SE506480C2 - Blekning av lignocellulosahaltigt fibermaterial med ozon och persyra i ett kombinationssteg - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 506 480 2 hur denna alkalilabilitet skall undvikas.

Alternativ till ozon är persyror, såsom permyr- syra, perâttiksyra och persulfat (Caros syra), dessa ger låg kolhydratnedbrytning vid lämpliga betingelser, blek- ning med dessa kan ske i existerande utrustning, som finns i ett traditionellt blekeri till skillnad från ozon. En allvarlig nackdel år dock att de i relation till sin oxidationsförmàga är väsentligt dyrare än ozonet.

I föreliggande uppfinning har ozonets kostnad- seffektiva delignifiering kombinerats med en behandling med en mindre mängd persyra, som har visat sig kraftigt reducera alkalilabiliteten, orsakad av den inledande ozonbehandlingen av massan. Uppfinningen bygger på att kombinationssteget kan anpassas till den apparativa lös- ning, som presenterats för HC ozonsteg, se US, A, 5,181, 989. Det har visats att den relativt begränsade persyra- behandling, som det aktuella kombinationssteget förut- sätter, kan genomföras i den normala behandlingsvolym, som finns för mera utspädd massa, i syfte att extrahera lösbart lignin vid något förhöjt pH, respektive eventu- ellt behandla massan med komplexbildare, för att ta bort störande övergàngsmetaller efter ozonreaktorn, se SE patent 501 836.

En svårighet med ett dylikt kombinationssteg är att ozonbehandlingen bör ske vid låg temperatur och lågt pH, lämpligen 2-3, för att vara selektiv, medan persyra- behandlingen kräver relativt hög temperatur och högre pH, lämpligen 4-6. Genom att kombinationssteget, som genom- förs i ett HC ozonsteg med efterföljande spädning till ett MC system, kräver mindre mängder persyra, eftersom tyngdpunkten av delignifieringen läggs pà ozonet, så har det varit möjligt att anpassa betingelserna till existe- rande HC ozonstegsutrustning.

Figur 1 beskriver systemet för detta kombina- tionssteg. Apparaturen är helt identisk med ett enkelt HC ozonstegs, med undantag av satsningsutrustningen för per- syra. I figur 1 ingår ozonutrustning (2), satsningsut- l0 15 20 25 30 506 480 3 rustning för persyra (3) samt en första press (1) och en andra press (4).

Figur 2 och 3 belyser vâtske-och temperaturba- lansen enligt de betingelser, som används enligt uppfin- ningen.

Figur 4 och 5 visar effekten pá kappatal (som illustrerar ligninhalten i massan) respektive effekten på massaviskositeten såväl direkt pà massan som efter en borhydridreduktion av massan.

Ozonbehandlinen sker vid en massakoncentration >35% och en temperatur, som ligger någonstans mellan 20 och 60'C. Detta är en kompromiss mellan selektivitetskra- ven, vilka främjas av mycket låg temperatur och att kyla varma bakvatten, utan att tvätteffektivitet, m.m. all- varligt försämras. Ozonreaktionen är extremt snabb, var- för uppehàllstiden i ozonreaktorn endast är någon eller några minuter. Massan spåds med varmt vatten, som har ett högre pH, till en massakoncentration på ca. 12% och per- syra tillsätts. Efter en uppehállstid i ett kärl pà mel- lan 10 till 30 minuter tvättas massan. Satsad persyra förbrukas vid ett pH mellan 4 till 6 och en temperatur på 60-80°C. Figur 4 visar effekten på kappatal som funktion av förbrukning av ozon resp. perättiksyra, båda uttryckta som OXE (1 OXE = den ämnesmângd, som upptar en mol elek- troner när ämnet reduceras, 1 kg perättiksyra = 26.3 OXE, 1 kg ozon = 125 OXE). Persyran ger ett mindre, men mer selektivt, delignifieringsbidrag och kraftigt minskad alkalikänslighet, vilket med normal viskositetsanalys, se figur 5, ger en förhöjd massaviskositet, speciellt om massan inte borhydridreduceras före analys.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 506 480 4 Patentkrav

1. Förfarande för blekning av massa i ett kombina- tionssteg med ozon och persyra eller salter därav, såsom perättiksyra, kännetecknat av att massan ozonbehandlas i ett högkoncentrations steg, massan späds med vatten eller bakvatten och persyra eller salter därav, såsom perättik- syra, i en mängd mellan 1 och 10 kg ptm tillsätts, var- efter massan behandlas i ett medelkoncentrations blek- COITI.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att massan är en sulfatmassa med kappatal från 3 till 15, företrädesvis från 5 till 10.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att mängden tillsatt ozon i HC steget ligger mellan 0,5 och 10kg ptm, företrädesvis mellan 1,5 och Skg ptm.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, känne- tecknat av att mängden tillsatt perâttiksyra ligger mel- lan 2 och 6 kg ptm.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, känne- tecknat av att massan som behandlas har kappatal i inter- vallet 6,5-8, ozonmängden ligger i intervallet 2-4 kg ptm samt perâttiksyramängden ligger i intervallet 2,5-5 kg ptm.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, känne- tecknat av att temperaturen i ozonsteget ligger mellan 20 och 60'C, företrädesvis mellan 40 och 50'C.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, känne- tecknat av att temperaturen i perättiksyrasteget är högre eller lika med 60'C, företrädesvis 80'C.

8. Förfarande enligt något av kraven 1-7, känne- tecknat av att uppehållstiden i perättiksyrasteget är minst 10 minuter, företrädesvis 15-30 minuter.