SE422088B - Forfarande for framstellning av slipmassa av lignocellolusahaltiga material - Google Patents

Description

7812111-8 10 15 20 25 30 ss' _2_ under övertryck, för att ytterligare minska energi- förbrukningen samt öka rivstyrka, dräneringsförmåga och bulk hos det framställda materialet. Sålunda be- skrives i svenska patentskriften 318 178 ett förfarande för sönderdelning av lignocellulosahaltigt material i fibrer, varvid materialet utsättes för en slipnings- behandling i en väsentligen sluten kammare i närvaro av en gas, som är inert gentemot i kammaren befintliga material och under ett övertryck av 1.05-10.5 kp/cmz, företrädesvis 2.l-7.0 kp/cmz, och vatten med en tempera- tur av minst 7l°C, företrädesvis ca. 99°C, påföres materialet under slipningsbehandlingen. Enligt detta förfarande erhålles sammanfattningsvis en massa, som har bättre dräneringsförmåga under förbrukning av mindre energi och förbättrad rivstyrka i jämförelse med van- lig slipmassa; ' Enligt en vidareutveckling av metoden i svenska patentskriften 318 178 förbättras massaegenskaperna och minskas energiâtgången genom införandet av olika förtjocknings- och utspädníngssteg i processen samt nyttiggörande av avskilt processvatten och dess värme- innehåll.

Redogörelse för uppfinningen Tekniska problemet Det har befunnits, att förfarandet enligt den kända tekniken är behäftad med åtskilliga nackdelar.

En nackdel vid slipning vid atmosfärstryck och vid slipning under övertryck är, att det åtgår stora volymer spritsvatten. Sålunda uppgår inblandningen av sprits- vatten till 40-200 delar räknat på en del massa. Many kan också uttrycka det så, att efter slipningen erhålles en massasuspension, som innehåller 0.5-2.5 % massa. Enligt den ovan nämnda svenska patentskriften 318 178 bör spritsvattnet vara så varmt som möjligt, _varför stora energimängder åtgår för att tillgodose behovet av varmt sprítsvatten. 10 15 20 25 30 7812111-8 _3- En kvarstående nackdel förenad med vidareut- vecklingen av metoden enligt svenska patentskriften 318 178 är vidare, att den utgående massasuspensionen har så låg massakoncentration. Om man exempelvis har en uppsamlingsbehållare, vilket är önskvärt, då man har flera slipverk, måste behållaren göras mycket stor. Vidare åtgår onödigt mycket energi för transport av massasuspensionen, eftersom denna mest består av vatten. Låg massakoncentration är också till stor nackdel, om massan senare skall förtjockas och/eller blekas. Vid förtjockningen måste i regel dyrbara och utrymmeskrävande trumfilter användas, och skall massan blekas, måste också avvattníng företas i något slag av press.

Problemlösning Föreliggande uppfinning avser att avhjälpa ovan nämnda nackdelar. I enlighet härmed avser föreliggande uppfinning ett förfarande för framställning av slip- massa av lignocellulosahaltiga material, varvid på känt sätt barkade vedstockar slipas i ett slutet, under övertryck av ånga och/eller luft stående slip- verk under tillförande av spritsvatten, vilket för- farande kännetecknas av, att volymen spritsvatten hålles mindre än 35 delar per del torr massa, att spritsvattnets övertryck i förhållande till trycket i slipverket hålles vid 8-40 kp/cmz, företrädesvis 10-30 kp/cmz, och att tillförseln av spritsvatten regleras så, att temperaturen í massasuspensionen inuti slipverkets utmatningsdel, mätt i grader Celcius, blir 1.5-S0, företrädesvis 2-8 gånger så hög, som det tillförda spritsvattnets temperatur sam- tidigt som nämnda massasuspensions temperatur ej tillåtes överstiga ZOOOC, företrädesvis l80°C. 10 15 20 25 30 35 7812111-8 Fördelar Genom det enligt uppfinningen föreslagna sättet att tillföra spritsvatten blir det över- raskande möjligt att framställa en slipmassa med i förhållande till känd teknik avsevärt minskat vatteninnehåll samtidigt som energiâtgången blir väsentligt lägre, Detta resultat strider helt mot den kända tekniken, enligt vilken man, som ovan nämnts, alltid tillför stora mängder spritsvatten till slipverket, vilket spritsvatten dessutom måste vara varmt. Den mindre mängd spritsvatten, som tillföres enligt föreliggande uppfinning medför vidare, att sprítsvattnet ej behöver uppvärmas före införandet i slipverket; vilket ger väsentligt minskad energi- âtgång i processen jämfört med tidigare kända metoder.

Den högre massakoncentrationen vid utträdet ur slip- verket (ca. 3-40 %, företrädesvis 3.5-10 %) gör det möjligt att överföra slipmassan från slipverket till en hydrocyklon för ångavskiljning och sedan, utan mellanliggande avvattningssteg, vidarebehandla massan pä önskat sätt, t.ex. direkt avvattning till hög mk (20-50 %) före ett bleksteg. Härigenom undvikes ur värmeekonomisk synpunkt nödvändiga mellanliggande avvattningssteg, vilka i praktiken visat sig endast kunna utföras med hjälp av dyrbara och utrymmeskräv- ande trumfilter. Trots den mindre mängden sprítsvatten erhålles vidare enligt uppfinningen överraskande en 'större mängd överskottsånga från hydrocyklonen än vid de kända metoderna. Denna överskottsânga kan användas för uppvärmningsändamål, t.ex. torkning av massa eller för generering av elenergi i en undertrycksturbin.

Vidare medför den högre massakoncentrationen enligt föreliggande uppfinning, att uppsamlingsbehâllaren vid användning av flera slipverk kan göras mindre samt att energiåtgången för transporten av massasuspensionen blir mindre jämfört med känd teknik. 10 15 20 30 7812111-8 _5- Ytterligare en väsentlig fördel med förfarandet enligt uppfinningen vid användning av ett påföljande peroxidbleksteg är, att sönderfallet av peroxid vid återcirkulation av blekavlut blir mycket lågt eller obefintligt på grund av spritsvattnets låga tempera- tur.

Den enligt föreliggande uppfinning framställda massan har en hög halt av långa och flexibla fibrer, vilket möjliggör tillverkning av ett starkt papper.

-Alternativt kan denna egenskap utnyttjas till att tillverka papper med goda mekaniska egenskaper med lägre ytvikt än normalt. Den enligt uppfinningen fram- ställda massan kan blandas med kemisk massa, såsom sulfat- eller sulfitmassa i stor mängd, varigenom kost- naderna för framställning av trähaltigt papper kan minskas. Den är vidare lämpad som råvara för tillverk- ning av papper inom ett större och mer varierande kvalitetsområde än vad som normalt är fallet med massor inom utbytesområdet 90-99 %, beroende på den stora andelen långa fibrer och den höga hållfastheten.

Figurbeskrivning Förfarandet enligt uppfinningen illustreras i figur l och 2. Figur l visar en anläggning, i vilken förfarandet tillämpas i samband med efterföljande blekning av slipmassan och Figur Z visar en anlägg- ning, där förfarandet tillämpas utan efterföljande blekning. Figur 3 och 4 visar anläggningar enligt känd teknik, vilka beskrives närmare i anslutning till jämförande försök i utföringsexemplen.

Bästa utföringsformer av uppfinningen I figur l betecknar 1 barkade vedstockar med en fukthalt av 30-65 %, som föres via två slussmatare Z till ett slipverk 3. Slipverket är utrustat med mät- 7812111-8 10 15 20 25 30 35 _5- givare för temperatur 4 och tryck 5. Slussmataren består i princip av en kammare 6 med rörlig botten- lucka 7 och rörlig lucka 8 på översidan. I sluss- mataren erhålles en viss förvärmning av vedstockarna medelst ånga, genererad i slipverket, men särskild ånga från något ställe i processen, där överskottsånga "uppstår, kan även tillföras. De förvärmda stockarna matas in i sliprummet 9 genom att slussmatarens botten- lucka hastigt undanföres så, att stockarna av sin egen tyngd faller ned mot den roterande slípstenen 10. För att åstadkomma att stockarna kraftigt trycker mot slípstenen pressas dessa med hjälp av en kolv ll mot densamma. Lämpligt kolvtryck är 4-40 kp/cmz, företrädes- vis 6-30 kp/cmz. I slipverket hålles ett övertryck av 0.2-10.0 kp/cmz. Under vedens slipning tillföres sprits- vatten genom ledningen 12, vilket fördelas på led- ningarna 13 och 14. I Volymen spritsvatten kan varieras mellan 100 liter ooh 900 liter per minut vid en produktion av 1 ton massa per timme. Spritsvattnets temperatur och volym kan avpassas på sådant sätt, att massasuspen- síonen i slipverketsutmatningsdel IS, vilken utrustats med en stíckkross 16, har en temperatur, som är 1.5-50, företrädesvis 2-8, gånger så hög som det tillförda spritsvattnets och den utgående massasuspensíonen har en massakoncentration av minst 3.0 %. Vidare skall spritsvattnet kunna avlevereras med ett tryck, som är 8-40, företrädesvis 10-30 kp/cmz högre än det i.slip- verket rådande trycket. Spritsvattnet påföres stenen genom dysorna 17 och 18. Från slipverket matas defibre- rad massa genom ledningen 19 till en utjämningstank 20 under bíbehållet övertryck. Från utjämningstanken föres massasuspensionen genom ledningen 21 till en hydro- cyklon 22, där ånga med en temperatur av mellan 100 _ 0Ch l70°C avskiljes och avgår genom ledningen 23 under tillvaratagande av dess värmeinnehåll. Exempel på sådant tillvaratagande är ledning av överskottsångan till en 10 20 25 30 35 7812111-8 _7_ turbin för generering av elenergi eller till en värme- växlare för uppvärmning av torkluft till en torkanlägg- ning t.ex. en flingtork, eller en torkcylinder i en pappersmaskin. Överskottsångan kan också användas för torkning av massa i en mottryckstork av den typ som be- skrives i svenska patentskriften 393 855. Uppvärmning av lokaler och förvärmning av ved utgör andra exempel på lämplig användning av överskottsångan.

Från hydrocyklonen transporteras massan genom ledningen 24 till en urvattningsanordníng 25, som utgöres av en press, där den förtjockas från koncentra- tionen 3.0-20 % till en koncentration av 8-50 %. Det från pressen genom ledningen 26 avgående processvattnet, som har en temperatur av 80-100°C, pumpas via behålla- ren 27 och ledningen 28 till en filtreringsanordning 29 för avskiljnlng av fiberrcster, vilka avgår genom ledningen 30, och föres genom ledningen 31 till en värmeväxlare 32, där det kyles. Kylvattnet, som till- föres genom ledningen 33, uttages genom ledningen 34.

Det har en temperatur av ca. 40-60°C och dess värme- innehåll kan utnyttjas för uppvärmnings~eller tvätt- ningsändamål. Det till 2-63°C, företrädesvis 20-50°C, kylda processvattnet föres genom ledningen 35 från värmeväxlaren till en uppsamlíngsbehållare 36, där blekavlut eventuellt kan tillföras genom ledningen 37.

Från behållaren 36 går processvattnet genom ledningen 38 till högtryckspumpen 39 för vidarebefordran till ledningen 12. Genom ledningen 40 kan en del av det från värmeväxeln 32 avgående kylda processvattnet ledas till den från pressen ZS avgående massan för utspädning av denna i karet 41. Härigenom kan den pressade massans temperatur regleras.

Enligt en särskilt fördelaktig utföríngsform föres den Eörtjockade massan från behållaren 41 genom ledningen 42 till en blandningsanordning 43 för tillsats av blekkemikalier via ledningen 44. Därvid spädes massan 10 15 20 25 30 7812111-8 _3- till en koncentration av 10-15 %. Omedelbart efter till- satsen av blekkemikalier föres massan genom ledningen 45 till en urvattningsanordning 46 i form av en press, där massan snabbt urvattnas. Den avpressade blekmedelslös- ningen föres genom ledningen 47 till en behållare 48, varifrån den via ledningen 49 införes i en värmeväxlare -50, där den kyles medelst kylvatten, som tillföres genom ledningen 51 och avgår genom ledningen 52. Det använda kylvattnet kan användas för samma ändamål som kylvatt- net i värmeväxlaren 32. Den kylda blekmedelslösningen äterföros via ledningen 55 til] hlandningsanordníngen 43. 0 Detta speciella snuhbavvattningsförfarande med- för fördelen, att hög ljushet uppnås vid låg kemikalie- förbrukning. Den avvattnade och med blekkemikalier blandade massan föres via ledningen 54 till ett blek- torn S5, där den.utsättes för blekning, företrädesvis vid en temperatur av 40-75°C och en koncentration av 10-50 % vid en uppehållstid av 15 till 180 minuter.

Före utträdet ur tornet utspädes massan till l-6 % kon- centration med blekavlut tillförd genom ledningen 56.

Den blekta massan uttages genom ledningen 57 och för- tjockas därefter på filter eller i en press 58 till en koncentration av 10-50 %, varefter den torkas eller föres direkt till ett integrerat pappersbruk. Från för- tjockningsanordningen 58 avgående blekavlut återföres dels som utspädningsvätska i blektornet 55 genom led- ningen 56, dels genom ledningen 37 till spritsvattenbe- hållaren 36 för blandning med det nedkylda och renade 'processvattnet från värmeväxlaren 32. Eventuellt kan den från förtjockningsanordningen 58'avgående blek- avluten helt eller delvis via de streckade ledningarna 59 och 60 tillföras ledningarna 28 och/eller 31 vid behov av ytterligare filtrering och/eller kylning." 10 15 20 25 30 35 7812111-8 -g_ Efter blekningen är det lämpligt att sila massan före torkning eller före tillverkning av papper i ett integrerat pappersbruk. Det är också möjligt att före blekning sila massan och efter förtjockning bleka massan.

I figur 2 visas en anläggning för uppfínningens tillämpning, då massan icke blekes utan i stället föres från pressen 25 via utspädning i uppsamlingsbehållaren 41 genom ledningen 42 direkt till sileriet 66, varefter den föres genom ledningen 72 till trumfiltret 73 för avvattning. Det från filtret 73 avgående proccssvnttnet återgår genom ledningen 67 till uppsamlingsbehållaren 41. Massan från filtret 73 föres vidare till upptagnings- maskin och torkanläggning, icke visat på figuren. Såsom visats vid uppfinningens tillämpning vid blekning (figur l) användes processvatten från urvattnings- anordningen 25 efter filtrering och kylning som sprits- vatten, vilket tillföres i små mängder. Samtidigt återvinnes stora mängder värme trots hög temperatur i slipverket.

Förfarandet enligt uppfinningen kan tillämpas vid ett övertryck i slipverket av 0.2-10 kp/cmz. Det insprutade spritsvattnets temperatur kan i regel hållas inom området 2-63°C och temperaturintervallet 20-SOOC är särskilt lämpligt. Mängden sprítsvatten, som bör hållas mindre än 35 volymdelar per del torr massa, utgör företrädesvis 3-30 volymdelar per del torr massa.

Enligt uppfinningen är det särskilt lämpligt, att den från slipverket kommande massasuspensíonen föres genom en hydrocyklon för frånskiljning av ånga, vars värme- innehåll nyttiggöres i processen eller utanför densamma.

Förfarandet enligt uppfinningen har speciella fördelar, då den från hydrocyklonen kommande massan förtjockas till en torrhalt av 20-50 % och blekes. Härvid är det mycket fördelaktigt, att den vid förtjockningen erhållna vätskan kyles och återanvändas såsom spritsvatten. Till den sålunda kylda vätskan kan man med fördel sätta blekavlut och/eller färsk blekmedelslösning samt blanda vätskorna. 10 15 20 25 30 35 7812111-8 _10- Vid tillämpning av uppfinningen i kombination med ett bleksteg är det särskilt lämpligt att i sprits- vattnet ínblanda blekavlut från ett separat peroxidblek- níngssteg enligt den metod, som beskrivas i den ameri- kanska patentskríften 4 029 543. Sådan blekavlut inne- håller organiska kemikalier, såsom organiska syror här- rörande från nedbrytning och utlösning av lígnocellu- losamaterialet, t.ex. myrsyra, ättiksyra, oxalsyra,g olika fett- och hartssyror och organiska komplexbildare och oorganiska kemikalier, såsom väteperoxid, ditionit, natriumhydroxid, natriumsilikat, natriumfosfat och magnesiumsulfat. Den kan, om så befinnes önskvärt, också försättas med stabiliseríngsmedel för blekkemi- _ kalierna, t.ex. magnesiumsulfat, med komplexbildare för bindande av tungmetallerna, t.ex. etylendiamin- tetraättiksyra (BDTA), och ytterligare färska blek- kemikalier samt med pH-reglerande substanser, såsom alkalihydroxíder och alkalisilikat. Tillförseln av sprítsvatten till det slutna slípverket sker lämpligast medelst en högtryckspump, till vars sugsida blekavlut och avpressad vätska från urvattningssteg föres. Bland- 'ningen av denna vätska och blekavlut kan ske före till- förseln till pumpen eller i själva pumpen.

Den från slípverket kommande massasuspensionen föres med fördel efter sönderdelning av grövre ved- partiklar i en stickkross via en mellanliggande tryck- tank, till en hydrocyklon för frånskiljníng av ånga.

Det är givetvis också möjligt att tillgodogöra sig i slipprocessen erhållet värme genom uppblandning av den erhållna varma massan med kall sådan. Överskotts- ångan nyttiggöres för uppvärmningsändamål i anslut- ning till processen eller för andra uppvärmningsbehov.

På samma sätt kan överskottsånga, som utblåses från slípverket, nyttiggöras, t.ex. för värmnïng av veden i slussmataren. 10 157 20 25 30 _11- Enligt en särskilt fördelaktig utföringsform av uppfinningen i kombination med ett hleksteg för- tjockas massan från hydrocyklonen i en lämplig anord- ning, t.ex. ett bandfilter eller en press så, att massan erhåller en torrhalt av 20 till 50 %. För blekning av slipmassan kan kända förfaranden användas.

Speciellt lämpligt enligt uppfinningen är emellertid att utföra blekningen såsom tornblekning och att därvid omedelbart efter blandning och utspädning med blek- ningskemikalier i en blandningsanordning och före införandet i blektornet utsätta massasuspensionen för ett andra förtjockningssteg och att återföra det sålunda erhållna överskottet av hlekmedelslösningen efter kyl- ning till blandningsanordningen.

Föredragna tryckbetingelser vid förfarandetl enligt uppfinningen är ett övertryck i det slutna slipverket av 0.2-10 kp/cmz. Lämplig spritsvattentempe- ratur är 2-63°C, företrädesvis 20~50°C. Vedstockarnas tryck mot slipstensytan bör lämpligen vara 4-40 kp/cmz och företrädesvis 6-30 kp/cmz.

Förfarandet enligt uppfinningen illustreras av följande utföringsexempel.

Exempel l Detta exempel illustrerar framställning av blekt slipmassa från barkad granved, varvid förfarandet enligt uppfinningen (metod A) jämföres med den kända metoden med slipning i sluten kammare vid förhöjt tryck och med stor volym spritsvatten av förhöjd temperatur med tillsats av blekkemikalier (metod B). Enligt uppfinningen användes väsentligt lägre volym spritsvatten, härrörande från nedkylt processvatten, innehållande blekavlut.

Ett av åtta slipverk i ett träsliperi ombyggdes från atmosfärsslipning till slipning under övertryck i enlighet med vad som visas i figur 1. Till slipverket 7812111-8 37812111-8 10 15 20 '25 30 _12- matades barkade granstockar med en medelfukthalt av 52 % i en mängd av 300 kg torr ved i varje försök.

Vedstockarnas tryck mot slípstensytan var 7 kp/cmz.

Vid detta kolvtryck uppmättes slipstenens drívmotors medeleffekt till 1400 kW. Övertrycket inuti slipverket var 1.0 kp/cmz. Övriga betingelser vid försöken redo- visas nedan.

Metod A (uppfinningen) Vid detta försök användes nedkylt sprítsvatten som blandats med blekavlut erhållen från ledningen 37.

Inga färska blekkemikalier tíllfördes. Spritsvattnet i behållaren 36 hade följande sammansättning: Väteperoxíd 0.48 g/l Na2SiO3 (vattenglas) 2.57 g/1 DTPA - 0.07 g/1 Ättiksyra 2.95 g/1 Harts- och fettsyror 0.22 g/1 Uppmätt pH 8.1 Sprítsvattnets temperatur i dysorna l7 och 18 var vid detta försök endast 38°C. Spritsvattenvolymen uppgick till 380 1/min och insprutudcs vid ett över- tryck av 14 kp/cmz jämfört med trycket inuti slip- verket. I slipverkets utmatningsdel 15 uppmättes massa- suspensionens temperatur till ll5°C, dvs. denna tempera- tur var 3.02 gånger så hög som det tillförda sprits- vattnets temperatur. Massakoncentrationen vid utträdet ur hydrocyklonen 22 uppmättes till 6.25 %, dvs. 3.2 ggr så hög som vid metod B nedan.

Massan urvattnades i pressen 25 och blandades med blekkemikalier i blandningsanordningen 43. Den från pressen 25 avgående vätskan uppsamlades í behållaren 27 och fördes medelst ledningen 28 till filteranordningen 29 för avskíljning av restfibrer. Avskilda fíberrester 10 15 20 25 30 7812111-8 _13.. bortfördes genom ledningen 30. Den renade vätskan fördes till en värmeväxlare 32. Kallt vatten [6°C) tillfördes värmeväxlaren genom ledningen 33 och av- tappades med en temperatur av 57°C genom ledningen 34.

Det uppvärmda vattnet användes för uppvärmningsändamâl.

Från värmeväxlaren 32 fördes den till 2Z°C nedkylda vätskan till behållaren 36, där den blandades med blekavlut tillförd genom ledningen 37.

Massan fördes, omedelbart efter tillförsel av blekkemikalier, genom ledningen 44 till pressen 46 för urvattning och därefter till tornet 55 för blekning under 2 timmar vid en temperatur av S9°C. I tornets nedre del utspäddes massan från 20 % mk till 3.5 % mk med blekavlut tillförd genom ledningen 56. Den utspädda massasuspensionen fördes genom ledningen 57 till en urvattnare 58, där massasuspensionen förtjockades till en torrhalt av 42 %, varefter den uttogs via ledningen 61. Större delen av den urpressade blekavluten fördes genom ledningen 56 till blektornets bottenzon. Över- skottet av blekavluten (ca. 2.5 m3 per ton torrtänkt massa) fördes via ledningen 37 till behållaren 36, där blekavluten blandades med nedkyld vätska tillförd genom ledningen 35.

Den avgående förtjockade massan utspäddes, silades, förtjockades på en upptagningsmaskin och torkades i en flingtork (ej visat i figuren). Från sileriet uttogs massaprover, som avvattnades, torkades och analyserades i ett laboratorium. Resultaten har sammanställts i tabell 1. Angivna resultat utgör medel- värden av trippelprover. Förutom massa-och pappers- egenskaper har i tabellen angivits uppgifter om energi- förbrukning.

Metod B (referensförsök) Vid detta försök användes den i figur 3 visade 10 15 20 Z5 30 7812111-8 _14- apparaturen, dvs. i stort sett samma apparatur som i figur 1 med den skillnaden, att värmeväxlaren 32 och filtret 29 urkopplats så, att användningen_av filtrerat, kylt processvatten som spritsvatten eli- minerats. Vidare hade ledningen 37 för återledning av avpressad blekavlut för inblandning i spritsvattnet avstängts. Spritsvattnet üll ledningen 12 erhölls från behållaren 36, till vilken fördes färskvatten av temperaturen l8°C genom ledningen 69, extern ånga för uppvärmning av snritsvattnet till en temperatur av 92°C genom ledningen 70 samt färsk blekmedelslösning innehållande stabiliserings- och buffertmedel och komplexbildare genom ledningen 71, vilken lösning hade följande sammansättning: Väteperoxid 0.5 g/l Na2SiO3 (vattenglas) 2;0 g/l Dietylentriaminpentaättik- syra (DTPA) 0.08 g/l Naon :iii pH i 8.3 Volymen spritsvatten, som tillfördes slip- stensytan, uppmättes i flödesmätarcn 63 till en volym av 1200 liter per minut. Insprutningstrycket uppmättes till 6 kp/cmz högre än trycket inuti slip- verket. I slipverkets utmatningsdel 15, uppmättes _ massasuspensionens temperatur till l08°C, dvs. denna temperatur var 1.17 gånger så hög som det tillförda spritsvattnets tempenæur. Efter det att massan passerat stickkrossen 16, fördes massan via ledningen 19 till tanken 20 och därifrån via ledningen Zl till hydro- cyklonen 22 för avskiljning av ånga, som bortfördes genom ledningen 23 till en värmeväxlare (ej visad i figuren) för tillvaratagande av ångans värmeinnehåll.

Massakoncentrationen vid utträdet ur hydrocyklonen uppmättes till 1.96 %. Massasuspensionen fördes genom 10 15 20 25 30 7812111-8 _15.. ledningen 24 till en press 25 för urvuttning till en mk av 21 %. Den urpressade vätskan fördes via behållaren 27 genom ledningen 28 till en behållare 65 för utspädning av den blekta massan, som tillfördes via ledningen S7. Massan från pressen 25 fördes via behållaren 4l och ledningen 42 till en blandnings- anordning 43 för inblandning av blekkemikalier, vilka tillsattes genom ledningarna 44 och 53. Den med blekkemikalier blandade massasuspensionen hade en mk av 10 % och fördes omedelbart via ledningen 45 till pressen 46 för urvattning till 20 % mk. Den av- pressade blekmedelslösningen uppsamlades i behållaren 48 via ledningen 47 och fördes via ledningen 49 och värmeväxlaren 50 genom ledningen 53 tillbaka till blandningsanordningen 43 för inblandning i en ny portion massa. Massan från pressen 46 fördes genom ledningen 54 till blektornet 55. I blektornet var tempe- raturen 59°C och mk 20 %. Efter blekning under 2 timmar utspäddes massan till en mk av 3.5 % med processvatten, som tillfördes från ett trumfilter 73 genom ledningen 67. Efter utspädning i tornetsnedre del fördes massan genom ledningen 57 till behållaren 65.

Från denna behållare fördes massasuspcnsioncn genom ledningen 68 till sileriet 66, varefter massan genom ledningen 72 fördes till trumfiltret 73 för avvattning.

Från filtret 73 avgående blekavlut fördes dels genom ledningen 67 till blektornet 55 samt dels genom led- ningen 74 till uppsamlingskärlet 65.

Från sileriet uttogs massaprover, som avvattnades, torkades och analyserades i ett laboratorium. Resultaten har sammanställts i tabell 1. Angivna resultat utgör medelvärden av trippelprover. Förutom massa- och pappersegenskaper har i tabellen angivits uppgifter om energiförbrukning. 7812111-8 10, 15 _16..

Metod * * B A Energiförbrukning vid defibrering, kWh/ton 1080 1010- Energiåtgång för uppvärmning av spritsvatten, kwh/ton 4750 6* Freeness, ml ' 165 162 Långfiberhalt enl. Bauer McNett (+ 30 mesh) 28 29 Dragindex, Newtonmeter/kg 34 37 Rivindex, Newtonkvadratmeter/kg 5.3 5.3 Densitet, kg/m5 :sz ses Ljushet enl. SCAN, % ' 67 70 Opacitet, % 91.7 92.1 Tabell 1 ae Uppvärmningen av kylvattnet i värmeväxlaren 32 mot- svarade en återvinning av 600 kWh/ton massa. iSom framgår av tabellen har den enligt upp- finningen (metod A) framställda massan i stort sett samma egenskaper som massa framställd enligt känd teknik.

Emellertid har den enligt uppfinningen framställda massan överraskande nog högre ljushet än massa framställd enligt känd teknik. Detta kan bero på att vid förfarandet enligt uppfinningen erhålles mindre sönderfall av peroxid, eftersom sprítsvattnet är kallare än vid känd teknik.

En viktig fördel med föreliggande uppfinning är den väsentligt lägre totala energiåtgången. Således är det mycket stora energimängder, som sparas genom att spritsvattnet inte behöver uppvärmas. Vidare har för- brukningen av defibreringsenergi blivit lägre vid slip- ning enligt uppfinningen. Därtill kommer energivinster motsvarande 600 kWh/ton genom att tillvarataga värme- innehållet i processvattnet erhållet vid massasuspen- sionens förtjockning efter hydrocyklonen. 10 15 20 ZS 30 35 7812111-8 _17_ Exemgel 2 Detta exempel avser framställning av oblekt slipmassa av granved dels enligt uppfinningen (metod C) med tillsats av väsentligt mindre volym spritsvatten, som nedkylts, dels enligt den kända metoden med slip- ning i sluten kammare vid förhöjt tryck och stor volym varmt spritsvatten (metod D).

Vid försöken användes i huvudsak samma ombyggda slipverk och betingelser som beskrivits i exempel l med de skillnader som angives nedan.

Metod C Vid försöket användes den apparatur som visas i figur 2, vilken i stort sett motsvarar apparaturen i figur 1 men med blekningsdelen bortkopplad. Till det i figuren visade slipverket 3 matades burkude gran- stockar 1 med on medelfukthalt av S2 l i en mängd av 300 kg torrtänkt ved vid varje försök. Vid slipningen uppmättes medeleffekten till 1400 kW. Övertrycket inuti slipverket var 1.0 kp/cmz. Spritsvattnets tem- peratur i dysorna 17 och 18 uppmättes till 36°C. Volymen spritsvatten uppmättes medelst flödesmätaren 62 till 392 1/min och dess insprutníngstryck var 16 kp/cmz högre än trycket i slipverket, som hölls vid ett övertryck av 1.0 kp/cmz. Volymen spritsvatten var således 15.7 delar per del torr massa och temperaturen i slipverkets utmatningsdel, som uppmättes till l14°C, motsvarade 3.2 gånger det tíllförda spritsvattnets temperatur. Efter det den erhållna slipmassan passerat stickkrossen 16 fördes den vidare via ledningen 19 till utjämningstanken 20 och därifrån via ledningen Zl till hydrocyklonen 22, där ånga avskilyhs, som avgick genom ledningen 23 och nyttíggjordes för värmning av en flingtork (icke visad på figuren). Den från hydro- cyklonen avgående massasuspensionen hade en koncentra- tion av 7.15 %, dvs. 2.93 ggr så hög som vid slipning 10 15 20 25 30 7812111-8 _18- med känd teknik, och fördes genom ledningen 24 till pressen 25, där den avvattnades till en koncentration av 15 %. Från pressen fördes massan via ledningen 75 till uppsamlingsbehållaren 41 och därifrån via led- ningen 42 till sileriet 66. Via ledningen 72 fördes massasnspensionen därefter vidare till trumfiltret 73.

Från trumfiltret avgående processvatten fördes genom ledning 67 åter till uppsamlingsbehållaren 4l för spädning av massan före silningen. Från pressen 25 genom ledningen 26 avgående processvatten, som hade en temperatur av 94°C, fördes till den isolerade behålla- * ren 27 och via ledningen 28 till filtreringsanordningen ¿9 och vidare vin ledningen 31 till värmeväxlurén 32, där det kyldes från ca. 90°C till 3600. Kylvutten av 8°C tillfördes värmeväxlaren genom ledningen 33 och avgick genom ledningen 34 med en temperatur av 5l°C,- Det kylda processvattnet fördes via ledningen 35 till behållaren 36, varifrån det genom ledningarna 12, 13 och 14 pumpades till slipverket, där det tíllfördes såsom spritsvatten. Av den sílade massan uttogs prover för analys av massa-och papperstekniska egenskaper.

Analysresultat och energíåtgång angives i Tabell 2.

Metod D Vid försöket användes den apparatur; som visas i figur 4, vilken t.o.m. hydrocyklonen 22 motsvarar den, som visas i figur 2. Från hydrocyklonen fördes massa- suspensionen via ledningen 24 till uppsamlingstanken 41, där den späddes med processvatten från trumfíltret 73, som tillfördes genom ledningen 67. Den utspädda massasuspensionen fördes via ledningen 42 till sileriet 66 och därifrån via ledningen 72 till trumfiltret 73, där den avvattnades. Det från trumfiltret avgående processvattnet fördes till en del åter till uppsam- lingstanken 41, medan en del därav återleddes genom 10 15 20 25 7812111-8 _]_Q.. ledning 76 till síleriet 66. Ytterligare en del av det från trumfiltret 73 avgående processvattnet fördes via ledningen 77 till behållaren 36, till vilken kallt färskvatten tillfördes genom ledningen 69 och extern ånga för uppvärmning tillfördes genom ledningen 70. I slípverket upprätthölls ett övertryck av 1.0 kp/cmz.

Det genom ledningarna 13 och l4 tíllförda spritsvattnets temperatur var 98°C och det tillfördes i en mängd av 1000 l/min, dvs. 41.5 delar per del torr massa. I slipverkets utmatningsdel 15 uppmättes temperaturen till ll0°C, dvs. l.l gånger så hög som det tillförda spritsvattnets temperatur. Massakoncentrationen vid utträdet ur slipverket var 2.41 % och vid utträdet ur hydrocyklonen uppmättes den till 2.44 %. Massakoncen- tration i behållaren 41 var 1.0 % efter utspädningen.

Från trumfiltret avgående processvatten uppgick till 2800 l/min, varav 2000 1/min fördelades mellan behålla- ren 41 (l400 l/min) och sileriet 66 (600 l/min). Av återstående 800 1/min fördes 500 l/min via ledningen 77 till behållaren 36, medan resterande 300 l/min fördes till avlopp. Temperaturen på processvattnet i ledningen. 77 var 68°C. Genom ledningen 69 tíllfördes färskvatten med en temperatur av 1800 i en mängd av 500 l/min. Av den silade massan uttogs prover för analys av massa-och papperstekniska egenskaper. Analysresultat och energi- ~åtgång angives i tabell 2.

Metod D C Energiförbrukning vid defibrering, kWh/ton 970 935 Energiåtgång för uppvärmning av spritsvatten, 2650 0 kWh/ton - Freeness, ml 208 197 Dragindex, Newtonmeter/kg 29 31 Rivindex, Newtonkvadratmeter/kg 5.4 5.5 Densitet, kg/UF 340 sss Ljushet enligt SCAN, % 60 61 Opacitet 90.2 90.2 Tabell 2 10 15 7812111-8 _20..

Som framgår av tabellen har energiåtgången blivit betydligt lägre vid slipning enligt upp- finningen (metod C) än vid slipning enligt känd teknik (metod D). Överraskande nog går det inte att finna några skillnader i massa- och pappers- egenskaper. _ En viktig fördel vid tillämpning av före- liggande uppfinning är, att massan har hög massa- koncentration vid utträdet ur hydrocyklonen. Om massan skall blekas är det möjligt att direkt ur- vattna massasuspensionen ytterligare till högre kon~ centration med hjälp av relativt enkla apparater. För att undvika stora fiberhalter i bakvattnet vid slip- ning enligt känd teknik måste, på grund av låg massa- koncentration, massasuspensionen först förtjockas på ett filter, vilket är utrymmeskrävande och dyrbart.

Claims (7)

1. a 7812111~8 PATBNTKRAV l. Förfarande för framställning av slipmassn av lignocellulosahaltiga material, varvid på känt sätt barkade vedstockar slipas i ett slutet, under övertryck av ånga och/eller luft stående slipverk under till- förande av spritsvatten och under kontinuerlig utmat- ning av erhållen massasuspension via en hydrocyklon för frånskiljníng av ånga, k ä n n e t e c k n a t därav, att volymen spritsvatten hâlles mindre än 35 delar per del torr massa, att spritsvattnets övertryck i förhållande till trycket i slípverket hâlles vid 8-40 kp/cmz, företrädesvis 10-30 kp/cmz, och att till- förseln av sprítsvatten regleras så, att temperaturen i massasuspensíonen inuti slípverkets utmatníngsdel, mätt i OC, blir 1.5-50, företrädesvis 2-8 gånger så hög som det tillförda spritsvattnets temperatur och samtidigt hâlles lägre än ZOOOC, företrädesvis lägre an 1so°c.
2. 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k- n a t därav, att övertrycket i slipverket hâlles vid 0.2-10 kp/cmz.
3. 3. Förfarande enligt krav l-2, k ä n n e t e c k- n a t därav, att spritsvattnets temperatur hâlles vid z-e3°c, företrädesvis zo-so°c.
4. 4. Förfarande enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k- n a t därav, att volymen spritsvatten hâlles inom området 3-30 delar per del torr massa.
5. 5. Förfarande enligt krav 1-4, k ä n n e t e c k- n a t därav, att den i hydrocyklonen frånskilda ångans värmeinnehåll nyttiggöres. 7812111-8 22
6. 6. Förfarande enligt krav 1-S, k ii n n c t e c k- n a t därav, att den från ånga befriade massasuspen- 0 sionen direkt förtjockas till en torrhalt av 20-50 a och blekes.
7. 7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k- n a t därav, att den vid förtjockníngen erhållna vätskan kyles och âteranvändes såsom spritsvatten. 8.l Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e C-ke n a t därav, att den från förtjockningen erhållna, kylda vätskan blandas med blekavlut och/eller färsk blekmedelslösníng.