SE523084C2 - Pulping process with acidic bleaching and washing steps - Google Patents
Pulping process with acidic bleaching and washing stepsInfo
- Publication number
- SE523084C2 SE523084C2 SE9800797A SE9800797A SE523084C2 SE 523084 C2 SE523084 C2 SE 523084C2 SE 9800797 A SE9800797 A SE 9800797A SE 9800797 A SE9800797 A SE 9800797A SE 523084 C2 SE523084 C2 SE 523084C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- bleaching
- acidic
- filtrate
- washing
- pulp
- Prior art date
Links
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004537 pulping Methods 0.000 title 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 28
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 23
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims 3
- -1 calcium and barium Chemical class 0.000 claims 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 24
- QXDMQSPYEZFLGF-UHFFFAOYSA-L calcium oxalate Chemical compound [Ca+2].[O-]C(=O)C([O-])=O QXDMQSPYEZFLGF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 15
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 9
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 4
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- QGGOCWIJGWDKHC-FSIIMWSLSA-N (2s,3s,4r,5r)-2,4,5-trihydroxy-3-methoxy-6-oxohexanoic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@@H](O)C=O QGGOCWIJGWDKHC-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGGOCWIJGWDKHC-UHFFFAOYSA-N O4-Methyl-D-glucuronsaeure Natural products OC(=O)C(O)C(OC)C(O)C(O)C=O QGGOCWIJGWDKHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000120622 Rhizophoraceae Species 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004076 pulp bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 1
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1026—Other features in bleaching processes
- D21C9/1042—Use of chelating agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/12—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds
- D21C9/14—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
'30 35 åszs os4 Utveckling pågår för att stegvis minska utsläppen av organisk substans från blekningsprocessen, vilket kan ske med olika tekniker. Gemensam utgångspunkt är att avlopps- volymerna måste minskas. Typiska avloppsflöden från blekerierna 1996 är 20-30 ma/ton blekt massa. I framtiden kommer flöden ned mot 5 m3/ton att krävas, helst ska flödena vara ännu lägre. '30 35 åszs os4 Development is underway to gradually reduce emissions of organic matter from the bleaching process, which can be done with different techniques. The common starting point is that sewage volumes must be reduced. Typical sewage flows from the bleachers in 1996 are 20-30 ma / ton bleached pulp. In the future, flows down to 5 m3 / ton will be required, preferably the flows should be even lower.
Alkaliska filtrat och komplexbildare har större miljö- påverkan än sura filtrat och är därför prioriterade strömmar att utesluta ur avloppet. I blekeriet bildas utlöst organiskt material, som man med hänsyn till miljön bör undvika att släppa ut. Särskilt i alkaliska steg löses stora ligninfragment ut som har låg biologisk ned- brytbarhet. Utsläpp av komplexbildare, såsom EDTA eller DTPA, bör också regleras och görs så i många fabriker.Alkaline filters and complexing agents have a greater environmental impact than acidic filters and are therefore priority streams to exclude from the sewer. In the bleaching plant, released organic material is formed, which with regard to the environment should be avoided from being released. Especially in alkaline steps, large lignin fragments are released that have low biodegradability. Emissions of complexing agents, such as EDTA or DTPA, should also be regulated and done so in many factories.
Komplexbildare är svårnedbrytbara och misstänks inter- ferera med flora och fauna i recipienten. Även andra miljöfarliga föreningar förekommer.Complexers are difficult to degrade and are suspected of interfering with the flora and fauna of the recipient. Other environmentally hazardous associations also occur.
Detta innebär att framtidens blekning sker i en miljö med avsevärt högre halter av utlöst organisk och oorganisk substans jämfört med dagens. Utfällning av föreningar med begränsad löslighet är en konsekvens som redan observe- rats vid flera fabriker.This means that future bleaching takes place in an environment with significantly higher levels of released organic and inorganic substance compared with today. Precipitation of compounds with limited solubility is a consequence that has already been observed at several factories.
Till de mest svårlösliga föreningarna i processerna hör olika kalciumsalter såsom kalciumoxalat och kalciumkar- bonat. Kalciumjoner förs med veden in i processen. Via kokkemikalierna kan också kalciumföreningar från åter- vinningens kalkcykel föras in i fiberlinjen.The most insoluble compounds in the processes include various calcium salts such as calcium oxalate and calcium carbonate. Calcium ions are carried with the wood into the process. Via the cooking chemicals, calcium compounds from the recycled lime cycle can also be introduced into the fiber line.
Möjligheten att nå låga avloppsvolymer och låg miljö- påverkan begränsas av förekomsten av föreningar med låg löslighet, exempelvis kalciumsalter och bariumsulfat. 10 15 20 25 30 35 :S23 084 Låga halter av kalcium, barium och mangan är viktiga för- utsättningar för hårt sluten blekning. De mängder som förs in i blekeriet kommer att lösas ut främst i de sura blekstegen.The possibility of reaching low sewage volumes and low environmental impact is limited by the presence of compounds with low solubility, such as calcium salts and barium sulphate. 10 15 20 25 30 35: S23 084 Low levels of calcium, barium and manganese are important prerequisites for tightly closed bleaching. The amounts that are introduced into the bleaching plant will be released mainly in the acid bleaching steps.
Vid blekning bildas oxalat genom oxidering av lignin och hexenuronsyror. Hexenuronsyror bildas av xylan vid sulfatkokning.Upon bleaching, oxalate is formed by oxidizing lignin and hexenuronic acids. Hexenuronic acids are formed by xylan during sulphate boiling.
Oxalat och karbonat bildas fràn massan under bleknings- reaktionerna. Tekniker att begränsa bildningen är att hålla ett lågt kappatal in till blekeriet och att undvika extremt kraftiga oxidationsmedel. Perättiksyra har visat sig ge låga halter oxalat i förhållande till andra blek- kemikalier.Oxalate and carbonate are formed from the pulp during the bleaching reactions. Techniques to limit the formation are to keep a low kappa number into the bleaching plant and to avoid extremely strong oxidizing agents. Peracetic acid has been shown to give low levels of oxalate compared to other bleaching chemicals.
Ett problem med utfällningar är att de begränsar slut- ningsgraden av ett blekeri vid optimala förhållanden i varje enskilt bleksteg. När fällningar bildas och fäster vid känslig utrustning, såsom exempelvis filterdukar och pressviror, måste produktionen stoppas och utrustningen rengöras. Kalciumoxalat bildar t.ex. en porslinsliknande utfällning som är mycket svår att avlägsna från process- utrustning. Kalciumoxalat har lägst löslighet i pH-intervallet 4-7. Eftersom pH pendlar i ett blekeri mellan surt och alkaliskt är det svårt att undvika utfällningar i en delignifierande process med höga kalciumhalter. Kalciumkarbonat, som också är en besvä- rande utfällning, bildas vid ca pH 9. Detta beror på att karbonat föreligger som bikarbonat och kolsyra vid lägre pH.A problem with precipitates is that they limit the degree of closure of a bleaching plant at optimal conditions in each individual bleaching stage. When precipitates form and adhere to sensitive equipment, such as filter cloths and press wires, production must be stopped and the equipment cleaned. Calcium oxalate forms e.g. a porcelain-like precipitate that is very difficult to remove from process equipment. Calcium oxalate has the lowest solubility in the pH range 4-7. Since the pH fluctuates in a bleaching plant between acidic and alkaline, it is difficult to avoid precipitation in a delignifying process with high calcium levels. Calcium carbonate, which is also a troublesome precipitate, is formed at about pH 9. This is because carbonate is present as bicarbonate and carbonic acid at lower pH.
Ju mer avloppsflödet sänkes i ett blekeri, dvs. ju mer blekeriet slutes, ju högre halter COD, oxalat och kalcium kommer det att finnas i filtraten. Detta ökar risken för inkruster av kalciumoxalat i utrustningen. 10 15 20 25 30 35 523 084 Produktionsstopp med anledning av utfällningar leder till stora ekonomiska förluster. Det kan även bidra till ökad miljöpåverkan, eftersom tvätten medför ett ökat vatten- flöde och i vissa fall måste rengöringskemikalier användas.The more the sewage flow is lowered in a bleaching plant, ie. the more the bleaching is stopped, the higher the levels of COD, oxalate and calcium will be in the filtrates. This increases the risk of calcium oxalate encrustation in the equipment. 10 15 20 25 30 35 523 084 Production stoppages due to precipitation lead to large financial losses. It can also contribute to increased environmental impact, as washing leads to increased water flow and in some cases cleaning chemicals must be used.
Massan innehåller stora mängder kalcium som löses ut under processens gång. Därför är det främst kalciumföre- ningar som orsakar utfällningar. Även barium kan löses ut i så höga halter att det bildar fast bariumsulfat.The mass contains large amounts of calcium that is released during the process. Therefore, it is mainly calcium compounds that cause precipitation. Barium can also be dissolved in such high concentrations that it forms solid barium sulphate.
I blekeriet är det i det första sura delignifierande bleksteget som största mängden barium och kalcium löses ut samt största mängden oxalat bildas. På tvätten efter ett sådant steg förändras oftast pH mot alkaliskt.In the bleaching plant, it is in the first acidic delignifying bleaching step that the largest amount of barium and calcium is dissolved and the largest amount of oxalate is formed. In the wash after such a step, the pH usually changes to alkaline.
Lösligheten av kalciumoxalater påverkas negativt av pH-höjningen. Därför är det också på tvättfiltret efter ett sådant bleksteg som risken är störst för igensätt- ningar.The solubility of calcium oxalates is adversely affected by the increase in pH. Therefore, it is also on the washing filter after such a bleaching step that the risk of clogging is greatest.
I ett blekeri med låga avloppsflöden kommer tvätten att ske i någon form av motström. Filtrat från bleksteg placerade sent i processen används då för tvätt efter de tidigare blekstegen. Dessa filtrat innehåller både kalcium, oxalat och andra ämnen med låg löslighet. De högsta halterna av inkrustbenägna föreningar kommer i regel att nås i det första sura steget.In a bleaching plant with low sewage flows, the washing will take place in some form of countercurrent. Filtrates from bleaching steps placed late in the process are then used for washing after the previous bleaching steps. These filtrates contain both calcium, oxalate and other substances with low solubility. The highest levels of cross-prone compounds will usually be reached in the first acidic step.
Såsom nämnts ovan begränsar utfällningar dagens slut- ningsgrad av blekerier. Tillgängligheten av process- utrustning på grund av utfällningar regleras med vatten- flödet. I fall där vattenflödet inte kan regleras kan pH i processen tvingas justeras till icke önskvärda nivåer, t.ex. ej optimalt pH för kemikaliers funktion, massans kvalitet, processutrustningens hållbarhet och processens ekonomi. 10 15 20 25 30 35 : 523 084 I patent 74012842 B beskrivs en teknik att tvätta ut kalcium. Med denna metod justeras pH till 0,5-1,5 med HCl. Detta sker genom ett helt klorsteg. Klor används inte som ett konventionellt blekmedel idag och denna metod kan inte tillämpas pà dagens moderna blekmedel.As mentioned above, precipitates limit the current degree of closure of bleachers. The availability of process equipment due to precipitation is regulated by the water flow. In cases where the water flow cannot be regulated, the pH in the process may be forced to be adjusted to undesirable levels, e.g. not optimal pH for the function of chemicals, the quality of the pulp, the durability of the process equipment and the economy of the process. Patent 74012842 B describes a technique for washing out calcium. With this method, the pH is adjusted to 0.5-1.5 with HCl. This is done through a whole chlorine step. Chlorine is not used as a conventional bleach today and this method cannot be applied to today's modern bleach.
Resultatet blir en sämre delignifiering och en sämre selektivitet som visats ovan.The result is poorer delignification and poorer selectivity as shown above.
För att lösa upp redan fast kalciumoxalat ur veden kan ett medium med hög jonstyrka användas. Detta beskrivs i patent 76026522 B. Detta kräver lång uppehàllstid och ett efterföljande surt steg. Detta är brukbart på t.ex. mangrove med extremt höga kalciumoxalathalter redan i veden. Annan ved innehåller inte så höga halter och kalcium kan inte avlägsnas ur massan på detta sätt.To dissolve already solid calcium oxalate from the wood, a medium with high ionic strength can be used. This is described in patent 76026522 B. This requires a long residence time and a subsequent acidic step. This is usable on e.g. mangroves with extremely high calcium oxalate levels already in the wood. Other wood does not contain such high levels and calcium can not be removed from the pulp in this way.
Massan innehåller fortfarande höga kalciumhalter som kan lakas ut senare i fiberlinjen och i senare positioner falla ut som kalciumoxalat eller annan kalciumförening.The pulp still contains high calcium levels which can be leached out later in the fiber line and in later positions precipitate as calcium oxalate or other calcium compound.
För att undvika utfällningar av kalciumoxalat kan en polymer tillsättas i det utsatta processavsnittet.To avoid precipitation of calcium oxalate, a polymer can be added to the exposed process section.
Polymeren löser upp fasta fällningar och hindrar fort- satt kristallbildning, vilket finns beskrivet i svenska patentet 0401818 A. Med denna teknik måste denna till~ satskemikalie ständigt dopas in till processen vilket i längden inte är en hållbar lösning. Denna lösning mot- verkar endast utfällningar inom ett begränsat process- avsnitt.The polymer dissolves solid precipitates and prevents further crystal formation, which is described in Swedish patent 0401818 A. With this technology, this additive chemical must be constantly doped into the process, which in the long run is not a sustainable solution. This solution only counteracts precipitation within a limited process section.
Vid blekning med klordioxid vid låga pH bryts hexenuron- syror och därmed även laddade grupper ned. De laddade grupperna är bra för massans kvalitet. Hexenuronsyrorna kan, såsom tidigare nämnts, vid nedbrytning ge oxalater.When bleached with chlorine dioxide at low pH, hexenuronic acids and thus also charged groups are broken down. The charged groups are good for the quality of the mass. The hexenuronic acids can, as previously mentioned, upon decomposition give oxalates.
Hexenuronsyrornas strukturer är kända sedan länge, men nya analystekniker gör det lättare att studera dem. Det är känt att hexenuronsyror bildas under sulfatkoket genom oo nous 10 15 20 25 30 35 523 084 omlagring av vedens nativa uronsyror, exempelvis 4-O-metyl-glukuronsyra. Hexenuronsyror bryts ned i starkt sur miljö och vid kraftigt oxidativ behandling med exem- pelvis ozon eller klordioxid. Relativt sett mildare oxi- dationsmedel som syrgas och peroxid tycks inte påverka hexenuronsyrorna. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förbättrat sätt för framställning av massa, som väsentligt reducerar de ovan diskuterade problemen.The structures of hexenuronic acids have been known for a long time, but new analytical techniques make them easier to study. It is known that hexenuronic acids are formed during the sulphate cooking by rearrangement of the native uronic acids of the wood, for example 4-O-methyl-glucuronic acid. Hexenuronic acids are broken down in a strongly acidic environment and during strong oxidative treatment with, for example, ozone or chlorine dioxide. Relatively milder oxidizing agents such as oxygen and peroxide do not seem to affect the hexenuronic acids. The object of the present invention is to provide an improved method for producing pulp which substantially reduces the problems discussed above.
Det är även ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett förbättrat sätt för framställning av massa så att metaller, som kan bilda svårlösliga föreningar, bringas i lösning före tvätten, som följer efter ett surt bleksteg, för att därigenom avlägsnas från fiberlinjen genom nämnda tvätt.It is also an object of the invention to provide an improved method of producing pulp so that metals which can form sparingly soluble compounds are brought into solution before the wash, which follows an acidic bleaching step, to thereby be removed from the fiber line by said wash.
Det är även ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett förbättrat sätt för framställning av massa så att värdefulla hexenuronsyror bevaras i större mängd än tidi- gare vid genomförandet av det sura bleksteget.It is also an object of the invention to provide an improved method for producing pulp so that valuable hexenuronic acids are preserved in greater amount than before in the performance of the acid bleaching step.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt för framställning av massa så att slut- ningsgraden i blekeriet kan ökas ytterligare i förhål- lande till känd teknik.Another object of the invention is to provide an improved method for producing pulp so that the degree of closure in the bleaching plant can be further increased in relation to the prior art.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt för framställning av massa så att mängden (AOX) blir låg enligt före- skrifterna vid blekning med klordioxid i det sura delig- nifierande bleksteget. klorerat organiskt material Sättet för framställning av massa enligt uppfinningen kännetecknas av att blekningen i det sura bleksteget utföres under sådana kontrollerade betingelser att 10 15 20 25 30 35 523 084 slut-pH är 3,0 eller däröver; att under en förutbestämd tidsperiod före tvättsteget, som utföres efter det inle- dande sura bleksteget, behandlas massan vid ett pH som är 0,3 pH-enheter lägre eller mer än nämnda slut-pH genom tillförsel av en erforderlig mängd av en syra till massan; och att tvättsteget utföres med åtminstone en inledande tvättfas så att det nämnda uttagna filtratet är surt.Another object of the invention is to provide an improved method for producing pulp so that the amount (AOX) becomes low according to the regulations when bleaching with chlorine dioxide in the acidic delignifying bleaching step. chlorinated organic material The process for producing pulp according to the invention is characterized in that the bleaching in the acid bleaching step is carried out under such controlled conditions that the final pH is 3.0 or more; that for a predetermined period of time before the washing step, which is carried out after the initial acid bleaching step, the pulp is treated at a pH which is 0.3 pH units lower or more than said final pH by adding a required amount of an acid to the pulp ; and that the washing step is performed with at least one initial washing phase so that said withdrawn filtrate is acidic.
Sättet att öka slutningsgraden i ett blekeri enligt upp- finningen kännetecknas av att blekningen i det sura blek- steget utföres under sådana kontrollerade betingelser att slut-pH är 3,0 eller däröver; att under en förutbestämd tidsperiod före tvättsteget, som utföres efter det inle- dande sura bleksteget, behandlas massan vid ett pH som är 0,3 pH-enheter lägre eller mer än nämnda slut-pH genom tillförsel av en erforderlig mängd av en syra till massan så att åtminstone en del av nämnda ämnen bringas i lös- ning; och att tvättsteget utföres med åtminstone en inle- dande tvättfas så att det nämnda uttagna filtratet är surt och innehåller nämnda ämnen i jonform.The method of increasing the degree of closure in a bleaching plant according to the invention is characterized in that the bleaching in the acid bleaching step is carried out under such controlled conditions that the final pH is 3.0 or above; that for a predetermined period of time before the washing step, which is carried out after the initial acid bleaching step, the pulp is treated at a pH which is 0.3 pH units lower or more than said final pH by adding a required amount of an acid to the pulp so that at least some of said substances are brought into solution; and that the washing step is performed with at least one initial washing phase so that said withdrawn filtrate is acidic and contains said substances in ionic form.
Genom uppfinningen är det möjligt att undvika utfäll- ningar på ett enkelt och billigt sätt, utan att förlora effektivitet, kvalitet och selektivitet vid blekning och utan tillsats av främmande kemikalier, och att därigenom uppnå ett hårt slutet blekeri med en total avloppsvolym av mindre än 5 mfl/ton, där huvuddelen av avloppet kommer från det första sura bleksteget. Detta kan ske vid kemiskt optimerad blekning genom att sänka pH endast en kort stund, t.ex. 1-5 min., över första tvättsteget i förhållande till pH i föregående blektorn.By the invention it is possible to avoid precipitation in a simple and inexpensive manner, without losing efficiency, quality and selectivity in bleaching and without the addition of foreign chemicals, and thereby achieving a tightly closed bleaching plant with a total effluent volume of less than 5 m fl / ton, where the main part of the drain comes from the first acid bleaching stage. This can be done with chemically optimized bleaching by lowering the pH only for a short time, e.g. 1-5 min., Over the first washing step in relation to the pH in the previous bleaching tower.
Genom uppfinningen är det möjligt att utföra hexenuron- syrabevarande blekning. u wave nu 000: o o 10 15 20 25 30 35 i 523 084 Genom uppfinningen undviks utfällning av kalciumoxalat i den känsliga tvättutrustningen.By means of the invention, it is possible to carry out bleaching of hexenuronic acid. u wave nu 000: o o 10 15 20 25 30 35 i 523 084 The invention avoids precipitation of calcium oxalate in the sensitive washing equipment.
Genom uppfinningen kan med det sura tvättfiltratet metallerna blödas ut tidigt i processlinjen så att reste- rande blekeri kan slutas långt utan risk för igensätt- ningar.With the invention, with the acidic washing filtrate, the metals can bleed out early in the process line so that the remaining bleaching can be stopped far without risk of clogging.
De högre pH-värdena (2 3,0) har visat sig ge väsentligt lägre mängd klorerat organiskt material (AOX) vid blek- ningen med klordioxid. Utsläppen av AOX fràn massabruken regleras av koncessionsbeslut och måste hållas på en låg nivå.The higher pH values (2 3.0) have been shown to give a significantly lower amount of chlorinated organic material (AOX) when bleached with chlorine dioxide. Emissions of AOX from pulp mills are regulated by concession decisions and must be kept at a low level.
Tekniken med sänkt pH före tvätten av massan efter t.ex. klordioxidsteget är mycket användbar för att kunna kombi- nera låga AOX-mängder och god "körbarhet".The technique of lowering the pH before washing the pulp after e.g. the chlorine dioxide step is very useful to be able to combine low amounts of AOX and good "runnability".
Det har enligt uppfinningen överraskande visat sig att man vid blekning med slut-pH över 3,0 (inklusive 3,0) kan bevara vissa grupper, nämligen nämnda hexenuronsyror, i massan som bryts ned vid normal klordioxidblekning. Dessa grupper är hydrofila på grund av sin syraändgrupp och bidrar till att ge en starkare massa.It has surprisingly been found according to the invention that when bleaching with a final pH above 3.0 (including 3.0) it is possible to preserve certain groups, namely the said hexenuronic acids, in the pulp which is decomposed during normal chlorine dioxide bleaching. These groups are hydrophilic due to their acid end group and help to give a stronger mass.
Det har även visat sig att de hydrofila hexenuronsyra- grupperna bidrar till att ge lättsvällda fibrer med förbättrade styrkeegenskaper jämfört med konventionell blekteknik. Malbehovet för att nå en viss dragstyrka kan halveras och dragstyrkan vid en viss avvattningsförmåga ("körbarhet" på pappersmaskinen) kan höjas med 10%.It has also been found that the hydrophilic hexenuronic acid groups help to provide easily swollen fibers with improved strength properties compared to conventional bleaching techniques. The grinding requirement to reach a certain tensile strength can be halved and the tensile strength at a certain dewatering ability ("drivability" on the paper machine) can be increased by 10%.
Genom uppfinningen kan ett högt pH hållas i klordioxid- steget för att förbättra blekbarheten, undvika AOX-bildning samt undvika nedbrytning av hexenuronsyror och minskning av laddade grupper, men samtidigt undvika inkrustbildning vid bl.a. första tvätten. 10 15 20 25 30 35 §523 084 Att surgöra efter det första sura bleksteget för att minska mängden av t.ex. kalcium i blekeriet, är en teknik som kräver liten extrautrustning. Det är också den place- ring som kräver minst mängd tillsatskemikalier för pH-justering. Uppfinningen gör det också möjligt att und- vika utfällningar på det mest utsatta tvättfiltret.Through the invention, a high pH can be maintained in the chlorine dioxide step to improve bleachability, avoid AOX formation and avoid degradation of hexenuronic acids and reduction of charged groups, but at the same time avoid crust formation at e.g. first wash. 10 15 20 25 30 35 §523 084 To acidify after the first acid bleaching step to reduce the amount of e.g. calcium in the bleaching plant, is a technology that requires little extra equipment. It is also the placement that requires the least amount of additive chemicals for pH adjustment. The invention also makes it possible to avoid precipitation on the most exposed washing filter.
Genom att tillämpa uppfinningen tvättas även övergångs- metaller ut. Detta kan leda till en minskad kemikalie- förbrukning i blekeriet. Komplexbildare kan tillsättas i samband med surgörningen för att ytterligare tvätta ur övergångsmetaller ur massan.By applying the invention, transition metals are also washed out. This can lead to a reduction in chemical consumption in the bleaching plant. Complexing agents can be added in connection with the acidification to further wash transition metals from the pulp.
Det i första hand kalciumrika filtratet kan på flera sätt renas och sedan àterföras till processen. På så sätt kan processen slutas ytterligare.The primarily calcium-rich filtrate can be purified in several ways and then returned to the process. In this way, the process can be further closed.
Långt driven delignifiering med syrgas är att föredra ur utfällningssynpunkt. På så vis behöver inte delignifie- ringen i blekeriet drivas lika långt och mängden bildad oxalat i blekeriet hålls nere.Far-reaching delignification with oxygen is preferable from the precipitation point of view. In this way, the delignification in the bleaching plant does not have to be driven as far and the amount of oxalate formed in the bleaching plant is kept down.
Det har överraskande visats att en sänkning av pH i en massasuspension i en kort tidsperiod kan halvera massans innehåll av inkrustbildande- och övergångsmetaller. Tids- perioden kan variera mellan 10 sekunder och 1 timme.It has surprisingly been shown that lowering the pH of a pulp suspension for a short period of time can halve the content of crust-forming and transition metals in the pulp. The time period can vary between 10 seconds and 1 hour.
Företrädesvis utnyttjas enbart 1-5 minuter. pH kan före- trädesvis sänkas till 1-3.Preferably only 1-5 minutes are used. The pH can preferably be lowered to 1-3.
I det första bleksteget användes klordioxid, perättiksyra eller ozon som blekkemikalie.In the first bleaching step, chlorine dioxide, peracetic acid or ozone was used as the bleaching chemical.
Sänkningen av pH sker således efter det första sura blek- steget. I denna position är blekvätskan inte alkalisk och de pH-intervall med störst risk för utfällningar kan und- vikas helt. Kostnaden för en pH-sänkning blir inte heller 10 15 20 25 30 35 Äszs 084 10 så stor i förhållande till att surgöra efter ett alka- liskt bleksteg.The lowering of the pH thus takes place after the first acid bleaching step. In this position the bleaching liquid is not alkaline and the pH ranges with the greatest risk of precipitation can be completely avoided. The cost of a pH decrease is also not so great in relation to acidifying after an alkaline bleaching step.
Det i första hand kalciumrika vattnet tas ut ur blekpro- cessen från tvättfiltret som följer efter det första sura bleksteget. På så sätt blöds kalcium ut och ger ej upphov till utfällningar senare i blekeriet.The primarily calcium-rich water is taken out of the bleaching process from the washing filter that follows the first acid bleaching step. In this way, calcium bleeds out and does not give rise to precipitates later in the bleaching plant.
Sektionerad tvättutrustning som kan separera filtrat är föredömliga att använda i denna tvätteknik. På så vis kan den sura tvättströmmen separeras från nästa mer alkaliska tvättvatten.Sectional washers that can separate filtrates are exemplary in this washing technique. In this way, the acidic wash stream can be separated from the next more alkaline wash water.
Sänkning av pH kan ske med ett flertal olika syror som exempelvis ättiksyra, svavelsyra, saltsyra, salpetersyra, svaveldioxid, och kolsyra.The pH can be lowered with a number of different acids, such as acetic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfur dioxide, and carbon dioxide.
Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till ritningarna och några exempel med försök utförda enligt uppfinningen och jämförande försök.The invention will be described in more detail with reference to the drawings and some examples of experiments performed according to the invention and comparative experiments.
Figur 1 visar schematiskt en uppströmsdel av en blek- anläggning för genomförande av sättet enligt uppfin- ningen.Figure 1 schematically shows an upstream part of a bleaching plant for carrying out the method according to the invention.
Figur 2 är ett diagram som visar löslighetskurvor för kalciumoxalat som funktion av COD och pH och som redovi- sats av Per Ulmgren och Rune Rådeström, Swedish Pulp and Paper Research Institute, vid ett symposium i USA, oktober 23-24, 1997, "l997 TAPPI, Minimum Effluent Mills, San Francisco, Symposium".Figure 2 is a graph showing the solubility curves for calcium oxalate as a function of COD and pH and reported by Per Ulmgren and Rune Rådeström, Swedish Pulp and Paper Research Institute, at a symposium in the USA, October 23-24, 1997, "l997 TAPPI, Minimum Effluent Mills, San Francisco, Symposium ".
Figurerna 3-5 visar en bleksekvens med flödet av tvätt- vätskor inkluderande filtrat enligt tre olika fall.Figures 3-5 show a bleaching sequence with the flow of washing liquids including filtrate according to three different cases.
I figur 1 visas schematiskt uppströmsdelen av ett blekeri för blekning av massa enligt föreliggande uppfinning. c o n» nous :a 00-0 3 I U Ü . nal n I 10 15 20 25 30 35 f523 084 ll Blekeriet innefattar ett första blektorn 1 och ett andra blektorn 2. Massan matas genom en ledning 3 till det första blektornet 1 via ett nedre inlopp 4 och fràn det första blektornet 1 via ett övre utlopp 5 genom en led- ning 6 till en tvättanläggning 7, fràn vilken massan matas genom en ledning 8 till det andra blektornet 2 via ett nedre inlopp 9. Blekeriets uppströmsdel beskriver därvid en fiberlinje som innefattar ett första bleksteg, ett tvättsteg och ett andra bleksteg. Tvättvätska till- föres tvättanläggningen 7 genom en eller flera ledningar 10, och surt filtrat utmatas via en ledning 11. Ledningen 11 för det sura filtratet är ansluten till ledningen 6, som förbinder det första blektornet 1 med tvättanlägg- ningen 7, via en grenledning 12, som ansluter sig till ledningen 6 nära eller vid det övre utloppet 5 hos det första blektornet 1. Vidare är en grenledning 13 ansluten mellan ledningen 11 för det sura filtratet och ledningen 3 för inmatning av massa till det första blektornet 1.Figure 1 schematically shows the upstream part of a pulp bleaching plant according to the present invention. c o n »nous: a 00-0 3 I U Ü. The bleaching comprises a first bleaching tower 1 and a second bleaching tower 2. The pulp is fed through a line 3 to the first bleaching tower 1 via a lower inlet 4 and from the first bleaching tower 1 via an upper outlet. 5 through a line 6 to a washing plant 7, from which the pulp is fed through a line 8 to the second bleaching tower 2 via a lower inlet 9. The upstream part of the bleaching describes a fiber line which comprises a first bleaching step, a washing step and a second bleaching step. Washing liquid is supplied to the washing plant 7 through one or more lines 10, and acid filtrate is discharged via a line 11. The line 11 for the acid filtrate is connected to the line 6, which connects the first bleaching tower 1 to the washing plant 7, via a branch line 12. , which connects to the line 6 near or at the upper outlet 5 of the first bleaching tower 1. Furthermore, a branch line 13 is connected between the line 11 for the acid filtrate and the line 3 for feeding pulp to the first bleaching tower 1.
Blekkemikalier tillföres genom en ledning 14. Syra, t.ex. svavelsyra tillföres genom en ledning 15, som ansluter sig till grenledningen 12 för spädning av massan så att massans konsistens minskar, t.ex. fràn 10% till 3%, sam- tidigt som massans pH inställes pà ett förutbestämt värde i enlighet med föreliggande uppfinning.Ink chemicals are supplied through a line 14. Acid, e.g. sulfuric acid is supplied through a line 15, which connects to the branch line 12 for diluting the pulp so that the consistency of the pulp decreases, e.g. from 10% to 3%, while adjusting the pH of the pulp to a predetermined value in accordance with the present invention.
Massans uppehàllstid under passagen genom ledningen 6 representerar en förutbestämd tidsperiod som sträcker sig från den tidpunkt, då massans lägre pH inställes, och till den tidpunkt, då en inledande tvättfas av tvätt- steget äger rum i tvättanläggningen 7 för erhållande av ett surt filtrat, som utmatas genom ledningen 11. Denna inledande tvättfas följs av en andra tvättfas som utföres med alkalisk tvättvätska, varvid detta avlopp inte har utritats. Alternativt är den "inledande" tvättfasen den enda. 10 15 20 ._ 25 3 30 s2s 004 12 fixemneLi Syrgasdelignifierad sulfatmassa av barrved med kappa 12 blektes med klordioxid i ett första surt bleksteg med ett slut-pH av 3,5 och kappa 6. Efter tvätt med tvättvätska med ett pH av 7 mättes massans halter av aktuella metaller, som således var bundna i olösliga föreningar. I ett första försök, Försök 1, tillsattes ingen syra före tvätt, vilket försök således var referens. Därefter utfördes fyra olika försök, Försök 2-5, med tillsats av HZSO4 efter det första bleksteget i en sådan mängd att pH blev 2,0, och en sur behandling vid detta sänkta pH skedde under en tid av 1 min., 6 min., 11 min. respektive 16 min. före tvätt. Resultaten redovisas i nedanstående Tabell 1. lahelLl mrsck RH Iid1_min Ca M9 Mn 1 3,5 o 240 38 10 2 2,0 60 9 2,1 3 2,0 61 9 2,5 4 2,0 11 58 8 2 5 2,0 16 70 6 1,6 Såsom framgår av resultatet var en behandling vid pH 2,0 under 1 min. tillräcklig för att bringa en väsentlig del av de svårlösliga metallsalterna i lösning för att följa med filtratet.The residence time of the pulp during the passage through line 6 represents a predetermined period of time extending from the time when the lower pH of the pulp is set, and to the time when an initial washing phase of the washing step takes place in the washing plant 7 to obtain an acidic filtrate, which discharged through line 11. This initial washing phase is followed by a second washing phase which is carried out with alkaline washing liquid, this drain not having been drawn. Alternatively, the "initial" washing phase is the only one. 10 15 20 ._ 25 3 30 s2s 004 12 fi xemneLi Oxygen delignified softwood pulp of coniferous wood with coat 12 was bleached with chlorine dioxide in a first acid bleaching step with a final pH of 3.5 and coat 6. After washing with washing liquid with a pH of 7 was measured the levels of the metals in question, which were thus bound in insoluble compounds. In a first experiment, Experiment 1, no acid was added before washing, which experiment was thus a reference. Then four different experiments, Experiments 2-5, were performed with the addition of H 2 SO 4 after the first bleaching step in such an amount that the pH became 2.0, and an acid treatment at this lowered pH took place for a time of 1 min., 6 min. , 11 min. respectively 16 min. before washing. The results are reported in Table 1 below. LahelLl mrsck RH Iid1_min Ca M9 Mn 1 3.5 o 240 38 10 2 2.0 60 9 2.1 3 2.0 61 9 2.5 4 2.0 11 58 8 2 5 2 .0 16 70 6 1.6 As can be seen from the result, a treatment at pH 2.0 for 1 min. sufficient to bring a substantial portion of the sparingly soluble metal salts into solution to accompany the filtrate.
Ezsemneli Syrgasdelignifierad sulfatmassa av barrved med kappa 12 blektes med klordioxid i ett första surt bleksteg med ett slut-pH av 3,5 och kappa 6. Tvätt och mätningar utfördes enligt Exempel 1. I ett första försök, Försök 6, till- sattes ingen syra efter tvätt, vilket försök således var referens. Därefter utfördes tre olika försök, Försök 7-9, med tillsats av HQSO4 till den blekta massan, som hade *523 084 13 pH 3,5, i olika mängder så att pH 3, pH 2,5 resp. pH 2,3 inställdes. Behandlingstiden fràn tillsatsen av syror till tvätten var densamma, nämligen l minut. Resultaten redovisas i nedanstående Tabell 2.Ezsemneli Oxygen-deligated softwood sulphate pulp with kappa 12 was bleached with chlorine dioxide in a first acid bleaching step with a final pH of 3.5 and kappa 6. Washing and measurements were performed according to Example 1. In a first experiment, Experiment 6, no acid was added after washing, which experiment was thus a reference. Thereafter, three different experiments were performed, Experiments 7-9, with the addition of HQSO 4 to the bleached pulp, which had a pH of 5, in different amounts so that pH 3, pH 2.5 resp. pH 2.3 was adjusted. The treatment time from the addition of acids to the laundry was the same, namely 1 minute. The results are reported in Table 2 below.
Iâbfill_2 ll JJ] J . E , H Eörsök QH Iidi_min Ca M9 Mn 6 3,5 0 220 110 15 7 3,0 1 160 96 13 s 2,5 F1 130 83 11 9 2,3 1 110 68 10 Av resultaten framgår att ju surare förbehandlingen är ju mer metalljoner gär i lösning och följer med filtratet.Iâb fi ll_2 ll JJ] J. E, H Eörsök QH Iidi_min Ca M9 Mn 6 3,5 0 220 110 15 7 3,0 1 160 96 13 s 2,5 F1 130 83 11 9 2,3 1 110 68 10 The results show that the more acidic the pre-treatment is more metal ions ferment in solution and follow with the filtrate.
Risken för utfällningar minskar därigenom i motsvarande grad i hela blekeriet.The risk of precipitation thereby decreases to a corresponding degree throughout the bleaching plant.
Figur 2 visar löslighetskurvor för kalciumoxalat i ett blekerifiltrat vid olika halter COD och vid sjunkande pH, där LS stàr för löslighetsprodukt. Halten av t.ex. kalcium, som finns i ett blekerifiltrat, är således en funktion av pH och mängden organiskt material. Oxalat- bildningen är en funktion främst av delignifieringen, som kan uttryckas som kappatalssänkning. Delignifieringen leder till utlösning av organiskt material, vilket kan kvantifieras indirekt genom bestämning av syrebehovet i filtratet, COD.Figure 2 shows the solubility curves for calcium oxalate in a bleaching filtrate at different levels of COD and at decreasing pH, where LS stands for solubility product. The content of e.g. calcium, which is present in a bleaching filtrate, is thus a function of the pH and the amount of organic matter. Oxalate formation is a function primarily of delignification, which can be expressed as kappa reduction. The delignification leads to the release of organic material, which can be quantified indirectly by determining the oxygen demand in the filtrate, COD.
Genom att tillämpa uppfinningen kan man välja de slut- ningsalternativ man finner bäst utan risk för inkrust- bildning.By applying the invention, one can choose the closure alternatives found best without the risk of incrustation.
Sekvensen O OP D Q PO med tvättpressar kan pä flera sätt slutas till en avloppsvolym < S ms/ton, där varje tvätt använder tvättfaktor 2, vilket innebär tvättvolym 10 15 20 25 30 35 523 084 14 4 m=/ton. Varje utgående avlopp innehåller därmed också 4 m3/ton.The sequence O OP D Q PO with washing presses can in several ways be concluded to a drain volume <S ms / ton, where each wash uses washing factor 2, which means washing volume 10 15 20 25 30 35 523 084 14 4 m = / ton. Each outgoing sewer thus also contains 4 m3 / ton.
I figurerna 3-5 illustreras sekvensen med flödet av tvättvätskor inkluderande filtrat enligt tre olika utföranden, betecknade Fall 1, Fall 2 och Fall 3.Figures 3-5 illustrate the sequence with the flow of wash liquids including filtrates according to three different embodiments, designated Case 1, Case 2 and Case 3.
I Fall 1, figur 3, blir den totala avloppsvolymen mycket låg ca 4 mß/ton. All COD bildad i PO- och Q-stegen åter- förs till den alkaliska slutna bruna sidan. En fördel med denna strategi är att ingen komplexbildare följer med avlopp ut till recipienten. Risken för utfällningar efter D-steget är relativt låg, men de gånger man behöver delignifiera hårt i D-steget kommer även mycket oxalat att bildas i D-steget. Det finns därför risk för utfäll- ningar i tvättutrustningen, när pH i D-steget eller i den efterföljande tvätten överstiger ca 3,5. En kort surgör- ning före tvätten enligt uppfinningen eliminerar denna risk och möjliggör blekning vid optimala betingelser likaså enligt uppfinningen för att behålla hexenuron- syrorna och de laddade grupperna. Även i Fall 2, figur 4, är avloppsvolymen 4 m*/ton. Man undviker att släppa ut den stora mängd COD som bildas i PO-steget. En stor del komplexbildare rinner dock ut genom D-filtratet till avlopp. Risken för kalciumoxalat- fällning i D-tvätten är större än vid Fall 1, eftersom tvättvätskan som kommer från Q-steget innehåller kalcium och oxalat överburen från D-steget, och pH är optimalt för utfällning i tvättsteget. Även i detta fall kommer en kort surgörning efter D-steget enligt uppfinningen att förhindra en utfällning i tvättutrustningen.In Case 1, Figure 3, the total sewage volume will be very low about 4 mß / ton. All COD formed in the PO and Q steps is returned to the alkaline closed brown side. An advantage of this strategy is that no complexing agent accompanies the drain to the recipient. The risk of precipitation after stage D is relatively low, but the times you need to delignify hard in stage D, a lot of oxalate will also form in stage D. There is therefore a risk of precipitation in the washing equipment, when the pH in the D-stage or in the subsequent washing exceeds about 3.5. A short acidification before the wash according to the invention eliminates this risk and enables bleaching under optimal conditions also according to the invention in order to retain the hexenuronic acids and the charged groups. Also in Case 2, figure 4, the sewage volume is 4 m * / ton. The large amount of COD formed in the PO step is avoided. However, a large number of complexing agents flow out through the D-filtrate to sewage. The risk of calcium oxalate precipitation in the D-wash is greater than in Case 1, because the washing liquid coming from the Q-step contains calcium and oxalate carried over from the D-step, and the pH is optimal for precipitation in the washing step. Also in this case, a short acidification after the D-step according to the invention will prevent a precipitation in the washing equipment.
I Fall 3, figur 5, är avloppsvolymen lika låg som i de två tidigare fallen. Mängden COD och även komplexbildare är dock endast något mindre än i ett helt öppet fall med ca 12 m1/ton avloppsvolym. Risken för utfällningar är 10 15 20 25 30 35 f523 084 15 störst i detta fall jämfört med de två tidigare. Här àterförs oxalat, som bildats i PO-steget till Q-steget och sedan vidare till D-tvätten. Tvättvattnet har dà pH 5-7 som är optimalt i ett Q-steg. I D-steget utlöses stora mängder kalcium som får möjlighet att bilda kalciumoxalat i den känsliga tvättutrustningen eftersom lösligheten är som lägst vid pH 4-8. Även i Fall 3 kommer en kort pH-sänkning före tvätten enligt uppfinningen att medföra att lösligheten ökar drastiskt och saltutfällning undvikes. Eftersom massan lakas ut pà kalcium kommer inte kalciumhalten att ackumuleras i Q-steget och utfällning av kalciumoxalat eller kalciumkarbonat i nästa tvätt undvikes också.In Case 3, Figure 5, the sewage volume is as low as in the two previous cases. However, the amount of COD and also complexing agents is only slightly less than in a completely open case with approx. 12 m1 / ton of sewage volume. The risk of precipitation is 10 15 20 25 30 35 f523 084 15 greatest in this case compared with the two previous ones. Here, oxalate, which is formed in the PO step, is returned to the Q step and then on to the D-wash. The washing water then has a pH 5-7 which is optimal in a Q-step. In stage D, large amounts of calcium are released, which is given the opportunity to form calcium oxalate in the sensitive washing equipment because the solubility is at its lowest at pH 4-8. Also in Case 3, a short pH decrease before the wash according to the invention will mean that the solubility increases drastically and salt precipitation is avoided. Since the pulp is leached on calcium, the calcium content will not accumulate in the Q-step and precipitation of calcium oxalate or calcium carbonate in the next wash is also avoided.
Vad som sagts ovan vid de tre fallen av den illustrerade bleksekvensen kan tillämpas även pà andra sekvenser sàsom exempelvis o D (Eo) D (Po), D E D E D, D (EOP) D (EP) D, D (EOP) D (PO)/P, D (EOP) D, Paa Q (PO)/P, Z Q (PO)/P, m.fl.What has been said above in the three cases of the illustrated bleaching sequence can also be applied to other sequences such as o D (Eo) D (Po), DEDED, D (EOP) D (EP) D, D (EOP) D (PO) / P, D (EOP) D, Paa Q (PO) / P, ZQ (PO) / P, m.fl.
Det sura blekeriavloppet kan hanteras på ett flertal sätt.The acidic bleaching effluent can be handled in several ways.
En stor del av det sura avloppet kan användas för att hämta och späda massan in till detta första delignifie- rande bleksteg. Beroende av blekkemikalie och optimalt pH i bleksteget behöver oftast syra tillsättas till den alkaliska massan. I detta fall när massan hämtas och späds med ett surare filtrat kan denna syratillsats minskas eller helt uteslutas.A large part of the acidic effluent can be used to collect and dilute the pulp into this first delignifying bleaching step. Depending on the bleaching chemical and the optimal pH in the bleaching step, acid usually needs to be added to the alkaline mass. In this case, when the pulp is collected and diluted with a more acidic filtrate, this acid addition can be reduced or completely eliminated.
Det sura avloppet kan släppas till biologisk rening, innan det släpps till recipienten.The acidic effluent can be released for biological purification, before being released to the recipient.
För ytterligare slutning kan det sura avloppet renas från kalcium för att sedan återanvändas i processen som tvätt- 10 15 20 25 30 35 f523 084 16 vatten på exempelvis det första sura steget. Rening kan ske med ett flertal kända metoder.For further closure, the acidic effluent can be purified from calcium and then reused in the process as washing water in, for example, the first acidic step. Purification can be done by a number of known methods.
Det sura avloppet kan alkaliseras med lämplig alkali till pH 10-12 för att fälla ut organiska och oorganiska för- eningar, främst kalciumkarbonat. Lämpligt alkali kan vara natriumhydroxid, magnesiumhydroxid, mesa eller kalk.The acidic effluent can be alkalized with a suitable alkali to pH 10-12 to precipitate organic and inorganic compounds, mainly calcium carbonate. Suitable alkali may be sodium hydroxide, magnesium hydroxide, mesa or lime.
De kalciuminnehàllande fasta föreningarna kan sedan avskiljas fràn processvattnet och vattnet kan sedan åter- föras. Avskiljning av fasta kalciumföreningar kan ske med känd teknik.The calcium-containing solid compounds can then be separated from the process water and the water can then be recycled. Separation of solid calcium compounds can be done by known techniques.
Det sura avloppet kan indunstas och kondensatet kan åter- föras som tvättvatten till processen.The acidic effluent can be evaporated and the condensate can be returned as washing water to the process.
De fasta föreningarna från alkaliseringen eller indunst- ningen kan sedan blandas i svartluten och brännas i soda- pannan.The solid compounds from the alkalization or evaporation can then be mixed in the black liquor and burned in the recovery boiler.
Det sura avloppet kan även renas fràn kalcium och andra metaller med Champions BFR teknik (Champion moves toward closure with BFR Start up at Canton, N.C. Pulp and Paper april 1996). Med BFR-teknik renas processvatten fràn bl.a. metaller genom först filtrering och sedan jonbyte.The acidic effluent can also be purified from calcium and other metals with Champions BFR technology (Champion moves toward closure with BFR Start up at Canton, N.C. Pulp and Paper April 1996). With BFR technology, process water is purified from e.g. metals by first filtration and then ion exchange.
Det renade vattnet kan sedan àterföras till processen.The purified water can then be returned to the process.
Det sura avloppet kan ultrafiltreras för att sedan släppas till recipienten eller användas som tvättvätska.The acidic effluent can be ultrafiltered and then released to the recipient or used as a washing liquid.
Storleken av den sänkning av pH som skall ske efter det inledande bleksteget och före tvätt bestämmes från fall till fall och är beroende av en rad faktorer, vilka bl.a. innefattar storleken av slutningsgrad, slut-pH vid det första bleksteget, kappatalet, som indikerar oxalathalt och COD, kalciumhalt, bariumhalt. 10 15 20 25 30 35 523 084 17 Vid hög slutningsgrad är det nödvändigt att lösa ut kalcium för att avlägsnas med filtratet fràn den första tvätten och en stor pH-sänkning är därför motiverad. Vid hög slutningsgrad kan det bildas utfällningar av kalcium- oxalat direkt efter det första bleksteget och pH-sänk- ningen bör dà vara sä stor att lösligheten för kalcium- oxalat aldrig överskrides i positionen före tvätten för att därigenom undvika utfällningar pà tvättutrustningen efter bleksteget.The magnitude of the lowering of the pH that is to take place after the initial bleaching step and before washing is determined from case to case and depends on a number of factors, which i.a. includes the size of degree of closure, final pH at the first bleaching step, the kappa number, which indicates oxalate content and COD, calcium content, barium content. 10 15 20 25 30 35 523 084 17 At a high degree of closure, it is necessary to release calcium to be removed with the filtrate from the first wash and a large pH drop is therefore justified. At a high degree of closure, precipitates of calcium oxalate can form immediately after the first bleaching step and the pH drop should then be so great that the solubility of calcium oxalate is never exceeded in the position before washing to thereby avoid precipitation on the washing equipment after the bleaching step.
Det inses, att för uppnàende av syftet med uppfinningen med avseende pà minskningen av fällningsbenägna ämnen i massan och åtföljande möjlighet att öka slutningsgraden i blekeriet, en sänkning av pH-värdet alltid utföres efter det första sura bleksteget och före den efterföljande tvätten för att därigenom bringa mer av de fällnings- benägna ämnena i lösning. pH-sänkningen är således 0,3 pH-enheter eller mer, företrädesvis 0,5 pH-enheter eller mer. 980311 Pl326SE.T0lIt will be appreciated that in order to achieve the object of the invention with respect to the reduction of precipitating substances in the pulp and the consequent possibility of increasing the degree of closure in the bleaching plant, a lowering of the pH value is always carried out after the first acidic bleaching step and before the subsequent washing. more of the precipitating substances in solution. The pH lowering is thus 0.3 pH units or more, preferably 0.5 pH units or more. 980311 Pl326SE.T0l
Claims (16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9800797A SE523084E (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Ways to continuously produce pulp and to increase the degree of closure in a bleachery |
FI990531A FI122773B (en) | 1998-03-12 | 1999-03-11 | Preparation of pulp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9800797A SE523084E (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Ways to continuously produce pulp and to increase the degree of closure in a bleachery |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9800797D0 SE9800797D0 (en) | 1998-03-12 |
SE9800797L SE9800797L (en) | 1999-09-13 |
SE523084C2 true SE523084C2 (en) | 2004-03-23 |
SE523084E SE523084E (en) | 2011-02-15 |
Family
ID=20410503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9800797A SE523084E (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Ways to continuously produce pulp and to increase the degree of closure in a bleachery |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI122773B (en) |
SE (1) | SE523084E (en) |
-
1998
- 1998-03-12 SE SE9800797A patent/SE523084E/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-03-11 FI FI990531A patent/FI122773B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI990531A0 (en) | 1999-03-11 |
FI122773B (en) | 2012-06-29 |
SE9800797D0 (en) | 1998-03-12 |
SE523084E (en) | 2011-02-15 |
SE9800797L (en) | 1999-09-13 |
FI990531A (en) | 1999-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0921228B1 (en) | Method for the production of precleaned pulp | |
WO2012127111A1 (en) | Method and arrangement for treating filtrate after oxygen delignification of chemical pulp cooked to a high kappa number | |
FI128900B (en) | A method for treating liquid flows at a chemical pulp mill and use of low chloride content process waters at a chemical pulp mill | |
FI128111B (en) | A method and a system for treating liquid flows at a chemical pulp mill | |
EP2176461B1 (en) | Process for making paper and use of an acid/base treatment in papermaking | |
US8128784B2 (en) | Bleaching process of chemical pulp | |
FI129114B (en) | A method and a system for treating liquid flows at a chemical pulp mill | |
SE523084C2 (en) | Pulping process with acidic bleaching and washing steps | |
FI127290B (en) | A method and system for treating fluid flows at a pulp mill | |
EP3717693A1 (en) | Method and a system for washing paper pulp | |
AU2010200081B2 (en) | Process for adjusting the pH of a cellulosic pulp, production of pulp or paper from cellulosic pulp and use of (bi)carbonate removal for reducing the consumption of acid | |
AU2010323001B2 (en) | Method of treating liquid flows at a chemical pulp mill | |
AU2008202566A1 (en) | Processes and Systems for the Bleaching of Lignocellulosic Pulps Following Cooking with Soda and Anthraquinone | |
WO2020112518A1 (en) | Pulp mixture | |
FI127859B (en) | Method and system for reducing phosphorus in effluent or filtrate | |
FI126563B (en) | Method and apparatus for treating fluid streams in a cellulose plant | |
US20060049106A1 (en) | Method and arrangement in maing of mechanical pulp | |
WO1998017857A1 (en) | Removal of metals from treatment fluids in a cellulose pulp mill | |
SE512137C2 (en) | Process for bleaching lignocellulosic pulp | |
FI123299B (en) | PROCEDURES AND ARRANGEMENTS FOR WASHING Pulp in connection with bleaching | |
CA2240030A1 (en) | Method for washing bleached wood pulp | |
CA2171595A1 (en) | Use of acid-stage filtrate in cooking liquor preparation | |
JP2006522235A (en) | Purification of alkaline cleaning liquid | |
JPH0351387A (en) | Method for washing digested pulp prior to oxygen bleaching | |
SE526162C2 (en) | Bleaching process, comprises oxygen delignification, chlorine dioxide bleaching, chelating agent treatment and peroxide bleaching steps |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RPOP | Patent has been republished in amended form after opposition | ||
NUG | Patent has lapsed |