raffinør 60 kWh/adt (raffinøren er en laboratorieskala Voith-Sulzer raffinør) ;CSF ml 84 70 Bulk cm<3>/g 1,84 1,72 Benzen ml/min 246 106 ;Strekkindeks Nm/g 37,0 46,2 TEA J/g 0,41 0,56 ;Delamineringsenergi J/m<2>215 252 ISO lyshet % 82,9 81,4 Opakitet % 81,7 80,4 ;;(*) indikerer at de andre typiske egenskapene var så nær hverandre at det ikke var verdt å nevne dem i denne sammenligningen.

Sammenligningen viser at Bentsen glattheten til testarkene fra både masseproduksjonen og spesielt fra etterraffineringen, sammen med strekkindeksen og delamineringsenergien, ble betydelig forbedret.

Samlet kan det sees hvordan egenskapene til massen, som har blitt behandlet med fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, har utviklet seg i en positiv retning på en meget uventet måte ved etterraffineringen, når sammenligningen gjøres på grunnlag av energiforbruket i etterraffineringen. Samtidig falt energien som ble brukt til raffineringen av rejektet i den virkelige masseproduksjonen til tilnærmet halvparten. Et trekk som ikke kan presenteres i denne sammenligningen, men som er innlysende for ekspertene, er at mengden av rejekt kan variere naturlig og, hvis dets egenskaper blir påvirket på en måte som beskrevet over, vil kvaliteten til massen og derved i sin tur kvaliteten til det endelige papiret blir vesentlig forbedret, og kvalitetsvariasjoner blir jevnet ut.

I eksempelet over, ble det bruk en trevirkeblanding bestående av 85% osp og 15 % gran.

En tilsvarende prosedyre er også egnet for gran, når den brukes til å fremstille raffinert mekanisk masse, slipmasse eller kjemimekanisk raffinørmasse, eller behandlingen av disse blir utført under trykksatte betingelser.

Eksempelet viser også at det totale forbruket av alkali i det vesentligste er det samme i løsningen i henhold til oppfinnelsen. I eksempelet i henhold til foreliggende oppfinnelse, var tallet 3,2 % (kg/adt), mens mengden som ble brukt ved den konvensjonelle metoden var 2,7 %.

Claims (1)

1. Patentkrav

   1.

   Fremgangsmåte for fremstilling av mekanisk eller kjemimekanisk masse som

   råmateriale for papir eller papp, i henhold til hvilken fremgangsmåte

   − massen blir fibrillert, ved bruk av i og for seg kjente metoder, fra treflis eller trevirke, og

   - den fibrillerte massen blir bleket under alkaliske betingelser, karakterisert ved at

   − etter fibrilleringen blir massen silt for å separere rejektet fra akseptet,

   − maksimalt 60 % av den totale massen blir separert som rejekt,

   − rejektet blir bleket adskilt fra akseptet, og deretter

   blir den blekede massen blandet igjen med akseptet,

   akseptet og rejektet blir etterraffinert sammen ved bruk av 10 til 1000 kWh/tonn.

   2.

   Fremgangsmåte i henhold til krav 1,

   karakterisert ved at rejektet blir raff inert før det blir blandet med

   akseptet, hvilket utgjør hovedlegemet til massen.

   3.

   Fremgangsmåte i henhold til krav 1,

   karakterisert ved at re jektet b l i r raf f inert før b lekingen.

   Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 — 3, karakterisert ved at tilnærmet 20 — 40 % av massen blir separert som rejekt, etter fibrilleringen og silingen.

   5.

   Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 — 4, karakterisert ved at rejektet blir bleket med peroksid eller persyre.

   6.

   Fremgangsmåte i henhold hvilke som helst av de foregående krav,

   karakterisert ved at det separat blekede rejektet bl ir separat

   raffinert før det blir blandet med akseptet.

   7.

   Fremgangsmåte i henhold til krav 6,

   karakterisert ved at, uttrykt som spesif ikk energi, bl ir 15 — 30 %

   av raffineringsenergien til hovedlinjen brukt for raffinering av rejektet.