NO875001L

NO875001L - PROCEDURE FOR MAKING MECHANICAL MASS.

Info

Publication number: NO875001L
Application number: NO875001A
Authority: NO
Inventors: Knut Ove Danielsson; Bo Georg Sven Falk
Original assignee: Sunds Defibrator
Priority date: 1986-04-02
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1987-12-01
Also published as: NO875001D0

Abstract

Behandlingen omfatter siling for deling av massen i en aksept- og en rejektfraksjon, hvorav rejektfraksjonen utgjør 10 - 40 %. Rejektfraksjonen avvannes, impregneres med natriumsulfitt og forvarmes med damp. Deretter utføres raffinering under trykk og damputvik-ling. Bare denne damp anvendes for forvarming av rejektfraksjonen. Etter raffineringen utføres såkalt latens-behandling hvoretter rejektfrakjsonen tilbake-føres til den mekaniske masse, eventuelt via ytterli-. gere siling.The treatment includes screening for division of the mass into an acceptance and a reject fraction, of which the reject fraction constitutes 10 - 40%. The reject fraction is dewatered, impregnated with sodium sulfite and preheated with steam. Thereafter, refining is carried out under pressure and steam evolution. Only this steam is used for preheating the reject fraction. After the refining, so-called latency treatment is carried out, after which the reject fraction is returned to the mechanical mass, possibly via additional. gere siling.

Description

FREMGANGSMÅTE FOR BEHANDLING AV MEKANISK MASSEPROCEDURE FOR TREATMENT OF MECHANICAL PULP

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av mekanisk masse beregnet for fremstilling av trykkpapir. Den mekaniske masse består av slipmasse eller termomekanisk masse. This invention relates to a method for treating mechanical pulp intended for the production of printing paper. The mechanical mass consists of grinding mass or thermomechanical mass.

Slipmasse fremstilles ved å presse vedmateriale mot en roterende slipestein eller slipeskive for frilegging av fibrene. På grunn av slipebehandlingen inneholder den fremstilte slipmasse en forholdsvis stor andel av fibre som ikke er fullstendig fibrert, eller flis og mer eller mindre opprevne og avskårne fibre samt finstoff. Fordelene med slipmasse er, i tillegg til høy virkeutnyttelse, forholdsvis lavt energiforbruk ved fremstillingen samt stor lysspredning. Sanding compound is produced by pressing wood material against a rotating grinding stone or grinding wheel to expose the fibers. Due to the sanding treatment, the sanding compound produced contains a relatively large proportion of fibers that are not completely fibrous, or chips and more or less torn and cut fibers as well as fines. The advantages of sanding compound are, in addition to high efficiency, relatively low energy consumption during production and great light diffusion.

Den korte, gjennomsnittlige fiberlengde i slipmassen samt det store innhold av finstoff gir en glatt overflate og høy opasitet for papir fremstilt av slipmasse. Flisinnholdet, samt den forholdsvis lave fasthet hos slipmasse, utgjør imidlertid en alvorlig ulempe. The short, average fiber length in the sandpaper as well as the high content of fines gives a smooth surface and high opacity for paper made from sandpaper. However, the chip content, as well as the relatively low firmness of the sanding compound, constitute a serious disadvantage.

Termomekanisk masse fremstilles ved å forvarme flis og raffinering mellom to motstående raffinørskiver. Den fremstilte masse inneholder en forholdsvis liten andel av ufibrerte fibre og flis, en stor andel av hele fibre og, sammenliknet med slipmasse, en liten andel av finstoff. Den termomekaniske masse har større fasthet enn slipmasse, men lavere lysspredning. Ulempen med denne masse, særlig ved fremstilling av trykkpapir finere enn avispapir, som f.eks. ubelagt papir, for rotogravur og belagt lettvektpapir, er den store stivhet hos langfiberfraksjonen og den dårlige bøyelighet ved disse fibre. Thermomechanical pulp is produced by preheating chips and refining between two opposing refiner discs. The produced pulp contains a relatively small proportion of non-fibrous fibers and chips, a large proportion of whole fibers and, compared to sanding pulp, a small proportion of fines. The thermomechanical mass has greater firmness than sanding mass, but lower light scattering. The disadvantage of this pulp, especially when producing printing paper finer than newsprint, such as e.g. uncoated paper, for rotogravure and coated lightweight paper, is the high stiffness of the long fiber fraction and the poor flexibility of these fibers.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av slipmasse og termomekanisk masse på en slik måte at ovennevnte ulemper med høyt flisinnhold i slipmassen og de stive fibre i den termomekaniske masse minskes i en slik grad at man oppnår en oppgradert mekanisk masse, dvs. en masse av høyere kvalitet, og følgelig større anvendbarhet. Dette oppnås ved den rekke behandlingstrinn som er angitt i de medfølgende krav. The present invention relates to a method for treating grinding mass and thermomechanical mass in such a way that the above-mentioned disadvantages of high chip content in the grinding mass and the stiff fibers in the thermomechanical mass are reduced to such an extent that an upgraded mechanical mass is obtained, i.e. a mass of higher quality, and consequently greater applicability. This is achieved by the series of processing steps specified in the accompanying requirements.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det følgende ved hjelp av en utføringsform og med henvisning til den medfølgende figur som viser et flyt-diagram for en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen . The invention is described in more detail in the following by means of an embodiment and with reference to the accompanying figure which shows a flow diagram for a method according to the invention.

Systemet ifølge den viste utføringsform omfatter en sil 1, som også kan bestå av en kombinassjon av flere siler og en hvirvelrenser. En akseptledning 2 og en rejektledning 3 strekker seg fra silen 1. Rejektledningen 3 fører til en avvanningsinnretning 4, fortrinnsvis i form av en presse, og en etterfølgende blandeinnretning kombinert med en trykk-skruemater 5 som også omfatter midler for en viss mekanisk behandling av fibermaterialet. Deretter er det anordnet en forvarmer 6 som er forbundet med en skiveraffinør 7. Denne raffinør er utstyrt med en raffinørkappe som kan settes under trykk. Etter raffinøren finnes en dampseparator 8, fortrinnsvis en syklon, til hvilken er koplet en masse-utløpsledning 9 som er forbundet med en sil 10 via en tank 11 for såkalt latens-fjerning. Fra silen 10 forløper en andre akseptledning 12 som er forbundet med akseptledningen 2, og en andre rejektledning 13 som strekker seg fra silen 10 fører til avvanningsinnretningen 4. Damputløpsledningen 14 er forbundet med blandeinnretningen 5. Det er også mulig å føre hele den behandlete rejektfraksjon fra tanken 11 direkte til akseptledningen 2. Den raffinerte rejektfraksjon kan eventuelt tilbakeføres til massen før silen 1 eller den kombinasjon av siler som i flytdiagrammet represen-teres av denne sil. The system according to the embodiment shown comprises a sieve 1, which can also consist of a combination of several sieves and a vortex cleaner. An acceptance line 2 and a reject line 3 extend from the sieve 1. The reject line 3 leads to a dewatering device 4, preferably in the form of a press, and a subsequent mixing device combined with a pressure screw feeder 5 which also includes means for a certain mechanical treatment of the fiber material . A preheater 6 is then arranged which is connected to a disc refiner 7. This refiner is equipped with a refiner jacket which can be pressurized. After the refiner there is a steam separator 8, preferably a cyclone, to which is connected a mass outlet line 9 which is connected to a strainer 10 via a tank 11 for so-called latency removal. From the strainer 10, a second acceptance line 12 runs which is connected to the acceptance line 2, and a second reject line 13 which extends from the strainer 10 leads to the dewatering device 4. The steam outlet line 14 is connected to the mixing device 5. It is also possible to lead the entire treated reject fraction from the tank 11 directly to the acceptance line 2. The refined reject fraction can optionally be returned to the mass before the sieve 1 or the combination of sieves represented in the flow diagram by this sieve.

Den innkommende mekanniske masse deles ved siling i silenThe incoming mechanical mass is divided by sifting in the sieve

1 i en akseptfraksjon 2 og en rejektfraksjon 3. Silingen kan utføres i flere trinn for derved å øke flis- og langfiberinnholdet i rejektet. Rejektfraksjonen skal utgjøre 10 - 40 % av den innkommende masse og i det vesentlige omfatte hele flis- og langfiberinnholdet i massen. 1 into an acceptance fraction 2 and a reject fraction 3. Sieving can be carried out in several stages to thereby increase the chip and long fiber content in the reject. The reject fraction must make up 10 - 40% of the incoming pulp and essentially comprise the entire chip and long fiber content of the pulp.

Rejektfraksjonen blir deretter avvannet til en konsentrasjon over 30 % tørrstoffinnhold, hvoretter den overføres til blandeinnretningen 5, som fortrinnsvis består av en kombinert blande- og behandlingsinnretning av den type som er vist i den internasjonale patentsøknad PCT/SE85/00441. Blandeinnretningen fylles med 10 - 50 kg, fortrinnsvis 15 - 40 kg natriumsulfitt pr. tonn tørrstoff. Rejektfraksjonen blir således impregnert ved en høy materialkonsentrasjon, og da den mekaniske behandling samtidig utføres, blir impregneringsmidlet knadd inn i fibermaterialet. Oppvarmingen til ønsket forvarmingstemperatur, The reject fraction is then dewatered to a concentration above 30% solids content, after which it is transferred to the mixing device 5, which preferably consists of a combined mixing and processing device of the type shown in the international patent application PCT/SE85/00441. The mixing device is filled with 10 - 50 kg, preferably 15 - 40 kg of sodium sulphite per tons of dry matter. The reject fraction is thus impregnated at a high material concentration, and as the mechanical treatment is carried out at the same time, the impregnating agent is kneaded into the fiber material. The heating to the desired preheating temperature,

105 - 170°C, fortrinnsvis 105 - 135°C, finner sted i blandeinnretningen ved hjelp av damptilførsel. Knaingen utbalanserer kjemi- og temperaturprofilen i fibermaterialet og samtidig finner en viss fibrering sted. Energiinngangen skal her være 35 - 100 kWh pr. tonn tørrstoff. 105 - 170°C, preferably 105 - 135°C, takes place in the mixing device by means of steam supply. Kneading balances the chemistry and temperature profile in the fiber material and at the same time a certain fiberization takes place. The energy input here must be 35 - 100 kWh per tons of dry matter.

Massen mates fra blandeinnretningen 5 inn i forvarmeren 6 der temperaturen 105 - 170°C, fortrinnsvis 105 - 135°C, opprettholdes. Oppholdstiden skal være 1-30 minutter, fortrinnsvis 5-10 minutter, slik at impregneringsmidlet som innblandes i blandeinnretningen 5 tillates å diffundere inn i fiberveggen og reagere. The mass is fed from the mixing device 5 into the preheater 6 where the temperature 105 - 170°C, preferably 105 - 135°C, is maintained. The residence time should be 1-30 minutes, preferably 5-10 minutes, so that the impregnating agent mixed in the mixing device 5 is allowed to diffuse into the fiber wall and react.

Etter forvarmingen mates materialet inn i skiveraffinørenAfter preheating, the material is fed into the disc refiner

7 for å raffineres ved overtrykk og ved en temperatur høyere enn temperaturen i forvarmeren. Temperaturen i innløpet til raffinøren skal være 105 - 145°C, fortrinnsvis 105 - 135°C. Dette innebærer at tilførselen fra forvarmeren 6 til raffinøren 7 i visse tilfeller må gjøres lufttett. En slik trykksluse oppnås fortrinnsvis ved hjelp av en konisk skruemater som overfører materialet i form av en lufttett plugg. Raffineringen utføres med en energiladning på 300 - 1000, fortrinnsvis 600 - 900 kWh pr. tonn tørrstoff til en freeness mindre enn 250, fortrinnsvis 150 maksimalt. 7 to be refined under excess pressure and at a temperature higher than the temperature in the preheater. The temperature in the inlet to the refiner should be 105 - 145°C, preferably 105 - 135°C. This means that the supply from the preheater 6 to the refiner 7 must in certain cases be made airtight. Such a pressure lock is preferably achieved by means of a conical screw feeder which transfers the material in the form of an airtight plug. The refining is carried out with an energy charge of 300 - 1000, preferably 600 - 900 kWh per tonnes of dry matter to a freeness of less than 250, preferably 150 maximum.

Under raffineringen utvikles damp ved hjelp av hvilken den raffinerte masse blåses fra raffinørens raffinørkappe til en trykksyklon 8 for separering av damp og masse under trykk. Dampen strømmer ut gjennom ledningen 9, fortynnes til 3 - 5 % konsentrasjon og føres til en tank for latens-fjerning, som finner sted ved 60 - 80°C, mens massen agiteres i 30 - 60 minutter. Massen siles i silen 10, og en andre rejektfraksjon føres tilbake gjennom ledningen 13 til avvanningsinnretningen 4 mens en andre akseptfraksjon føres til hoved-akseptledningen 2. Denne andre rejektfraksjon består av 10 - 30 % av den raffinerte rejektfraksjon og inneholder i det vesentlige den gjenværende flisfraksjon. During the refining, steam is developed by means of which the refined pulp is blown from the refiner's refiner jacket to a pressure cyclone 8 for separating steam and pulp under pressure. The vapor flows out through line 9, is diluted to 3 - 5% concentration and is fed to a tank for latency removal, which takes place at 60 - 80°C, while the mass is agitated for 30 - 60 minutes. The mass is sieved in the sieve 10, and a second reject fraction is fed back through the line 13 to the dewatering device 4, while a second acceptance fraction is fed to the main acceptance line 2. This second reject fraction consists of 10 - 30% of the refined reject fraction and essentially contains the remaining chip fraction .

Dampen fra trykksyklonen 8 strømmer ut gjennom ledningen 14. Denne damp resirkuleres til blandeinnretningen 5 og til forvarmeren 6 for oppvarming av rejektfraksjonen før raffineringen som ovenfor beskrevet. Denne damp er tilstrekkelig til å avstedkomme den ønskete oppvarming til 107 - 170°C. Systemet er derved selvforsørgende med hensyn til oppvarmingsdamp. The steam from the pressure cyclone 8 flows out through the line 14. This steam is recycled to the mixing device 5 and to the preheater 6 for heating the reject fraction before the refining as described above. This steam is sufficient to achieve the desired heating to 107 - 170°C. The system is thereby self-sufficient with regard to heating steam.

Følgende tabell viser noen data fra sammenliknende prøver med slipmasse av gran der kolonne I viser data for bare én rejektfraksjon av slipmasse behandlet ifølge oppfinnelsen, kolonne II viser data for hele slipmassen inklusive rejektfraksjonen ifølge kolonne I, kolonne III viser data for rejektfraksjonen av slipmasse, som bare ble raffinert ved høy konsentrasjon, kolonne IV viser data for hele slipmassen inklusive rejektfraksjonen ifølge kolonne III. The following table shows some data from comparative samples with spruce grinding mass where column I shows data for only one reject fraction of grinding mass treated according to the invention, column II shows data for the whole grinding mass including the reject fraction according to column I, column III shows data for the reject fraction of grinding mass, which was only refined at high concentration, column IV shows data for the entire grinding mass including the reject fraction according to column III.

Det fremgår av tabellen at flisinnholdet kan reduseres betydelig ved behandlingen ifølge oppfinnelsen. Fasthetsegen-skapene ble dessuten forbedret mens lysspredningen i alt vesentlig kunne opprettholdes. It appears from the table that the chip content can be significantly reduced by the treatment according to the invention. The firmness properties were also improved, while the light scattering could essentially be maintained.

Når det gjelder termomekanisk masse har vi funnet at flisinnholdet kan minskes og densiteten av hele massen, særlig av langfiberfraksjonen, har øket. Antall stive fibre i massen ble også redusert uten vesentlig forringelse av massens lysspredning. When it comes to thermomechanical pulp, we have found that the chip content can be reduced and the density of the whole pulp, especially of the long fiber fraction, has increased. The number of rigid fibers in the pulp was also reduced without any significant deterioration of the pulp's light scattering.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til de viste utføringsformer, men kan varieres innenfor rammen av oppfin-nelsestanken. The invention is of course not limited to the embodiments shown, but can be varied within the framework of the inventive concept.

Claims

1. Procedure for treating mechanical pulp which is produced by mechanical dissolution of chemically untreated working material, characterized in that it includes the following steps in combination a) screening to divide the pulp into two fractions, acceptance and reject, so that the reject fraction makes up 10 - 40% and essentially contains the entire chip and long fiber content of the mechanical pulp, b) dewatering the reject fraction to a concentration of more than 30%, c) mixing of 10 - 50 kg of sodium sulphite per tonnes of dry matter in the reject fraction during simultaneous execution of mechanical treatment and heating with steam to a preheating temperature of 105 - 170°C, preferably 105 - 135°C, d) maintaining this preheating temperature for 1 - 30 minutes, preferably 5-10 minutes, e) feeding the reject fraction into a refiner at 105 - 145°C and refining under pressure with an energy input of 300 - 1000 kWh per tonnes of dry matter, whereby steam is developed during refining, f) separating the developed steam and using only this steam for preheating according to point c), g) so-called latency treatment of the reject fraction by dilution to 3 - 5% mass concentration and agitation at 60 - 80°C for 30 - 60 minutes, h) recycling the reject fraction to the mechanical pulp.

2. Method according to claim 1, characterized in that the mechanical mass consists of grinding mass.

3. Method according to claim 1, characterized in that the mechanical mass consists of thermomechanical mass.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical treatment according to point c) corresponds to an energy charge of 35 - 100 kWh per tons of dry matter.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure and temperature at the feed into the refiner and, respectively, the pressure and temperature in the preheater are kept separate by means of a continuously advanced plug of the material.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the refined reject fraction according to point e) is divided by means of screening into a second acceptance fraction and a second reject fraction, so that this second reject fraction makes up 10 - 30% and largely contains the remaining chip fraction in the refined reject fraction, and this second reject fraction is returned to the dewatering step according to point b) for repeated treatment, and that the second acceptance fraction is combined with the acceptance fraction in the mechanical pulp.