SE507871C2

SE507871C2 - Two=stage oxygen delignification of paper pulp

Info

Publication number: SE507871C2
Application number: SE9601160A
Authority: SE
Inventors: Kjell Forslund; Monica Bokstroem; Rune Larsson; Matts Sundin
Original assignee: Sunds Defibrator Ind Ab
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1998-07-20
Also published as: SE9601160D0; ZA972337B; SE9601160L

Abstract

The pulp is fed (1) to a first stage vessel after mixing (2) with oxygen and alkali. Vessel (3) operates at a pressure of over 3 bar. Additional oxygen as hydrogen peroxide with more alkali is mixed (9) and fed to second vessel (4) with low pressure steam for heating purposes. Vessel (4) operates at 90-120 deg C and the pressure is adapted to the operating temperature. Preferably most oxygen and alkali is added to mixer (2) just after pump means (1). Hydrogen peroxide at up to 5Kg per ton and more alkali are added before the downward flowing second treatment vessel (4). Low pressure steam can be used to heat said vessel (4) to a temperature in the range 90-120 deg C. A gas space at the top of vessel(4) allows degassing (6) of the pulp with heat recovery by flashing (5,7) or by heating dilution liquids to further improve the process economy.

Description

507 871 22 - ingen separat pump behövs mellan reaktorerna; - uppvärmningen av massan görs vid systemets lägsta trycknivå vilket innebär att lågtrycksånga kan användas för uppvärmning av massan; - eventuell inblandning av ytterligare kemikalier före det andra steget kan göras i en mixer på toppen av det andra nedströms reaktorkärlet; - genom att nedströmsreaktorn inte är fylld med massa kan avluftning (avgasning) av systemet lätt göras i toppen av detta reaktorkärl; - den ånga som återvinns genom flashning av massan efter det andra steget kan användas för uppvärmningsändamàl, exempelvis vattenuppvärmning; - temperaturen på massan i botten av nedströmsreaktorn kan också sänkas genom spädning med kallare vätska vilket ger möjlighet till återvinning av den värme som inte flashas av; - nedströmsreaktorn utgör en buffert genom att den fungerar både som reaktor och lagringstorn. 507 871 22 - no separate pump is needed between the reactors; the heating of the pulp is done at the lowest pressure level of the system, which means that low-pressure steam can be used for heating the pulp; any mixing of additional chemicals before the second stage can be done in a mixer on top of the second downstream of the reactor vessel; - because the downstream reactor is not filled with mass, deaeration (degassing) of the system can easily be done in the top of this reactor vessel; the steam recovered by flashing the mass after the second step can be used for heating purposes, for example water heating; - the temperature of the pulp at the bottom of the downstream reactor can also be lowered by dilution with colder liquid, which allows the heat that does not flash off to be recovered; the downstream reactor constitutes a buffer in that it functions both as a reactor and a storage tower.

I det följande skall uppfinningen beskrivas närmare med hänvisning till figuren som visar ett exempel på en anläggning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen.In the following, the invention will be described in more detail with reference to the figure which shows an example of a plant for carrying out the method according to the invention.

I den visade anläggningen pumpas oblekt massa av medel- koncentration (8~20%) med hjälp av en pump 1 till en mixer 2 för inblandning av syrgas och alkali i massan. Därefter förs massan till ett första syrgasdelignifieringssteg som utgöres av ett uppströms trycksatt reaktorkäl 3. Massan tillförs således i botten av kärlet och tas ut i toppen. Därifrån förs massan direkt till ett andra syrgasdelignifieringssteg som utgöres av ett nedströms trycksatt reaktorkärl 4 där massa tillförs i toppen och tas ut i botten av kärlet. Eventuellt kan ytterligare kemikalier inblandas mellan stegen med hjälp av en mixer (ej visad). Efter detta andra steg förs den syrgasdelignifierade massan vidare till efterföljande behandlingssteg 5, som kan utgöras av en blåstank där massan flashas och återvunnen ånga kan utnyttjas för uppvärmning av processvatten. Steg 5 kan också utgöras av ett tvättsteg. För att kyla massan späds massan i 507 871 .3 botten av andra reaktorn med hjälp av tvättfiltrat som kyls i en värmeväxlare 7. Samtidigt värms varmvatten upp i denna värmeväx- lare och erhållet hetvatten används som tvättvätska i processen.In the plant shown, unbleached pulp of average concentration (8 ~ 20%) is pumped by means of a pump 1 to a mixer 2 for mixing oxygen and alkali into the pulp. Thereafter, the pulp is passed to a first oxygen delignification step which consists of an upstream pressurized reactor source 3. The pulp is thus supplied to the bottom of the vessel and taken out at the top. From there, the pulp is passed directly to a second oxygen delignification step which consists of a downstream pressurized reactor vessel 4 where pulp is supplied at the top and taken out at the bottom of the vessel. Additional chemicals may be mixed between the steps using a mixer (not shown). After this second step, the oxygen delignified pulp is passed on to subsequent treatment step 5, which may consist of a blowing tank where the pulp is flashed and recovered steam can be used for heating process water. Step 5 can also consist of a washing step. To cool the pulp, the pulp is diluted in 507 871 .3 the bottom of the second reactor by means of wash filtrate which is cooled in a heat exchanger 7. At the same time hot water is heated in this heat exchanger and the obtained hot water is used as washing liquid in the process.

En behållare 6 är anordnad för avluftning av massan i kärlet 4.A container 6 is arranged for venting the mass in the vessel 4.

De i mixern 2 tillsatta kemikalierna (syrgas och alkali) bör utgöra huvuddelen av den erforderliga mängden. Företrädesvis satsas hela kemikaliemängden redan i det första steget. Eventu- ell ytterligare kemikaliesats görs mellan stegen.The chemicals added to the mixer 2 (oxygen and alkali) should make up the bulk of the required amount. Preferably, the entire amount of chemicals is invested already in the first step. Any additional chemical batch is made between the steps.

I det första steget upprätthålls ett tryck över 3 bar, företrädesvis 3-10 bar. Temperaturen bör vara 75-lOO°C.In the first step, a pressure above 3 bar is maintained, preferably 3-10 bar. The temperature should be 75-100 ° C.

Eftersom massan pumpas uppåt genom det första reaktorkär- let 3 och därefter överförs till ett nedströms reaktorkärl 4 erfordras ingen ytterligare pump mellan reaktorkärlen.Since the pulp is pumped upwards through the first reactor vessel 3 and then transferred to a downstream reactor vessel 4, no further pump is required between the reactor vessels.

I det andra steget upprätthålls en temperatur mellan 90-l20°C och ett till temperaturen anpassat tryck väljs, till- räckligt lågt för att lågtrycksånga 8 skall kunna användas för uppvärmning av massan, lämpligen högst 2 bar. Uppvärmningen av massan görs lämpligen mellan stegen vid systemets lägsta tryck- nivå med lågtrycksànga.In the second step, a temperature between 90-120 ° C is maintained and a pressure adapted to the temperature is selected, low enough for low-pressure steam 8 to be used for heating the mass, preferably not more than 2 bar. The mass is suitably heated between the steps at the lowest pressure level of the system with low-pressure steam.

I det andra stegets reaktorkärl 4 upprätthålls ett gasutrymme upptill. Därmed kan avgasning av systemet utföras i toppen av detta kärl. De reaktioner som sker med syrgas i det andra steget sker enbart med i massan löst syrgas och med den syrgas som återstår efter avgasningen. Därvid kommer massan som lämnar det andra steget att innehålla en mindre mängd gas än annars, vilket innebär att efterföljande tvättsteg kan fungera bättre.In the second stage reactor vessel 4, a gas space is maintained at the top. Thus, degassing of the system can be performed in the top of this vessel. The reactions that take place with oxygen in the second stage only take place with dissolved oxygen in the mass and with the oxygen that remains after the degassing. In this case, the pulp leaving the second stage will contain a smaller amount of gas than otherwise, which means that subsequent washing steps can work better.

Vidare kan temperaturen på massan sänkas i botten av det andra stegets reaktorkärl 4 genom att en kallare vätska används för utspädning. Detta ger möjlighet att återvinna den värme som inte flashas av.Furthermore, the temperature of the pulp can be lowered at the bottom of the second stage reactor vessel 4 by using a colder liquid for dilution. This provides the opportunity to recover the heat that is not flashed off.

Förfarandet innebär även att det andra kärlet 4 förutom att fungera som en reaktor för syrgasdelignifiering även kan utgöra lagringstorn för massan och därigenom tjänstgöra som en buffert i systemet.The method also means that the second vessel 4, in addition to functioning as a reactor for oxygen delignification, can also constitute a storage tower for the pulp and thereby serve as a buffer in the system.

Det ovan beskrivna tvåstegssystemet för syrgasdelignifie- ring innebär ett avsevärt enklare och billigare förfarande för 507 871 4L delignifiering. Särskilt kan driftsekonomin förbättras genom uppvärmningen av massan mellan stegen medelst làgtrycksånga i stället för mellantrycksànga som erfordras i tidigare system.The two-stage system for oxygen delignification described above means a considerably simpler and cheaper procedure for 507 871 4L delignification. In particular, the operating economy can be improved by heating the mass between the steps by means of low-pressure steam instead of intermediate pressure steam required in previous systems.

Förfarandet enligt uppfinningen innebär således att såväl investeringskostnader som driftskostnader kan reduceras väsent- ligt. Framför allt kan en avsevärd energibesparing göras i förhållande till konventionella system för syrgasdelignifiering i två steg.The method according to the invention thus means that both investment costs and operating costs can be significantly reduced. In particular, significant energy savings can be made over conventional two-stage oxygen delignification systems.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till det redovi- sade utförandet utan kan varieras inom uppfinningstankens ram.The invention is of course not limited to the reported embodiment but can be varied within the scope of the inventive concept.

Claims

507 871 5 Patent claims

Process for oxygen delignification of chemical pulp in two stages, characterized in that the first stage is carried out in an upstream reactor vessel (3) in which a pressure exceeding 3 bar is maintained and that the second stage is carried out in a downstream reactor vessel (4). in which the temperature is between 90 and 120 ° C and where the pressure is adapted to the temperature and that heating of the mass is carried out between the steps by means of low-pressure steam.

Process according to Claim 1, characterized in that the majority of the chemicals required for the delignification are mixed into the pulp before the first step.

3. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that a gas space is maintained at the top of the second stage reactor vessel (4), degassing taking place from this space.

4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat content of the pulp after the second step is recovered by flashing or heating of diluent.