SE0901436A1 - Procedure for producing a pulp of lignocellulosic material - Google Patents
Procedure for producing a pulp of lignocellulosic material Download PDFInfo
- Publication number
- SE0901436A1 SE0901436A1 SE0901436A SE0901436A SE0901436A1 SE 0901436 A1 SE0901436 A1 SE 0901436A1 SE 0901436 A SE0901436 A SE 0901436A SE 0901436 A SE0901436 A SE 0901436A SE 0901436 A1 SE0901436 A1 SE 0901436A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- oxygen delignification
- pulp
- process according
- delignification step
- delignification
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 42
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 148
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 148
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 148
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 75
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 50
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 43
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 37
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 29
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 27
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 22
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 5
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 121
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 60
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 14
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 abstract 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 20
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 12
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 10
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 8
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 4
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 4
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 4
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C1/00—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
- D21C1/06—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with alkaline reacting compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Föreliggande beskrivning hänför sig till en process för att producera enpappersmassa från lignocellulosamaterial, speciellt icke-vedråvara, i viken5 upplösningen av kiseldioxid är minimerad. Processen innefattar stegen att kokalignocellulosamaterial till en massa och underkasta nämnda massa ettsyredelignifieringssteg i vilken en alkalitillsâttning görs så att massan har ett slutligtpH-värde som år lika med eller mindre än 10,0 efter nämnda steg. (Fig. 2) The present description relates to a process for producing pulp from lignocellulosic materials, especially non-wood raw material, in which the dissolution of silica is minimized. The process comprises the steps of making cocalignocellulosic material into a pulp and subjecting said pulp to an acid partitioning step in which an alkali addition is made so that the pulp has a final pH value equal to or less than 10.0 after said step. (Fig. 2)
Description
10 20 25 2 kokvätskan. Detta leder till exceptionella svårigheter vid förångning, förbränning och återkaustisering, vilket gör återvinningen ofullständig om den alls försöks. 10 20 25 2 the cooking liquid. This leads to exceptional difficulties in evaporation, combustion and re-causticization, which makes the recovery incomplete if attempted at all.
Den ökande medvetenheten om miljöfaror relaterade till spillvattenutsläpp från icke-vedmassafabriker kombinerad med avsaknaden av adekvat teknik för återvinning av förbrukade kokvätskor har inneburit att icke-vedmassaindustrin har insett att den ännu inte har uppnått sin fulla potential.The growing awareness of environmental hazards related to wastewater discharges from non-wood pulp mills combined with the lack of adequate technology for recycling of consumed cooking liquids has meant that the non-wood pulp industry has realized that it has not yet reached its full potential.
Tabell 1 Sort SiOg [%] Rishalm 9-1 4 Vetehalm 3-7 Sockerrörsbagass O,7-3 Vanlig vass ~2 Bambu 1,5-3 Olika tänkbara möjligheter har övervägts för att minska problemet med kiseldioxid. Några av dem är avskiljning av kiseldioxid före massakokning, utfällning och avskiljning av kiseldioxid före förångning, eventuella nya tekniker för återvinning av förbrukade kokvätskor och nya kokningstekniker.Table 1 Sort SiOg [%] Rishalm 9-1 4 Wheat Straw 3-7 Sugarcane Bagass O, 7-3 Normal reed ~ 2 Bamboo 1.5-3 Various possible options have been considered to reduce the problem silica. Some of them are the separation of silica before mass cooking, precipitation and separation of silica before evaporation, any new techniques for recycling of spent cooking liquids and new cooking techniques.
WO 2006/103317 beskriver ett exempel på en sådan ny kokningsteknik.WO 2006/103317 describes an example of such a new cooking technique.
Dokumentet beskriver en process för produktion av pappersmassa från finfördelat lignocellulosamaterial, så som vilken som helst typ av ved, halm eller bambu. Det finfördelade lignocellulosamaterialet impregneras med reaktantkemikalier och hettas därefter upp till en lämplig reaktionstemperatur för delignifieringsreaktioner med användning av den värme som avges genom kondensation av ett gasformigt organiskt ämne. Processen resulterar bland annat i mycket snabba reaktioner, högt utbyte och lägre energibehov.The document describes a process for the production of pulp from comminuted lignocellulosic material, such as any type of wood, straw or bamboo. The the finely divided lignocellulosic material is impregnated with reactant chemicals and then heated to a suitable reaction temperature for delignification reactions using the heat given off by condensation of a gaseous organic matter. The process results in, among other things, very rapid reactions, high yield and lower energy requirements.
Vid utnyttjande av det kokningsförfarande som beskrivs i WO 2006/103317 på icke-vedråvaror är det möjligt att erhålla en massa som innehåller en liten mängd löst kiseldioxid. När massan underkastas en efterföljande syredelignifiering genom konventionella förfaranden har det dock observerats att stora mängder kiseldioxid löses upp i delignifieringssteget. Till exempel har 33 % 20 25 30 3 löst kiseldioxid observerats i avluten vid pH 10,9 för en massa baserad på halm och kokad genom förfarandet. En sådan hög halt av kiseldioxid skulle vålla problem i en återvinningsprocess.Using the cooking process described in WO 2006/103317 on non-wood raw materials, it is possible to obtain a mass that contains a small amount of dissolved silica. When the mass is subjected to a subsequent oxygen delignification by conventional methods, however, it has been observed that large amounts of silica are dissolved in the delignification step. For example, 33% have 20 25 30 3 dissolved silica was observed in the liquor at pH 10.9 for a mass based on straw and cooked through the process. Such a high content of silica would cause problems in a recycling process.
Figur 1 illustrerar schematiskt en process för att producera en massa i enlighet med känd teknik. Lignocellulosamaterial kokas 1 till en kemisk massa som tvättas i en första tvätt 2. Färskvatten eller kondensat matas till tvätten, vilket illustreras med pilen 3. Filtratet överförs till en återvinningsprocess, vilket illustreras med pilen 4. Den tvättade massan underkastas därefter ett syredelignifieringssteg 5 i vilket natriumhydroxid (NaOH) används såsom alkali, vilket i typiska fall resulterar i ett slutligt pH-värde av cirka 10,5-11. Den syredelignifierade massan tvättas i en andra tvätt 6 och underkastas därefter en blekningsprocess utgående från till exempel ett Do-steg 9. Naturligtvis kan slutblekningsprocessen även börja med ett annat slags blekningssteg. Färskvatten matas till den andra tvätten, vilket illustreras med pilen 7, och filtratet från tvätten överförs till en avloppsledning, vilket illustreras med pilen 8. De återstående blekningsstegen av den slutliga blekningssekvensen visas inte ifiguren.Figure 1 schematically illustrates a process for producing a mass in according to known technology. Lignocellulose material is boiled 1 to a chemical mass which is washed in a first wash 2. Fresh water or condensate is fed to the wash, which illustrated by arrow 3. The filtrate is transferred to a recycling process, which illustrated by arrow 4. The washed mass is then subjected to one oxygen delignification step 5 in which sodium hydroxide (NaOH) is used as the alkali, which typically results in a final pH of about 10.5-11. The the oxygen delignified pulp is washed in a second wash 6 and then subjected to one bleaching process based on, for example, a Do-step 9. Of course, can The final bleaching process also begins with another type of bleaching step. Freshwater fed to the second wash, as illustrated by arrow 7, and the filtrate from the wash transferred to a sewer line, as illustrated by arrow 8. The remaining the bleaching steps of the final bleaching sequence are not shown in the figure.
Såsom framgår av figuren kräver processen färskvatten och filtratet från tvättarna efter syredelignifiering återanvänds inte. Detta är en konsekvens av den höga kiseldioxidhalten i filtratet.As shown in the figure, the process requires fresh water and the filtrate from the washes after oxygen delignification are not reused. This is a consequence of it high silica content of the filtrate.
För att industrin för kokning av icke-vedmassa ska kunna uppnå sin fulla potential måste sålunda de problem som är förknippade med kiseldioxid övervinnas.In order for the non-wood pulp cooking industry to be able to achieve its full potential potential must therefore the problems associated with silica overcome.
SAMMANFATTNING Det primära syftet med föreliggande uppfinning är att utveckla en process för att producera en pappersmassa, lämplig för slutblekning, vilken process åtminstone reducerar de problem som är förknippade med kiseldioxid då det gäller en råvara som uppvisar en hög halt av kiseldioxid, så som en icke-vedråvara. Ett syfte med föreliggande uppfinning är även att reducera miljöpåverkan av en sådan process.SUMMARY The primary object of the present invention is to develop a process to produce a pulp, suitable for final bleaching, which process at least reduces the problems associated with silica in that regard a raw material that has a high content of silica, such as a non-wood raw material. One The object of the present invention is also to reduce the environmental impact of such process.
Dessa syften uppnås med hjälp av processen för att producera en pappersmassa från lignocellulosamaterial som innehåller åtminstone 0,5 % SiOg i enlighet med det självständiga kravet 1. Utföringsformer av processen definieras av de osjälvständiga kraven. 20 25 30 4 Processen för att producera en pappersmassa från Iignocellulosamaterial som innehåller åtminstone 0,5 % SiOz innefattar kokning av lignocellulosamaterialet för att bilda en kemisk massa, tvätta den kemiska massan och därefter underkasta massan ett första syredelignifieringssteg i vilket en alkalitillsättning görs så att massan har ett slutligt pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0 efter nämnda steg.These purposes are achieved through the process of producing one pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO 2 in according to the independent requirement 1. Embodiments of the process are defined of the dependent requirements. 20 25 30 4 The process of producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO 2 comprises boiling lignocellulosic material to form a chemical mass, wash the chemical mass and then subjecting the pulp to a first oxygen delignification step in which one alkali addition is made so that the pulp has a final pH value equal to or less than 10.0 after said step.
Föreliggande uppfinning är baserad på principen att hålla pH-värdet hos massan så låg som möjligt under syredelignifieringen av massan och därmed minimera den utlösta mängden kiseldioxid. Detta åstadkoms genom att genomföra det första syredelignifieringssteget under sådana betingelser att den resulterande massan har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0. pH-värdet regleras genom tillsättning av ett lämpligt alkali. Det första syredelignifieringssteget utförs lämpligen så att en delignifiering av åtminstone 35 %, företrädesvis åtminstone 40 %, uppnås i detta steg.The present invention is based on the principle of maintaining the pH value of the mass as low as possible during the oxygen delignification of the mass and thus minimize the amount of silica released. This is accomplished by implementing the first oxygen delignification step under such conditions that the resulting the pulp has a pH value equal to or less than 10.0. The pH value is regulated by adding a suitable alkali. The first oxygen delignification step is performed preferably so that a delignification of at least 35%, preferably at least 40%, is achieved in this step.
Det alkali som används under det första syredelignifieringssteget är företrädesvis karbonat. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men är företrädesvis valt bland Li-, Na- och K-karbonater eller blandningar därav.The alkali used during the first oxygen delignification step is preferably carbonate. The carbonate may be any suitable alkaline carbonate, but is preferably selected from Li, Na and K carbonates or mixtures thereof.
Hellre är karbonatet natriumkarbonat. Karbonat är ett relativt svagt alkali och det är sålunda möjligt att uppnå det önskade låga pH-värdet. Dessutom kan det första syredelignifieringssteget företrädesvis genomföras vid ett tryck av 0,6-1,2 MPa, hellre 0,8-1,1 MPa. Ett högt tryck ökar den grad av delignifiering som kan erhållas i nämnda steg.Preferably, the carbonate is sodium carbonate. Carbonate is a relatively weak alkali and that is thus possible to achieve the desired low pH value. In addition, the first can the oxygen delignification step is preferably carried out at a pressure of 0.6-1.2 MPa, rather 0.8-1.1 MPa. A high pressure increases the degree of delignification that can be obtained in said step.
När en relativt låg produktionsvolym av massa frambringas, så som upp till cirka 300 t/d, kan ett enda syredelignifieringssteg vara tillräcklig för att erhålla den önskade graden av delignifiering. Vid hög produktionsvolym av massa föredras det dock att två syredelignifieringssteg utförs. Enligt en utföringsform av uppfinningen underkastas därför massan efter det första syredelignifieringssteget ett andra syredelignifieringssteg.When a relatively low production volume of pulp is produced, such as up to about 300 t / d, a single oxygen delignification step may be sufficient to obtain it desired degree of delignification. At high production volumes of pulp, it is preferred however, that two oxygen delignification steps are performed. According to an embodiment of the invention therefore, after the first oxygen delignification step, the pulp is subjected to a second acid delignification step.
Massan kan valfritt tvättas mellan de första och andra syredelignífieringsstegen. Filtratet som erhålls i ett sådant tvättsteg kan återvinnas, och sålunda kan miljöpåverkan av processen reduceras ytterligare. lnkludering av ett tvättsteg ökar dock investeringskostnaden för anläggningen och tvättsteget kan därför utelämnas om så önskas. Det anses dock att graden av delignifiering 20 25 30 5 förbättras i det fall ett tvättsteg inkluderas mellan de första och andra syredelignifieringsstegen.The mass can optionally be washed between the first and second acid delignification steps. The filtrate obtained in such a washing step can be recovered, and thus the environmental impact of the process can be further reduced. Inclusion of However, a washing step increases the investment cost of the plant and the washing step can therefore omitted if desired. However, it is considered the degree of delignification 20 25 30 5 is improved in case a washing step is included between the first and second the acid delignification step.
Dessutom kan den grad av delignifiering som kan erhållas under det första syredelignifieringssteget i vissa fall vara otillräcklig för att massan ska vara lämplig för kostnadseffektiva slutblekningssekvenser, till exempel om det första syredelignifieringssteget genomförs vid normala tryck, så som cirka 0,5 MPa, och/eller konventionella tidsperioder, så som cirka 80-100 min. Därför kan även ett andra syredelignifieringssteg inkluderas i sådana fall. Då processen innefattar två syredelignifieringssteg är det andra syredelignifieringssteget anpassat för att uppnå den önskade graden av delignifiering för att göra massan lämplig för slutblekning genom konventionella förfaranden. Till exempel kan det andra syredelignifieringssteget företrädesvis utföras så att kappatalet för massan kommer att vara i intervallet av cirka 8-14.In addition, the degree of delignification that can be obtained during the first the oxygen delignification step may in some cases be insufficient for the pulp to be suitable for cost-effective final bleaching sequences, for example if the first the oxygen delignification step is performed at normal pressures, such as about 0.5 MPa, and / or conventional time periods, such as about 80-100 minutes. Therefore can also a second oxygen delignification step is included in such cases. Then the process includes two oxygen delignification steps, the second oxygen delignification step is adapted to achieve the desired degree of delignification to make the pulp suitable for final bleaching by conventional methods. For example, the other can the oxygen delignification step is preferably performed so that the kappa number of the pulp will be in the range of about 8-14.
I enlighet med en utföringsform av uppfinningen kan det andra syredelignifieringssteget utföras så att den resulterande massan har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0 efter nämnda steg. Alternativt kan det andra syredelignifieringssteget utföras så att den resulterande massan har ett slutligt pH- värde över 10,0. pH-värdet regleras genom det alkali som används i steget.In accordance with one embodiment of the invention, the latter may the oxygen delignification step is performed so that the resulting mass has a pH value which is equal to or less than 10.0 after said step. Alternatively, the other can the oxygen delignification step is performed so that the resulting mass has a final pH value above 10.0. The pH is regulated by the alkali used in the step.
Företrädesvis görs en ny alkalitillsättning till det andra syredelignifieringssteget.Preferably, a new alkali addition is made to the second oxygen delignification step.
Det är dock även möjligt att göra hela alkalitillsättningen till det första syredelignifieringssteget och att utföra det andra syredelignifieringssteget i närvaro av det alkali som satts till det första syredelignifieringssteget. I detta fall förekommer inget tvättsteg mellan delignifieringsstegen. Karbonat, hydroxid eller både karbonat och hydroxid kan användas i det andra syredelignifieringssteget beroende på det önskade pH-värdet i den resulterande massan.However, it is also possible to make the entire alkali addition the first the oxygen delignification step and performing the second oxygen delignification step in presence of the alkali added to the first oxygen delignification step. In this case there is no washing step between the delignification steps. Carbonate, hydroxide or both carbonate and hydroxide can be used in the second oxygen delignification step depending on the desired pH of the resulting mass.
Det faktum att processen enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar två separata syredelignifieringssteg underlättar användningen av ett lågt pH-värde i det första syredelignifieringssteget. Det relativt låga pH-värdet minimerar upplösningen av kiseldioxid under det första steget som i sin tur möjliggör återvinning av filtratet såsom nämnts ovan. Filtratet kan till exempel användas såsom tvättvätska i ett föregående tvättsteg.The fact that the process according to an embodiment of the present invention includes two separate oxygen delignification steps facilitates the use of a low pH in the first oxygen delignification step. It relatively low pH minimizes the dissolution of silica during the first step as in turn enables recovery of the filtrate as mentioned above. The filtrate can be added examples are used as washing liquid in a previous washing step.
Dessutom kan det totala utsläppet av COD till en extern recipient reduceras, jämfört med en konventionell process som enbart utnyttjar ett 10 20 25 30 6 syredelignifieringssteg i vilken natriumhydroxid används såsom alkalitillsättning, beroende på möjligheten att återvinna filtrat.In addition, the total emissions of COD to an external recipient reduced, compared to a conventional process that uses only one 10 20 25 30 6 oxygen delignification step in which sodium hydroxide is used as alkali addition, depending on the possibility of recycling the filtrate.
Användningen av ett lågt pH-värde under syredelignifiering av massan kan kräva en längre tidsperiod för syredelignifieringen än konventionella processer för att erhålla den önskade graden av delignifiering. l enlighet med en föredragen utföringsform av processen enligt uppfinningen utförs sålunda det första syredelignifieringssteget under åtminstone 150 min då processen innefattar endast ett enda syredelignifieringssteg. Då processen innefattar två syredelignifieringssteg bör den totala tiden för de första och andra syredelignifieringsstegen företrädesvis vara åtminstone 150 min.The use of a low pH during oxygen delignification of the pulp can require a longer time period for oxygen delignification than conventional processes for to obtain the desired degree of delignification. l in accordance with a preferred embodiment of the process according to the invention, the first is thus performed the oxygen delignification step for at least 150 minutes as the process involves only a single oxygen delignification step. Then the process involves two oxygen delignification steps should be the total time for the first and second the oxygen delignification steps are preferably at least 150 minutes.
Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning utförs kokningen så att kokluten har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 11 efter kokningen. Den lösta mängden kiseldioxid under denna del av processen är därmed minimerad.According to a preferred embodiment of the present invention boiling so that the cooking liquor has a pH value equal to or less than 11 after cooking. The amount of silica dissolved during this part of the process is thus minimized.
Enligt ännu en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning utförs kokning genom att impregnera finfördelat lignocellulosamaterial med reaktantkemikalier och värma det impregnerade lignocellulosamaterialet till en temperatur som är tillräcklig för delignifieringsreaktion med användning av värme som avges från kondensation av ett gasformigt organiskt ämne.According to yet another preferred embodiment of the present invention boiling is performed by impregnating finely divided lignocellulosic material with reactant chemicals and heat the impregnated lignocellulosic material to a temperature sufficient for delignification reaction using heat emitted from condensation of a gaseous organic substance.
Massan som erhålls genom processen enligt föreliggande uppfinning kan enkelt blekas i enlighet med tidigare kända blekningsförfaranden för att erhålla en slutlig önskad ljushet. Till exempel kan massan underkastas blekningssekvenser innefattande klordioxidsteg, ozonesteg, extraktionssteg, och/eller peroxidsteg etc. Även om föreliggande process huvudsakligen har utvecklats för behandling av icke-vedmaterial som ofta har höga kiseldioxidhalter, så som de ettåriga växterna halm , bagass och bambu, kan den även användas för andra typer av lignocellulosamaterial som innehåller stora mängder kiseldioxid, dvs över 0,5 % SiOg.The pulp obtained by the process of the present invention can easily bleached according to prior art bleaching methods to obtain a final desired brightness. For example, the pulp may be subjected to bleaching sequences including chlorine dioxide steps, ozone steps, extraction steps, and / or peroxide steps, etc. Although the present process has mainly been developed for treatment of non-wood materials which often have high levels of silica, such as those annuals straw, bagass and bamboo, it can also be used for others types of lignocellulosic materials that contain large amounts of silica, ie over 0.5% SiO 2.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 illustrerar schematiskt en process för att producera en massa i enlighet med känd teknik.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 schematically illustrates a process for producing a mass in according to known technology.
Figur 2 illustrerar schematiskt en process för att producera en massa i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning. 10 20 25 30 7 Figur 3 visar lösligheten av kiseldioxid vid olika pH-värden och olika temperaturer.Figure 2 schematically illustrates a process for producing a mass in in accordance with an embodiment of the present invention. 10 20 25 30 7 Figure 3 shows the solubility of silica at different pH values and different temperatures.
Figur 4 visar kappatalet, som en funktion av den totala tillsatta mängden natriumkarbonat, erhållet efter syredelignifiering i en laboratorieprovning på en halmbaserad massa enligt tre olika utföringsformer av uppfinningen.Figure 4 shows the kappa number, as a function of the total amount added sodium carbonate, obtained after oxygen delignification in a laboratory testing on a straw-based pulp according to three different embodiments of the invention.
DETALJERAD BESKRIVNING Processen kommer att beskrivas ytterligare med hänvisning till de tillhörande ritningarna. Det bör dock påpekas att uppfinningen inte är begränsad till de utföringsformer som beskrivs nedan och framgår av ritningarna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.DETAILED DESCRIPTION The process will be further described with reference to the associated drawings. It should be noted, however, that the invention is not limited to the embodiments described below and shown in the drawings, but can modified within the scope of the appended claims.
Processen för att producera en pappersmassa i enlighet med föreliggande uppfinning innefattar stegen att koka ett lignocellulosamaterial som innehåller åtminstone 0,5 % SiO-g till en kemisk massa följt av tvättning, och underkasta den kokta massan ett första syredelignifieringssteg i vilken alkali tillsätts så att massan har ett pH-värde som är 10,0 eller lägre efter nämnda steg, företrädesvis har massan ett pH-värde som är lägre än 10,0 efter nämnda steg. Det relativt låga pH- värde som används under delignifieringssteget minimerar den lösta mängden kiseldioxid under syredelignifieringen.The process for producing a pulp in accordance with the present invention comprises the steps of boiling a lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO-g to a chemical mass followed by washing, and subject it cooked the pulp a first oxygen delignification step in which alkali is added so that the pulp has a pH value which is 10.0 or lower after said step, preferably has the mass a pH value lower than 10.0 after said step. The relatively low pH value used during the delignification step minimizes the amount resolved silica during the acid delignification.
I enlighet med en föredragen utföringsform används karbonat såsom alkali i det första syredelignifieringssteget. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men är företrädesvis valt bland Li-, Na- och K-karbonater eller blandningar därav. Hellre är karbonatet natriumkarbonat. Alternativt kan hydroxid, eller en blandning av karbonat och hydroxid, användas såsom alkali i nämnda första syredelignifieringssteg om det används i en sådan liten mängd att pH-värdet hos massan efter nämnda steg är lika med eller mindre än 10,0.In accordance with a preferred embodiment, carbonate such as alkali is used in the first oxygen delignification step. The carbonate may be arbitrarily suitable alkaline carbonate, but is preferably selected from Li, Na and K carbonates or mixtures thereof. Preferably, the carbonate is sodium carbonate. Alternatively, hydroxide, or a mixture of carbonate and hydroxide, used as alkali in said first oxygen delignification step if used in such a small amount that the pH of the mass after said step is equal to or less than 10.0.
Att utföra syredelignifiering vid ett lågt pH-värde såsom i enlighet med föreliggande uppfinning reducerar den grad av delignifiering som kan erhållas i ett sådant steg jämfört med konventionella processer om processerna utförs under samma betingelser, så som tid, temperatur och tryck. Om tiden och/eller trycket ökas är det dock möjligt att uppnå ett tillräckligt lågt kappatal hos massan så att den är lämplig för slutblekningsprocesser, dvs ett kappatal av cirka 8-14. Till exempel i en konventionell process utförs delignifieringssteget i typiska fall under 10 20 25 30 8 cirka 80-100 min och så att massan har ett pH-värde av cirka 10,5-11. Då syredelignifieringen utförs i enlighet med föreliggande uppfinning, dvs så att massan har ett slutligt pH-värde av 10,0 eller lägre efter det första syredelignifieringssteget, bör dock syredelignifiering företrädesvis utföras under åtminstone 150 min, lämpligen 150-200 min, för att uppnå tillräcklig delignifiering av massan.To perform oxygen delignification at a low pH as in accordance with The present invention reduces the degree of delignification that can be obtained in one such a step compared to conventional processes if the processes are performed during the same conditions, such as time, temperature and pressure. About time and / or pressure increased, however, it is possible to achieve a sufficiently low kappa number of the pulp so that it is suitable for final bleaching processes, ie a kappa number of about 8-14. To For example, in a conventional process, the delignification step is typically performed below 10 20 25 30 8 about 80-100 min and so that the pulp has a pH value of about 10.5-11. Then the oxygen delignification is performed in accordance with the present invention, i.e. so that the pulp has a final pH of 10.0 or less after the first oxygen delignification step, however, oxygen delignification should preferably be performed during at least 150 minutes, preferably 150-200 minutes, to achieve sufficient delignification of the mass.
Enligt en utföringsform av processen enligt uppfinningen underkastas massan ett andra syredelignifieringssteg efter det första syredelignifieringssteget.According to one embodiment of the process according to the invention is subjected the mass a second oxygen delignification step after the first oxygen delignification step.
Massan kan valfritt tvättas mellan det första och det andra syredelignifieringssteget. Filtratet som erhålls i ett sådan tvättsteg kan återvinnas, och sålunda kan miljöpåverkan av processen reduceras ytterligare. Det antas att graden av delignifiering skulle kunna förbättras om ett tvättsteg inkluderas mellan det första och andra syredelignifieringsstegen. Inkludering av ett tvättsteg ökar dock investeringskostnaden för anläggningen och tvättsteget kan därför utelämnas om så önskas.The mass can optionally be washed between the first and the second the acid delignification step. The filtrate obtained in such a washing step can be recovered, and thus the environmental impact of the process can be further reduced. It is assumed that the degree of delignification could be improved if a washing step is included between the first and second oxygen delignification steps. Inclusion of a washing step increases however, the investment cost of the plant and the washing step can therefore be omitted if desired.
När processen används för relativt låga produktionsvolymer av en massa, så som upp till cirka 300 t/d, kan det vara tillräcklig med endast ett enda syredelignifieringssteg. Användning av ett enda syredelignifieringssteg håller investeringskostnaden för anläggningen låg eftersom bara ett torn behövs. Vid relativt höga produktionsvolymer av massa skulle dock det torn i vilket syredelignifieringen ska genomföras behöva vara mycket högt och sålunda skulle en process som innefattar två syredelignifieringssteg vara att föredra. Skillnaden mellan en process som endast utnyttjar ett syredelignifieringssteg och en process som utnyttjar två syredelignifieringssteg, förutom antalet torn, är att en ny alkalitillsättning kan göras i det andra syredelignifieringssteget. En process som innefattar två syredelignifieringssteg skulle ha väsentligen samma kemikaliekostnad, om inget tvättsteg genomförs mellan de båda syredelignifieringsstegen, som en process som endast har ett enda syredelignifieringssteg. När ett tvättsteg är inkluderat mellan de båda syredelignifieringsstegen skulle kemikaliekostnaden för alkali vara väsentligen densamma, men kemikaliekostnaden för syre skulle vara högre jämfört med processen med endast ett enda syredelignifieringssteg.When the process is used for relatively low production volumes of a pulp, such as up to about 300 t / d, only a single one may be sufficient acid delignification step. Use of a single oxygen delignification step lasts the investment cost of the facility was low because only one tower was needed. At relatively high production volumes of pulp, however, it would tower in which the oxygen delignification to be performed needs to be very high and thus would a process involving two oxygen delignification steps may be preferred. The difference between a process that utilizes only an oxygen delignification step and a process which utilizes two oxygen delignification steps, in addition to the number of towers, is that a new one alkali addition can be made in the second oxygen delignification step. A process that includes two oxygen delignification steps would have essentially the same chemical cost, if no washing step is performed between the two the oxygen delignification steps, as a process having only one acid delignification step. When a washing step is included between the two the oxygen delignification steps, the chemical cost of alkali would be significant the same, but the chemical cost of oxygen would be higher compared to the process with only a single oxygen delignification step.
Dessutom kan graden av delignifiering under vissa betingelser vara otillräcklig för att underkasta massan kostnadseffektiva slutblekningsprocesser om 20 25 30 9 endast ett enda syredelignifieringssteg genomförs. Detta kan till exempel vara fallet om det första syredelignifieringssteget utförs vid normala tryck, så som cirka 0,5 MPa, eller under konventionella tidsperioder, så som 80-100 min. lnkorporeringen av ett andra syredelignifieringssteg är fördelaktigt även i sådana fall. Det andra syredelignifieringssteget är då anpassat för att uppnå det önskade kappatalet för massan för att göra massan lämplig för slutblekningsprocesser, dvs ett kappatal av 8-14.In addition, the degree of delignification may be under certain conditions insufficient to subject the pulp to cost-effective final bleaching processes 20 25 30 9 only a single oxygen delignification step is performed. This can be, for example the case if the first oxygen delignification step is performed at normal pressures, such as approx 0.5 MPa, or during conventional time periods, such as 80-100 min. The incorporation of a second oxygen delignification step is advantageous also in such case. The second oxygen delignification step is then adapted to achieve the desired the kappa number of the pulp to make the pulp suitable for final bleaching processes, ie a kappa number of 8-14.
Når processen enligt föreliggande uppfinning innefattar två syredelignifieringssteg, behöver inte hela mängden alkali nödvändigtvis sättas till det första syredelignifieringssteget. Istället kan en andra alkalitillsättning göras till det andra syredelignifieringssteget. Då processen enligt föreliggande uppfinning innefattar två syredelignifieringsetapper utan något mellanliggande tvättsteg och syredelignifieringsstegen utförs under ett högt tryck kan det dock i vissa fall vara svårt att göra en tillsättning av alkali till det andra syredelignifieringssteget. I ett sådant fall kan naturligtvis hela mängden alkali som krävs för processen sättas till det första syredelignifieringssteget.When the process of the present invention comprises two oxygen delignification step, the entire amount of alkali need not necessarily be added the first oxygen delignification step. Instead, a second alkali addition can be made the second oxygen delignification step. Then the process of the present invention comprises two oxygen delignification stages without any intermediate washing step and however, the oxygen delignification steps are performed under a high pressure, in some cases it may be difficult to make an addition of alkali to the second oxygen delignification step. In a In such a case, of course, the entire amount of alkali required for the process can be added the first oxygen delignification step.
Då processen innefattar två syredelignifieringssteg bör stegen företrädesvis genomföras under en total tidsperiod av åtminstone 150 min, lämpligen 150-200 min, eftersom det relativt låga pH-värde som används åtminstone i det första syredelignifieringssteget kan kräva en längre tidsperiod för att erhålla den önskade graden av delignifiering.As the process involves two oxygen delignification steps, the steps should preferably carried out for a total period of time of at least 150 minutes, preferably 150-200 min, since the relatively low pH value used at least in the first oxygen delignification step may require a longer period of time to obtain the desired degree of delignification.
Figur 2 illustrerar en utföringsform av processen för att producera en pappersmassa enligt uppfinningen. Lignocellulosamaterial kokas 10 för att bilda en massa som tvättas i en första tvätt 11. Filtratet från den första tvätten 11 överförs till en återvinningsprocess, vilket illustreras med pilen 17.Figure 2 illustrates an embodiment of the process for producing one pulp according to the invention. Lignocellulose material is boiled to form one pulp washed in a first wash 11. The filtrate from the first wash 11 is transferred to a recycling process, as illustrated by arrow 17.
Efter att massan har tvättats underkastas den ett första syredelignifieringssteg 12 i vilket alkalitillsättning görs så att pH-värdet är lika med eller mindre än 10,0. Massan tvättas därefter i en andra tvätt 13. Filtratet från den andra tvätten 13 återanvänds i processen såsom tvättvätska i den första tvätten och överförs sålunda från den andra tvätten 13 till den första tvätten 11, såsom illustreras med pilen 18.After the mass has been washed, it is subjected to a first oxygen delignification step 12 in which alkali addition is made so that the pH value is equal to or less than 10.0. The mass is then washed in a second wash 13. The filtrate from it the second wash 13 is reused in the process as washing liquid in the first wash and thus transferred from the second wash 13 to the first wash 11, such as illustrated by arrow 18.
Massan underkastas därefter ett andra syredelignifieringssteg 14 och tvättas i en tredje tvätt 15. Färskvatten används i den tredje tvätten 15 och matas därför till nämnda tvätt såsom illustreras med pilen 19. 10 20 25 30 10 Ifall natriumhydroxid har använts såsom alkali i det andra syredelignifieringssteget 14 kommer pH-värdet hos massan att vara så högt att en påtaglig mängd kiseldioxid kan ha lösts upp. l sådant fall överförs lämpligen det alkaliska filtratet från den tredje tvätten till en avloppsledning, såsom illustreras med pilen 20. Ifall en svagare alkalitillsåttning har gjorts är dock upplösningen av kiseldioxid minimerad och filtratet kan därför lämpligen överföras till den andra tvätten 13, såsom illustreras med pilen 21, för att återanvändas såsom tvättvätska i nämnda tvätt 13. Om filtratet från den tredje tvätten 15 inte kan återanvändas i den andra tvätten 13 förses den andra tvätten med färskvatten eller ett kondensat från slutblekningsprocessen, såsom illustreras med pilen 22.The pulp is then subjected to a second oxygen delignification step 14 and washed in a third wash 15. Fresh water is used in the third wash 15 and fed therefore to said laundry as illustrated by arrow 19. 10 20 25 30 10 If sodium hydroxide has been used as the alkali in the other the oxygen delignification step 14, the pH of the pulp will be so high that one significant amount of silica may have dissolved. In such a case, it is suitably transmitted the alkaline filtrate from the third wash to a drain line, as illustrated with arrow 20. If a weaker alkali addition has been made, however, the dissolution of silica minimized and the filtrate can therefore be conveniently transferred to the other the laundry 13, as illustrated by the arrow 21, to be reused as washing liquid in said wash 13. If the filtrate from the third wash 15 cannot be reused in the second wash 13 is supplied with the second wash with fresh water or a condensate from the final bleaching process, as illustrated by arrow 22.
När massan har tvättats i den tredje tvätten 15 kan massan underkastas slutblekning i enlighet med tidigare kända förfaranden för att uppnå den slutliga önskade ljusheten. Enbart det första steget av en sådan slutblekningsprocess illustreras i Figur 2, i vilken slutblekningssekvensen till exempel börjar med ett D0- steg 16. Do-steget är enbart ett exempel på ett initialt steg av en slutblekningssekvens och det kommer enkelt att framgå för fackmannen att slutblekningssekvensen istället kan börja med ett annat slags blekningssteg.Once the pulp has been washed in the third wash, the pulp can be subjected final bleaching in accordance with prior art procedures to achieve the final desired brightness. Only the first step of such a final bleaching process is illustrated in Figure 2, in which the final bleaching sequence begins, for example, with a D0- step 16. The do step is only an example of an initial step of one final bleaching sequence and it will be readily apparent to those skilled in the art that the final bleaching sequence may instead begin with a different kind of bleaching step.
Kokning av Iignocellulosamaterialet kan till exempel göras med ett konventionellt sodakokningsförfarande, företrädesvis följt av ett processsteg för avskiljning av kiseldioxid från avluten. Dock kan kokning även med fördel utföras med hjälp av vilket som helst tidigare känt alkaliskt kokningsförfarande som resulterar i en koklut som har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 11.Boiling of the lignocellulosic material can, for example, be done with one conventional soda - boiling process, preferably followed by a process step for separation of silica from the effluent. However, cooking can also be performed to advantage by means of any previously known alkaline cooking process such as results in a cooking liquor having a pH equal to or less than 11.
Enligt en föredragen utföringsform av processen enligt föreliggande uppfinning kokas råvaran med användning av ett kokningsförfarande i vilket finfördelat lignocellulosamaterial impregneras med reaktantkemikalier och hettas därefter upptill en lämplig reaktionstemperatur med användning av värme som avges genom kondensation av ett gasformigt ämne. lmpregneringen kan till exempel utföras genom att sänka ned materialet i en lösning som innehåller kemikalierna, följt av avskiljning av överskottsvätska.According to a preferred embodiment of the process according to the present invention, the raw material is boiled using a cooking process in which finely divided lignocellulosic material is impregnated with reactant chemicals and heated then at the top a suitable reaction temperature using heat as emitted by condensation of a gaseous substance. The impregnation can be carried out, for example, by immersing the material in a solution containing the chemicals, followed by separation of excess liquid.
Exempel på lösningar för impregnering av lignocellulosamaterialet är vattenlösningar av hydroxid, sulfid, sulfit, bisulfit, karbonat, svaveldioxid, antrakinon, aminer eller syror. Företrädesvis är lösningen en vattenlösning som innehåller karbonat, så som natriumkarbonat. lmpregneringen kan även utföras 10 20 25 30 11 genom att bringa materialet i kontakt med gasformiga delignifierande ämnen, till exempel svaveldioxidgas.Examples of solutions for impregnating the lignocellulosic material are aqueous solutions of hydroxide, sulphide, sulphite, bisulphite, carbonate, sulfur dioxide, anthraquinone, amines or acids. Preferably the solution is an aqueous solution which contains carbonate, such as sodium carbonate. The impregnation can also be performed 10 20 25 30 11 by contacting the material with gaseous delignifying substances, to example sulfur dioxide gas.
Den värme som krävs för delignifieringsreaktionerna tillhandahålls genom uppvärmning med ett gasformigt organiskt ämne, kondensering och avgivning av energi till det impregnerade lignocellulosamaterialet. Det gasformiga ämnet är inte nödvändigtvis i ett fullständigt gasformigt tillstånd utan kan innehålla varierande mängder ånga eller droppar. Exempel på lämpliga gasformiga ämnen är låg- alkylalkoholer, ketoner och aldehyder eller blandningar därav. Det gasformiga ämnet kan även innehålla vatten förutom det organiska ämnet. Enligt en föredragen utföringsform är det gasformiga organiska ämnet valt ur den grupp som består av metanol, etanol, propanol, butanol, aceton och godtycklig blandning därav, och eventuellt innehållande vatten. Innehållet av det organiska ämnet i kokvätskan bidrar ytterligare till den reducerade upplösningen av kiseldioxid.The heat required for the delignification reactions is provided by heating with a gaseous organic substance, condensing and releasing energy to the impregnated lignocellulosic material. The gaseous substance is not necessarily in a completely gaseous state but may contain varying amounts of steam or drops. Examples of suitable gaseous substances are low alkyl alcohols, ketones and aldehydes or mixtures thereof. The gaseous the substance may also contain water in addition to the organic substance. According to a preferred embodiment is the gaseous organic substance selected from that group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone and any mixture thereof, and optionally containing water. The content of the organic substance in the cooking liquid further contributes to the reduced dissolution of silica.
Enligt en utföringsform värms det impregnerade lignocellulosamaterialet upp till maximalt 200 °C. Företrådesvis värms lignocellulosamaterialet upp till 120- 200 °C.In one embodiment, the impregnated lignocellulosic material is heated up to a maximum of 200 ° C. Preferably, the lignocellulosic material is heated to 120 ° C. 200 ° C.
Kokningsförfarandet som beskrivits ovan är som sådant tidigare känt och beskrivet i detalj i WO 2006/103317, vilken härmed inkorporeras genom referens.The cooking process described above is known as such and described in detail in WO 2006/103317, which is hereby incorporated by reference.
Det har konstaterats att genom att använda det kokningsförfarande som beskrivits ovan på icke-vedmaterial som innehåller höga halter av kiseldioxid är mängden löst kiseldioxid väsentligt lägre jämfört med om ett konventionellt sodakokningsförfarande utnyttjas. Denna effekt är särskilt tydlig där natriumkarbonat används såsom en reaktantkemikalie vid impregnering av råvaran. För en icke-vedråvara, så som halm, kommer det kokningsförfarande som beskrivits ovan i typiska fall att resultera i en massa som har ett kappatal i storleksordningen cirka 25-30.It has been found that by using the cooking procedure that described above on non-wood materials containing high levels of silica is the amount of dissolved silica significantly lower compared to a conventional one soda cooking process is used. This effect is particularly evident there sodium carbonate is used as a reactant chemical in the impregnation of the raw material. For a non-wood raw material, such as straw, there will be a cooking procedure as described above will typically result in a mass having a kappa number in on the order of about 25-30.
Efter att lignocellulosan har kokats, tvättas och syredelignifieras den erhållna kemiska massan till ett kappatal som är lämpligt för efterföljande slutblekning av massan till en slutlig önskad ljushet, dvs ett kappatal av cirka 8-14.After the lignocellulose has been boiled, washed and oxygen delignified obtained chemical mass to a kappa number suitable for subsequent final bleaching of the mass to a final desired brightness, ie a kappa number of about 8-14.
Såsom nämnts ovan är föreliggande uppfinning baserad på principen att hålla pH-värdet hos massan så låg som möjligt under syredelignifieringen av massan. Figur 3 (ller, R.K, The chemistry of silica, 1979, sid 48) visar det inbördes förhållandet mellan lösligheten av amorf kiseldioxid och pH-värdet vid olika temperaturer. Det framgår av figuren att lösligheten av kiseldioxid beror starkt på 10 20 25 30 12 pH-värdet, och ökar med ökande pH-värde. Såsom visas i figuren ökar Iösligheten drastiskt vid ett pH-värde av cirka 10. Även om Figur 3 hänför sig till Iösligheten av kiseldioxid generellt och inte specifikt till betingelserna i en massa gäller förhållandet mellan Iösligheten av kiseldioxid och pH-värde också för betingelserna för en massa. Sålunda är det av stor betydelse att kontrollera pH- värdet hos massan för att kontrolla Iösligheten av kiseldioxid.As mentioned above, the present invention is based on the principle that keep the pH of the pulp as low as possible during the oxygen delignification of mass. Figure 3 (ller, R.K., The chemistry of silica, 1979, page 48) shows it mutually the ratio between the solubility of amorphous silica and the pH at different temperatures. It can be seen from the figure that the solubility of silica is strongly dependent on 10 20 25 30 12 pH value, and increases with increasing pH value. As shown in the figure, the solubility increases drastically at a pH of about 10. Although Figure 3 relates to the solubility of silica in general and not specifically to the conditions of a mass apply the relationship between the solubility of silica and the pH value also for the conditions of a mass. Thus, it is of great importance to control the pH the value of the pulp to control the solubility of silica.
Det framgår tydligt av Figur 3 att Iösligheten av kiseldioxid även beror på temperaturen. För att uppnå den nödvändiga delignifieringen av massan i ett syredelignifieringssteg måste dock temperaturen hållas vid en erforderlig minsta temperatur för att uppnå de önskade delignifieringsreaktionerna. Under en viss temperatur är dessutom syredelignifiering inte kostnadseffektiv eftersom den tar alltför lång tid. Därför bör temperaturen av delignifieringssteget/-stegen inte sänkas under den temperatur som generellt anses nödvändig inom det tekniska området för syredelignifiering av en massa.It is clear from Figure 3 that the solubility of silica also depends on the temperature. To achieve the necessary delignification of the mass in one however, the oxygen delignification step must keep the temperature at a required minimum temperature to achieve the desired delignification reactions. Under a certain temperature, in addition, oxygen delignification is not cost effective because it takes too long. Therefore, the temperature of the delignification step (s) should not lowered below the temperature generally considered technically necessary the area for oxygen delignification of a mass.
För att minimera upplösningen av kiseldioxid under syredelignifieringen av massan under det att en tillräcklig grad av delignifiering fortfarande åstadkoms skulle syredelignifieringen lämpligen kunna utföras i två separata syredelignifieringssteg, valfritt med ett mellanliggande tvättsteg, såsom diskuterats ovan.To minimize the dissolution of silica during the oxygen delignification of mass while still providing a sufficient degree of delignification the oxygen delignification could suitably be performed in two separate oxygen delignification step, optionally with an intermediate washing step, as discussed above.
I det första syredelignifieringssteget görs en tillsättning av ett relativt svagt alkali så att massan har ett pH-värde av 10,0 eller lägre efter nämnda första syredelignifieringssteg för en delignifiering som typiskt är i storleksordningen cirka 40-50 %. Syredelignifieringen kan företrädesvis utföras vid ett högt tryck, så som 0,6-1,2 MPa, företrädesvis 0,8-1,1 MPa. Tack vare det höga trycket är det möjligt att erhålla en önskad grad av delignifiering trots det svaga alkalit som används.In the first oxygen delignification step, an addition of a relatively weak one is made alkali so that the pulp has a pH of 10.0 or lower after said first oxygen delignification step for a delignification which is typically of the order of approx 40-50%. The oxygen delignification can preferably be performed at a high pressure, such as 0.6-1.2 MPa, preferably 0.8-1.1 MPa. Thanks to the high pressure, it is possible to obtain a desired degree of delignification despite the weak alkalite used.
Karbonat används företrädesvis som alkalitillsättning under det första syredelignifieringssteget. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men är företrädesvis valt bland Li-, Na-, och K-karbonater eller blandningar därav. Helst används natriumkarbonat (Na2CO3). Karbonat är en svagare bas än natriumhydroxid och massan kommer därför att ha ett lägre pH- värde jämfört med om natriumhydroxid används. Därmed är utlösningen av kiseldioxid i massan under detta steg minimerad och det filtrat som produceras kan recirkuleras till ett föregående tvättsteg, t ex tvättsteget före det första syredelignifieringssteget. 20 25 30 13 Användningen av karbonat i det första syredelignifieringssteget kan i typiska fall möjliggöra en delignifiering till ett kappavärde av cirka 17-21 vid genomförande under konventionella tidsperioder, så som 80-100 min. För att uppnå ett kappavärde som är lämpligt för slutlig blekning av massan, så som ett kappavärde av 8-14, kan ett andra syredeiignifieringssteg sålunda i vissa fall genomföras, valfritt efter ett mellanliggande tvättsteg. Natriumhydroxid kan användas som alkali under det andra syredelignifieringssteget för att uppnå en tillräcklig delignifiering. Användning av natriumhydroxid kommer att ge ett slutligt pH-värde på massan som är högre än om natriumkarbonat används, i typiska fall ett pH-värde i intervallet 10,5-11.Carbonate is preferably used as an alkali additive during the former the acid delignification step. The carbonate may be suitably suitably alkaline carbonate, but is preferably selected from Li-, Na-, and K-carbonates or mixtures thereof. Preferably sodium carbonate (Na2CO3) is used. Carbonate is one weaker base than sodium hydroxide and the pulp will therefore have a lower pH value compared to if sodium hydroxide is used. Thus, the ejaculation is off silica in the pulp during this step minimized and the filtrate produced can be recycled to a previous washing step, eg the washing step before the first the acid delignification step. 20 25 30 13 The use of carbonate in the first oxygen delignification step can in typical cases allow a delignification to a kappa value of about 17-21 at implementation during conventional time periods, such as 80-100 min. In order to achieve a coat value suitable for final bleaching of the pulp, such as a kappa value of 8-14, a second oxygen identification step can thus in some cases carried out, optionally after an intermediate washing step. Sodium hydroxide can used as an alkali during the second oxygen delignification step to achieve one sufficient delignification. The use of sodium hydroxide will give a final pH of the pulp which is higher than if sodium carbonate is used, in typical cases a pH in the range 10.5-11.
Kiseldioxid kommer att lösas upp under det andra syredelignifieringssteget, då natriumhydroxid används som alkali, till följd av det höga pH-värdet hos massan. Det filtrat som produceras från detta steg är därför olämpligt för återvinning och överförs följaktligen lämpligen till extern rening.Silica will dissolve during the second the oxygen delignification step, when sodium hydroxide is used as the alkali, as a result high pH of the pulp. The filtrate produced from this step is therefore unsuitable for recycling and consequently suitably transferred to external treatment.
Det är även möjligt att utnyttja en blandning av natriumhydroxid och karbonat, eller enbart karbonat, som alkali under den andra syredelignifieringssteget. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men företrädesvis används natriumkarbonat. Användningen av en blandning av natriumhydroxid och karbonat, eller enbart karbonat, kommer att orsaka ett något lägre pH-värde hos filtratet, i typiska fall ett pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0, jämfört med om enbart natriumhydroxid används, och sålunda en lägre utlösning av kiseldioxid. Dessutom kommer detta att i vissa fall resultera i en grad av delignifiering som är lägre än om enbart natriumhydroxid används om det andra syredelignifieringssteget utförs under konventionella processparametrar, så som en tid av 80-100 min och ett tryck av cirka 0,5 MPa.It is also possible to use a mixture of sodium hydroxide and carbonate, or carbonate alone, as the alkali below the other the acid delignification step. The carbonate may be suitably suitably alkaline carbonate, but preferably sodium carbonate is used. The use of a mixture of sodium hydroxide and carbonate, or carbonate alone, will cause a slightly lower pH of the filtrate, typically a pH equal to with or less than 10.0, compared to using only sodium hydroxide, and thus a lower release of silica. In addition, this will be in some cases result in a degree of delignification that is lower than that of sodium hydroxide alone is used if the second oxygen delignification step is performed during conventional process parameters, such as a time of 80-100 min and a pressure of about 0.5 MPa.
Om tiden och/eller trycket ökas kan dock ett kappatal lämpligt för slutblekning enkelt åstadkommas. Dessutom kan filtratet återvinnas när ett lägre pH-värde används.However, if the time and / or pressure is increased, a kappa number may be suitable for final bleaching easily accomplished. In addition, the filtrate can be recovered when a lower pH value used.
Delignifieringssteget eller -stegen utförs vid en temperatur som är tillräcklig för att delignifieringsreaktionerna ska ske vid en godtagbar hastighet.The delignification step or steps are performed at a temperature that is sufficient for the delignification reactions to take place at an acceptable rate.
Dock hålls temperaturen företrädesvis på en nivå som minimerar upplösningen av kiseldioxid. Därför kan de första och/eller andra syredelignifieringsstegen lämpligen utföras vid en temperatur av 80-130 °C, företrädesvis 90-105 °C. 20 25 30 14 Enligt en alternativ utföringsform utförs det första syredelignifieringssteget vid en något lägre temperatur än den andra syredelignifieringen för att minimera upplösningen av kiseldioxid i den första syredelignifieringssteget. Detta är speciellt lämpligt ifall natriumhydroxid används som alkali i det andra syredelignifieringssteget eftersom kiseldioxid kommer att lösas upp under det andra steget och temperaturen därför kan vara högre för att reducera den tid som krävs för nämnda steg. Till exempel kan det första syredelignifieringssteget utföras vid en temperatur av cirka 85-100 °C och det andra syredelignifieringssteget kan utföras vid en temperatur av cirka 100-115 °C.However, the temperature is preferably kept at a level that minimizes the dissolution of silica. Therefore, the first and / or second oxygen delignification steps preferably carried out at a temperature of 80-130 ° C, preferably 90-105 ° C. 20 25 30 14 According to an alternative embodiment, the first oxygen delignification step is performed at a slightly lower temperature than the second oxygen delignification to minimize the dissolution of silica in the first oxygen delignification step. This is special suitable if sodium hydroxide is used as the alkali in the other the oxygen delignification step because silica will dissolve during it second stage and the temperature may therefore be higher to reduce the time required for said steps. For example, the first oxygen delignification step may be performed at a temperature of about 85-100 ° C and the second oxygen delignification step can performed at a temperature of about 100-115 ° C.
Efter syredelignifiering kan massan underkastas slutblekningsprocesser i enlighet med konventionella tekniker, såsom blekningssekvenser innefattande etapper med användning av klordioxid, ozon, peroxid eller liknande, för att uppnå en slutlig önskad ljushet.After acid delignification, the pulp can be subjected to final bleaching processes in according to conventional techniques, such as bleaching sequences comprising stages using chlorine dioxide, ozone, peroxide or the like, to achieve a final desired brightness.
Processen enligt föreliggande uppfinning övervinner de hinder som finns genom närvaron av kiseldioxid eftersom den säkerställer att det mesta av kiseldioxiden som finns i råvaran löses ut, om alls, enbart vid ett sent steg av processen. Då processen innefattar två syredelignifieringssteg möjliggör processen recirkulation av filtratet från åtminstone tvättsteget efter det första syredelignifieringssteget. Belastningen på återvinningsprocessen är dessutom märkbart reducerad jämfört med tidigare kända processer för att producera en massa från icke-vedråvara.The process of the present invention overcomes the obstacles which exist through the presence of silica as it ensures that most of the silica present in the raw material is released, if at all, only at a late stage of the process. As the process includes two oxygen delignification steps enables the process of recirculating the filtrate from at least the washing step after the first the acid delignification step. The load on the recycling process is also noticeably reduced compared to previously known processes to produce one pulp from non-wood raw material.
Till exempel har det observerats att användning av det kokningsförfarande som innefattar impregnering av råvaran och uppvärmning med användning av ett gasformigt ämne, följt av ett enda syredelignifieringssteg i vilken natriumhydroxid används såsom alkali, resulterar i cirka 33 % löst kiseldioxid vid pH 10,9. En sådan hög halt av kiseldioxid kommer att märkbart försämra återvinningsprocessen. Genom att använda samma kokningsförfarande följt av två separata syredelignifieringssteg i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning kan dock filtratet från det första syredelignifieringssteget återanvändas i det föregående tvättsteget. Dessutom reduceras alstringen av COD i filtratet från det andra syredelignifieringssteget märkbart jämfört med den process som innefattar enbart ett syredelignifieringssteg med användning av natriumhydroxid som alkali. 10 20 25 30 15 Processen enligt föreliggande uppfinning är huvudsakligen utvecklad för råvaror av iignocellulosamaterial som innehåller höga halter av kiseldioxid, så som icke-vedråvaror (som också är kända såsom ettåriga växter). Exempel på sådana råvaror är halm, bagass, vass och bambu. Dock kan processen även användas för andra typer av råvara av iignocellulosamaterial som innehåller stora mängder kiseldioxid.For example, it has been observed that the use of the cooking process which includes impregnation of the raw material and heating using a gaseous substance, followed by a single oxygen delignification step in which sodium hydroxide used as alkali, results in about 33% dissolved silica at pH 10.9. One such a high content of silica will significantly impair the recycling process. Using the same cooking procedure followed by two separate oxygen delignification steps in accordance with an embodiment of the present invention In this invention, however, the filtrate from the first oxygen delignification step can be reused in the previous washing step. In addition, the generation of COD in the filtrate is reduced from the second oxygen delignification step noticeably compared to the process which involves only one oxygen delignification step using sodium hydroxide as alkali. 10 20 25 30 15 The process of the present invention is mainly developed for raw materials of lignocellulosic material containing high levels of silica, such as non-wood raw materials (which are also known as annuals). Examples of such raw materials are straw, bagasse, reed and bamboo. However, the process can also be used for other types of raw materials of lignocellulosic material containing large quantities silica.
Av den sålunda beskrivna uppfinningen kommer det att vara uppenbart att uppfinningen kan varieras på många sätt. Sådana variationer ska inte betraktas såsom avvikelser från andemeningen hos och omfattningen av uppfinningen, och alla sådana modifieringar som skulle vara självklara för en fackman är avsedda för inkludering inom ramen för de bifogade patentkraven.From the invention thus described, it will be apparent that the invention can be varied in many ways. Such variations should not be considered such as deviations from the spirit and scope of the invention, and all such modifications as would be obvious to a person skilled in the art are intended for inclusion within the scope of the appended claims.
EXPERIMENTELLA DATA 1 Laboratorieprovningar utfördes på en massa som hade kokats till ett kappavärde av 32,6. Massan innehöll 16,4 g/kg kiseldioxid.EXPERIMENTAL DATA 1 Laboratory tests were performed on a mass that had been boiled into one coat value of 32.6. The pulp contained 16.4 g / kg of silica.
Massan underkastades fyra olika syredelignifieringssteg, Fall 1 till 4, med olika tillsatser av alkali följt av efterföljande tvättning. I alla fallen utfördes syredelignifiering under 90 min och vid ett tryck av 1,0 MPa. Det alkali som användes och mängden därav liksom det erhållna slutliga pH-värdet hos massan är specificerade i Tabell 2. Det genom de olika syredelignifieringsstegen uppnådda kappatalet, dvs Fall 1 till 4, liksom mängden kiseldioxid i massan och i filtratet från tvättningen, är också specificerade i Tabell 2.The mass was subjected to four different oxygen delignment steps, Cases 1 to 4, with various additions of alkali followed by subsequent washing. In all cases performed oxygen delignification for 90 minutes and at a pressure of 1.0 MPa. The alkali that used and the amount thereof as well as the final pH of the pulp obtained are specified in Table 2. That achieved through the various oxygen delignification steps the kappa number, i.e. Cases 1 to 4, as well as the amount of silica in the pulp and in the filtrate from washing, are also specified in Table 2.
Resultaten av Fall 1, vilket utgör en referensprocess, visade att massan delignifierades till ett kappavärde av 12,5 med tillsatsen av 30 kg NaOH/odt, vilket resulterade i ett pH-värde av 10,6. Detta orsakade 5,3 g/kg kiseldioxid i filtratet. l Fall 2, där 30 kg Na2CO3 användes, var dock pH-värdet hos massan 8,8, och kiseldioxiden i filtratet var väsentligt lägre. Kappavärdet reducerades till 17,9 i detta fall.The results of Case 1, which is a reference process, showed that the mass was delignified to a coat value of 12.5 with the addition of 30 kg NaOH / odt, which resulted in a pH of 10.6. This caused 5.3 g / kg of silica in the filtrate. In Case 2, where 30 kg of Na 2 CO 3 were used, however, the pH of the pulp was 8.8. and the silica in the filtrate was significantly lower. The cap value was reduced to 17.9 i this case.
Sålunda är det klart att en avsevärd delignifiering uppnås även i det fall då natriumkarbonat såsom alkali används under syredelignifieringen. Dock är det uppnådda kappatalet fortfarande för högt för att göra massan lämplig att underkastas en kostnadseffektiv och miljövänlig slutblekningsprocess. Därför kan massan lämpligen även underkastas ett andra syredelignifieringssteg eller så skulle det första syredelignifieringssteget kunna utföras under en längre tidsperiod. 10 20 25 16 Fall 3 och 4, i vilka både natriumhydroxid och natriumkarbonat användes, visade liknande resultat som när enbart natriumkarbonat används, dvs Fall 2.Thus, it is clear that a considerable delignification is achieved even in the case then sodium carbonate such as alkali is used during the oxygen delignification. However, it is achieved kappa number still too high to make the mass suitable to subjected to a cost-effective and environmentally friendly final bleaching process. Therefore can the pulp is suitably also subjected to a second oxygen delignification step or so the first oxygen delignification step could be performed over a longer period of time. 10 20 25 16 Cases 3 and 4, in which both sodium hydroxide and sodium carbonate were used, showed similar results as when only sodium carbonate is used, ie Case 2.
Sålunda är det klart att det också är möjligt att utföra syredelignifieringen i närvaro av både natriumhydroxid och natriumkarbonat under det att en märkbart lägre halt av kiseldioxid i filtratet uppnås jämfört med om enbart natriumhydroxid används.Thus, it is clear that it is also possible to perform the oxygen delignification in presence of both sodium hydroxide and sodium carbonate while a markedly lower content of silica in the filtrate is obtained compared to if only sodium hydroxide is used.
Sammanfattningsvis visar provningsresultaten att det är möjligt att mer än halvera mängden kiseldioxid i filtratet genom att reducera pH-värdet hos massan från 10,6 till 8,8.In summary, the test results show that it is possible to more than halve the amount of silica in the filtrate by reducing the pH of the pulp from 10.6 to 8.8.
Tabell 2 Fall NaOH Na2CO3 Slutligt Kappatal Kiseldioxid Kiseldioxid Kiseldioxid kg/odt kg/odt pH- i massa i filtrat totalt värde [si/kg] [sa/kg] l9/k9l 1 30 10,6 12,5 11,4 5,3 16,7 2 30 8,8 17,9 15 2,3 17,3 3 5 15 8,8 18,1 14,2 2,5 16,7 4 10 10 9,3 17,3 14,1 2,1 16,2 Dessutom undersöktes mängden COD ifiltratet. I det fall syredelignifieringen genomfördes i enlighet med Fall 1 specificerat i Tabell 2 innefattade filtratet cirka 91 kg/odt COD för en reduktion av kappatalet av 20. l det fall syredelignifieringen genomfördes i enlighet med Fall 2 innefattade dock filtratet cirka 68 kg/odt COD för en reduktion av kappatalet av cirka 15. I enlighet med föreliggande uppfinning kan nämnda filtrat lämpligen återvinnas och sålunda kommer total COD till recipient hos processen enligt uppfinningen att vara märkbart lägre än när det gäller känd teknik.Table 2 Fall NaOH Na2CO3 Final Kappatal Silica Silica Silica kg / odt kg / odt pH- in mass in filtrate total value [si / kg] [sa / kg] l9 / k9l 1 30 10.6 12.5 11.4 5.3 16.7 2 30 8.8 17.9 15 2.3 17.3 3 5 15 8.8 18.1 14.2 2.5 16.7 4 10 10 9.3 17.3 14.1 2.1 16.2 In addition, the amount of COD in the filtrate was examined. In that case the oxygen delignification was performed in accordance with Case 1 specified in Table 2 the filtrate comprised about 91 kg / od COD for a reduction of the kappa number of 20. In the case the oxygen delignification was carried out in accordance with Case 2 included however, the filtrate is about 68 kg / od COD to reduce the kappa number by about 15. I In accordance with the present invention, said filtrate may conveniently be recovered and thus, the total COD to the recipient of the process of the invention will be noticeably lower than in the case of prior art.
Baserat på resultaten ovan är det möjligt att uppskatta COD per deltakappa till cirka 4,5. Såsom tidigare diskuterats kan processen enligt en utföringsform innefatta ett andra syredelignifieringssteg efter det första syredelignifieringssteget. Vid genomförandet av det andra syredelignifieringssteget för att uppnå ett deltakappa av 6 kan COD i filtratet därför uppskattas till cirka 27 kg/odt med användning av det uppskattade COD/deltakappa av 4,5. Den önskade 10 20 25 30 17 reduktionen av kappatal i det andra syredelignifieringssteget kan enkelt regleras genom tillsats av en lämplig mängd alkali under detta steg.Based on the results above, it is possible to estimate COD per delta coat to about 4.5. As previously discussed, the process according to a embodiment include a second oxygen delignification step after the first the acid delignification step. In performing the second oxygen delignification step to achieve a delta coat of 6, the COD of the filtrate can therefore be estimated at about 27 kg / odt using the estimated COD / delta coat of 4.5. The wished for 10 20 25 30 17 the reduction of kappa numbers in the second oxygen delignification step can be easily controlled by adding an appropriate amount of alkali during this step.
Ifall det andra syredelignifieringssteget utförs med användning av enbart natriumhydroxid kommer sålunda pH-värdet hos massan efter nämnda steg att vara över 10. I sådant fall kan COD i filtratet som överförs till recipient uppskattas till cirka 27 kg/odt. Filtratet skulle inte vara lämpligt för återvinning eftersom det högst troligt kommer att ha hög kiseldioxidhalt.If the second oxygen delignification step is performed using only sodium hydroxide, the pH of the pulp after said step will thus be be above 10. In such a case, the COD of the filtrate transferred to the recipient can be estimated to about 27 kg / odt. The filtrate would not be suitable for recycling because it will most likely have a high silica content.
Om det andra syredelignifieringssteget utförs vid ett pH-värde av 10 eller lägre kommer dock kiseldioxidhalten av filtratet att vara tillräckligt låg för att möjliggöra återvinning av filtratet. Sålunda återvinns lämpligen filtratet som innehåller det uppskattade 27 kg/odt COD och total COD hos processen minimeras.If the second oxygen delignification step is performed at a pH of 10 or lower, however, the silica content of the filtrate will be low enough to enable the filtrate to be recovered. Thus, the filtrate is suitably recovered as contains the estimated 27 kg / od COD and total COD of the process minimized.
Enligt ovan är det uppenbart att det är möjligt att uppnå en effektiv och miljövänlig process genom processen enligt föreliggande uppfinning.As above, it is obvious that it is possible to achieve an effective and environmentally friendly process through the process of the present invention.
EXPERIMENTELLA DATA 2 Laboratorieprovningar utfördes på en halmbaserad massa som hade kokats till ett kappavärde av 32,2. Massan innehöll 36,5 g/kg kiseldioxid. Massan syredelignifierades i enlighet med tre olika processer enligt uppfinningen, Fall 5-7.EXPERIMENTAL DATA 2 Laboratory tests were performed on a straw-based pulp that had cooked to a kappa value of 32.2. The pulp contained 36.5 g / kg of silica. Mass oxygen delignified in accordance with three different processes of the invention, Cases 5-7.
Fall 5 innefattade syredelignifiering i ett enda steg under 180 min. Fall 6 innefattade två syredelignifieringssteg av 90 min var utan något mellanliggande tvättsteg. Fall 7 innefattade två syredelignifieringssteg av 90 min var med ett mellanliggande tvättsteg. I vart och ett av fallen utfördes syredelignifieringen vid ett tryck av 1,0 MPa och vid en temperatur av 105 °C, och natriumkarbonat användes såsom alkali.Case 5 involved oxygen delignification in a single step for 180 minutes. Fall 6 included two oxygen delignification steps of 90 min each with no intermediate washing steps. Case 7 involved two oxygen delignification steps of 90 minutes each with one intermediate washing steps. In each case, the oxygen delignification was performed at one pressure of 1.0 MPa and at a temperature of 105 ° C, and sodium carbonate was used such as alkali.
Figur 4 visar resultatet av delignifieringen i form av kappatalet som funktion av den totala mängden natriumkarbonat som används. I Fall 6 och 7, dvs där två syredelignifieringssteg utfördes, var mängden natriumkarbonat som sattes till det första syredelignifieringssteget 30 kg/odt och den tillsatta mängden natriumkarbonat i den andra syredelignifieringssteget varierades.Figure 4 shows the result of the delignification in the form of the kappa number as function of the total amount of sodium carbonate used. In Cases 6 and 7, ie where two oxygen delignification steps were performed, the amount of sodium carbonate was added to the first oxygen delignification step 30 kg / od and the amount added sodium carbonate in the second oxygen delignification step was varied.
Såsom visas i Figur 4 resulterade alla tre processerna Fall 5-7 i väsentligen samma grad av delignifiering för en given total mängd natriumkarbonat. Resultaten visar att ett kappatal av ungefär 13, vilket i detta fall motsvarar en delignifiering av cirka 60 %, kan erhållas för en total satsning av 20 18 natriumkarbonat av cirka 60 kg/odt. Tidigare provning på samma massa hade visat att en enda syredelignifiering under 90 min vid 1,0 MPa med användning av natriumhydroxid i en mängd av 30 kg/odt resulterade i en delignifiering av cirka 62,5 %. Denna tidigare provning är här nedan betecknad Fall 8.As shown in Figure 4, all three processes 5-7 resulted in essentially the same degree of delignification for a given total amount sodium carbonate. The results show that a kappa number of about 13, which in this case corresponds to a delignification of about 60%, can be obtained for a total investment of 20 18 sodium carbonate of about 60 kg / od. Previous testing on the same mass had demonstrated that a single oxygen delignification for 90 minutes at 1.0 MPa using sodium hydroxide in an amount of 30 kg / odt resulted in a delignification of approx 62.5%. This previous test is hereinafter referred to as Case 8.
Fall 7, vilket innefattade ett mellanliggande tvättsteg, visade dock att den inneboende viskositeten hos massan sänktes med ungefär 50 ml/g efter syredelignifieringen jämfört med Fall 5 och 6. Den inneboende viskositeten hos massan före syredelignifiering var 840 ml/g. Efter syredelignifiering var den inneboende viskositeten för Fall 5 och 6 cirka 985 ml/g vid ett kappatal av cirka 13.Case 7, which included an intermediate washing step, showed, however, that it the intrinsic viscosity of the pulp was reduced by about 50 ml / g after the oxygen delignification compared to Cases 5 and 6. The inherent viscosity of the mass before oxygen delignification was 840 ml / g. After acid delignification it was the intrinsic viscosity of Cases 5 and 6 is about 985 ml / g at a kappa number of about 13.
Fastän ingen påtaglig skillnad i delignifiering observerades i laboratorieprovningen mellan de två processerna som innefattar två syredelignifieringssteg, dvs Fall 6 och 7, anses det att ett tvättsteg mellan de båda syredelignifieringsstegen skulle ge en högre grad av delignifiering när processen utförs i en anläggning eftersom överbäring är märkbart högre i en anläggning än i en laboratorleprovning.Although no significant difference in delignification was observed in the laboratory test between the two processes involving two oxygen delignification step, ie Cases 6 and 7, it is considered a washing step between the two the oxygen delignification steps would provide a higher degree of delignification when the process is carried out in a plant because the transfer is noticeably higher in a plant than in a laboratory test.
Vidare jämfördes kiseldioxidhalten i syrefiltratet för Fall 5 med Fall 8.Furthermore, the silica content of the oxygen filtrate for Case 5 was compared with Case 8.
Resultaten är summerade i Tabell 3. Det är uppenbart av resultaten att mängden kiseldioxid är avsevärt lägre i Fall 5 jämfört med Fall 8.The results are summarized in Table 3. It is obvious from the results that the amount silica is significantly lower in Case 5 compared to Case 8.
Tabell 3 Fall 5 Fall 8 Alkall NagCOg NaOH Tid, syredelignifiering [min] 180 90 Slutligt pH-värde 9,0 10,2 Torrhalt (DS) i syrefiltrat [ %]* 1,6 1,5 Kiseldioxid i syrefiltrat [kg/odt]* 4,7 8,8 Kiseldioxid hos DS [ %] 4,0 7,5 *i filtrat vid 12 % massakoncentration, före IaboratorietvättningTable 3 Fall 5 Fall 8 Alkall NagCOg NaOH Time, acid delignification [min] 180 90 Final pH 9.0 10.2 Dry content (DS) in oxygen filtrate [%] * 1.6 1.5 Silica in oxygen filtrate [kg / odt] * 4.7 8.8 Silica at DS [%] 4.0 7.5 * in filtrate at 12% pulp concentration, before laboratory washing
Claims (15)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0901436A SE534885C2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 |
| PCT/SE2010/051157 WO2011059376A1 (en) | 2009-11-11 | 2010-10-26 | Method of producing pulp from lignocellulosic material containing silica |
| CN201080050938.4A CN102597366B (en) | 2009-11-11 | 2010-10-26 | The method of paper pulp is produced by silica containing ligno-cellulosic materials |
| BR112012010746A BR112012010746A2 (en) | 2009-11-11 | 2010-10-26 | method of producing a pulp of lignocellulosic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0901436A SE534885C2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0901436A1 true SE0901436A1 (en) | 2011-05-12 |
| SE534885C2 SE534885C2 (en) | 2012-01-31 |
Family
ID=43991838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0901436A SE534885C2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102597366B (en) |
| BR (1) | BR112012010746A2 (en) |
| SE (1) | SE534885C2 (en) |
| WO (1) | WO2011059376A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230145233A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-11 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Pretreatment of lignocellulose using two stage alkali and mechanical refining processes |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4087318A (en) * | 1974-03-14 | 1978-05-02 | Mo Och Domsjo Aktiebolag | Oxygen-alkali delignification of lignocellulosic material in the presence of a manganese compound |
| FI115469B (en) * | 1996-02-19 | 2005-05-13 | Kemira Oyj | Process for the treatment of chemical cellulose material |
| WO2001059204A1 (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-16 | Kiram Ab | Process for oxygen pulping of lignocellulosic material and recovery of pulping chemicals |
| FI122838B (en) * | 2005-03-31 | 2012-07-31 | Metso Paper Inc | A process for making pulp from lignocellulosic material |
| US8262856B2 (en) * | 2007-06-18 | 2012-09-11 | Andritz Inc. | Processes and systems for the bleaching of lignocellulosic pulps following cooking with soda and anthraquinone |
-
2009
- 2009-11-11 SE SE0901436A patent/SE534885C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-10-26 CN CN201080050938.4A patent/CN102597366B/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-10-26 WO PCT/SE2010/051157 patent/WO2011059376A1/en active Application Filing
- 2010-10-26 BR BR112012010746A patent/BR112012010746A2/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE534885C2 (en) | 2012-01-31 |
| CN102597366A (en) | 2012-07-18 |
| BR112012010746A2 (en) | 2016-11-29 |
| CN102597366B (en) | 2015-11-25 |
| WO2011059376A1 (en) | 2011-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2710837C (en) | Pre-extraction and solvent pulping of lignocellulosic material | |
| US5595628A (en) | Production of pulp by the soda-anthraquinone process (SAP) with recovery of the cooking chemicals | |
| US2926114A (en) | Manufacture of cellulosic products | |
| CN115151692B (en) | Modified alkyl sulfonic acids and uses thereof | |
| CN109706769A (en) | A kind of method that organic acid separation lignocellulosic is blended in small molecule aldehyde organic matter | |
| CN103924470A (en) | Unbleached pulp production method for increasing whiteness of pulp | |
| EA005240B1 (en) | Method for bleaching paper pulp | |
| CN102016162A (en) | Prehydrolysis sulfate cooking process | |
| SE461534B (en) | PROCEDURES FOR PREPARING COOKVAETS AND COOKVAETS FOR POWER PULP COOKING | |
| NO140535B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CELLULOSE PULP BY CONNECTION WITH THE OXYGEN | |
| SE0901436A1 (en) | Procedure for producing a pulp of lignocellulosic material | |
| US9200406B2 (en) | Production of pulp using a gaseous organic agent as heating and reaction-accelerating media | |
| EP1528149A1 (en) | Low consistency oxygen delignification process | |
| CN105256629B (en) | A kind of method for preparing pulp | |
| RU2674198C1 (en) | Method of preparation of cellulose for nitration | |
| RU2135665C1 (en) | Pulp preparation method | |
| US20160002858A1 (en) | Methods for the oxygen-based delignification of pulp | |
| SE518993C2 (en) | Preparation of cellulose pulp by boiling with a boiling liquid containing evaporated black liquor | |
| US1719129A (en) | Process of fiber liberation and recovery of valuable constituents of the waste liquor | |
| CN109930415A (en) | A method of improving oxygen bleaching pulp strength | |
| FI108945B (en) | Method for production of pulp | |
| Bajpai | Environmentally Benign Pulping Processes | |
| CN104695257A (en) | Paper pulp preparation method without waste liquid emission, and paper pulp | |
| Jahan et al. | Formic acid/acetic acid pulping of kash (Saccharum spontaneum), jute (Chorcorus capsularies) and dhaincha (Sesbania aculeata) | |
| JP2024523297A (en) | Temperature-controlled delignification of biomass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |