SE519342C2 - Förfarande och anordning för att avskilja såpa från tvättfiltrat - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 519 342 2 som konventionellt leds till kemikalieåtervinning. Vid tvättning av massa borde såpan kunna avlägsnas från massan effektivt, eftersom den i massan kvarstående såpan försämrar massakvaliteten och förorsakar utfällnings- och nedsmutsningsproblem vid silning och blekning av massan. En hög såphalt stör även själva tvättningen genom att falla ut och skumma.

Svag svartlut avdras typiskt till en behållare, såsom en filtratbehållare, där såpan avskiljs från svartlutens vätskefas till ytan. Mängden avskild, dvs. olöslig såpa, är beroende bl.a. av svartlutens torrhalt, natriumhalt och temperatur. Generellt kan man ju säga, att mängden upplöst såpa ökar, när temperaturen höjs och torrhalten sjunker (torrhalten under 25 vikt-%). Avsikten är att avskilja olöslig såpa så effektivt som möjligt i filtratbehållaren. Avskiljningen är i regel som bäst vid en torrhalt på 25 - 35 vikt-%.

På moderna förträngningskokerier avskiljs såpa i en filtratbehållare från tvättfiltratet som återiörs från tvätteriet och som skall föras till slutlig förträngning vid kokningen, i vilken filtratbehållare temperaturen är högst ca 90 °C. Den avskilda såpan, tillsarrnnans med även en del svartlut, törs till en skumcistem eller en motsvarande behållare, där såpan fortsätter att avskiljas från svartluten. Först och främst är det omständigheterna i filtratbehållaren som avgör såpavskiljningens intensitet. Om såpavskiljningen i filtratbehållaren är fullständig, kan man anta att all olöslig såpa avskilts och den i filtratbehållaren kvarstående svartluten innehåller endast upplöst såpa. Svartluten förs från filtratbehållaren till utjämningstanken genom en värmeväxlare, där den kyls till en temperatur av högst ca 85 °C (strävan härmed är att få temperaturen i kokaren sjunka till att underskrida 100°C). I utjämningstariken fortsätter ändå såpavskiljningen, eftersom temperaturen är nu lägre än vid den egentliga såpavskiljningen i filtratbehållaren. Det kan emellertid vara svårt att tillvarataga den avskilda såpan, eftersom vätskenivån i behållaren inte är stabil hela tiden, utan kan tidvis krusas. Detta beror på att det inte finns någon kontinuerlig, jämn vätskeinmatning och -utmatning i behållaren, utan matningen sker i impulser p.g.a. av kokprocessens satsvisa karaktär. Om det inte är möjligt att effektivt l0 l5 20 25 30 519 342 3 I n n u | n n ø | o n avlägsna den i utjämningstanken avskilda såpan från svartluten som skall återföras till kokningen, kommer ut i kokaren svartlut som innehåller olöslig såpa, vilket inte är önskvärt.

Vidare problem vid såpavskiljningen förorsakas av det att torrhalten i svartluten som förs till slutlig förträngning, dvs. i filtratet från tvätteriet, är typiskt ungefär 10 - 13 % och temperaturen före ovannämnda kylning högst ca 90 °C. I ovan beskrivna förhållanden är såpans löslighet högre än vid konventionell satsvis kokning, där svartlutens torrhalt är typiskt 16 - 18 %. Fastän såpa löser sig i högre grad vid förträngningskokning, kommer såpa ut i tvätteriet från kokeriet också i detta fall till den grad, att en del därav är i olösligt tillstånd. Vid kokningen ökar vätskefasens torrhalt, varför såpa faller ut till massafibem. Under tvättningen sjunker torrhalten i mäldens vätskefas och såpa kan lösa sig från massan till vätskefasen. När tvättlösningen som innehåller såpa återcirkuleras till kokningen, förs alltmer såpa dit med tiden och faller ut till massafibem. Vid tvättningen är det omöjligt att få den allt ökande såpmängden lösa sig helt i tvättfiltratet. Såpan i olösligt tillstånd i fiberlinjen förorsakar seriösa problem, till exempel genom att falla ut och täppa till anordningarna. Om massan inte kan tvättas ren på tvätteriet, medför detta stömingar och ökande produktionskostnader i senare processteg. Med tanke på fiberlinjens effektiva funktion är det alltså viktigt att kunna avskilja såpa i tvättlinjen. Det har uppstått en såpcirkulation mellan tvätteriet och kokeriet, vilken borde kunna öppnas så effektivt som möjligt, dvs. såpa avlägsnas från cirkulationen.

Vid kontinuerlig kokning är temperaturen hög och tvättningstiden lång i slutskedet av kokningen, dvs. vid kokartvätten, vilket skapar fördelaktiga förhållanden för förekomsten av såpa i lösbart tillstånd. Såpcirkulationen mellan en kontinuerlig kokare och tvätteriet kan uppstå, om kokaren är vid en så kallad överbelastning, varvid kokartvätten behöver köras med en låg utspädningsfaktor. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att avhjälpa ovannämnda problem och åstadkomma ett förfarande för att effektivera såpavskiljningen i 10 20 25 30 519 342 4 nu uno massaberedningsprocessen, både vid satsvis och kontinuerlig kokning, och därigenom förebygga att såpa följer med tvättfiltratet som återcirkuleras från tvätteriet till kokeriet eller till något annat ställe, där tvättfiltratet används.

För att förverkliga ovannämnda ändamål kännetecknas förfarandet enligt föreliggande uppfinning av att såpa som avskilts från tvättfiltratet samt en del tvättfiltrat uttas från filtratbehållaren, temperaturen hos blandningen av såpa och tvättfiltrat inställs till 10 - 80 °C och såpa avskiljs från blandningen, varefter tvättfiltratet återförs till filtratbehållaren.

Uppfinningen hänför sig även till anordningar för att effektivera en alkalisk massaberedningsprocess, vilka anordningar innefattar en filtratbehållare, vilken filtratbehållare är funktionellt förbunden både med en massatvättare för ledning av ett tvättfiltrat till ñltratbehållaren för såpavskiljning och till en andra behållare för ledning av blandningen av den avskilda såpan och tvättfiltratet från filtratbehållaren till den andra behållaren, och vilken filtratbehållare är försedd med en ledning för återcirkulering av det från såpan avskilda tvättfiltratet till massaberedningsprocessen.

Det väsentliga i uppfinningen är att en värmevåxlare är anordnad mellan filtratbehållaren och den andra behållaren för reglering av temperaturen hos blandningen som skall ledas från filtratbehållaren till den andra behållaren och att en ledning är anordnad mellan den andra behållaren och filtratbehållaren för återföring av tvättfiltratet, från vilket såpa avskilts i den andra behållaren, från den andra behånmn an fiitfatbehåilai-en. ' Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning inkommer ett tvättfiltïat från tvätteriet till filtratbehållaren, där såpa avskiljs till vätskefasens yta. Såpa som avskilts från tvättfiltratet och en del tvättfiltrat (svartlut) förs fiån filtratbehållaren till den andra behållaren. Den andra behållaren är en såpavskiljningsbehållare och den står i linje med en skumcistem eller kan också själv fungera som en skumcistem. Det väsentliga vid förfarandet är att temperaturen hos blandningen av såpa och tvättfiltrat som leds till den andra behållaren sänks, varvid såpan kan avskiljas från svartluten så effektivt lO 20 25 30 519 342 5 som möjligt. En värmeväxlare anordnas mellan filtratbehållaren och den andra behållaren för kylning av blandningen. Såpan avskiljs i den andra behållaren och svartluten törs tillbaka till själva filtratbehållaren. I filtratbehållaren inkommer alltså två vätskeströmmar: filtratet från tvätteriet och returñltratet från den andra behållaren. Det svalare returfiltratet kyler av filtratet från tvätteriet som är typiskt vid högst ca 90 °C. I filtratbehållaren råder alltså en lägre temperatur än i de tekniska lösningarna enligt känd teknik, typiskt högst ca 85 °C, varvid såpavskiljningen och - tillvaratagandet i filtratbehållaren är effektivare. Filtratet som förs från filtratbehållaren till kokning och utspädning innehåller väsentligen ingen såpa i olöslig form.

Uppfinningen tillämpas typiskt på ett filtrat från tvättning av massa, vilket filtrat förs till kokaren eller till utspädningar av massa mellan kokeriet och tvätteriet.

Uppfinningen tillämpas typiskt på ett filtrat från tvättaren eller pressen av brun massa, vilket är ett tvättfiltrat som innehåller mest såpa.

För att reducera såpans löslighet sänks temperaturen hos blandningen av såpa och tvättfiltrat till ca 10 - 80 °C, typiskt till ca 20 - 60 °C. Den fördelaktigaste temperaturen med tanke på processen bedöms fall för fall. Ju lägre temperaturen är, desto bättre blir avskiljningen av substansen, såsom såpa, som skall avlägsnas.

Blandningen av såpa och tvättfiltrat uttas från filtratbehållaren till kylning i den grad som utgör ca 5 - 95 %, typiskt 5 - 20 % av tvättfiltratmängden som inkommer i filtratbehållaren från tvätteriet. Élandningsmängden som skall återcirkuleras är i huvudsak beroende av temperaturen, till vilken blandningen önskar kylas.

Såpan kan avskiljas från ett kylt vätskeflöde i en i och för sig känd avskiljningsanordning. Såpan kan avskiljas till exempel i en skumcistem som är försedd med avhällningsrör eller -rännon Såpan kan även dekanteras genom skjuta behållarens tak byggts såpavskiljningsanordningar är såpavskiljningslåda och en den mot som snett. Konventionella även en såpavskiljningskon. En ny såpavskiljningsanordning är visad i Fl-patentansökan 10 15 20 25 30 519 342 6 990093 av Ahlstrom Machinery Oy. I denna anordning sätts utloppet för såpa och den på vätskeytan flytande såpan i rörelse i förhållande till varandra, varvid det blir möjligt att avlägsna såpa inom behållarens hela tvärsnittsområde utan någon risk att såpan skulle stanna kvar i behållaren för en längre tid.

Optimala förhållanden för såpavskiljningen från cirkulerande tvättfiltrat skapas enligt föreliggande uppfinning så, att en hög temperatur råder i massalinjen, och för att effektivera såpavskiljningen en låg temperatur efter ñltratbehållaren, genom vilken det cirkulerande tvättfiltratet typiskt leds. Den höga temperaturen i massalinjen ökar såpans löslighet och massatvättamas kapacitet. Extraheringen av organiskt material inifrån fibem sker också effektivt. Den låga temperaturen efter filtratbehållaren sänker såpans löslighet, vilket effektiverar såpavskiljningen. Även i ñltratbehållaren, där såpavskiljningen äger rum när såpan stiger upp till ytan, har skapats omständigheter för allt effektivare såpavskilj ning, eftersom temperaturen däri är lägre än i de förut kända konstruktionema. Genom uppfinningen kan såpanrikningen i vätskecirkulationen minskas väsentligt.

Tidigare har man trott att såpans löslighet inte är i väsentlig grad beroende av temperaturen vid en viss torrhalt av vätskan. Även om detta stämmer i fråga om högre torrhalter, har man överraskande nog upptäckt att såpans löslighet är i hög grad beroende av temperaturen, när vätskans torrhalt underskrider 25 %, lärnpligen 5 - 15 %, företrädesvis 10 - 13 %.

Föreliggande uppfinning beskrivs närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka Fig. l visar schematiskt föredragna anordningar för utförande av föreliggande uppfinning.

I Fig. 1 visas den första ändan på fiberlinjen, dvs. massaberedningen. Längst till vänster visas ett med en hänvisningssiffra märkt kokeri 2 som kan innefatta en eller flera kokare. Efter kokeriet är i bägge alternativen vanligtvis anordnad en så kallad blåstank 4. Vid satsvis kokning är blåstanken nödvändig, eftersom kokama på ett ~vu 10 15 20 25 30 519 342 7 a a n | u o n u v oo satsvist kokeri, matar ut i tur och ordning till blåstanken, varifrån ett kontinuerligt och jämnt massaflöde uttas till nästa process. Efier blåstanken 4 innefattar processen vanligen ett sileri 6, där de för färdig massa olämpliga partiklama avskiljs från massan. Sileriet kan visserligen anordnas även på något annat ställe i processen. Efter sileriet 6 följer tvättning 8 av brun massa som kan utföras med en DRUMDISPLACER®-tvättare, en diffiisör, en tryckdiffusör, ett eller flera sugtrumfilter, ett eller flera tryckfilter, en press, andra för tvättning av massa avsedda anordningar på marknaden, eller med en kombination av ovannämnda anordningar.

Sileriet 6 kan i några processer utgöra även ett processteg efter tvättning av brun IIIGSSa.

Från tvättningen 8 av brtm massa förs massan 9 ofta till syrgasdelignifiering. Därefter innefattar processen turvis olika bleksteg samt tvättsteg som åtskiljer dessa, tills massans lj ushet är tillfredsställande med tanke på det avsedda ändamålet.

Processen fungerar så, att en träsubstans, ofiast flis, matas till kokaren/kokarna 2, vilken substans under inverkan av kokkemikalier upplöses redan i kokaren 2 åtminstone delvis till fibrer. Denna upplösning baserar sig på det att med kokkemikalier upplöses från träet till koklösningen dylika ämnen, i huvudsak lignin, som håller fibrema fästa vid varandra. I slutskedet av kokningen utförs det numera oftast en så kallad kokartvättning, vid vilken man försöker avskilja kokkemikaliema och substansema som löst sig i vätskefasen vid kokningen, såsom till exempel ovarmämnda lignin, från massan som skall utmatas ur kokaren 2. En dylik tvättning är ingalunda ens nära fullständig, utan stora mängder kokkemikalier och ovannämnda substanser stannar ändå kvar i massan. Dessa avlägsnas vidare i huvudsak vid tvättning 8 av brun massa, där filtratet från tvättningen efier syrgasdelignifieringen används typiskt som tvättvätska 10.

Tvättfiltratet som är avsett att användas vid kokartvättningen i kokaren 2 och i blåstanken 4 erhålls från tvättaren 8 av brun massa genom en linje 12. 10 20 25 519 342 8 a u . Q u o ø o ~ n' Tvättfiltratet 12 leds till en filtratbehållare 14, där såpa avskiljs till vätskeytan.

Vätskenivån i filtratbehållaren hålls väsentligen stabil för att effektivera såpavskiljningen. Blandningen av såpa och tvättfiltrat leds från filtratbehållaren till en skumcistem 22 längs en linje 16, 20. I linjen är anordnad en värmeväxlare 18, där blandningen kyls till exempel till en temperatur av ca 50 °C. Därigenom kan såpavskiljningen effektiveras. Såpa avskiljs i skumcistemen 22 och den avskilda såpan avlägsnas genom en linje 26 till framställning av tallolja eller till en indunstningsanläggning och till förbränning, beroende av fabriken. Enligt föreliggande uppfinning utförs den slutliga såpavskiljningen och -avlägsnandet alltså i skumcistemen.

Tvättfiltratet, från vilket såpan väsentligen avskilts, återförs genom en linje 24 till filtratbehållaren. Tack vare returfiltratet råder det i filtratbehållaren en lägre temperatur än vanligt, typiskt högst ca 85 °C i stället för ca 90 °C som är en typisk temperatur för tvättfiltratet 12.

Tvättfiltratet, från vilket såpa avskilts i filtratbehållaren och i skumcisternen leds till en utjämningstarik 30 och vidare till kokningen 2 och till blåstanken 4.

Temperaturen hos tvättfiltratet som leds till kokningen och till någon annan vidare användning kan vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning vara densamma som vid de tidigare kända förfarandena. Vid de kända förfarandena har det från tvätteriet inkommande filtratet för kokeriet kylts först med den i en linje 28 belägna värmeväxlaren, varvid en del såpavskiljning har ägt rum även i behållaren 30, där såpavlägsnandet från vätskenivån kan emellertid vara besvärligt och såpa kan komma ut i kokeriet. Genom arrangemanget enligt föreliggande uppfinning utförs såpavskiljningen väsentligen effektivt redan i ett tidigare skede och inströmningen av såpa till exempel i kokningen kan förhindras i väsentligen högre grad.

Claims (9)

10 20 25 30 519 342 9 PATENTKRAV

1. Förfarande för att effektivera en alkalisk massaberedningsprocess, vid vilket förfarande en del tvättfiltrat (12) från tvättning (8) av massa leds till en filtratbehållare (14), där såpa avskiljs från tvättfiltratet innan tvättfiltratet återcirkuleras från filtratbehållaren till massaberedningsprocessen (2, 4), kännetecknat av att såpa som avskilts från tvättfiltratet samt en del tvättfiltrat (16) uttas från filtratbehållaren (14), temperaturen hos blandningen av såpa och tvättfiltrat inställs (18) till 10 - 80 °C och såpa (26) avskiljs (22) från blandningen (20), varefter det kvarstående tvättfiltratet (24) återtörs till filtratbehållaren (14).

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att blandningens temperatur inställs till 20 - 60 °C.

3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att tvättfiltratet härrör från tvättning av brum massa.

4. F örfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att blandningen (16, 20) av såpa och tvättfiltrat som uttas från ñltratbehållaren utgör 5 - 20 % av tvättfiltratet( 12) som letts till filtratbehâllaren ( 14).

5. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att temperaturen i fiitfatbehåilafen (14) är högst så °C.

6. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att blandningen leds till en så kallad skumcistem för avskiljning av såpa.

7. Förfarande enligt patentkravet 6, kännetecknat av att blandningens ( 16) temperatur regleras i en värmeväxlare ( 18) som anordnats i rörlinjen (16, 20) mellan filtratbehållaren (14) och skumcistemen (22). 10 15 519 342 l0

8. Anordningar för att effektivera en alkalisk massaberedningsprocess, vilka anordningar innefattar en filtratbehållare (14), vilken filtratbehållare är funktionellt förbunden både med en massatvättare (8) för ledning av ett tvättfiltrat till filtratbehâllaren (14) för såpavskiljning och till en andra behållare (22) för ledning av blandningen av avskild såpa och tvättfiltrat från filtratbehâllaren till den andra behållaren (22), och vilken filtratbehållare (14) är försedd med en ledning (28, 32) från massaberedningsprocessen (2, 4), kännetecknade av att en vårmeväxlare (18) är för återcirkulering av det såpan avskilda tvättfiltratet till anordnad mellan filtratbehâllaren (14) och den andra behållaren (22) för reglering av temperaturen hos blandningen som skall ledas från filtratbehâllaren (14) till den andra behållaren (22), och att en ledning (24) är anordnad mellan den andra behållaren (22) och filtratbehâllaren (14) för återföring av tvättfiltratet, från vilket såpa avskilts i den andra behållaren, från den andra behållaren till filtratbehâllaren.

9. Anordningar enligt patentkravet 6, kännetecknade av att den andra behållaren är en så kallad skumcistem.