SE452482B - Forfarande for satsvis framstellning av sulfatmassa med hog delignifieringsgrad - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 452 482 även viss mängd starklut genom ledningen 1 från starkluttanken. Sedan kokningen slutförts sker blåsningen till blåstanken (moment 5), varifrån massan.ledes till ett filter där den tvättas medelst tvättvätska tillförd genom ledningen 7. Filtratet 6 uppsamlas i en tank, varifrån det ledes genom en värmeväxlare, där uppvärmning sker medelst i en tidigare fas för- trängd starklut (ledning 2), och vidare via ledningen 5 till en svagluts- tank. I denna tank sker en justering av lutens sammansättning genom till- sats av vitlut. Enligt uppfinningen förträngs nu kokvätskan i den kokare som genomgått kokfas 1, i moment 3 enligt fig 1, medelst svaglut som till- föras genom ledningen 4. Den förlrängda starkluten avlägsnas från kokaren genom en ledning 5 och förs till storkluttanken. Efter förträngningen inträder sedan kokningen i fas 2.

De olika utbyten och koncentrationer som uppträder i olika faser framgår av tabell II.

Fyra fall med vätskebyten vid olika tillfällen (utbyten) har samman- ställts i tabell I. Under kokfas 1 hålls vätske-vedförhållandet 3.6 och under kokfas 2 efter vätskebytet förhållandet 3.5. Vid samtliga beräknings- exempel har slutkappatalet antagits vara 25.

Beräkningarna är baserade på 1 kg ved och till fas 1 satsas då 1 l vedvatten, 1.2 l vitlut (14,4 % eff NaH0 räknat på veden) och 1.4 l starklut recirkuleras. All vitlut satsas inte initialt utan en viss del (ca 0.4 l) satsas senare, se ovan. Härigenom blir vätskevedförhållandet blott 3.2 vid kokets start.

Under fas 1 utlöses naturligtvis större mängd lignin ju längre tid vi kokar (se tab I). Detta påverkar ligninkoncentrationen i vätskan under fas 2 och enligt ovan är detta en kritisk parameter. Eftersom man vill hålla ligninkoncentrationen under fas 2 låg, borde man med hänsyn enbart till lignin hålla fas 1 så lång som möjligt och fas 2 så kort som möjligt.

Samtidigt måste emellertid fas 2 vara så lång att den tänkta förträngningen av 3 med 4 (se fig 1) hinner utföras ordentligt. Vi har uppskattat en tid på 30-40 minuter som minimum för förträngningskokningen under fas 2. Med detta resonemang som grund torde ett kokvätskebyte vid utbytet 52 % vara det lämpligaste vid betraktande av de fyra gjorda beräkningarna (se tab 1, samtliga beräkningar är baserade på Aurell & Hartler, "Kraft Pulping of Pine", Svensk Papperstid 68 (1965)59). Vid detta utbyte har vi i fas 2 ungefär 30 g lignin/l kokvätska och en förlängning av fas 1 till utbytet 50 % ger inte någon nämnvärd sänkning av ligninkoncentrationen under fas 2 (tab 1). Dessutom skulle en förlängning av fas 1 till 5 %:s utbyte medföra att fas 2 skulle bli för kort. 10 15 20 25 30 35 452 482 Betraktas 1igninkoncentrationsprofilen för exemplet med vätska- byte vid 52 %:s utbyte gäller att vid kokstart är ligninkoncentrationen 16 g/l och under avsnitt 1 stiger den till 68 g/l då förträngningskok- ningen i fas 2 inleds. Under fas 2 slutligen har vi sedan en genomsnitt- lig koncentration på ca 30 g lignin/1 kokvätska. q Alkalikoncentratíonen kommer under koket inte att variera inom ett lika stort intervall som under ett normalt batchkok. Alkalikoncentra- tionen i startkokluten kommer att vara ca 30 g/l. Under huvuddelen av fas 1 kommer koncentrationen att ligga mellan 10 och 15 g/l, med ett restalkali vid vätskebytet på ca 6 g/l. Under fas Z kommer alkalikoncentra- tionen inledningsvis vara ca 15 g/l och restalkali i slutet blir ca 6 g/l. Eftersom fas Z kanske är tänkt som en Föytpängningskgkningsperjgd under de första 30 minuterna (beroende på hur lång tid förträngningen tar) kommer åtminstone inledningsvis vissa alkaligradienter att finnas inne i kokaren. Detta medför att alkaliprofilens utseende är svår att förutsätta.Med hjälp av delad satsning (injektionskokning) utjämnas alltså alkaliprofilen i syfte att nå högre viskositet på massan.

Den tredje parametern som är viktig för förlängd kokning är sul- fidjonkoncentrationen och sulfiditeten. I princip bör så hög sulfiditet som möjligt eftersträvas. Detta innebär att man bör lägga sig på en hög men ändå realistisk sulfiditetsnivå vid kokförsöken, t ex 40 % som är vår tänkta nivå.

Två vätskebyten Alternativt kan man tänka sig modifierad batchkokning med in- jektionskokning och med två vätskebyten. Ett processtekniskt mer komplice- rat system fås då, men samtidigt kan lägre ligninhalter i vätskan hållas under en större del av kokets senare skeden än vid blott ett byte. Fram- för allt erhålles en betydligt lägre ligninhalt i fas 3 (i tiden mot- svarande ungefär fas 2 vid ett byte). Fig 2 åskådliggör denna process enligt en annan princip än i fig 1.

Vissa grundförutsättningar gäller för detta alternativ, bl a att förträngningskokníngsfaserna har en minimitid av storleksordningen 30-40 min.

Det är viktigt att lägga det första bytet så sent som möjligt eftersom ett tidigarelagt första (och andra) vätskebyte medför att huvuddelen av ligninet kokas ut under fas 2 och därmed erhålles högsta ligninkoncentrationen i detta skede av koket. Detta är naturligtvis inte önskvärt; dessutom blir i detta fall den erhållna nivån i fas-3 av samma storleksordning som vid ett vätskebyte, dvs två byten medför ingen vinst. 452 482 Fig 2 åskådliggör denna process enligt en annan princip än i Fig 1.

Kokprocessen illusteras genom det rektangulära processblocket och deligni- fiering Förlöper uppifrån och ned i blocket med kokfas 1, förträngning 1, kokfas 2, Förträngning'2 och slutligen kokfas 3. Därefter blåses massan 5 till blåstank varifrån den tages till tvättning. Vätskeföringarna mellan de olika tankarna och vid förträngningarna framgår också av Figuren.

Sulfiditeten bör precis som vid ett vätskebyte vara så hög som möjligt, förslagsvis 40 %.

Uppskattningar på vätskeflöden och ligninhalterna i desamma finns 10 redovisade i samtliga figurer.

Uppfinningen är icke begränsad till de visade utföringsformerna utan kan varieras inom ramen för uppfinningstanken.

Tabell I Koktid Utbytet Mängd utkokt Lignlnkoncentrat Lignlngconcentrat (min) (kg/kg) lignin (g) (g/I) unde? kokfaserna /1 Efter Början Slutet fas 1 fas 1 Fas 2 fas 1 fas 2 flöde 3 fas 2 flöde 4 fas 1 fas 1 fas 2 Ißfl 0.60 - 0.ä7 16Û 92 b0.3' 55,4 27.4 15.7 60.1 ß5.0 150 u.55'o.1»7 187 es 40.3 hits 22.11 15.7 67.6 38.9 170 0.52 0.ë7 209 ëš ëO.3 35.6 17,5 15.7 73.7 31.7 180 0.50 0.Ä7 230 22 &0.5 27.è 13.6 15.8 19.6 30.5 Tabell II Hassautbyfie ligninkoncentrationer av ved) (9/B) Slutet av Starklut Svaglut Början av Slutet av Början av Slutet av f fas l fas 1 fas 2 fas 2 as I ss 55.1 am am 7013 243.3 61.9 S3 55.3 32.7 20.111 711.6 240.11 514.2 53 55-5 28.0 20.k 78.9 37-5 b6.5

Claims (4)

IH 15 F P a t e n t k r a v 452 482

1. Förfarande för framställning av sulfatmassa med hög delignifierings- grad från lignocellulosa material i batchkokare k ä n n e t e c k n a t a v upprepad förträngning av i huvudsak den Fria vätskan i kokaren genomförd med vätska av i huvudsak samma temperatur som kokvätskans men med lägre ligninhalt, varvid användes vid sista förträngningen tvätterilut som värmeväxlats till kokartemperatur, vid näst sista förträngningen förträng- ningslut från den sista Förträngningen etc med kontinuerligt vätskeflöde och periodisk växling mellan de olika kokarna beroende på deras position i koknykeln.

2. förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t _a v att kokningen genomföras med ett enda vätskebyte där Förträngningsvätskan ut- göres av tvätterilut från tvättning av massan efter avslutad kokning, var- vid lutens sammansättning justeras genom tillsats av vítlut.

3. Förfarande enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v att vätskebytet utföres innan massautbytet vid kokningen nedgått till 50 %, lämpligen då utbytet är ca 52 %.

4. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att kokningen genomförs med två vätskebyten.