SE420427C - Forfarande for framstellning av slipmassa vid overtryck - Google Patents

Description

7891814-0 10 15 20, 25 30 35 2 b) spritsvattnet utgöres av mekaniskt renat filtrat från för- tjockningssteget blandat med processbakvatten, som uppvärmts med ånga genererad i slipverket c) spritsvattenblandningen enligt a) före införandet i slip- verket tillsatts en komplexbildare d) silerirejektet efter förtjockning och defibrering i en raffinör återföres och inblandas i den från hydrocyklonen kommande massasuspensionen så att denna suspensions koncentra- tion ökas.

Vid tillämpning av förfarandet enligt föreliggande uppfinning har det visat sig möjligt att framställa slipmassa under förbrukning av en totalt sett mindre mängd energi än vad som åtgår vid slipmassetillverkning enligt känd teknik. Vidare har den enligt uppfinningsförfarandet framställda slipmassan över- raskande visat sig ha högre ljushet och förbättrad styrka jäm- fört med hittills kända slipmassor, vilket medför avgjorda fördelar vid tillverkning av papper. Sålunda kan exempelvis papper som täcker ett större kvalitetsområde tillverkas.

Genom tillvaratagandet av den ånga som genereras i slip- verket blir processen energimässigt fördelaktigare än hittills kända processer för framställning av slipmassa. Genererad ånga kan således, förutom förvärmning av spritsvatten, användas för andra uppvärmningsbehov i anslutning till processen, exempel- vis för torkning av massan och för värmning av spädvatten.

Vid tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen är det särskilt lämpligt att föra det mekaniskt renade filtratet från förtjockningssteget och det värmda processbakvattnet till en isolerad spritsvattentank och att där blanda nämnda vätskor samt tillsätta komplexbildare. Det sålunda erhållna spritsvattnet tillföras det slutna slipverket medelst en högtryckspump.s Det är vidare särskilt lämpligt att föra den från slip- verket utmatade massasuspensionen via en stickkross och en buf- fertlåstank innan den föres till hydrocyklonen för avskiljning av ånga. Med hjälp av stickkrossen och buffertlåstanken förhindras igensättningar respektive åstadkommes en utjämning av flödet, vilket är av vikt för hydrocyklonens optimala funktion och ång- avskiljning. Den avskildar ångan utnyttjas för värmning av bak- 10 15 20 30 35 7801814-0 3 vatten från processen, vilket därefter ledes till spritsvatten- tanken. Värmningen av bakvattnet sker lämpligen genom direkt- kondensering och överskottsânga från kondensorn utnyttjas för uppvärmningsändamål, vilket gör att inom processen genererad ånga nyttiggöres i sin helhet.

Särskilt lämpligt är vidare, att filtratet från förtjock- ningssteget innan det införes i sprítsvattentanken befrias från fibrer och föroreningar i en särskild filtreringsanordning för undvikande av igensättning av spritsdysor och ledningar samt för temperering och rensning av slipstensytan.

Vid förfarandet enligt uppfinningen upprätthålles lämp- ligen ett övertryck i det slutna slipverket av 0,1 - 12 kp/cmz, företrädesvis 0,25 - 8,0 kp/cmz, samt en temperatur på det in- fördaspritsvattnet av mellan 75 och 10000, företrädesvis 90 - 10000. De barkade vedstockarnas tryck mot slipstensytan bör lämpligen vara 1 till 35 kp/cm2 och företrädesvis 2 - 20 kp/cm2.

Uppfinningsförfarandet beskrivas och förklaras närmare nedan under hänvisning till figuren.

Barkade vedstockar med lämplig längd och med en fukthalt av mellan 30 och 85 % införes medelst en trycktätande sluss- matare 1 i ett slutet slipverk 2 försett med en roterande slip- sten 3. Vedstockarna utsättes för en viss förvärmning genom att ånga strömmar in i slussmataren varje gång denna öppnas för att slussa in ett antal stockar i rummet pressas atockarna mot nlipmtcnen med hjälp av en hydrau- lisk kolv pà sådant sätt att anliggningsstycket mot s1ipstens~ ytan blir 1 - 35 kp/cm2¿ företrädesvis 2 - 20 kp/cmz. Under slipprocessen upprätthålles i det täta slipverket ett övertryck av 0,1 - 12 kp/cmz, företrädesvis 0,25 - 8 kp/cmz genom till- försel av tryckånga via en ledning H och/eller tryckluft via en ledning 5. Kvaliteten hos erhållen massa är direkt beroende av övertryckets storlek, vilket betyder att ett högre övertryck ger en bättre kvalitet hos massan än vad ett lägre övertryck ger.

Under vedens slipning tillföres kontinuerligt till slipverket 2 uppvärmt spritsvatten genom en ledning 20. Mängden tillfört spritsvatten kan varieras mellan 400 och 15000 liter per minut.

I slipverket erhällen massasuspension utmatas kontinuerligt under själva sliprummet. I slip- 7801814-0 10 15 20 25 30 35 4 bibehållande av övertrycket i slipverket till en buffertlåstank 7 efter det att i suspensionen ingående grova partiklar och stickor sönderdelats i en stickkross 6. Från buffertlåstanken 7 ledes massasuspensionen i en jämn ström till en hydrocyklon 8 för av- skiljande av ånga, vars temperatur varierar mellan 100 och 170°C.

Avskild ånga ledes via en ledning 25 till en kondensor 19, där den utnyttjas för värmning av processbakvatten, som skall tillföras slipverket i form av spritsvatten. Överskottsånga från kondensorn 19 uttages via en ledning 26 och användes huvudsakligen för upp- värmningsbehov inom processen, men även som energikälla för externa värme- och energibehov. Från hydrocyklonen 8 ledes den från ånga befriade massasuspensionen, som vanligen har en massa- koncentration på 1 - 3 %, via ett blandningskärl 9 till en för- tjockningsanordning 10, exempelvis en skruvurvattnare, där den förtjockas till en massakoncentration av mellan 5 och 40 %. Det i förtjockningsanordningen 10 erhållna filtratet, vars tempe- ratur varierar mellan 95 - 100°C, ledes via en ledning 12 till en mekanisk filtreringsanordning 13 och därifrån vidare till en spritsvattentank 21, vilken är isolerad för att förhindra att innehållet avkyles. Vid sin passage genom filtreríngsanordningen 13 befrias filtratet från fibrer och föroreningar för att för- hindra igensättningar i ledningar, ventiler och dysor vid dess fortsatta användning samt för temperering och rensning av sten- ytan. Från förtjockningsanordningen 10 föres den förtjockade massasuspensionen till sileriet 11, där den spädes och silas.

Silad slipmassa uttages genom en ledning 18 och kan antingen vidare- behandlas i pappersmaskin i befintligt tillstånd eller först utsättas för ligninbevarande blekning för att sedan förtjockas och torkas eller i blekt tillstånd vidarehehandlas i pappers- maskin. Då massa framställd enligt föreliggande uppfinning blir förhållandevis ljus, kan den med fördel användas för en rad ändamål även i oblekt tillstånd.

Silrejektet från sileríet 11 ledes enligt uppfinningen till en förtjockningsanordning 14, företrädesvis en skruvur- vattnare, där det förtjockas till en koncentration av minst 10 %, varefter den förtjockade rejektsuspensionen defibreras i en raffinör 16. Filtratet från förtjockningsanordningen 14 återföres 10 15 20 25 30 35 7801814-0 5 till sileriet 11 som spädvatten via en ledning 15. Från raffi- nören 16 föres den varma defibrerade rejektsuspensionen, som har en koncentration av minst 8 % och en temperatur av minst 85°C via en ledning 17 till blandningskärlet 9, där den blandas med massasuspensionsströmmen från hydrocyklonen 8. Härvid uppnås den viktiga fördelen,att koncentrationen i den resulterande blandningen ökas, vilket i sin tur leder till att förtjockningen i det efterföljande förtjockningssteget 10 underlättas sam- tidigt som ett renare filtrat erhålles. Eftersom detta filtrat enligt uppfinningsförfarandet utnyttjas som spritsvatten, är en hög renhet hos detsamma en betydelsefull fördel.

Det processbakvatten, som - tillsammans med filtratet från förtjockningssteget 10 - utnyttjas som spritsvatten, införes via en ledning 27 till kondensorn 19, där det, företrädesvis genom direktkondensering, värmes med ånga genererad i slipverket och tillförd kondensorn 19 via hydrocyklonen 8 samt ledningen 25. Det till minst QÛOC värmda processbakvattnet föras från kondensorn via en ledning 20 till den isolerade spritsvattentanken 21, där det blandas med det mekaniskt renade filtratet, som inkommer via ledningen 12. I spritsvattentanken inblandas dessutom komplex- bildare, som tillföres via en ledning 22. Den erhållna sprits- vattenblandningen tillföras slipverket 2 via en högtryckspump 23 och ledningen 24 samt påsprutas på känt sätt slipstenen pà flera punkter. Spritsvattnet har därvid en temperatur av mellan 75 och 100%, företrädesvis so - 100%. Återförandet av silrejektet enligt föreliggande upp- finning till det speciella blandningskärlet, inplacerat redan efter hydrocyklonen, medför ett flertal fördelar och ger över- raskande goda effekter. Sålunda bidrager detta till att en hög temperatur upprätthälles i massasuspensionen, vilket i sin tur leder till att temperaturen på filtratet från förtjocknings- anordningen 10 blir hög. Vidare ökar massakoncentrationen i bland- ningskärlet 9, vilket har till effekt, att den efterföljande förtjockningen av massasuspensionen underlättas samt att filt- ratet från denna förtjockning blir renare. Ingen av dessa för- delar uppnås med konventionell teknik, vid vilket man återför sil- rejektet - normalt ca 1/N av totala produktionen - efter defib- rering direkt till sileriet för omsilning. .7801814-0 10 15 20 25 '30' 35 6 Lämpliga komplexbildare för användning i förfarandet enligt föreliggande uppfinning utgör etylendiamintetraättik- syra (DTA), nitrilotriättiksyra (NTA), dietyltriaminpentaâttik- syra (DTPA), natriumglukonat, natriumheptonat och liknande, vilka har förmåga att bilda stabila komplex med tungmetaller.

Lämplig mängd av komplexbildare varierar mellan 0,001 och 0,1 g per liter spritsvatten beroende på mängden tungmetaller i massasuspensionen. Genom att komplexbinda tungmetallerna i massan vid vedens defibrering erhålls en ljusare massa än vad som blir fallet, om dessa fritt får reagera med massan.

Uppfinningen belyses närmare av följande utföringsexempel.

Exempel 1 _ Exemplet visar fabriksmässig framställning av slipmassa enligt föreliggande uppfinning i en anläggning i enlighet med Figuren.

Barkade stockar av granved med en fukthalt av 50 % infördes i slussmataren 1, där de kom i kontakt med från slip- rummet vid inslussningarna utströmmad ånga och sålunda erhöll en viss förvärmning. Efter införandet i det slutna sliprummet pressades stockarna mot slipstenen 3 med ett tryck av 6 kp/cmz med hjälp av hydraulkolven. Ett övertryck av 1,5 kp/cm2 upprätt- hölls i sliprummet under slipningen genom ínmatning av tryckånga via ledningen 4. Under slipningen sprutades kontinuerligt mot slipstenen till 9600 uppvärmt spritsvatten, som infördes från spritsvattentanken 21 via pumpen 23 och ledningen 24. Den per minut påsprutade mängden spritsvatten uppgick till 1910 liter.

Erhållen massasuspension, som hade en koncentration av 1,8 % och en temperatur av 111°C, utmatades kontinuerligt från slipverket till buffertlåstanken 7 via stickkrossen 6. I stickkrossen sön- derkrossades och maldes alla i den utmatade suspensionen före- kommande grova vedpartiklar och stickor, varför suspensionen under sin fortsatta väg besvärsfritt kunde passera alla ventiler och ledningar samt apparatur. Från buffertlåstanken utmatades suspensionen i ett jämnt flöde som fördes till hydrocyklonen 8.

Flödesjämnheten upprätthölls genom en automatisk styrning och avkänning samt niväkontroll i buffertlåstanken (ej visad på Figuren). I hydrocyklonen 8 befriades massasuspensionen från 10 15 20 25 30 35 7801814-0 7 ånga, som avskildes och fördes via ledningen 25 till konden- sorn 19, där den utnyttjades för värmning av via ledningen 27 inkommande processbakvatten. Den avskilda ångan hade en tem- peratur av 101°C. Den från ånga befriade massasuspensionen, som hade en koncentration av 1,8 % och en temperatur av 98°C, fördes till blandningskärlet 9, där den blandades med återfört, defibrerat silrejekt, vilket hade en koncentration av 20,0 % och en temperatur av 95°C. Massasuspensionens koncentration ökade härvid till 2,5 % och temperaturen blev högst 97°C. Denna massasuspension förtjockades ytterligare i förtjockningssteget 10, en skruvpress, till en koncentration av 10,0 % varvid dess tem- peratur sjönk till 9600. Filtratet från förtjockningen i skruv- pressen, som hade en koncentration av 0,15 % och en temperatur av 96°C, fördes via ledningen 12 och filtreringsanordningen 13 till den isolerade spritsvattentanken 21, där det blandades med till 9600 uppvärmt processbakvatten, vilket tillfördes från konden- sorn 19 via ledningen 20. Dessutom tillfördes i tanken via led- ningen 22 0,08 g/l komplexbildare bestående av etylendiamintetra- ättiksyra (EDTA). I filtreringsanordningen 13 befriades filt- ratet från fibrer och föroreningar,varvid dess koncentration sjönk till 0,03 %. Den förtjockade massasuspensionen fördes slutligen till sileríet 11, där den efter utspädning till en koncentra- tion av 2,0 % silades. Silad massasuspension uttogs via led- ningen 18. Silrejektet från silningen i sileriet 11 fördes till en förtjockningsanordning ln, i detta fall en skruvurvattnare, där det förtjookades till en koncentration av 24 %, varefter det fördes till-raffinören 16, däx~detdefibrerades. Det filtret, som er- hölls i förtjockningsanordningen 14 återfördes via ledningen 15 till sileriet, där det utnyttjades som spädvätska. Den genom behandlingen i raffinören 16 uppvärmda rejektsuspensionen äter- fördes, som ovan nämnts, till blandningskärlet 9 och hade där- vid en koncentration av 10,5 %.

Prover av färdigsilad massasuspension uttogs från led- ningen 18 och dess papperstekniska egenskaper testades. Den enligt föreliggande uppfinning framställda slipmassan uppvisade följande egenskaper. 7801814-0 10 15 20 25 30 8 Freeness, C.S.F. ,ml 120 Ljushet, SCAN ,% 63 Dragindex ,NM/kg 34 Rivinaex ,NM2/kg s,1 Densitet ,kg/m3 H13 Opacitet ,% 91,D Den totala energiâtgången för processen inklusive raf- finören uppmättes till 1175 kWh per ton producerad slipmassa, vilket huvudsakligen åtgick vid defibreringen. Eftersom alstrad värme enligt föreliggande förfarande väl tillvaratages och ut- nyttjas, bl.a. för uppvärmning av spritsvatten, har energi- behovet kunnat minimeras. En jämförelse med den i den svenska patentskriftcn 318 178 beskrivna metoden, där man icke tillvara- tar processvärmen i hydrocyklon och reoirkulerar och filtrerar processbakvattnet samt defibrerar rejektet ger vid handen, att förfarandet enligt uppfinningen ger en energibesparing av så mycket som 1050 kWh per ton producerad massa samtidigt som, överraskande nog, en med H enheter förbättrad ljushet och goda styrkeegenskaper i övrigt erhållits. Éxempel 2 Framställningen-av slipmassa enligt exmepel 1 upprepades dock med den skillnaden, att ingen komplexbildare tillfördes spritsvattentanken 21 via ledningen 22. Uttagna prover av färdig- silad massasuspension testades på samma sätt som i exempel 1.

Massan uppvisade i detta fall följande egenskaper: Freeness, C.C.F. ,ml 125 Ljushet, SCAN , % 59, Dragindex ,NM/kg 33 Rivindex ,NM2/kg 4,9 Densitet ,kg/m3 410 Opacitet ,% 91,0 Som framgår av resultaten var massan i exempel 2 mörkare än massan i exempel 1, beroende på att ingen komplexbindning av tungmetaller förekom, varför dessa fritt kunde missfärga massan.

Claims (5)

7301814-0 9 EATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av lignocellulosamassa utgående från vedsiockar, varvid stockavna stenslipas på känt nött 1 nl! nlnlut, under üvurrryck av ånga och/eller luft stå- ende slipverk under tilliörande av uppvärmt spritsvatten, var- efter den erhållna slipmassesuspcnsíonen utmatas, förtjockas och silas, k ä n n e t e c k n a t av den kombinationen, att a) slípmassesuspensíonen under bibehållande av övertrycket i slípverknt kontinuerligt utmatas via en hydrocyklon, í vilken den befrinn från ånga b) spri1svaL1nut utgöres nv mekaniskt vonat filtrnl trnn för- Lfiockninnnuïunet, blanda! mvd pzofnfiabnkvatten, som uppvärmls mvd Anna yvnunnrad L nlipvnrket U) spnítsvatlfinblandningcn vid infövondwt j slipverkc1 inno~ håller komplexbildarn d) silerirejektet efter förtjockning och defibrering i en ralfínöw återföres och inblandas i den från hydvocyklonen kommande massasuspensionen så, att denna suspensions koncentration ökas.

2. Fövfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t därav, att den från nlipverket utmatade slipmassesuspen- síonen befrias från grova vudpartiklar och stickor i en stick- kvoss och därefter leden vin en buffevtlåstank till hydrocyk- lonen.

3. Förfnrande enligt patenLkravet 1, k ä n n o L u u k n a I därav, att liltratet trän förtjockninguuleget, innan ant blandas med det upyvänmdn pruenushakvaitnet, befrias från tibrwr ooh tön- ovuníngan i en närskild mvkanisk fíltneringsanordninn.

4. IL förfarande enligt krav 1 och 3, k ä n n e L Q u k n n 1 därav, att det mekanisk? renade fillrutet från fövtjoulninßn- steget och det vävmda processbakvattnet införas i en isolerad uprifsvatluntank och där blandas med varnndra jämte mvd till nämnda ianh salt komplcxbildarv.

5. förfarande enligt krov 1, 3 own H, k ä n n n I w c k n.l därnv, att opvilnvattenhlnndningen lönn lillförseln till ulip~ verket uppvärmts till en Iwmpcralur av mellan 75 och JUHOC, företrädesvis en - 1uo°v.