NO831454L - Behandling av masse med oksygen. - Google Patents

Description

Apparat og fremgangsmåte for behandling av masse av ved med oksygen.

Standardsymbolene for massekokings- og blekesekvenser er:

S = sulfitt

K = kraft

So soda

C = klor

H = natrium- eller kalsiumhypokloritt

E = alkaliekstraksjon, vanligvis med natriumhydroksyd D = klordioksyd

P = alkalisk peroksyd

0 = oksygen

A = syre-forbehandling eller -etterbehandling.

Konsistens er den mengde massefiber i en oppslemming uttrykt som en prosentandel av totalvekten av den ovnstørre fiber og oppløsningsmidlet, vanligvis vann,

Lav konsistens er fra 0 til 6%, vanligvis mellom 3 og 5%.

Middels konsistens er mellom 6 og 20%. 15% er et skillepunkt

i middels-konsistensområdet. Under 15% kan konsistensen oppnås ved hjelp av filtere. Dette er konsistensen til massematten som forlater vakuum-trommelfiltrene. Konsistensen til en oppslemming fra en vasker, enten en brunmassevasker eller en bleketrinnsvasker, er 9-13%.

Høy konsistens er fra 20 til 40%.

Fig. 1A-1C er et diagram av en typisk massefabrikk.

Flis 10, prosessvann 11, damp 12 og massekokingskjemikalier

13 anbringes i en koker 14. Dette er valgfritt. Eksempel på slik behandling er forbasing av flisen i et basningskar eller impregnering av flisen med kokingskjemikaliene i en impregneringsbeholder før de kommer inn i kokeren. Kjemi kaliene 13 vil avhenge av den prosess som benyttes, det være seg sulfat, sulfitt eller soda, og kokeren 14 kan enten ha en satsvis eller kontinuerlig operasjon. En kontinuerlig koker er vist. Flisen vil bli kokt under passende betingelser i kokeren. Disse betingelser, som avhenger av arten av flis og typen av massekoking som benyttes, er velkjente.

Behandlingen av flisen etter koking vil avhenge delvis av

den type koker som anvendes. I den viste kontinuerlige kokeren blir flisen vasket i kokerens vaskeseksjon. Dette er indikert med prosessvann 15 som kommer inn og avløps-

strøm 16 som forlater kokerens 14 vasketrinn.

Denne vasking ville ikke finne sted i en satsvis koker. I

et satsvis system ville all vaskingen foregå i det etter-følgende brunmasse-vaskesystem.

Etter denne behandling vil flisen passere fra kokeren 14 gjennom blåseledningen til lagrings- eller blåsetanken 22.

Tanken 22 kan være en diffusjonsvasker isteden for en lagringstank.

I foreliggende diagram er det vist to raffinører 18 og 19. Raffinørene er valgfrie.

Blåseledningen er vist i tre seksjoner - seksjon 17 mellom kokeren 14 og raffinøren 18; seksjon 20 mellom raffinørene 18 og 19; og seksjon 21 mellom raffinøren 19 og lagringstanken 22.

Fra lagringstanken 22 føres fibrene og lut ved hjelp av

pumpen 2 3 gjennom ledningen 24 til vaskerne og silene.

Masseoppslemmingen føres først til vaskerene 28 hvor resten

av ligninet og kjemikaliene fjernes fra fibrene. Fire vaskere er vist. Hver av disse vaskere er vanligvis en

vakuum- eller trykktrommelvasker eller -filter og operasjonen av hver er den samme.

Masseoppslemmingen fra ledning 24 går inn i rundviretrauet

30 og vaskeren 31. Vakuumtrommelen 32 dreier seg gjennom rundviretrauet, og vakuumet trekker fibrene i oppslemmingen opp på den ytre overflaten av filtertrommelen og holder fibrene, i matteform, mot overflaten mens luten eller filtratet trekkes gjennom filterkledet til det indre rørnett i vakuumtrommelen for uttømming som avløp. Den dreiende trommel fører fibermatten fra rundviretrauet forbi en rekke vaskerhoder som dusjer et svakt filtrat på matten for å for-trenge luten fra matten. Vakuumet trekker også denne for-trengte væske inn i trommelens indre rørnettverk. Konsistensen til matten som forlater en vasker, enten de her beskrevne brunmassevaskere eller de senere beskrevne bleke-vaskere, vil vanligvis være mellom 8 og 15%.

Massematten 33 fjernes fra trommelens 32 flate ved hjelp av en sjaber, førervirer eller -tråder mellom trommelen og matten, valser eller på en hvilken som helst annen standard måte og føres til rundviretrauet 50 i den andre vaskeren 51. Fibrene opptas på vakuumtrommelen 52. Massematten 53 føres til rundviretrauet 70 til vaskeren 71. Vakuumtrommelen er 72 og matten 73. Matten 73 føres til rundviretrauet 90 og vaskeren 91. Vakuumtrommelen er 9 2 og matten 93.

Fra brunmassevaskerne føres massematten 93 til lagringstanken 110 ved hjelp av tykkmassepumpen 96. I den nedre delen av tanken 110 fortynnes massen og føres deretter gjennom ledningen 111 ved hjelp av pumpen 112 til silene 113 hvori de store.fiberbuntene og grovflis fjernes. Buntene og grov-flisen 114 føres til ytterligere behandling.

Massen 115 føres fra silene 113 til rundviretrauet 120 til fortykkeren 121 hvori ytterliere vann fjernes. Operasjonen av fortykkeren er lik den til vaskerne. Vasketårn kan benyttes i fortykkeren. Vakuumtrommelen er 122 og masse matten er 123. Massen 123 føres ved hjelp av tykkmassepumpen 126 til en høytetthet-lagringstank 140 hvori den lagres inntil den blekes.

Luten eller filtratet fra rundviretrauet 120 og matten 123 strømmer gjennom rør som forløper radialt fra vakuum-kamrene ved overflaten av vakuumtrommelen 122 til et rør i den roterende trommels midtaksel. Denne lut eller filtrat passerer gjennom sentralrøret og en ekstern ledning 128 til en filtratlagringstank eller forseglingstank 129. Tanken 129 kalles både en lagringstank og en forseglingstank fordi den både lagrer filtratet for ytterligere bruk og forsegler vakuumtrommelen 12 2 fra den utenforliggende atmosfære for opprettholdelse av det lave trykk i vakuumsystemet i trommelen .

Følgende beskrivelse illustrerer hvordan avløpet fra en hvilket som helst av vaskerne ville bli håndtert.

Først benyttes filtratet fra tank 129 på nytt for å redusere konsistensen til masseoppslemmingen som enten kommer inn i fortykkeren 121, inn i silene 113 eller forlater lagringstanken 110. Ledningen 130 fører filtratet til ledninger 131, 133 og 135. Ledning 131 og pumpen 132 fører filtratet tilbake til silt masse 115 for å redusere konsistensen til masseoppslemmingen som går inn i rundviretrauet 120 til omkring 1 1/2%. Ledning 133 og pumpe 134 fører filtratet tilbake

til ledning 111 for å redusere konsistensen til masseoppslemmingen som kommer inn til silene 113 til fra 0,2 til 2%. Ledning 135 og pumpe 136 fører filtratet tilbake til lagringstank 110 for å redusere konsistensen til den masseoppslemming som forlater tanken til omkring 5%.

I annen rekke kan filtratet tas til et avløpsbehandlings-system ved hjelp av ledning 130 og avløpsledning 29.

I tredje rekke kan filtratet anvendes som vaskevann i brun-massevaskesystemet 28. I dette system er filtratstrømmen motsatt til strømmen av masse. Ledningen 137 og masse 138 fører filtratet tilbake til vaskeren 91 for bruk som vaskevann. Filtratet sprøytes på massematten ved hjelp av vaskerhoder 95. Dette filtrat kan fjerne eventuelle masse-fibre som henger fast på virene, trådene eller valsene dersom vann benyttes isteden for luft for denne operasjon. Dette foretas ved hjelp av opprensningsvaskeren 94.

Ytterligere vann kan være nødvendig for å supplere filtratet. Dette tilveiebringes gjennom prosessvannledning 97.

I strømmen av filtrat gjennom vaskeren 91 blir luten, enten fra matten eller rundviretrauet, ført gjennom indre rørnett til ledning 9 8 og forseglingstank 99. Filtratet kan hånd-teres på en rekke forskjellige måter. Ledning 100 ville bringe det til avløpsledning 29. Ledning 101 og pumpe 102 ville føre filtratet til masse 73. Ledning 103 og pumpe 104 ville bringe filtratet til vasker 71 som vaskevann.

Prosessen i brunmassevaskere 71, 51 og 31 er for størstedelen identiske med prosessen i brunmassevaskeren 91. Vaskerhodene er 75, 55 og 35. Opprensningsvaskerne er 74, 54 og 34. Filtratledningene er 78, 58 og 38 og forseglingstahkene er

79, 59 og 39. Ledningene til avløpsledning 29 er 80, 60

og 40.

Ledningene og pumpene som fører filtratet til massen som kommer inn i et rundviretrau er 81 og 82, 61 og 6 2 og 41 og 42. Ledningene og pumpene for motstrømsvaskevann er 83 og 84, og 63 og 64.

I brunmassevaskeren 31 fører ledning 43 og pumpe 44 filtratet inn i lagringstanken 22.

Ytterligere prosessvann kan være nødvendig for å supplere filtratet som anvendes som vaskevann. Ledninger 77, 57 og 37 gjelder for dette formål. Disse ledninger ville tilveiebringe alt vaskevannet til de individuelle vaskerne dersom

motstrømssystemet ikke anvendes.

Den vaskede massen forblir i lagringstanken 140 inntil den føres inn i blekesystemet.

Den spesielle blekesekvens som er illustrert er DcEDED.

Massen lagret i høytetthetstanken 140 har normalt en konsistens på omkring 9-15%. Masseoppslemmingen føres fra tank 140 gjennom ledning 141 til tank 146 ved hjelp av pumpe 142. Massen i ledningen 141 fortynnes med ytterligere vann eller filtrat til en konsistens på omkring 5%. I blander 144 i ledning 141 blandes oppslemmingen med klordioksyd fra ledning 14 5 som D-trinnet i første trinn Dc~bleking. Den behandlede fortynnede oppslemming kommer inn i lagringstanken 14 6 hvori klordioksydet reagerer med den ublekede massen. Tiden for denne innledende behandling er normalt 1-5 minutter. Oppslemmingen kommer ut av tanken inn i ledningen 150 og behandles med klor.

Klor fra ledning 151 og prosessvann fra ledning 152 blandes

i aspirator 153 og det fortynnede klor strømmer gjennom ledning 154 til blander 155 hvori kloret blandes med den fortynnede masseoppslemming i ledning 150. Den behandlede oppslemming beveges med pumpen 156 gjennom ledningen 150B inn i klorbleketårnet 157. Den behandlede oppslemming kommer ut av tanken 157 og føres gjennom ledningen 158 med pumpen 159.

Oppslemmingen i ledning 158 kombineres med ytterligere vann eller filtrat for å redusere konsistensen til fra omkring 1 til 1 1/2%. Denne fortynnede oppslemming strømmer inn i rundviretrauet 160 i vaskeren 161. Igjen er en vakuum-trommelvasker eller -filter vist. Operasjonen til denne vasker er den samme som den til brunmassevaskerne.

Massematten 163 beveges fra trommelens 162 flate. Massematten 163 beveges til blanderen 166.

Før den forlater vaskeren 161, impregneres massematten 163 med den kaustiske eller alkaliske ekstraksjonsoppløsning fra ledning 167. En natriumhydroksydoppløsning blir vanligvis benyttet. Mengden av tilsatt alkali, uttrykt som natriumhydroksyd, vil være 0,5-7% av massens ovnstørre vekt. Alkalimaterialet kan tilsettes til massen i dampblanderen 166 isteden for ved vaskeren 161.

I dampblanderen 166 blir den behandlede massen blandet med damp fra ledning 168 for å heve massens temperatur til omkring 62°C. Den oppvarmede oppslemming føres gjennom ledningen 169 til ekstraksjonstårnet 173 med høytetthetspumpen 170. Oppslemmingen forblir i tårnet 173 for å tillate ekstraksjonsoppløsningen å reagere med og ekstrahere de klorerte materialene fra massen. Denne tid kan være 1-2 timer.

Før den forlater ekstraksjonstårnet blandes masseoppslemmingen med vann eller filtrat i fortynningssonen 174 for å redusere dens konsistens til omtrent 5%. Oppslemmingen føres ved hjelp av ledningen 175 og pumpen 176 fra fortynningssonen 174 til rundviretrauet 180 eller vaskeren 181. Vaskeren 181 er vist og beskrevet som en vakuum- eller trykktrommelvasker, men den kan være en diffusjonsvasker. Under dens passasje gjennom ledningen 175 blir oppslemmingen ytterligere fortynnet med vann eller filtrat inntil dens konsistens er omtrent 1-1 1/2% når den når rundviretrauet 180. Operasjonen av vaskeren 181 er identisk med den til vaskeren 161. Fibrene opptas på den roterende trommel 182, vaskes og fjernes som massematte 183.

Massen beveges deretter til dampblanderen 186 i klordioksydtrinnet. Før den forlater vaskeren 181, behandles matten 183 med en liten mengde alkali fra ledning 187. En natrium-hydroksydoppløsning blir vanligvis benyttet. Formålet med denne behandling er justering av massens pH-verdi før den behandles med klordioksyd. Alkali kan tilsettes i dampblanderen 186 isteden for vaskeren 181.

I dampblanderen 186 blandes massen 183 med damp fra

ledningen 188.

Massen forlater dampblanderen 186 og føres gjennom ledning 189 med pumpen 190 til blanderen 191 hvori den kombineres med klordioksyd fra ledning 192. Den går deretter inn i klordioksydtårnet 193. Oppholdstiden i tårnet er vanligvis 4 timer. Før den forlater tårnet blir oppslemmingen fortynnet til en konsistens på ca. 5% i fortynningssonen 194. Den blir også behandlet med en liten mengde svoveldioksyd eller alkali fra ledning 197. Svoveldioksydet eller alkalien reagerer med eventuelt overskudd klordioksyd.

Denne fortynnede oppslemming føres deretter ved hjelp av ledning 195 og pumpe 196 til rundviretrauet 200 i vaskeren 201. Under dens passasje gjennom ledning 195 blir oppslemmingen igjen fortynnet og behandlet med ytterligere svoveldioksyd fra ledning 198. Massen opptas på vakuumtrommelen 202 og fjernes som massematte 203.

Denne massen beveges til dampblanderen 206 i det andre eks-traks jonstrinnet. Natriumhydroksyd fra ledning 207 tilsettes i vaskeren 201 eller ved blanderen 206, og i blanderen 206 blir den behandlede massematten 203 blandet med damp fra ledning 208. Denne oppslemming føres deretter gjennom ledning 209 ved hjelp av pumpen 210 til ekstraksjonstårnet 213. Betingelsene i ekstraksjonstrinnet er de samme.

Massen kommer inn i fortynningssonen 214, og dens konsistens reduseres til omtrent 5%. Massen føres gjennom ledningen 215 ved hjelp av pumpen 216 til rundviretrauet 220 i vaskeren 221. Vaskeren 221 er vist og beskrevet som en vakuum- eller trykktrommelvasker, men kan være en diffusjonsvasker. Oppslemmingen opptas av vakuumtrommelen 222 og utføres som massematte 223. Massens pH-verdi kan justeres ved behandling av matten med natriumhydroksyd fra ledning 227. Dette kan foregå på trommelen 222 eller i dampblanderen 226.

Massen går inn i det siste klordioksydtrinnet. Betingelsene er de samme som i det første klordioksydtrinnet. Massen føres til dampblanderen 226, blandes med damp fra ledning 228, føres gjennom ledning 229 med pumpen 230 til blanderen 231, blandes med klordioksyd fra ledning 232 og føres inn i klordioksydtårnet 233 hvor den forblir i 1-4 timer. Massen går deretter inn i fortynningssonen 234 og behandles med en liten mengde svoveldioksyd fra ledning 237 for å fjerne eventuelt overskudd klordioksyd.

Oppslemmingen føres deretter gjennom ledning 235 med pumpen 236. Under dens transport blir massen behandlet med ytterligere svoveldioksyd eller alkali fra ledning 238 for å fjerne eventuelt fritt klordioksyd og fortynnes ytterligere slik at oppslemmingen har en konsistens fra ca. 1 til 1 1/2% når den når rundviretrauet 240 i vaskeren 241. Den opptas av vakuumtrommelen 242 og uttømmes som bleket masse 243.

Opprensingsvaskerne er 164, 184, 204, 224 og 244. Luft kan også benyttes.

Passasjen av væske gjennom vaskeren er den samme som i brunmassevaskerne.

I vaskeren 161 er vaskerhodene 251, den eksterne ledning er 252 og forseglings- eller lagringstanken er 253. I vaskeren 181 er vaskerhodene 271, den eksterne ledning er 272 og forseglings- eller lagringstanken er 273. I vaskeren 201 er vaskerhodene 291, den eksterne ledning er 292 og forseglings-eller lagringstanken er 293. I vaskeren 221 er vaskerhodene 311, den eksterne ledning er 312, og forseglings- eller lagringstanken er 313, og i vaskeren 241 er vaskerhodene 331, den eksterne ledning er 332 og forseglings- eller lagringstanken er 333.

Veiene som filtratet går etter at det forlater forseglings-eller lagringstanken er også de samme som de i brunmassevaskerne.

Filtratet fra forseglingstanken 253 ville bli ført ved hjelp av ledningen 255 og pumpen 256 til ledningen 158. Ledningen 275 og pumpen 276, og ledningen 277 og pumpen 278, fører filtratet fra forseglingstanken 273 inn i ledningen 175; ledningen 295 og pumpen 296, og ledningen 297 og pumpen 298, fører filtratet fra forseglingstanken 293 inn i ledningen 195; ledningen 315 og pumpen 316, og ledningen 317 og pumpen 318, fører filtratet fra forseglingstanken 313 inn i ledningen 215; og ledningen 335 og pumpen 336, og ledningen 337 og pumpen 338, fører filtratet frå forseglingstanken 333 inn i ledningen 235.

I klortrinnet fører også ledningen 259 og pumpen 260 filtratet til ledning 141.

Filtratet fra forseglingstanken 273 føres inn i fortynningssonen 174 ved hjelp av ledningen 281 og pumpen 282. Ledningen 301 og pumpen 302 fører filtratet fra forseglingstanken 293 inn i fortynningssonen 194. Ledningen 321 og pumpen 322 fører filtratet fra forseglingstanken 313 inn i fortynningssonen 214, og ledningen 341 og pumpen 34 2 fører avløpet fra forseglingstanken 333 inn i fortynningssonen 234.

Filtratet uttømmes som avløp ved hjelp av ledningene 2 54,

274, 294, 314 og 334. Avløpet fra klortrinnvaskeren 161 er separat fra avløpet fra de andre vaskerne. De andre ledningene har uttømming inn i avløpsledningen 350.

I det viste motstrømsvaskesystem er vaskevann fra vasker 241 prosessvann fra ledning 330; for vasker 221 blir filtrat fra vasker 241 tilført ved hjelp av ledning 343 og pumpe 344;

for vasker 201 blir filtrat fra vasker 221 tilført ved hjelp av ledning 323 og pumpe 324; for vasker 181 blir filtrat fra vasker 201 tilført ved hjelp av ledning 303 og pumpe 304;

og for vasker 161 blir filtrat fra vasker 181 tilført ved hjelp av ledning 283 og pumpe 284. Eventuelt ytterligere vaskevann ville blir tilført gjennom ledninger 250, 270, 290

og 310. Disse ledninger ville tilveiebringe alt vaskevannet til de individuelle vaskerne dersom motstrømssystemet ikke benyttes.

Kjemikalie-, vann- og damptilførslene til systemet er vist i den øvre delen av fig. 1. Prosessvann føres gjennom ledning 360 til de forskjellige ledninger som tilfører vann, ledning 351 til kokeren, ledninger 37, 57, 77 og 97 til brunmassevaskerne 28, ledning 152 til kloraspiratoren 153, og ledninger 250, 270, 290, 310 og 330 til blekesystemvaskerne. Klor til-føres gjennom ledning 361 til ledning 151. Alkaliledning 362 tilfører fortynnet alkali til ledninger 167, 187, 207

og 227. Klordioksydledning 363 tilfører en klordioksydopp-løsning til ledninger 145, 192 og 232. Damp tilføres gjennom ledning 364 til dampledninger 12, 168, 188, 208 og 228. Svoveldioksyd tilføres til ledninger 197, 198, 237 og 238 fra ledning 365.

Det er to prinsipielle typer av målinger for å bestemme full-stendigheten av massekokings- eller blekeprosessen, graden av delignifisering og lysheten av massen. Det synes ikke å være noen korrelasjon mellom de to fordi delignifiserings-faktoren er et mål for resterende lignin i massen og lysheten er et mål for massearkets reflektivitet.

Det eksisterer mange metoder for måling av graden av de-lignif isering av massen, men de fleste er variasjoner av permanganattesten.

Den normale permanganattest tilveiebringer et permanganat - eller K-tall - antall cm 3 av 0,IN kaliumpermanganatoppløs-ning forbrukt av ett gram ovnstørr masse under spesifiserte betingelser. Det bestemmes av TAPPI-standardtest T-214.

Kappa-tallet er lik permanganattallet, men måles under nøy-aktig kontrollerte betingelser og korrigeres til å være ekvi-valent med et 50% forbruk av permanganatoppløsningen i kontakt med prøven. Testen gir graden av delignifisering av masser gjennom et bredere delignifiseringsområde enn det som er tilfelle med permanganattallet. Det bestemmes av TAPPI-standardtest T-236.

PBC er også en permanganattest. Testen er som følger:

1. Oppslem ca. 5 håndpressede gram masse i et 600-ml begerglass og fjern all flis. 2. Lag et håndark i en 12,5 cm Buckner-trakt under vasking med ytterligere 500 ml vann. Fjern filterpapiret fra massen.

3. Tørk håndarket i 5 minutter ved 99-104°C.

4. Fjern håndarket og vei 0,426 g av dette. Operasjonen bør foretas iløpet av en konstant tid på ca. 4 5 sekunder for å sikre at fuktigheten vil være konstant fordi den tørre massen absorberer mer fuktighet. 5. Oppslem den veide masseprøve i et 1-liters begerglass inneholdende 700 ml 25°C ledningsvann. 6. Tilsett 25 ml 4N svovelsyre og deretter 25 ml 0,1000N kaliumpermanganat. Start tidtageren ved begynnelsen av permanganattilsetningen. 7. Stopp reaksjonen etter nøyaktig 5 minutter ved tilsetning av 10 ml 5% kaliumjodidoppløsning. 8. Titrer med 0,1000N natriumtiosulfat. Tilsett en stivelses-indikator nær slutten av titreringen når oppløsningen blir stråfarget. Endepunktet er når blåfargen forsvinner.

Ved utførelsen av testen bør tiosulfatet først tilsettes så hurtig som mulig for å hindre frigjøring av fritt jod. Under den sluttlige del av titreringen tilsettes tiosulfatet som en dråpe av gangen inntil blåfargen akkurat forsvinner. Titreringen bør fullføres så hurtig som mulig for å hindre at det oppstår reversering av oppløsningen.

PBC-tallet representerer antall pund klor som skal til for fullstendig å bleke ett hundre pund lufttørket masse ved 20°C i et enkelt teoretisk bleketrinn og er lik antallet milliliter av forbrukt kaliumpermanganat som bestemt ved å subtrahere antall milliliter forbrukt tiosulfat fra antall milliliter tilsatt kaliumpermanganat.

Mange variable påvirker testen, men det viktigste er prøve-materialets vekt, reaksjonstemperaturen og reaksjonstiden.

Jamieson "The Present and Future Role of Oxygen Bleaching", udatert, beskriver en rekke sekvenser under anvendelse av oksygen. Disse inkluderer CpOD, COD, OCED, OCDOD, ODEDED og OCpEDED.

Rerolle et al. US-patent nr. 3.4 23.282 beskriver sekvenser som har en sentral OC-sekvens. Disse er OCE, OCP og

OCH .... , .

(in situ)

Smith et al. US-patent nr. 3.725.194 angir C^CEDED, S02~°2~S02-DED'S02-02-H-DED'og S02-02-DED-sekvenser.

Grigorescu "Oxygen Bleaching of Fibrous Pulps" Celuloza Si Hirtie 23 (2), 58-62 (1974) beskriver AODED, COD, CODED

og OCDED-sekvenser.

Jamieson et al. "Mill Scale Applications of Oxygen Bleaching in Scandinavia" 1973TAPPI Alkaline Bleaching Pulping Conference, 231-238, angir en rekke sekvenser. Disse er 0, OP, OH, OD, ODED, COD, OCED, OC/DED, CODED, OC/DEHD, OCEDED, OC/DEDED, OHD, OPHD, OHPD, OC/DPD, 0C/DE„riD, og OC.

Jamieson et al. "Advances in Oxygen Bleaching" TAPPI, 11/71, 54, No. 11, 1903-1908 sammenligner OC og CO sekvenser. Soteland "Bleaching of Chemical Pulp with Oxygen and Ozone", Pulp and Paper Magazine of Canada, vol. 75, nr. 4, april 1974, sidene 91-96, nevner et antall sekvenser som inkluderer oksygen- og høykonsistens ozon-behandlinger. Disse er oksygen-ozon, oksygen-ozon-peroksyd, oksygen-ozon-hypokloritt, oksygen-ozon-ozon-peroksyd, og oksygen-ozon-ozon-hypokloritt.

Rothenburg, et al. "Bleaching of Oxygen Pulps with Ozone", TAPPI, vol. 58, nr. 8, august 1975, sidene 182-185 beskriver oksygen-ozon, oksygen-ozon-natriumhydroksydekstraksjon-ozon, oksygen-ozon-peroksyd og oksygen-ozon-eddiksyresekvenser. Ozonbehandlingen er av typen høykonsisten i hver av disse sekvenser.

Kirk et al. "Low Consistency Oxygen Delignification in a Pipeline Reactor - Pilot Study", 1977 TAPPI Alkaline Pulping/ Secondary Fibers Conference, Washington, D.C., November 7-10, 1977, beskriver en rørledningsreaktor.

De vanlige oksygensystemer krever en kapital investering på flere millioner dollar på grunn av de store beholdere som benyttes. Høykonsistenssystemene krever komplisert maskineri for tørrfibrering av massen før oksygenbehandling. Det be-grenser oksygenbehandlingen til et enkelt trinn.

Oppfinnerne besluttet å undersøke både behovet for kostbart forbruk og for lange tidsperioder for utføring av oksygen-bleking. De besluttet å tilsette oksygen til et eksisterende system og bestemme resultatene. I motsetning til tidligere teknikks lære fant de at oksygenet kan tilsettes til massen og behandling foretas ved den konsistens hvorved massen normalt kommer fra vaskeren eller etterfølgende dampblander, at meget av behandlingen foregår iløpet av mindre enn 1 minutt i blanderen og at en lang reaksjonstid eller stort kapital-intensivt utstyr ikke er nødvendig for oksygenbehandling.

Det som er nødvendig er relativt lite blandeutstyr som på intensiv måte blander massen og gassen.

Flere ønskede behandlingssekvenser er mulig. Disse er O-X-0 og O-O-X-0 hvor X er et hypokloritt, et peroksyd eller ozon. Sekvensen kan etterfølges av et D-trinn.

Fig. 1 (A-C) er et diagram som viser en tidligere kjent

koke- og blekeprosess.

Fig. 2 er et diagram som viser et tidligere kjent oksygenblekesystem. Fig. 3 er et diagram som viser foreliggende oksygenblekesystem.

Fig. 4 er et diagram som viser foreliggende oksygensystem

i et ekstraksjonstrinn.

Fig. 5 er et diagram som viser foreliggende oksygensystem

mellom vaskere.

Fig. 6 er et diagram som viser foreliggende oksygensystem

mellom en vasker og lagring.

Fig. 7 (A-C) er et diagram som viser en koke- og blekeprosess under anvendelse av oksygenblekesystemene i fig. 3 og 4, og en modifikasjon av fig. 6. Fig. 8 (A-C) er et diagram som viser en koke- og blekeprosess under anvendelse av oksygenblekesystemet i fig. 6, og en modifikasjon av fig. 6. Fig. 9 er et isometrisk riss av en blander som kan benyttes i foreliggende oppfinnelse.

Fig. 10 er et sideriss av blanderen vist på fig. 9.

Fig. 11 er et tverrsnitt av blanderen tatt langs linjen 11-11

på fig. 10.

Fig. 12 er et tverrsnitt av blanderen tatt langs linjen 12-12

på fig. 11.

Fig. 13 er et planriss av en rotor.

Fig. 14 er et tverrsnitt av rotoren tatt langs linjen 14-14

på fig. 13.

Fig. 15 er et planriss, delvis i tverrsnitt, av en modifisert

rotor.

Fig. 16 er et tverrsnitt av den modifiserte rotoren tatt langs

linjen 16-16 på fig. 15.

Fig. 17 er et planriss, delvis i tverrsnitt, av en stator som

kan benyttes med blanderen.

Fig. 18 er et sideriss, delvis i tverrsnitt, av en modifisert stator tatt langs en linje tilsvarende linjen 18-18 på fig. 17. Fig. 19 er et tverrsnitt av statoren tatt langs linjen 19-19

på fig. 17.

Fig. 20 er et tverrsnitt av en ventil tatt langs linjen 20-20

på fig. 18.

Fig. 21 er et isometrisk riss av en modifisert blander.

Fig. 22 er et sideriss av blanderen på fig. 21.

Fig. 23 er et tverrsnitt av blanderen tatt langs linjen

23-23 på fig. 22.

Fig. 24 er et tverrsnitt av blanderen tatt langs linjen 24-24

på fig. 23.

Fig. 25 er et tverrsnitt av en rotor benyttet i reaktoren

på fig. 21-24.

Fig. 2.6 er et tverrsnitt av rotoren tatt langs linjen 26-26

på fig. 25.

Fig. 27 er en grafisk fremstilling som sammenligner to

blandere.

Fig. 28 er et tverrsnitt av en modifisert blander.

Fig. 29 er et tverrsnitt av den modifiserte blanderen tatt

langs linjen 29-29 på fig. 28.

Fig. 30 er et forstørret tverrsnitt av det indre av blanderen vist på fig. 28. Fig. 2 og 3 sammenligner størrelsen og kompleksiteten av et tidligere kjent oksygenblekesystem av typen vist i Verreyne et al. US-patent nr. 3.660.225 med foreliggende system. Begge tegninger er i samme målestokk. Begge enheter kan håndtere samme mengde masse på en ovnstørr vektbasis.

I det tidligere kjente system vist på fig. 2 blir masse 400 fra fabrikken 401 ført ved hjelp av pumpen 402 til en lagringstank 403. I lagrinstanken 403 blir massen blandet med en alkalioppløsning 404 fra filtrat-lagringstanken 405. Et be-skyttende middel ville også på dette tidspunkt bli tilsatt til massen. Den behandlede masseblanding 406 beveges ved hjelp av pumpen 407 til en avvanningspresse 408 som fjerner nok vann fra massen til å heve konsistensen til masseoppslemmingen til omkring 20-30%. Dette materiale føres deretter ved hjelp av pumpen 4 09 til toppen av oksygenreaktoren.

Pumpen 409 er en rekke av skruetransportører, den eneste måte

å sette masse av denne konsistens under trykk på. Ved toppen av reaktoren 410 er en fluffingsanordning 411 som spreder massen jevnt over toppbrettet 412 i reaktoren. Massen passerer ned gjennom de andre brettene 413-416 og behandles med oksygen iløpet av dens passasje gjennom brettene. Fra bunnen av brettene føres den blekede massen 417 til lagringstanken 418.

Denne fabrikk burde settes i motsetning til foreliggende system som er vist på fig. 3. Blandetanken 403, filtrat-lagringstanken 405, presse 408, pumpe 409 og reaktor 410 er erstattet med en enkel blander 420 hvori oksygenet blandes med massen 400'.

Ved sammenligning krever systemet i fig. 2 en kraft som er seks ganger så stor som blanderen eller systemet i fig. 3. For den samme mengde masse ville systemet i fig. 2 kreve et aggregat på 2238 kW i motorer for å operere reaktoren og de forskjellige apparatelementer forbundet med reaktoren, mens blanderen i fig. 3 ville kreve en 373 kW motor.

Blanderen i fig. 3 kan også operere ved konsistenser som vanligvis forefinnes i koke- og blekesystemer. Dette ville vanligvis være massekonsistensen som forlater vaskeren eller den etterfølgende dampblander, en konsistens omkring 8-15% for vaskeren og omkring 1% mindre for dampblanderen.

Fig. 4 viser oksygenblanderen i et standard kaustisk ekstraksjonstrinn i et blekesystem. Den viser at en enkel forandring kan omdanne et kaustisk ekstraksjonstrinn til et oksygenbehandlingstrinn. For å tillate sammenligning av dette ekstraksjonstrinn med det samme i fig. 1, har de samme henvisningstall blitt benyttet. Operasjonen av de forskjellige apparaturelementer - vaskerne 201' og 221', dampblanderen 206', ekstraksjonstårnet 213' og forseglingstankene 293' og 313' - er den samme som i det tidligere kjente ekstraksjonstrinn i fig. 1.

Strømmen av masse og vaskevann gjennom systemet er også det samme som i fig. 1.

Massen 195' kommer inn i vaskeren 201' hvor den vaskes, avvannes og behandles med alkali, vanligvis natriumhydroksyd. Konsistensen av massen som forlater vaskeren er vanligvis i området 8-15%. Den utgående masse 203' blandes deretter med alkalimaterialet og damp i dampblanderen 206'. Masse-konsisten reduseres omkring 1% i dampblanderen. Fra dampblanderen går massen til ekstraksjonstårnet 213' hvor den oppholder seg i det vanlige tidsrom. Den fortynnes og føres til vaskeren 221' hvor den vaskes og avvannes.

Selvom vaskeren 221' kan være en diffusjonsvasker er den vist og beskrevet som en vakuum- eller trykktrommel-vasker.

I vaskeren 221' er vannet enten friskt prosessvann gjennom ledningen 310', motstrømsfiltrat gjennom ledningen 343' eller en kombinasjon av disse, og i vaskeren 201' er vaskevannet enten friskt prosessvann gjennom ledningen 290', eller mot-strømsf iltrat gjennom ledningen 323', eller en kombinasjon av disse.

Filtratet fra vaskeren 201' lagres i forseglingstanken 293' og benyttes som fortynningsvann gjennom ledningene 295', 297' og 301', som vaskevann gjennom ledningen 303', eller sendes til avløpsbehandling gjennom ledningen 294'. Det er vist behandles separat fra avløp i ledningen 350' fordi avløpet, dersom dette er fra et klortrinn, ville bli behandlet separat fra avløp fra et oksygentrinn.

Likeledes, filtratet fra vaskeren 221' lagres i forseglingstanken 313' og benyttes som fortynningsvann gjennom ledninger 315', 317' og 321', som vaskevann gjennom ledning 323', eller behandles som avløp gjennom ledning 314'. Siden oksygenav-løpet har få, hvis i det hele tatt noen, klorkomponenter, kan det kombineres med avløpet fra brunmassevaskerne og kokeren og behandles i gjenvinningsovnen og dermed redusere mengden av materiale som må bli kassert til en tilstøtende strøm eller legeme av vann.

Tilførselsledningene er 360"' for prosessvann, 362"' for natriumhydroksydoppløsning og 364"' for damp.

Beskrivelsen av trinnet så langt er, med unntagelse av opp-deling av avløpsstrømmen, identisk med beskrivelsen av ekstraksjonstrinnet i fig. 1. Bare en liten forandring er nødvendig for å omdanne dette ekstraksjonstrinn til et oksygentrinn. Det er tilføyelsen av oksygenblanderen 211 i ledningen 209', av oksygenledningen 212 til enten blanderen 211 eller ledningen 209'A like foran blanderen og av oksygen- tilførselsledningen 366". Massen forlater dampblanderen 206' gjennom ledningen 209'A og går inn i oksygenblanderen 211

og den oksygenerte massen forlater blanderen 211 gjennom ledningen 209'B og kommer inn i ekstraksjonstårnet 213'. Mengden av oksygen tilført til massen ville være 11-28 kg

pr. metrisk tonn av ovnstørr masse. Et foretrukket område er 17-22 kg oksygen pr. metrisk tonn ovnstørr masse.

Alle betingelser - tid, temperatur, trykk, konsisten, pH og kjemisk tilsetning - kan være omtrent de samme som de var i ekstraksjonstrinnet vist på fig. 1. Temperaturen ville normalt bli øket fra 71-77°C for et ekstraksjonstrinn til 82-88°C for et oksygenbehandlingstrinn fordi behandlingen forbedres ved høyere temperaturer. Igjen kan temperaturen være så høy som 121°C. Mengden av alkali uttrykt som natriumhydroksyd, er 0,5-7 vekt-% av den ovnstørre massen. Kanali-sering av oksygenet etter blanding har ingen spesiell be-tydning. Dersom ekstraksjonstårnet var et nedstrømstårn, forblir det et nedstrømstårn. Den fysiske lokalisering av blanderen 211 er et hensiktsmessighetsspørsmål, idet instal-leringsenkelheten og vedlikeholdet er de eneste kriterier. Dersom den kan plasseres i en eksisterende ledning, vil det være slik. Dersom hensiktsmessigheten krever at den anbringes på gulvet i blekeanlegget, vil den bli plassert på gulvet i blekeanlegget og et utvendig rør kan føre masseoppslemmingen til toppen av ekstraksjonstårnet 213'.

Blandingen gir en intim kontakt mellom gassen og oppslemmingen og synes å oppdele gassen i for det meste små bobler. Det kan imidlertid forekomme noen store bobler og gasslommer. Tilstedeværelsen av noen store bobler og gasslommer til størrelsen av røret gjennom hvilket masseoppslemmingen passerte, har blitt observert. Disse har ikke påvirket kvali-teten av massen eller behandlingen av massen.

Det bør være et mottrykk på massen i blanderen. Dette kan tilveiebringes ved hjelp av en oppstrømsledning etter blanderen som skaper et hydrostatisk trykk ved blanderen. En trykkventil foretrekkes. Ventilen kan være kombinert med oppstrømsledningen. Ventilen kan anbringes i ledningen 209'B nedstrøms for blanderen 211. Ventilen kan enten være like etter blanderen eller ved toppen av ledningen før ut-løpet .

Maksimaltrykket i blanderen ville normalt ikke overskride 830 kPa "gage", og toppen av røret ville normalt ikke overskride 345 kPa "gage".

I et fabrikkforsøk av systemet ble prøvetagning foretatt ved D, E og F., Ved punkt E var prøvetagningen ved toppen av tårnet 213' isteden for direkte etter blanderen 211 fordi det ikke var mulig å foreta prøvetagning etter blanderen. Det var nødvendig med omkring 1 minutt for oppslemmingen å nå punkt E fra blanderen. I disse forsøk befant blanderen seg på blekeanleggets gulv og en utvendig ledning førte oppslemmingen til toppen av tårnet.

Fig. 5 viser oksygenblanderen mellom to vaskere. I dette tilfellet er vaskerne brunmassevaskere. Igjen er henvisningstallene de samme som i fig. 1 og betingelsene i disse to vaskere er de samme som de som er angitt i fig. 1.

Forskjellene mellom denne enhet og den i fig. 1 er tilføy-elsen av dampblander 86, pumpe 76, blander 88 og ledninger 85, 87 og 89. Ledning 85 tilsetter alkali på matten 73'A idet den forlater vaskeren 71'. Mengden av alkali, uttrykt som natriumhydroksyd, anbragt på matten, er mellom 0,1 og 6%, fortrinnsvis mellom 2 og 4%, basert på massens ovnstørre vekt. Den behandlede matten 73'A føres deretter til damp blanderen 86 hvori den blandes med alkalimateriale og med damp fra ledning 87 for å øke temperaturen i massen til 65-88°C

og eventuelt så høyt som 121°C. Fra blanderdamp 86 føres masseoppslemmingen 73'B ved hjelp av en pumpe 76 til en blander 88 hvori den blandes med oksygen fra ledning 89. Mengden av oksygen tilsatt vil avhenge av K-tallet for massen og det ønskede resultat. Dette vil normalt variere fra 5 til 50 kg pr. metrisk tonn ovnstørr masse. To standardområder for bleking i et brunmassesystem er 22-28 og 8-17 kg oksygen pr. metrisk tonn ovnstørr masse. Det sistnevnte er et foretrukket område. Den oksygenerte massen 73'C passerer deretter til rundviretrauet 90' i vaskeren 91'.

Vaskeren etter blanderen kan være en diffusjonsvasker.

Også her bør det være et mottrykk på blanderen. Dette trykk tilveiebringes på samme måte som det trykk som tilveiebringes til blanderen 211, ved hjelp av en oppstrømsledning, en trykkventil eller en kombinasjon av disse. Plasseringen av ventilen og maksimaltrykket er det samme som for blanderen 211.

Fig. 6 angir et system plassert mellom en vasker slik som brunmassevasker 91" og en lagringstank slik som lagringstank 110<1>. Henvisningstallene er de samme som de som er benyttet i fig. 1. Forandringene er tilføyelsen av dampblander 106, blander 108, alkaliledning 105 og dens tilførselsledning 362"'" , dampledning 107 og dens tilf ørselsledning 364'"" , og oksygenledning 109 og dens tilførselsledning 366"". Mengden av alkali og oksygen tilsatt til massen, massens temperatur, og tiden mellom alkalitilsetning og oksygentilsetning og trykket ved blanderen og i utløpsledningen og metodene for oppnåelse av disse trykk, er de samme som i systemet i fig. 5. De andre operasjonsbetingelsene vil være de samme som i fig. 1.

I hvert av disse systemer er tiden mellom alkalitilsetning og oksygentilsetning vanligvis fra 1 til 5 minutter. Den eksakte tid vil avhenge av utstyrsplassering og massehastighet.

Et fabrikkforsøk ble foretatt under anvendelse av systemet vist på fig. 6. I dette system var blanderen 108 montert på gulvet og røret 93"C førte oppslemmingen fra blanderen 108 til toppen av tårnet 110'. Tårnet var åpent for atmosfæren. En delvis lukket ventil nær utløpet av røret 9 3"C skapte et 276 kPa "gage"-mottrykk i ledningen. Det hydro-statiske trykket i ledningen var 241,5 kPa "gage" slik at trykket i blanderen var 517 kPa "gage".

Fire forsøksutførelser ble foretatt under noe forskjellige betingelser for å bestemme både systemets totale delignifi-seringsef f ekt og den prosentvise'.delignif isering som finner sted i hver seksjon i systemet. K-tallmålinger ble foretatt før og etter blanderen 108, ved utløpet av røret 93"C,

ved utløpet av tanken 110<1>, og ved utløpet av fortykkeren 121' (fig. 7b) nedstrøms for tanken 110'.

I et kontrollforsøk hvori intet oksygen ble tilsatt til systemet ble det bestemt at K-tallet var redusert med 1"tall mellom blanderens 108 innløp og fortykkerens 121' utløp. Dette skyldtes sannsynligvis siling. I beregningen av den totale delignifisering ble verdiene korrigert for dette fall på 1 K-tall.

De forskjellige K-tall ble tatt i systemet for å bestemme prosentandelen av den totale delignifisering eller K-tall-reduksjonen som finner sted gjennom blanderen 108, gjennom røret 93"C, gjennom tanken 110', og gjennom fortykkeren 121". Vaskerdusjer var blitt tilføyet til fortykkeren for disse forsøk. Oppslemmingen trengte mellom 10 og 15 sekunder til å passere gjennom blanderen 108, 2 1/2 til 3 1/2 minutt gjennom røret 93"C, og 1/2 til 3 timer gjennom tanken 110' eller fortykkeren 121'. Det ble bestemt at i disse forsøk forekom 30% av den totale delignifisering i blanderen 108, 40% forekom i røret 93"C, 8% forekom i tanken 110', og 21% forekom mellom tanken og fortykkeren. Denne sistnevnte reduksjon forårsakes av sikting av massen.

Tabell II gir de faktiske betingelser i blanderen: temperaturen i grader C; antall kilo kaustisk materiale, uttrykt som natriumhydroksyd, og oksygen pr. ovnstørr metrisk tonn masse; trykket i kilopascal "gage"; K-tallene ved de forskjellige steder i systemet; og prosent K-tallreduksjon.

I forsøk nr. 1 er den prosentvise reduksjon ved fortykker-utløpet i den siste ledningen reduksjonen mellom spissen på røret og fortykkerens utløp.

Disse data indikerer at i et hvilket av de systemer som her er beskrevet, bør en ventil plasseres i ledningen nedstrøms for oksygenblanderen for å tilveiebringe mottrykk i blanderen. De indikerer også at mye av delignifiseringen forekommer iløp-et av mindre enn ett minutt i blanderen. Det kan være iløpet av 10-15 sekunder eller mindre. Mesteparten vil foregå :;■ iløpet av noen minutter i blanderen og utløpsrøret umiddelbart etter blanderen.

Maksimaltrykket i en blander ville normalt ikke overskride 830 kPa "gage", og trykket ved toppen av røret dersom en hydrostatisk søyle benyttes, ville normalt ikke overskride 345 kPa "gage".

Blanderen har også blitt operert under bare et hydrostatisk trykk.

Oksygensystemene i fig. 4, 5 og 6 er vist i et blekesystem

i fig. 7. Fig. 7 viser det samme totale system som fig". 1 og de samme henvisningstall er benyttet i disse figurer. Systemet vist i fig. 1 innbefatter koking av flisen i enten en satsvis eller kontinuerlig koker, brunmassevasking, siling, avvanning i fortykker 121 og en DcEDED-blekesekvens. Fig. 7 viser koking, brunmassevasking, siling og en OOCOD-blekesekvens. I det vesentlige er operasjonsbetingelsene - tid, temperatur, pH, konsistens og kjemisk tilsetning - de samme som i fig. 7 som de var i fig. 1.

Forskjellene mellom systemet i fig. 7 og det i fig. 1 er angitt med klammer ved foten av fig. 7.

Den første forskjell mellom prosessen vist i fig. 7 og den vist i fig. 1 er indikert med klamme 430. Dette er vasker-oksygensystemet i fig. 5 og henvisningstallene og operasjonsbetingelsene for dette oksygentrinn er de samme som det som er angitt for oksygentrinnet i fig. 5. Siden et oksygenbehandlingstrinn bør ha vasket masse, er oksygentrinnet 4 30

i fig. 5 vist etter den tredje brunmassevaskeren for å indi-

kere dets plassering etter en satsvis koker hvori ingen vasking ville foregå i kokeren. Med en kontinuerlig koker ville det være færre brunmassevaskere, og oksygentrinnet kunne være tidligere i brunmassesystemet.

Den neste forandring er vist med klamme 431. Dette er en modifikasjon av vasker-oksygensystemet i fig. 6. Det bør være minst to trinn med vasking etter et oksygenbleketrinn. De to vasketrinnene etter oksygentrinnet ved klamme 430 er vasker 91'" og fortykker 121' som er omdannet til en vasker. Dersom oksygentrinnet ved klammen 4 30 hadde vært etter den andre brunmassevaskeren 51' isteden for den tredje brunmassevaskeren 71", så kunne oksygensystemet 431 ha vært mellom vaskeren 91"' og lagringstanken 110" som vist på fig. 6.

I det viste system har fortykkeren 121' blitt omdannet til en vasker ved tilføyelse av vaskerhoder 125, en prosessvannledning 127 og en opprensingsvasker 124. Systemet har videre blitt modifisert til et oksygensystem ved tilføyelse av" en alkaliledning 425, en dampblander 426, en dampledning 427,

en oksygenblander 428 og en oksygenledning 429. Disse er plassert mellom fortykkeren 121' og høytetthets-lagringstanken 140'. Operasjonen er den samme som den som er beskrevet for fig. 6.

Den"neste forandring er ved klamme 432. Denne viser, i prikket linje, elimineringen av klor- og klordioksydapparaturen. Klordioksydklammeren 144', klordioksydtårnet 146', kloraspiratoren 153', klorblanderen 155', klortårnet 157'

og pumpen 159' er eliminert. Rørledningen og kjemikaliene forbundet med denne apparatur er også eliminert.

Den neste forandring er ved klamme 433. Denne klamme indikerer fjerningen av ekstraksjonsapparaturen mellom vaskerne 161' og 181' slik at disse vaskere kan benyttes som de to trinnene med vasking etter oksygentrinnet ved klamme .431. Dette er også indikert med elementene i prikket linje. De eliminerte gjenstander er dampblanderen 166', ekstraksjons tårnet 173' og pumpene 170', 176', 278' og 282'. Igjen er rørledningen og kjemikalietilsetningene som er nødvendig i et ekstraksjonstrinn også eliminert. Pumpen 170' kan bibeholdes for å bevege massen 163' til vaskeren 181' dersom dette er nødvendig.

De neste to forandringene er vist med klammene 434 og 435. Klamme 434 indikerer elimineringen av klordioksydtrinnet og klamme 435 dens erstatning med en klorblander. Elimineringen av klordioksydtrinnet resulterer i elimineringen av dampblanderen 186', klordioksydblanderen 191', klordioksydtårnet 193' og pumpene, 190', 196', 298" og 302", deres tilknyttede rør-ledninger og kjemikalier. Disse er erstattet med en liten klorblander 438 og klortilførselsledning 151'. Et klortårn er ikke nødvendig. Pumpen 190' kan bibeholdes dersom dette er nødvendig for å bevege massen 183' til blanderen 430. Klorutløpet i ledning 294" er bibeholdt separat fra oksygen-avløpet.

Tiden i denne blander, som i oksygenblanderen, er mindre enn

1 minutt, og ville normalt bare være noen sekunder. Masse som beveger seg ved 18,3 m pr. sekund ville passere gjennom en 2,4 eller 3 meter lang reaktor i en alt for kort tid.

Klor ville bli behandlet ved temperaturen til massen fra vaskeren, 54-60°C, isteden for den kjøligere klorerings-temperatur.

Den siste forandring er vist med klamme 436. Dette er oksy-gentilsetningen til et ekstraksjonstrinn som vist på fig. 4. Henvisningstallene og operasjonsbetingelsene er igjen de samme som i fig. 4.

Hver av gassblanderne bør være under et mottrykk som tidligere beskrevet.

Fig. 8 viser et annet arrangement hvor blekesekvensen er OCODED. Igjen er forandringene mellom fig. 8 og fig. 1 vist med klammene på fig. 8. Forandringer 4 31'.-436' er de samme som de som er vist på fig. 7. De samme henvisningstall og operasjonsbetingelser er benyttet på fig. 1, 7 og 8.

Det er en annen forandring som er angitt med klamme 4 37.

Dette er tilføyelsen av trinn E og D ved slutten av prosessen. Prosessbetingelsene for det siste ekstraksjonstrinnet er igjen det samme som de for de andre ekstraksjonstrinn og er \ for dette siste klordioksydtrinn det samme som de for de andre klordioksydtrinn. Det skal også forstås at den eneste tilleggsapparatur som er nødvendig for disse to trinn er de to ytterligere vaskerne. Ekstraksjonsapparaturen som ble eliminert ved 433' kan benyttes i dette ekstraksjonstrinn og klordioksydapparaturen eliminert ved 434' kan benyttes i dette klordioksydtrinn. I en aktuell modifikasjon ville denne apparatur bli værende på plass og gitt røropplegg.

For foreliggende beskrivelses formål vil imidlertid nye henvisningstall bli benyttet for disse siste trinn.

I E-trinnet er dampblanderen 446, alkaliledningen 447, dampledningen 448, oppslemmingsledning 449, pumpen 450, ekstraksjonstårnet 453, fortynningssonen 454, ledningen fra tårnet til vaskeren 455 og pumpen 456.

I ekstraksjonsvaskeren er rundviretrauet 460, vaskeren 461, trommelen 462, den utgående masse 463, opprensingsvaskeren 464, det innkommende prosessvann 490, vaskerhodene 491, filtratledningen 492, forseglingstanken 493, avløpsledningen 494, fortynningsledningene 495, 497 og 501 og deres respek-tive pumper 496, 498 og 502, og motstrømsvaskevannsledningen 503 og dens pumpe 504.

I det siste klordioksydtrinnet er dampblanderen 466, alkaliledningen 467, dampledningen 468, masseoppslemmingsledningen 469, pumpen 470, klordioksydblanderen 471, klordioksydled-ningen 472, klordioksydtårnet 473, fortynningssonen 474, ledningen fra tårnet til vaskeren 475, dens pumpe 476, og svoveldioksydledningene 477 og 478.

I den siste vaskeren er rundviretrauet 480, vaskeren 481, trommelen 482, den utgående masse 483, opprensningsvaskeren 484, det innkommende prosessvann 510, vaskerhodene 511, filtratledningen 512, forseglingstanken 513, avløpsledningen 514, fortynningsledningene 515, 517 og 521 og deres pumper 516, 518 og 522, og motstrømsvaskeledningen 523 og dens pumpe 524.

Hver av gassblanderne bør igjen være under et mottrykk som tidligere beskrevet.

Disse illustrerer OCO-sekvenser og er eksempler på O-X-O-sekvenser generelt. I hver sekvens kan X være klor, klordioksyd, en kombinasjon av klor eller klordioksyd - CD, Dc eller en blanding av klor og klordioksyd, hypokloritter, peroksyder eller ozon. Blanderne som skal beskrives kan benyttes for å blande disse. Massen kan behandles med ozon ved den behandling som er beskrevet i amerikansk patentsøknad serial nummer 836.449 inngitt 26. september 1977 eller amerikansk patentsøknad serial nummer 2.491 av 11. januar 1979.

Mengden av benyttet oksygen og kjemisk stoff vil naturligvis avhenge av K-tallet til den ublekede massen, den ønskede lys-het og antall bleketrinn. Som et eksempel kunne en OOCOD-sekvens benytte 14-20 kg oksygen og 22-28 g natriumhydroksyd pr. metrisk tonn ovnstørr masse i det første trinnet; 11-17

kg oksygen og 17-22 natriumhydroksyd pr. metrisk tonn ovns-tørr masse i det andre trinnet; omkring 56 kg klor pr. metrisk tonn ovnstørr masse i det tredje trinnet; 8-11 kg oksygen pr. metrisk tonn ovnstørr masse i det fjernde trinnet; og 14-16 kg klordioksyd pr. metrisk tonn ovnstørr masse i det siste trinnet. Massens temperatur ville ikke bli forandret fra temperaturen i vaskeren for klorbehandlingen.

De gjenværende figurer viser flere blandertyper som kan benyttes med disse systemer. Det utvendige er det samme i hvert; men den indre konstruksjon forandres.

I figurene 9-12 har blanderen 550 et sylindrisk legeme 551 og to endeplater 552 og 553. Masseoppslemmingen kommer inn gjennom røret 554, passerer gjennom blanderlegemet og kommer ut gjennom røret 555. Oksygenforgreningsrørene 558 som til-fører oksygen til statorene 580 i blanderen, får sin til-førsel gjennom oksygenledninger 559.

En aksel 560 forløper i blanderens lengderetning og bæres på lageret 561 og 562 og dreies ved hjelp av rotasjonsanordning-er 563. Et kjedebeltetrekk er vist, men en hvilken som helst annen type av rotasjonsanordning kan benyttes.

Rotorer 570 er festet til akselen 560. En typisk rotorkon-struksjon er vist på fig. 13-14. Rotoren 570 har et legeme 571 som avsmalner utover fra akselen og har et elliptisk frembragt tverrsnitt. Det foretrukne tverrsnitt er en ellipse. Hovedaksen til rotoren er innrettet med rotorens rotasjonsretning. Hver av dens fremre og bakre kanter 572 og 573 har en krumningsradius i området 0,5-15 mm. Radiusene er vanligvis like, skjønt de behøver ikke være dette. Dersom de er forskjellige, ville den fremre kanten ha en større radius enn den bakre kanten.

En modifikasjon er vist på fig. 15-16. Et spor 574 er ut-formet i den bakre kant 573' i rotoren. Sporet har et tverr-mål på ca. 0,1 mm. Sporet kan være belagt med et hydrofobt materiale.

Antall rotorer og rotorenes hastighet vil avhenge av mengden av masse som passerer gjennom blanderen og konsistensen på massen som passerer gjennom blandingen. Arealet som sveipes

2

av rotorene bør være i området 10 000- 1 000 000 m pr. metrisk tonn ovnstørr masse. Det foretrukne området er 25 000-150 000 m 2 pr. metrisk tonn ovnstørr masse. Det optimale ansees å være omkring 65 400 m 2 pr. metrisk tonn ovns-tørr masse. Dette areal bestemmes ved formelen:

hvor

A = sveipet areal pr. metrisk tonn, m 2/t

r^= ytre radius på rotoren, m

r2= indre radius på rotoren, m

R - omdreininger pr. minutt for rotoren

N = antall rotorer

t = metriske tonn (ovnstørr basis) av masse som passerer gjennom blanderen pr. dag.

Det er en sammenheng mellom lengden på de enkelte rotorer og antall rotorer. Rotorene er vanligvis anordnet i ringer på sentralakselen. Antall rotorer i en ring vil avhenge av om-kretsen på sentralakselen og størrelsen på rotorens basis. Et større antall rotorer ville kreve en lengre og stivere aksel. Færre rotorer ville kreve lengre rotorer. Rommet for blanderen ville følgelig bestemme den aktuelle rotorkonstruk-sjon. Normalt er det totalt 4-400 rotorer og fra 2 til 20 rotorer i en ring.

Rotorene roterer på tvers av massens bevegelsesretning gjennom blanderen, idet de beskriver en skruelinjeformet bane gjennom massen. Rotorenes rotasjonshastighet ville bli bestemt av motoren, og drivforholdet mellom motoren og sentralakselen.

Diameteren på sentralakselen 560 er minst halvparten av blanderens indre diameter, under dannelse av et ringformet rom 568 gjennom hvilket oppslemmingen passerer.

Den forstørrede aksel krever skraperstenger 564 og 565 på akselendene 566 og 567. Det normale ville være fire stenger på hver ende. Stengene fjerner fibre som har tendens til å oppbygges mellom akselen og blanderendeplaten.. Dette hindrer binding av akselen i blanderen.

Statorene er vist på fig. 17-19. Statorene tilfører oksygen til massen i blandesonen og virker også som friksjonsanord-ninger for å redusere eller stoppe rotasjonen av massen med rotorene slik at det oppnås en relativ roterende bevegelse mellom rotorene og massen. Hver stator 580 har et legeme 581, en sentral passasje 582 og en basisplate 583. Statorene rager gjennom åpninger 556 i legeme 551. Det er to måter å feste statorene på. På fig. 17 er statoren festet til legemet 551 ved hjelp av en friksjonstilpasning under anvendelse en Van Stone-flens 584. Dette tillater at statoren kan roteres dersom det er ønsket å forandre oksygenplasseringen.

I fig. 18 er basisplaten 583' festet direkte til legemet

551 enten ved hjelp av bolter eller stifter. Oksygenet kommer inn i blanderen gjennom kontrollventiler 590. Statorene er runde og avsmalnende og flaten som har kontrollventilene er gjort flat. Kontrollventilene vender tvers over et tverr-plan i blanderen og i retning av rotorenes rotasjon.

Formålet med kontrollventilen 59 0 er å hindre massefibrene i

å komme- inn i passasjen 582. En typisk kontrollventil er vist på fig. 20. Ventilen 590 består av et ventillegeme 591 som er gjenget i statorlegemet 581. Ventillegemet har et ventilsete 592. Selve ventilen består av en bolt 593 og en mutter 594 som er forspent i en lukket stilling av fjæren 595.

Antallet av kontrollventiler i en stator kan variere fra 0 til 4. I noen blandere ville hoveddelen av gassen bli tilsatt ved blanderinngangen og kreve opptil 4 kontrollventiler, og lite eller ingen gass ville bli tilsatt nær blanderutløpet, hvilket krever en kontrollventil eller ingen kontrollventiler, og statorer ville da bare virke som friksjonsbrems mot masse-rotasjon. For eksempel, mellom 60 og 70% av oksygenet kunne tilsettes i den første halvdelen av blanderen. Den første tredjedelen av statorene ville ha tre eller fire kontoll-ventiler, den neste tredjedelen kunne ha 2 kontrollventiler, og den siste tredjedelen kunne av 1 eller ingen kontrollventiler.

Statorene kan også være anordnet i ringer. Det kunne da være en ring av statorer for hver en eller to ringer av rotorer. Antallet statorer i en ring vil avhenge av blanderens stør-relse. Vanligvis er det 4 statorer i en ring, men dette kan normal variere fra 2 til 8.

Både rotorene og statorene bør forløpe på tvers av det ringformede rom. En normal klaring mellom rotoren og blanderens indre vegg, eller statoren og den ytre veggen til sentralakselen er ca. 13 mm. Dette sikrer at all massen kommer i kontakt med oksygenet og at det ikke er noen kortslutning av massen gjennom blanderen uten kontakt med oksygen. Rotorene og statorene bør befinne seg mellom innløpet og utløpet for å sikre at all massen ville passere gjennom det sveipede areal, og ville være i kontakt med oksygen.

Fig. 21-26 beskriver en modifikasjon av basisblanderen. Oksygen fører til rotorene gjennom røret 600 og passasjen 601 som forløper sentralt i akselen 560'. Radielle passasjer 602 fører oksygenet til den ytre ringformede manifold 603. Oksygenet passerer fra manifolden til massen gjennom en sentral passasje 604 i rotorlegemet 605 og gjennom kontrollventilen 590". Disse ventiler er den samme som ventil 590.

Rotoren er vist rund og avsmalnende, men dens form kan være forskjellig. Rotoren kan være rund eller firkantet og ikke-avsmalnende slik som de som normalt forefinnes i dampbland-ere. De runde rotorene ville ha krumningsradiuser på over 3 0 mm. Avsmalnende rotorer 60 6 som har et rektangulært tverrsnitt kan også benyttes.

Fig. 27 sammenligner operasjonen av en modifisert blander lik den som er vist i fig. 21-26 med operasjonen av blanderen i fig. 9-20 og indikerer den økende effektivitet til blanderen etter hvert som det sveipede areal forøkes og aksel-diameteren utvides. Huset for begge blanderne var det samme. Det hadde en indre diameter på 0,914 m. Innløpet og utløpet var det samme. I begge var rotorens ytre radius den samme,

0,444 m. Begge behandlet masse ved den samme hastighet,

810 metriske tonn ovnstørr masse pr. dag.

Den modifiserte blanderen hadde en rotasjonshastighet på

435 omdr./min. Det var 32 statorer i 8 ringer og 36 rotorer i 9 ringer. Hver ring av rotorer hadde 2 pinner og 2 blad-er. Bladene hadde et rektangulært tverrsnitt. Statorene og rotorpinnene var runde, avsmalnet utover og 0,254 m lange. Oksygen fikk adgang kun gjennom statorene. Akselens diameter var 0,38 m og det sveipede areal var 14 100 m 2 pr. metrisk tonn ovnstørr masse.

Blanderen i fig. 9-20 hadde den samme indre diameter, men hadde en sentral aksel som var 0,508 m i diameter. Det var 224 rotorer. Rotorene var elliptiske og lineært avsmalnet. Rotorens hovedakse forløp i rotorens rotasjonsretning. Rotorens fremre og bakre kanter hadde krumningsradiuser på 3,8 mm. Rotorene hadde en lengde på 19 cm og raget til innen 13 mm av reaktorveggen, og statorene forløp til innen ca. 13 mm av sentralakselen. Rotorenes rotasjonshastighet var 4 35 omdr./min. Det sveipede areal i reaktoren var 72 200 m 2 pr. metrisk tonn ovnstørr masse. Oksygen fikk adgang gjennom statorene.

Fig. 27 sammenligner det oppnådde K-tall til massen med det ytterligere K-tallfall etter passasje gjennom blanderen,

og viser at blanderen oppnådde et større fall i K-tall enn den modifiserte blanderen. Det ble også funnet at blanderen bare trengte halvparten av mengden av oksygen i den modifiserte blander for oppnåelse av den samme mengde delignifisering; det vil si, ved at de andre operasjonsbetingelsene forble de samme, for oppnåelse av det samme fall i K-tall, var 11 kg oksygen pr. metrisk tonn ovnstørr masse nødvendig i den modifiserte blander, men bare 5 kg oksygen pr. metrisk tonn ovnstørr masse var nødvendig i blanderen. Det ble også funnet at blanderen kunne blande større mengder oksygen med massen enn den modifiserte blanderen. Mellom 1. 1/2 og 2 ganger så meget oksygen kunne blandes med massen med bland-

eren enn med den modifiserte blander. For eksempel, den modifiserte blanderen kunne blande et maksimum på 15,1-20,2

kg oksygen med et metrisk tonn ovnstørr masse. Blanderen kunne blande 30,2-35,3 kg oksygen med et metrisk tonn ovns-tørr masse.

Det optimale sveipede areal oppnås ved å redusere antallet rotorer i blanderen fra 224 til 203.

Fig. 28-30 illustrerer en forskjellig type rotor- og stator-arrangement og en forskjellig oksygenadgang.

I denne modifikasjon omgir en oksygenmanifold 610 det ytre legeme 551" til blanderen og gassen kommer inn i blanderen gjennom hull 611 i legemet 551". En ringformet terskel 612 anordnet mellom hver ring av hull 611, er festet til lege-mets 551" indre vegg. Tersklene 612 skaper et gassbasseng tilstøtende blanderveggen. Statorene 585 er festet til tersklene 612. Rotorene 575 er innrettet med rommene mellom tersklene 612. Den ytre radius til rotorene 575 er større enn den indre radius til tersklene 612 slik at rotorene rager utover den indre vegg 608 til terskelen inn i den gass som er innestengt mellom terkslene. Denne konstruksjon tillater rotoren å rage inn i en gasslomme og at gassen kan strømme ned rotorens bakre kant etterhvert som den passerer gjennom masseoppslemmingen.

Rotorene og statorene kan være flate med avrundede fremre

og bakre kanter. Igjen ville krumningsradiusen til de fremre og bakre kanter være i området 0,5-15 mm, og radiusene behøver ikke være like. Rotorene og statorene kan være så smale som 6,35 mm i bredde.

Denne konstruksjon kunne også innbefatte sporet i den fremre kant i rotoren som kan være dekket med et hydrofobt belegg.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for bleking av masse av ved, karakterisert ved at man behandler masse som har en konsistens på 7-15% med oksygen ved en alkalisk pH-verdi og en temperatur fra ca. 65°C til ca. 121°C, vasker nevnte masse, behandler nevnte masse med et blekekjemikalie valgt fra gruppen bestående av hypokloritter, peroksyder og ozon, vasker nevnte masse, og behandler nevnte masse som har en konsistens på 7-15% med oksygen ved en alkalisk pH-verdi og en temperatur fra ca. 65 til ca. 121°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den første oksygenbehandling forutgås av behandling av nevnte masse ved en konsistens på 7-15% med oksygen ved en alkalisk pH-verdi og en temperatur fra ca.

65 til ca. 121°C, og vasking av nevnte masse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte siste oksygenbehandling etter-følges av vasking av nevnte masse, og behandling av nevnte masse med klordioksyd.

4. Fremgangsmåte for bleking av masse av ved, karakterisert ved at man behandler masse som har en konsistens på 7-15% med oksygen ved en alkalisk pH-verdi og en temperatur fra ca. 65 til 121°C, vasker nevnte oksygenbehandlede masse, behandler nevnte vaskede masse med et blekekjemikalie valgt fra gruppen bestående av klor, klordioksyd, kombinasjoner av klor og klordioksyd, hypokloritter, peroksyder og ozon, vasker nevnte siste blekede masse og behandler nevnte siste vaskede masse som har en konsistens på 7-15% med oksygen ved en alkalisk pH-verdi og en temperatur fra ca. 65 til ca. 121°C.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte første oksygenbehandling forutgås av be handling av nevnte masse ved en konsistens på 7-15% med oksygen ved en alkalisk pH-verdi og en temperatur fra ca.

65 til ca. 121°C, og vasker nevnte forutgående oksygenbehandlede masse.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte siste oksygenbehandling etter-følges av vasking av nevnte masse, og behandling av nevnte vaskede masse med klordioksyd.