SE534885C2 - Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 - Google Patents
Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 Download PDFInfo
- Publication number
- SE534885C2 SE534885C2 SE0901436A SE0901436A SE534885C2 SE 534885 C2 SE534885 C2 SE 534885C2 SE 0901436 A SE0901436 A SE 0901436A SE 0901436 A SE0901436 A SE 0901436A SE 534885 C2 SE534885 C2 SE 534885C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- pulp
- oxygen
- stage
- oxygen delignification
- process according
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 129
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title abstract description 64
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 title description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 title description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 title description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 title description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 157
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 157
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 157
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 75
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 48
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 42
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 35
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 29
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 27
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 23
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 22
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940001593 sodium carbonate Drugs 0.000 claims 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 2
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003265 pulping liquor Substances 0.000 claims 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 14
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 19
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 10
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 6
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 5
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 3
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 3
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 3
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 2
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 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
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
-
- 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
- D21C1/00—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
- D21C1/06—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with alkaline reacting compounds
-
- 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
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- 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
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Föreliggande beskrivning hänför sig till en process för att producera enpappersmassa från lignocellulosamaterial, speciellt icke-vedråvara, i vilkenupplösningen av kiseldioxid är minimerad. Processen innefattar stegen att kokalignocellulosamaterial till en massa och underkasta nämnda massa ettsyredelignifieringssteg i vilken en alkalitillsättning görs så att massan har ett slutligt pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0 efter nämnda steg. (Pig. 2) The present description relates to a process for producing pulp from lignocellulosic materials, especially non-wood raw material, in which the dissolution of silica is minimized. The process comprises the steps of making cocalignocellulosic material into a pulp and subjecting said pulp to an acid partitioning step in which an alkali addition is made so that the pulp has a final pH equal to or less than 10.0 after said step. (Fig. 2)
Description
l5 20 25 534 B55 2 kokvätskan. Detta leder till exceptionella svårigheter vid föràngning, förbränning och återkaustisering, vilket gör återvinningen ofullständig om den alls försöks. l5 20 25 534 B55 2 the cooking liquid. This leads to exceptional difficulties in evaporation, incineration and re-causticization, which makes recycling incomplete if attempted at all.
Den ökande medvetenheten om miljöfaror relaterade till spillvattenutsläpp från icke-vedmassafabriker kombinerad med avsaknaden av adekvat teknik för återvinning av förbrukade kokvätskor har inneburit att icke-vedmassaindustrin har insett att den ännu inte har uppnått sin fulla potential.The growing awareness of environmental hazards related to wastewater discharges from non-wood pulp mills combined with the lack of adequate technology for the recycling of spent cooking liquids has meant that the non-wood pulp industry has realized that it has not yet reached its full potential.
Tabell 1 Sort SiO2 [%] Rishalm 9-14 Vetehalm 3-7 Sockerrörsbagass 0,7-3 Vanlig vass ~2 Bambu 1,5-3 Olika tänkbara möjligheter har övervägts för att minska problemet med kiseldioxid. Nàgra av dem är avskiljning av kiseldioxid före massakokning, utfällning och avskiljning av kiseldioxid före föràngning, eventuella nya tekniker för återvinning av förbrukade kokvätskor och nya kokningstekniker.Table 1 Variety SiO2 [%] Rice straw 9-14 Wheat straw 3-7 Sugar cane bagasse 0.7-3 Ordinary reed ~ 2 Bamboo 1.5-3 Various possible possibilities have been considered to reduce the problem of silica. Some of them are the separation of silica before mass cooking, the precipitation and separation of silica before evaporation, any new techniques for the recovery of spent cooking liquids and new cooking techniques.
WO 2006/103317 beskriver ett exempel på en sådan ny kokningsteknik.WO 2006/103317 describes an example of such a new cooking technique.
Dokumentet beskriver en process för produktion av pappersmassa från finfördelat lignocellulosamaterial, så som vilken som helst typ av ved, halm eller bambu. Det finfördelade lignocellulosamaterialet impregneras med reaktantkemikalier och hettas därefter upp till en lämplig reaktionstemperatur för delignifieringsreaktioner med användning av den värme som avges genom kondensation av ett gasformigt organiskt ämne. Processen resulterar bland annat i mycket snabba reaktioner, högt utbyte och lägre energibehov.The document describes a process for the production of pulp from finely divided lignocellulosic material, such as any type of wood, straw or bamboo. The distributed lignocellulosic material is impregnated with reactant chemicals and then heated to a suitable reaction temperature for delignification reactions using the heat given off by condensation of a gaseous organic substance. The process results in, among other things, very fast reactions, high yields and lower energy requirements.
Vid utnyttjande av det kokningsförfarande som beskrivs i WO 2006/103317 på icke-vedråvaror är det möjligt att erhålla en massa som innehåller en liten mängd löst kiseldioxid. När massan underkastas en efterföljande syredelignifiering genom konventionella förfaranden har det dock observerats att stora mängder kiseldioxid löses upp i delignifieringssteget. Till exempel har 33 % 20 25 30 534 B85 3 löst kiseldioxid observerats i avluten vid pH 10,9 för en massa baserad på halm och kokad genom förfarandet. En sådan hög halt av kiseldioxid skulle vålla problem i en återvinningsprocess.Using the cooking process described in WO 2006/103317 on non-wood raw materials, it is possible to obtain a pulp containing a small amount of dissolved silica. However, when the pulp is subjected to a subsequent oxygen delignification by conventional methods, it has been observed that large amounts of silica dissolve in the delignification step. For example, 33% dissolved silica has been observed in the liquor at pH 10.9 for a pulp based on straw and boiled by the process. Such a high content of silica would cause problems in a recycling process.
Figur 1 illustrerar schematiskt en process för att producera en massa i enlighet med känd teknik. Lignocellulosamaterial kokas 1 till en kemisk massa som tvättas i en första tvätt 2. Färskvatten eller kondensat matas till tvätten, vilket illustreras med pilen 3. Filtratet överförs till en återvinningsprocess, vilket illustreras med pilen 4. Den tvättade massan underkastas därefter ett syredelignifieringssteg 5 i vilket natriumhydroxid (NaOH) används såsom alkali, vilket i typiska fall resulterar i ett slutligt pH-värde av cirka 10,5-11. Den syredelignifierade massan tvättas i en andra tvätt 6 och underkastas därefter en blekningsprocess utgående från till exempel ett Do-steg 9. Naturligtvis kan slutblekningsprocessen även börja med ett annat slags blekningssteg. Färskvatten matas till den andra tvätten, vilket illustreras med pilen 7, och filtratet från tvätten överförs till en avloppsledning, vilket illustreras med pilen 8. De återstående blekningsstegen av den slutliga blekningssekvensen visas inte ifiguren.Figure 1 schematically illustrates a process for producing a pulp according to the prior art. Lignocellulosic material is boiled 1 to a chemical pulp which is washed in a first wash 2. Fresh water or condensate is fed to the wash, as illustrated by arrow 3. The filtrate is transferred to a recovery process, as illustrated by arrow 4. The washed pulp is then subjected to an oxygen delignification step 5 in which sodium hydroxide (NaOH) is used as the alkali, which typically results in a final pH of about 10.5-11. The oxygen-digested pulp is washed in a second wash 6 and then subjected to a bleaching process based on, for example, a Do step 9. Of course, the final bleaching process can also begin with another kind of bleaching step. Fresh water is fed to the second wash, as illustrated by arrow 7, and the filtrate from the wash is transferred to a sewer line, as illustrated by arrow 8. The remaining bleaching steps of the final bleaching sequence are not shown in the fi.
Såsom framgår av figuren kräver processen färskvatten och filtratet från tvättarna efter syredelignifiering återanvänds inte. Detta är en konsekvens av den höga kiseldioxidhalten ifiltratet.As shown in the. Gure, the process requires fresh water and the filtrate from the washes after oxygen delignification is not reused. This is a consequence of the high silica content of the filtrate.
För att industrin för kokning av icke-vedmassa ska kunna uppnå sin fulla potential måste sålunda de problem som är förknippade med kiseldioxid övervinnas.Thus, in order for the non-wood pulp cooking industry to reach its full potential, the problems associated with silica must be overcome.
SAMMANFATTNING Det primära syftet med föreliggande uppfinning är att utveckla en process för att producera en pappersmassa, lämplig för slutblekning, vilken process åtminstone reducerar de problem som är förknippade med kiseldioxid då det gäller en råvara som uppvisar en hög halt av kiseldioxid, så som en icke-vedråvara. Ett syfte med föreliggande uppfinning är även att reducera miljöpåverkan av en sådan process.SUMMARY The primary object of the present invention is to develop a process for producing a pulp suitable for final bleaching, which process at least reduces the problems associated with silica in the case of a raw material having a high content of silica, such as a non-silica. wood raw material. An object of the present invention is also to reduce the environmental impact of such a process.
Dessa syften uppnås med hjälp av processen för att producera en pappersmassa från lignocellulosamaterial som innehåller åtminstone 0,5 % SiOg i enlighet med det självständiga kravet 1. Utföringsformer av processen definieras av de osjälvständiga kraven. 10 15 20 25 30 534 885 4 Processen för att producera en pappersmassa från lignocellulosamaterial som innehåller åtminstone 0,5 % SiO2 innefattar kokning av lignocellulosamaterialet för att bilda en kemisk massa, tvätta den kemiska massan och därefter underkasta massan ett första syredelignifieringssteg i vilket en alkalitilisättning görs så att massan har ett slutligt pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0 efter nämnda steg.These objects are achieved by the process of producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO 2 according to the independent claim 1. Embodiments of the process are defined by the dependent claims. The process of producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO 2 involves boiling the lignocellulosic material to form a chemical pulp, washing the chemical pulp and then subjecting the pulp to a first oxygen delignification step in which an alkali metalization is made so that the pulp has a final pH value equal to or less than 10.0 after said step.
Föreliggande uppfinning är baserad på principen att hålla pH-värdet hos massan så låg som möjligt under syredelignifieringen av massan och därmed minimera den utlösta mängden kiseldioxid. Detta åstadkoms genom att genomföra det första syredelignifieringssteget under sådana betingelser att den resulterande massan har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0. pH-värdet regleras genom tillsättning av ett lämpligt alkali. Det första syredelignifieringssteget utförs lämpligen så att en delignifiering av åtminstone 35 %, företrädesvis åtminstone 40 %. uppnås i detta steg.The present invention is based on the principle of keeping the pH of the pulp as low as possible during the oxygen delignification of the pulp and thereby minimizing the amount of silica released. This is accomplished by performing the first oxygen delignification step under conditions such that the resulting pulp has a pH equal to or less than 10.0. The pH is adjusted by adding a suitable alkali. The first oxygen delignification step is suitably performed so that a delignification of at least 35%, preferably at least 40%. achieved in this step.
Det alkali som används under det första syredelignifieringssteget är företrädesvis karbonat. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men är företrädesvis valt bland Li-, Na- och K-karbonater eller blandningar därav.The alkali used during the first oxygen delignification step is preferably carbonate. The carbonate may be any suitable alkaline carbonate, but is preferably selected from Li, Na and K carbonates or mixtures thereof.
Hellre är karbonatet natriumkarbonat. Karbonat är ett relativt svagt alkali och det är sålunda möjligt att uppnå det önskade låga pH-värdet. Dessutom kan det första syredelignifieringssteget företrädesvis genomföras vid ett tryck av 0,6-1,2 MPa, hellre 0,8-1,1 MPa. Ett högt tryck ökar den grad av delignifiering som kan erhållas i nämnda steg.Preferably, the carbonate is sodium carbonate. Carbonate is a relatively weak alkali and it is thus possible to achieve the desired low pH value. In addition, the first oxygen delignification step can preferably be performed at a pressure of 0.6-1.2 MPa, more preferably 0.8-1.1 MPa. A high pressure increases the degree of delignification that can be obtained in said step.
När en relativt låg produktionsvolym av massa frambringas, så som upp till cirka 300 t/d, kan ett enda syredelignifieringssteg vara tillräcklig för att erhålla den önskade graden av delignifiering. Vid hög produktionsvolym av massa föredras det dock att två syredelignifieringssteg utförs. Enligt en utföringsform av uppfinningen underkastas därför massan efter det första syredelignifieringssteget ett andra syredelignifieringssteg.When a relatively low production volume of pulp is produced, such as up to about 300 t / d, a single oxygen delignment step may be sufficient to obtain the desired degree of delignment. With a high production volume of pulp, however, it is preferred that two oxygen delignification steps be performed. According to an embodiment of the invention, the pulp is therefore subjected to a second oxygen delignification step after the first oxygen delignification step.
Massan kan valfritt tvättas mellan de första och andra syredelignifieringsstegen. Flltratet som erhålls i ett sådant tvättsteg kan återvinnas, och sålunda kan miljöpåverkan av processen reduceras ytterligare. lnkludering av ett tvättsteg ökar dock investeringskostnaden för anläggningen och tvättsteget kan därför utelämnas om så önskas. Det anses dock att graden av delignifiering 20 534 835 5 förbättras i det fall ett tvättsteg inkluderas mellan de första och andra syredelignifieringsstegen.The pulp can optionally be washed between the first and second oxygen delignification steps. The filtrate obtained in such a washing step can be recycled, and thus the environmental impact of the process can be further reduced. However, the inclusion of a washing step increases the investment cost for the plant and the washing step can therefore be omitted if desired. However, it is believed that the degree of delignification is improved in the event that a washing step is included between the first and second oxygen delignification steps.
Dessutom kan den grad av delignifiering som kan erhållas under det första syredelignifleringssteget i vissa fall vara otillräcklig för att massan ska vara lämplig för kostnadseffektiva slutblekningssekvenser, till exempel om det första syredelignifleringssteget genomförs vid normala tryck, så som cirka 0,5 MPa, och/eller konventionella tidsperioder, så som cirka 80-1 OO min. Därför kan även ett andra syredelignifieringssteg inkluderas i sådana fall. Då processen innefattar tvà syredelignifieringssteg är det andra syredelignifleringssteget anpassat för att uppnå den önskade graden av delignifiering för att göra massan lämplig för slutblekning genom konventionella förfaranden. Till exempel kan det andra syredelignifleringssteget företrädesvis utföras så att kappatalet för massan kommer att vara i intervallet av cirka 8-14.In addition, the degree of delignification that can be obtained during the first oxygen delignification step may in some cases be insufficient for the pulp to be suitable for cost-effective final bleaching sequences, for example if the first oxygen delignment step is carried out at normal pressures, such as about 0.5 MPa, and / or conventional time periods, such as about 80-1 000 min. Therefore, a second oxygen delignification step may also be included in such cases. As the process comprises two oxygen delignification steps, the second oxygen delignment step is adapted to achieve the desired degree of delignification to make the pulp suitable for final bleaching by conventional methods. For example, the second oxygen delignment step may preferably be performed so that the kappa number of the pulp will be in the range of about 8-14.
I enlighet med en utföringsform av uppfinningen kan det andra syredelignifleringssteget utföras så att den resulterande massan har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0 efter nämnda steg. Alternativt kan det andra syredelignifleringssteget utföras så att den resulterande massan har ett slutligt pH- värde över 10,0. pH-värdet regleras genom det alkali som används i steget.According to an embodiment of the invention, the second oxygen delignification step can be performed so that the resulting mass has a pH value equal to or less than 10.0 after said step. Alternatively, the second oxygen delignification step can be performed so that the resulting pulp has a final pH above 10.0. The pH is regulated by the alkali used in the step.
Företrädesvis görs en ny alkalitillsättning till det andra syredelignifieringssteget.Preferably, a new alkali addition is made to the second oxygen delignification step.
Det är dock även möjligt att göra hela alkalitillsättningen till det första syredelignifieringssteget och att utföra det andra syredelignifieringssteget i närvaro av det alkali som satts till det första syredelignifieringssteget. I detta fall förekommer inget tvättsteg mellan delignifieringsstegen. Karbonat, hydroxid eller både karbonat och hydroxid kan användas i det andra syredelignifleringssteget beroende på det önskade pH-värdet i den resulterande massan.However, it is also possible to make the entire alkali addition to the first oxygen delignification step and to perform the second oxygen delignification step in the presence of the alkali added to the first oxygen delignification step. In this case, there is no washing step between the delignification steps. Carbonate, hydroxide or both carbonate and hydroxide can be used in the second oxygen delignification step depending on the desired pH of the resulting pulp.
Det faktum att processen enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar tvà separata syredelignifieringssteg underlättar användningen av ett lågt pH-värde i det första syredelignifieringssteget. Det relativt låga pH-värdet minimerar upplösningen av kiseldioxid under det första steget som i sin tur möjliggör återvinning av filtratet såsom nämnts ovan. Filtratet kan till exempel användas såsom tvättvätska i ett föregående tvättsteg.The fact that the process according to an embodiment of the present invention comprises two separate oxygen delignification steps facilitates the use of a low pH value in the first oxygen delignification step. The relatively low pH value minimizes the dissolution of silica during the first step, which in turn enables the recovery of the filtrate as mentioned above. The filtrate can be used, for example, as a washing liquid in a previous washing step.
Dessutom kan det totala utsläppet av COD till en extern recipient reduceras, jämfört med en konventionell process som enbart utnyttjar ett IS 20 25 30 534 B35 6 syredelignifieringssteg i vilken natriumhydroxid används såsom alkalitillsättning, beroende på möjligheten att återvinna filtrat.In addition, the total emission of COD to an external recipient can be reduced, compared to a conventional process which only uses an oxygen depletion step in which sodium hydroxide is used as an alkali addition, depending on the possibility of recovering the filtrate.
Användningen av ett lågt pH-värde under syredelignifiering av massan kan kräva en längre tidsperiod för syredelignifieringen än konventionella processer för att erhålla den önskade graden av delignifiering. I enlighet med en föredragen utföringsform av processen enligt uppfinningen utförs sålunda det första syredelignifieringssteget under åtminstone 150 min då processen innefattar endast ett enda syredelignifieringssteg. Då processen innefattar två syredelignifieringssteg bör den totala tiden för de första och andra syredelignifieringsstegen företrädesvis vara åtminstone 150 min.The use of a low pH value during oxygen delignification of the pulp may require a longer period of time for the oxygen delignification than conventional processes to obtain the desired degree of delignification. Thus, in accordance with a preferred embodiment of the process of the invention, the first oxygen delignification step is performed for at least 150 minutes as the process comprises only a single oxygen delignification step. As the process comprises two oxygen delignment steps, the total time for the first and second oxygen delignment steps should preferably be at least 150 minutes.
Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning utförs kokningen så att kokluten har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 11 efter kokningen. Den lösta mängden kiseldioxid under denna del av processen är därmed minimerad.According to a preferred embodiment of the present invention, the boiling is carried out so that the cooking liquor has a pH value equal to or less than 11 after the cooking. The dissolved amount of silica during this part of the process is thus minimized.
Enligt ännu en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning utförs kokning genom att impregnera finfördelat lignocellulosamaterial med reaktantkemikalier och värma det impregnerade lignocellulosamaterialet till en temperatur som är tillräcklig för delignifieringsreaktion med användning av värme som avges från kondensation av ett gasformigt organiskt ämne.According to yet another preferred embodiment of the present invention, boiling is performed by impregnating finely divided lignocellulosic material with reactant chemicals and heating the impregnated lignocellulosic material to a temperature sufficient for delignification reaction using heat emitted from condensation of a gaseous organism.
Massan som erhålls genom processen enligt föreliggande uppfinning kan enkelt blekas i enlighet med tidigare kända blekningsförfaranden för att erhålla en slutlig önskad ljushet. Till exempel kan massan underkastas blekningssekvenser innefattande klordioxidsteg, ozonesteg, extraktionssteg, och/eller peroxidsteg etc. Även om föreliggande process huvudsakligen har utvecklats för behandling av icke-vedmaterial som ofta har höga kiseldioxidhalter, så som de ettåriga växterna halm , bagass och bambu, kan den även användas för andra typer av lignocellulosamaterial som innehåller stora mängder kiseldioxid, dvs över 0,5 % SiOz.The pulp obtained by the process of the present invention can be easily bleached in accordance with prior art bleaching methods to obtain a final desired brightness. For example, the pulp may be subjected to bleaching sequences including chlorine dioxide steps, ozone steps, extraction steps, and / or peroxide steps, etc. Although the present process has been mainly developed for treating non-wood materials which often have high silica levels, such as it is also used for other types of lignocellulosic materials that contain large amounts of silica, ie over 0.5% SiO 2.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGÅRNÅ Figur 1 illustrerar schematiskt en process för att producera en massa i enlighet med känd teknik.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURE Figure 1 schematically illustrates a process for producing a pulp in accordance with the prior art.
Figur 2 illustrerar schematiskt en process för att producera en massa i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning. 534 B85 7 Figur 3 visar Iösligheten av kiseldioxid vid olika pH-värden och olika temperaturer.Figure 2 schematically illustrates a process for producing a pulp in accordance with an embodiment of the present invention. 534 B85 7 Figure 3 shows the solubility of silica at different pH values and different temperatures.
Figur 4 visar kappatalet, som en funktion av den totala tillsatta mängden natriumkarbonat, erhållet efter syredelignifiering i en laboratorieprovning på en halmbaserad massa enligt tre olika utföringsformer av uppfinningen.Figure 4 shows the kappa number, as a function of the total amount of sodium carbonate added, obtained after oxygen delignification in a laboratory test on a straw-based pulp according to three different embodiments of the invention.
DETALJERAD BESKRIVNING Processen kommer att beskrivas ytterligare med hänvisning till de tillhörande ritningarna. Det bör dock påpekas att uppfinningen inte är begränsad till de utföringsformer som beskrivs nedan och framgår av ritningarna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.DETAILED DESCRIPTION The process will be further described with reference to the accompanying drawings. It should be noted, however, that the invention is not limited to the embodiments described below and appears from the drawings, but may be modified within the scope of the appended claims.
Processen för att producera en pappersmassa i enlighet med föreliggande uppfinning innefattar stegen att koka ett Iignocellulosamaterial som innehåller åtminstone 0,5 % SiOz till en kemisk massa följt av tvättning, och underkasta den kokta massan ett första syredelignifieringssteg i vilken alkali tillsätts så att massan har ett pH-värde som är 10,0 eller lägre efter nämnda steg, företrädesvis har massan ett pH-värde som är lägre än 10,0 efter nämnda steg. Det relativt låga pH- värde som används under delignifieringssteget minimerar den lösta mängden kiseldioxid under syredelignifieringen.The process for producing a pulp in accordance with the present invention comprises the steps of boiling an lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO 2 to a chemical pulp followed by washing, and subjecting the cooked pulp to a first oxygen delignification step in which alkali is added so that the pulp has a pH value which is 10.0 or lower after said step, preferably the pulp has a pH value lower than 10.0 after said step. The relatively low pH value used during the delignification step minimizes the amount of silica dissolved during the oxygen delignification.
I enlighet med en föredragen utföringsform används karbonat såsom alkali i det första syredelignifieringssteget. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men är företrädesvis valt bland Li-, Na- och K-karbonater eller blandningar därav. Hellre är karbonatet natriumkarbonat. Alternativt kan hydroxid, eller en blandning av karbonat och hydroxid, användas såsom alkali i nämnda första syredelignifieringssteg om det används i en sådan liten mängd att pH-värdet hos massan efter nämnda steg är lika med eller mindre än 10,0.In accordance with a preferred embodiment, carbonate is used as the alkali in the first oxygen delignification step. The carbonate may be any suitable alkaline carbonate, but is preferably selected from Li, Na and K carbonates or mixtures thereof. Preferably, the carbonate is sodium carbonate. Alternatively, hydroxide, or a mixture of carbonate and hydroxide, may be used as the alkali in said first oxygen depletion step if used in such a small amount that the pH of the pulp after said step is equal to or less than 10.0.
Att utföra syredelignifiering vid ett lågt pH-värde såsom i enlighet med föreliggande uppfinning reducerar den grad av delignifiering som kan erhållas i ett sådant steg jämfört med konventionella processer om processerna utförs under samma betingelser, så som tid, temperatur och tryck. Om tiden och/eller trycket ökas är det dock möjligt att uppnå ett tillräckligt lågt kappatal hos massan så att den är lämplig för slutblekningsprocesser, dvs ett kappatal av cirka 8-14. Till exempel i en konventionell process utförs delignifieringssteget i typiska fall under 20 25 30 534 B85 8 cirka 80-100 min och så att massan har ett pH-värde av cirka 10,5-11. Då syredelignifieringen utförs i enlighet med föreliggande uppfinning, dvs så att massan har ett slutligt pH-värde av 10,0 eller lägre efter det första syredelignifieringssteget, bör dock syredelignifiering företrädesvis utföras under åtminstone 150 min, lämpligen 150-200 min, för att uppnå tillräcklig delignifiering av massan.Performing oxygen delignification at a low pH value as in accordance with the present invention reduces the degree of delignification that can be obtained in such a step compared to conventional processes if the processes are performed under the same conditions, such as time, temperature and pressure. If the time and / or pressure is increased, however, it is possible to achieve a sufficiently low kappa number of the pulp so that it is suitable for final bleaching processes, ie a kappa number of about 8-14. For example, in a conventional process, the delignification step is typically performed for about 80-100 minutes and so that the pulp has a pH of about 10.5-11. However, when the oxygen delignment is carried out in accordance with the present invention, i.e. so that the pulp has a final pH of 10.0 or less after the first oxygen delignification step, oxygen delignment should preferably be performed for at least 150 minutes, preferably 150-200 minutes, to achieve sufficient delignition of the mass.
Enligt en utföringsform av processen enligt uppfinnlngen underkastas massan ett andra syredelignifieringssteg efter det första syredelignifieringssteget.According to one embodiment of the process according to the invention, the pulp is subjected to a second oxygen delignification step after the first oxygen delignification step.
Massan kan valfritt tvättas mellan det första och det andra syredelignifieringssteget. Filtratet som erhålls i ett sådan tvättsteg kan återvinnas, och sålunda kan miljöpåverkan av processen reduceras ytterligare. Det antas att graden av delignifiering skulle kunna förbättras om ett tvättsteg inkluderas mellan det första och andra syredelignifieringsstegen. lnkludering av ett tvättsteg ökar dock investeringskostnaden för anläggningen och tvättsteget kan därför utelämnas om så önskas.The pulp can optionally be washed between the first and the second oxygen delignification step. The filtrate obtained in such a washing step can be recycled, and thus the environmental impact of the process can be further reduced. It is believed that the degree of delignition could be improved if a washing step is included between the first and second oxygen delignment steps. However, the inclusion of a washing step increases the investment cost for the plant and the washing step can therefore be omitted if desired.
När processen används för relativt låga produktionsvolymer av en massa, så som upp till cirka 300 t/d, kan det vara tillräcklig “ned endast ett enda syredelignifieringssteg. Användning av ett enda syredelignifieringssteg håller investeringskostnaden för anläggningen låg eftersom bara ett torn behövs. Vid relativt höga produktionsvolymer av massa skulle dock det torn i vilket syredelignifieringen ska genomföras behöva vara mycket högt och sålunda skulle en process som innefattar två syredelignifieringssteg vara att föredra. Skillnaden mellan en process som endast utnyttjar ett syredelignifieringssteg och en process som utnyttjar två syredelignifieringssteg, förutom antalet torn, är att en ny alkalitillsättning kan göras i det andra syredelignifieringssteget. En process som innefattar två syredelignifieringssteg skulle ha väsentligen samma kemikaliekostnad, om inget tvättsteg genomförs mellan de båda syredelignifieringsstegen, som en process som endast har ett enda syredelignifieringssteg. När ett tvättsteg är inkluderat mellan de båda syredelignifieringsstegen skulle kemikaliekostnaden för alkali vara väsentligen densamma, men kemikaliekostnaden för syre skulle vara högre jämfört med processen med endast ett enda syredelignifieringssteg.When the process is used for relatively low production volumes of a pulp, such as up to about 300 t / d, only a single oxygen delignment step may be sufficient. The use of a single oxygen delignment step keeps the investment cost of the plant low as only one tower is needed. With relatively high production volumes of pulp, however, the tower in which the oxygen delignification is to be carried out would need to be very high and thus a process involving two oxygen delignification steps would be preferable. The difference between a process that uses only one oxygen delignment step and a process that uses two oxygen delignment steps, in addition to the number of towers, is that a new alkali addition can be made in the second oxygen delignment step. A process involving two oxygen delignment steps would have substantially the same chemical cost, if no washing step is performed between the two oxygen delignment steps, as a process having only a single oxygen delignification step. When a washing step is included between the two oxygen delignment steps, the chemical cost of alkali would be substantially the same, but the chemical cost of oxygen would be higher compared to the process of only a single oxygen delignment step.
Dessutom kan graden av delignifiering under vissa betingelser vara otillräcklig för att underkasta massan kostnadseffektiva slutblekningsprocesser om 20 25 30 534 885 9 endast ett enda syredelignifieringssteg genomförs. Detta kan till exempel vara fallet om det första syredelignifieringssteget utförs vid normala tryck, så som cirka 0,5 MPa, eller under konventionella tidsperioder, så som 80-100 min. lnkorporeringen av ett andra syredelignifieringssteg är fördelaktigt även i sådana fall. Det andra syredelignifieringssteget är då anpassat för att uppnå det önskade kappatalet för massan för att göra massan lämplig för slutblekningsprocesser, dvs ett kappatal av 8-14.In addition, the degree of delignification under certain conditions may be insufficient to subject the pulp to cost-effective final bleaching processes if only a single oxygen delignification step is performed. This may be the case, for example, if the first oxygen delignment step is performed at normal pressures, such as about 0.5 MPa, or during conventional time periods, such as 80-100 minutes. The incorporation of a second oxygen delignification step is advantageous even in such cases. The second oxygen delignification step is then adapted to achieve the desired kappa number for the pulp to make the pulp suitable for final bleaching processes, i.e. a kappa number of 8-14.
När processen enligt föreliggande uppfinning innefattar två syredelignifieringssteg, behöver inte hela mängden alkali nödvändigtvis sättas till det första syredelignifieringssteget. Istället kan en andra alkalitillsättning göras till det andra syredelignifieringssteget. Då processen enligt föreliggande uppfinning innefattar två syredelignifieringsetapper utan något mellanliggande tvättsteg och syredelignifieringsstegen utförs under ett högt tryck kan det dock i vissa fall vara svårt att göra en tillsättning av alkali till det andra syredelignifieringssteget. l ett sådant fall kan naturligtvis hela mängden alkali som krävs för processen sättas till det första syredelignifieringssteget.When the process of the present invention comprises two oxygen delignment steps, the whole amount of alkali need not necessarily be added to the first oxygen delignment step. Instead, a second alkali addition can be made to the second oxygen delignification step. However, since the process of the present invention involves two oxygen depletion stages without any intermediate washing step and the oxygen delignification steps are performed under a high pressure, it may in some cases be difficult to make an addition of alkali to the second oxygen degeneration step. In such a case, of course, the entire amount of alkali required for the process can be added to the first oxygen delignification step.
Då processen innefattar två syredelignifieringssteg bör stegen företrädesvis genomföras under en total tidsperiod av åtminstone 150 min, lämpligen 150-200 min, eftersom det relativt låga pH-värde som används åtminstone i det första syredelignifieringssteget kan kräva en längre tidsperiod för att erhålla den önskade graden av delignifiering.Since the process comprises two oxygen delignification steps, the steps should preferably be performed for a total time period of at least 150 minutes, preferably 150-200 minutes, since the relatively low pH used in at least the first oxygen delignification step may require a longer period of time to obtain the desired degree of delinquency.
Figur 2 illustrerar en utföringsform av processen för att producera en pappersmassa enligt uppfinningen. Lignocellulosamaterial kokas 10 för att bilda en massa som tvättas i en första tvätt 11. Filtratet från den första tvätten 11 överförs till en àtervinningsprocess, vilket illustreras med pilen 17.Figure 2 illustrates an embodiment of the process for producing a pulp according to the invention. Lignocellulose material is boiled to form a mass which is washed in a first wash 11. The filtrate from the first wash 11 is transferred to a recovery process, as illustrated by the arrow 17.
Efter att massan har tvättats underkastas den ett första syredelignifieringssteg 12 i vilket alkalitillsättning görs så att pH-värdet är lika med eller mindre än 10,0. Massan tvättas därefter i en andra tvätt 13. Filtratet från den andra tvätten 13 återanvänds i processen såsom tvättvätska iden första tvätten och överförs sålunda fràn den andra tvätten 13 till den första tvätten 11, såsom illustreras med pilen 18.After the pulp has been washed, it is subjected to a first oxygen delignification step 12 in which alkali addition is made so that the pH value is equal to or less than 10.0. The pulp is then washed in a second wash 13. The filtrate from the second wash 13 is reused in the process as a washing liquid in the first wash and is thus transferred from the second wash 13 to the first wash 11, as illustrated by the arrow 18.
Massan underkastas därefter ett andra syredelignifieringssteg 14 och tvättas i en tredje tvätt 15. Färskvatten används i den tredje tvätten 15 och matas därför till nämnda tvätt såsom illustreras med pilen 19. 20 534 B35 10 Ifall natriumhydroxid har använts såsom alkali i det andra syredelignifieringssteget 14 kommer pH-värdet hos massan att vara så högt att en påtaglig mängd kiseldioxid kan ha lösts upp. l sådant fall överförs lämpligen det alkaliska filtratet från den tredje tvätten till en avloppsledning, såsom illustreras med pilen 20. Ifall en svagare alkalitillsättning har gjorts är dock upplösningen av kiseldioxid minimerad och filtratet kan därför lämpligen överföras till den andra tvätten 13, såsom illustreras med pilen 21, för att återanvändas såsom tvättvätska i nämnda tvätt 13. Om filtratet från den tredje tvätten 15 inte kan återanvändas i den andra tvätten 13 förses den andra tvätten med färskvatten eller ett kondensat från slutblekningsprocessen, såsom illustreras med pilen 22.The pulp is then subjected to a second oxygen delignment step 14 and washed in a third wash 15. Fresh water is used in the third wash 15 and is therefore fed to said wash as illustrated by the arrow 19. If sodium hydroxide has been used as alkali in the second oxygen delignment step 14, The pH of the pulp to be so high that a significant amount of silica may have dissolved. In such a case, the alkaline filtrate from the third wash is suitably transferred to a sewer line, as illustrated by the arrow 20. If a weaker alkali addition has been made, however, the dissolution of silica is minimized and the filtrate can therefore suitably be transferred to the second wash 13, as illustrated by the arrow 21, to be reused as washing liquid in said wash 13. If the filtrate from the third wash 15 cannot be reused in the second wash 13, the second wash is provided with fresh water or a condensate from the final bleaching process, as illustrated by the arrow 22.
När massan har tvättats i den tredje tvätten 15 kan massan underkastas slutblekning i enlighet med tidigare kända förfaranden för att uppnå den slutliga önskade ljusheten. Enbart det första steget av en sådan slutblekningsprocess illustreras i Figur 2, i vilken slutblekningssekvensen till exempel börjar med ett D0- steg 16. Do-steget är enbart ett exempel på ett initialt steg av en slutblekningssekvens och det kommer enkelt att framgå för fackmannen att slutblekningssekvensen istället kan börja med ett annat slags blekningssteg.Once the pulp has been washed in the third wash, the pulp can be subjected to final bleaching according to prior art methods to achieve the final desired brightness. Only the first step of such a final bleaching process is illustrated in Figure 2, in which the final bleaching sequence begins, for example, with a D0 step 16. The Do step is only an example of an initial step of a final bleaching sequence and it will be readily apparent to those skilled in the art that the final bleaching sequence instead can start with another kind of bleaching step.
Kokning av lignocellulosamaterialet kan till exempel göras med ett konventionellt sodakokningsförfarande, företrädesvis följt av ett processsteg för avskiljning av kiseldioxid från avluten. Dock kan kokning även med fördel utföras med hjälp av vilket som helst tidigare känt alkaliskt kokningsförfarande som resulterar i en koklut som har ett pH-värde som är lika med eller mindre än 11.Boiling of the lignocellulosic material can be done, for example, by a conventional soda cooking process, preferably followed by a process step for separating silica from the liquor. However, boiling can also be advantageously carried out by means of any previously known alkaline cooking process which results in a cooking liquor having a pH value equal to or less than 11.
Enligt en föredragen utföringsforrn av processen enligt föreliggande uppfinning kokas ràvaran med användning av ett kokningsförfarande i vilket finfördelat lignocellulosamaterial impregneras med reaktantkemikalier och hettas därefter upp till en lämplig reaktionstemperatur med användning av värme som avges genom kondensation av ett gasformigt ämne. lmpregneringen kan till exempel utföras genom att sänka ned materialet i en lösning som innehåller kemikalierna, följt av avskiljning av överskottsvätska.According to a preferred embodiment of the process of the present invention, the raw material is boiled using a cooking process in which distributed lignocellulosic material is impregnated with reactant chemicals and then heated to a suitable reaction temperature using heat given off by condensation of a gaseous substance. The impregnation can be carried out, for example, by immersing the material in a solution containing the chemicals, followed by separation of excess liquid.
Exempel på lösningar för lmpregnering av lignocellulosamaterialet är vattenlösningar av hydroxid, sulfid, sulfit, bisulfit, karbonat, svaveldioxid, antrakinon, aminer eller syror. Företrädesvis är lösningen en vattenlösning som innehåller karbonat, så som natriumkarbonat. lmpregneringen kan även utföras 20 25 30 534 B85 11 genom att bringa materialet i kontakt med gasformiga delignifierande ämnen, till exempel svaveldioxidgas.Examples of solutions for impregnating the lignocellulosic material are aqueous solutions of hydroxide, sul fi d, sul fi t, bisulphite, carbonate, sulfur dioxide, anthraquinone, amines or acids. Preferably, the solution is an aqueous solution containing carbonate, such as sodium carbonate. The impregnation can also be carried out by contacting the material with gaseous delignifying substances, for example sulfur dioxide gas.
Den värme som krävs för delignifieringsreaktionema tillhandahålls genom uppvärmning med ett gasformigt organiskt ämne, kondensering och avgivning av energi till det impregnerade lignocellulosamaterialet. Det gasformiga ämnet är inte nödvändigtvis i ett fullständigt gasformigt tillstånd utan kan innehålla varierande mängder ånga eller droppar. Exempel på lämpliga gasformiga ämnen är låg- alkylalkoholer, ketoner och aldehyder eller blandningar därav. Det gasformiga ämnet kan även innehålla vatten förutom det organiska ämnet. Enligt en föredragen utföringsform är det gasformiga organiska ämnet valt ur den grupp som består av metanol, etanol, propanol, butanol, aceton och godtycklig blandning därav, och eventuellt innehållande vatten. Innehållet av det organiska ämnet i kokvätskan bidrar ytterligare till den reducerade upplösningen av kiseldioxid.The heat required for the delignification reactions is provided by heating with a gaseous organic substance, condensing and releasing energy to the impregnated lignocellulosic material. The gaseous substance is not necessarily in a completely gaseous state but may contain varying amounts of vapor or droplets. Examples of suitable gaseous substances are lower alkyl alcohols, ketones and aldehydes or mixtures thereof. The gaseous substance may also contain water in addition to the organic substance. According to a preferred embodiment, the gaseous organic substance is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone and any mixture thereof, and optionally containing water. The content of the organic substance in the cooking liquid further contributes to the reduced dissolution of silica.
Enligt en utföringsfonn värms det impregnerade lignocellulosamaterialet upp till maximalt 200 °C. Företrädesvis värms lignocellulosamaterialet upp till 120- 200 °C.According to one embodiment, the impregnated lignocellulosic material is heated up to a maximum of 200 ° C. Preferably, the lignocellulosic material is heated to 120-200 ° C.
Kokningsförfarandet som beskrivits ovan är som sådant tidigare känt och beskrivet i detalj i WO 2006/103317, vilken härmed inkorporeras genom referens.The cooking process described above is as such previously known and described in detail in WO 2006/103317, which is hereby incorporated by reference.
Det har konstaterats att genom att använda det kokningsförfarande som beskrivits ovan på icke-vedmaterial som innehåller höga halter av kiseldioxid är mängden löst kiseldioxid väsentligt lägre jämfört med om ett konventionellt sodakokningsförfarande utnyttjas. Denna effekt är särskilt tydlig där natriumkarbonat används såsom en reaktantkemikalie vid impregnering av råvaran. För en icke-vedråvara, så som halm, kommer det kokningsförfarande som beskrivits ovan i typiska fall att resultera i en massa som har ett kappatal i storleksordningen cirka 25-30.It has been found that by using the cooking process described above on non-wood materials containing high levels of silica, the amount of dissolved silica is significantly lower compared to using a conventional soda cooking process. This effect is particularly evident where sodium carbonate is used as a reactant chemical in impregnating the raw material. For a non-wood raw material, such as straw, the cooking process described above will typically result in a pulp having a kappa number in the order of about 25-30.
Efter att lignocellulosan har kokats, tvättas och syredelignifleras den erhållna kemiska massan till ett kappatal som är lämpligt för efterföljande slutblekning av massan till en slutlig önskad ljushet, dvs ett kappatal av cirka 8-14.After the lignocellulose has been boiled, washed and oxygen-delignified, the resulting chemical pulp is formed into a kappa number suitable for subsequent final bleaching of the pulp to a final desired brightness, i.e. a kappa number of about 8-14.
Såsom nämnts ovan är föreliggande uppfinning baserad på principen att hålla pH-värdet hos massan så låg som möjligt under syredelignifieringen av massan. Figur 3 (ller, R.K, The chemistry of silica, 1979, sid 48) visar det inbördes förhållandet mellan lösligheten av amorf kiseldioxid och pH-värdet vid olika temperaturer. Det framgår av figuren att lösligheten av kiseldioxid beror starkt på 10 20 25 30 534 885 12 pH-värdet, och ökar med ökande pH-värde. Såsom visas i figuren ökar Iösligheten drastiskt vid ett pH-värde av cirka 10. Även om Figur 3 hänför sig till Iösligheten av kiseldioxid generellt och inte specifikt till betingelserna i en massa gäller förhållandet mellan Iösligheten av kiseldioxid och pH-värde också för betingelserna för en massa. Sålunda är det av stor betydelse att kontrollera pH- värdet hos massan för att kontrolla Iösligheten av kiseldioxid.As mentioned above, the present invention is based on the principle of keeping the pH of the pulp as low as possible during the oxygen delignification of the pulp. Figure 3 (ller, R.K., The chemistry of silica, 1979, page 48) shows the interrelationship between the solubility of amorphous silica and the pH at different temperatures. It appears from the att gure that the solubility of silica depends strongly on the pH value, and increases with increasing pH value. As shown in the figure, the solubility increases drastically at a pH of about 10. Although Figure 3 relates to the solubility of silica in general and not specifically to the conditions of a mass, the relationship between the solubility of silica and the pH value also applies to the conditions of a silica. pulp. Thus, it is of great importance to check the pH of the pulp to check the solubility of silica.
Det framgår tydligt av Figur 3 att Iösligheten av kiseldioxid även beror pà temperaturen. För att uppnå den nödvändiga delignifieringen av massan i ett syredelignifieringssteg måste dock temperaturen hållas vid en erforderlig minsta temperatur för att uppnå de önskade delignifieringsreaktionerna. Under en viss temperatur är dessutom syredelignifiering inte kostnadseffektiv eftersom den tar alltför lång tid. Därför bör temperaturen av delignifieringssteget/-stegen inte sänkas under den temperatur som generellt anses nödvändig inom det tekniska området för syredelignifiering av en massa.It is clear from Figure 3 that the solubility of silica also depends on the temperature. However, in order to achieve the necessary delignification of the pulp in an oxygen delignification step, the temperature must be maintained at a required minimum temperature in order to achieve the desired delignification reactions. In addition, below a certain temperature, oxygen delignification is not cost-effective because it takes too long. Therefore, the temperature of the delignification step (s) should not be lowered below the temperature generally considered necessary in the technical field for oxygen delignification of a pulp.
För att minimera upplösningen av kiseldioxid under syredelignifieringen av massan under det att en tillräcklig grad av delignifiering fortfarande åstadkoms skulle syredelignifieringen lämpligen kunna utföras i två separata syredelignifieringssteg, valfritt med ett mellanliggande tvättsteg, såsom diskuterats ovan.To minimize the dissolution of silica during the oxygen delignification of the pulp while still providing a sufficient degree of delignification, the oxygen delignment could conveniently be performed in two separate oxygen delignification steps, optionally with an intermediate washing step, as discussed above.
I det första syredelignifieringssteget görs en tillsättning av ett relativt svagt alkali så att massan har ett pH-värde av 10,0 eller lägre efter nämnda första syredellgnifieringssteg för en delignifiering som typiskt är i storleksordningen cirka 40-50 %. Syredelignifieringen kan företrädesvis utföras vid ett högt tryck, så som 0,6-1,2 MPa, företrädesvis 0,8-1,1 MPa. Tack vare det höga trycket är det möjligt att erhålla en önskad grad av delignifiering trots det svaga alkalit som används.In the first oxygen delignification step, a relatively weak alkali is added so that the pulp has a pH value of 10.0 or lower after said first oxygen delignification step for a delignification which is typically in the order of about 40-50%. The oxygen lignification can preferably be carried out at a high pressure, such as 0.6-1.2 MPa, preferably 0.8-1.1 MPa. Thanks to the high pressure, it is possible to obtain a desired degree of delignification despite the weak alkali used.
Karbonat används företrädesvis som alkalitillsättning under det första syredelignifieringssteget. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men är företrädesvis valt bland Li-, Na-, och K-karbonater eller blandningar därav. Helst används natriumkarbonat (NagCOg). Karbonat är en svagare bas än natriumhydroxid och massan kommer därför att ha ett lägre pH- värde jämfört med om natriumhydroxid används. Därmed är utlösningen av kiseldioxid i massan under detta steg minimerad och det filtrat som produceras kan recirkuleras till ett föregående tvättsteg, tex tvättsteget före det första syredelignifieringssteget. 10 20 30 534 E85 13 Användningen av karbonat i det första syredelignifieringssteget kan i typiska fall möjliggöra en delignifiering till ett kappavärde av cirka 17-21 vid genomförande under konventionella tidsperioder. så som 80-100 min. För att uppnå ett kappavärde som är lämpligt för slutlig blekning av massan, så som ett kappavärde av 8-14, kan ett andra syredelignifieringssteg sålunda i vissa fall genomföras, valfritt efter ett mellanliggande tvättsteg. Natriumhydroxid kan användas som alkali under det andra syredelignifieringssteget för att uppnå en tillräcklig delignifiering. Användning av natriumhydroxid kommer att ge ett slutligt pH-värde på massan som är högre än om natriumkarbonat används, i typiska fall ett pH-värde i intervallet 10,5-11.Carbonate is preferably used as an alkali additive during the first oxygen delignification step. The carbonate may be any suitable alkaline carbonate, but is preferably selected from Li-, Na-, and K-carbonates or mixtures thereof. Sodium carbonate (NagCO 3) is preferably used. Carbonate is a weaker base than sodium hydroxide and the pulp will therefore have a lower pH value compared to if sodium hydroxide is used. Thus, the release of silica in the pulp during this step is minimized and the filtrate produced can be recycled to a previous washing step, eg the washing step before the first oxygen delignification step. 10 20 30 534 E85 13 The use of carbonate in the first oxygen delignification step can typically enable a delignification to a coat value of about 17-21 when carried out during conventional time periods. such as 80-100 min. Thus, in order to achieve a coat value suitable for final bleaching of the pulp, such as a coat value of 8-14, a second oxygen delignment step may be performed in some cases, optionally after an intermediate washing step. Sodium hydroxide can be used as an alkali during the second oxygen delignification step to achieve a sufficient delignification. The use of sodium hydroxide will give a final pH of the pulp which is higher than if sodium carbonate is used, typically a pH in the range 10.5-11.
Kiseldioxid kommer att lösas upp under det andra syredelignifieringssteget, då natriumhydroxid används som alkali, till följd av det höga pH-värdet hos massan. Det filtrat som produceras från detta steg är därför olämpligt för återvinning och överförs följaktligen lämpligen till extern rening.Silica will dissolve during the second oxygen delignification step, when sodium hydroxide is used as the alkali, due to the high pH of the pulp. The filtrate produced from this step is therefore unsuitable for recovery and is consequently suitably transferred to external purification.
Det är även möjligt att utnyttja en blandning av natriumhydroxid och karbonat, eller enbart karbonat, som alkali under den andra syredelignifieringssteget. Karbonatet kan vara godtyckligt lämpligt alkaliskt karbonat, men företrädesvis används natríumkarbonat. Användningen av en blandning av natriumhydroxid och karbonat, eller enbart karbonat, kommer att orsaka ett nàgot lägre pH-värde hos filtratet, i typiska fall ett pH-värde som är lika med eller mindre än 10,0, jämfört med om enbart natriumhydroxid används, och sålunda en lägre utlösning av kiseldioxid. Dessutom kommer detta att i vissa fall resultera i en grad av delignifiering som är lägre än om enbart natriumhydroxid används om det andra syredelignifieringssteget utförs under konventionella processparametrar, så som en tid av 80-100 min och ett tryck av cirka 0,5 MPa.It is also possible to use a mixture of sodium hydroxide and carbonate, or carbonate alone, as the alkali during the second oxygen delignification step. The carbonate may be any suitable alkaline carbonate, but sodium carbonate is preferably used. The use of a mixture of sodium hydroxide and carbonate, or carbonate alone, will cause a slightly lower pH of the filtrate, typically a pH equal to or less than 10.0, compared to if sodium hydroxide alone is used. and thus a lower release of silica. In addition, in some cases this will result in a degree of delignification which is lower than if only sodium hydroxide is used if the second oxygen delignification step is carried out under conventional process parameters, such as a time of 80-100 minutes and a pressure of about 0.5 MPa.
Om tiden och/eller trycket ökas kan dock ett kappatal lämpligt för slutblekning enkelt åstadkommas. Dessutom kan filtratet återvinnas när ett lägre pH-värde används.However, if the time and / or pressure is increased, a kappa number suitable for final bleaching can be easily achieved. In addition, the filtrate can be recovered when a lower pH value is used.
Delignifieringssteget eller -stegen utförs vid en temperatur som är tillräcklig för att delignifieringsreaktionerna ska ske vid en godtagbar hastighet.The delignification step or steps are performed at a temperature sufficient for the delignification reactions to take place at an acceptable rate.
Dock hålls temperaturen företrädesvis pà en nivå som minimerar upplösningen av kiseldioxid. Därför kan de första och/eller andra syredelignifieringsstegen lämpligen utföras vid en temperatur av 80-130 °C, företrädesvis 90-105 °C. 20 30 534 885 14 Enligt en alternativ utföringsform utförs det första syredelignifieringssteget vid en något lägre temperatur än den andra syredelignifieringen för att minimera upplösningen av kiseldioxid i den första syredelignifieringssteget. Detta är speciellt lämpligt ifall natriumhydroxid används som alkali i det andra syredelignifieringssteget eftersom kiseldioxid kommer att lösas upp under det andra steget och temperaturen därför kan vara högre för att reducera den tid som krävs för nämnda steg. Till exempel kan det första syredelignifieringssteget utföras vid en temperatur av cirka 85-100 °C och det andra syredelignifieringssteget kan utföras vid en temperatur av cirka 100-115 °C.However, the temperature is preferably kept at a level that minimizes the dissolution of silica. Therefore, the first and / or second oxygen delignment steps may conveniently be carried out at a temperature of 80-130 ° C, preferably 90-105 ° C. According to an alternative embodiment, the first oxygen delignification step is performed at a slightly lower temperature than the second oxygen delignification step to minimize the dissolution of silica in the first oxygen delignification step. This is especially suitable if sodium hydroxide is used as the alkali in the second oxygen delignification step because silica will dissolve during the second step and the temperature may therefore be higher to reduce the time required for said step. For example, the first oxygen depletion step may be performed at a temperature of about 85-100 ° C and the second oxygen depletion step may be performed at a temperature of about 100-115 ° C.
Efter syredelignifiering kan massan underkastas slutblekningsprocesseri enlighet med konventionella tekniker, såsom blekningssekvenser innefattande etapper med användning gav klordioxid, ozon, peroxid eller liknande, för att uppnå en slutlig önskad ljushet.After oxygen delignification, the pulp can be subjected to final bleaching process in accordance with conventional techniques, such as bleaching sequences comprising stages using chlorine dioxide, ozone, peroxide or the like, to achieve a final desired brightness.
Processen enligt föreliggande uppfinning övervinner de hinder som finns genom närvaron av kiseldioxid eftersom den säkerställer att det mesta av kiseldioxiden som finns i råvaran löses ut, om alls, enbart vid ett sent steg av processen. Då processen innefattar två syredelignifieringssteg möjliggör processen recirkulation av filtratet från åtminstone tvättsteget efter det första syredelignifieringssteget. Belastningen på återvinningsprocessen är dessutom märkbart reducerad jämfört med tidigare kända processer för att producera en massa från icke-vedràvara.The process of the present invention overcomes the obstacles created by the presence of silica because it ensures that most of the silica present in the raw material is released, if at all, only at a late stage of the process. As the process comprises two oxygen delignment steps, the process enables recirculation of the filtrate from at least the washing step after the first oxygen delignment step. The load on the recycling process is also noticeably reduced compared to previously known processes for producing a pulp from non-wood raw material.
Till exempel har det observerats att användning av det kokningsförfarande som innefattar impregnering av råvaran och uppvärmning med användning av ett gasformigt ämne, följt av ett enda syredelignifieringssteg i vilken natriumhydroxid används såsom alkali, resulterar i cirka 33 % löst kiseldioxid vid pH 10,9. En sådan hög halt av kiseldioxid kommer att märkbart försämra återvinningsprocessen. Genom att använda samma kokningsförfarande följt av två separata syredelignifieringssteg i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning kan dock filtratet från det första syredelignifieringssteget återanvändas i det föregående tvättsteget. Dessutom reduceras alstringen av COD ifiltratet från det andra syredelignifieringssteget märkbartjämfört med den process som innefattar enbart ett syredelignifieringssteg med användning av natriumhydroxid som alkali. 15 20 25 30 534 B35 15 Processen enligt föreliggande uppfinning är huvudsakligen utvecklad för råvaror av lignocellulosamaterial som innehåller höga halter av kiseldioxid, så som icke-vedråvaror (som också är kända såsom ettåriga växter). Exempel på sådana råvaror är halm, bagass, vass och bambu. Dock kan processen även användas för andra typer av råvara av lignocellulosamaterial som innehåller stora mängder kiseldioxid.For example, it has been observed that using the cooking process which involves impregnating the raw material and heating using a gaseous substance, followed by a single oxygen delignification step in which sodium hydroxide is used as alkali, results in about 33% dissolved silica at pH 10.9. Such a high content of silica will significantly impair the recycling process. However, by using the same cooking procedure followed by two separate oxygen delignification steps in accordance with an embodiment of the present invention, the filtrate from the first oxygen delignification step can be reused in the previous washing step. In addition, the generation of the COD filtrate from the second oxygen delignification step is markedly reduced compared to the process which involves only one oxygen delignification step using sodium hydroxide as the alkali. The process of the present invention is mainly developed for raw materials of lignocellulosic materials which contain high levels of silica, such as non-wood raw materials (which are also known as annuals). Examples of such raw materials are straw, bagasse, reeds and bamboo. However, the process can also be used for other types of raw material of lignocellulosic material that contain large amounts of silica.
Av den sålunda beskrivna uppfinningen kommer det att vara uppenbart att uppfinningen kan varieras på många sätt. Sådana variationer ska inte betraktas såsom awikelser från andemeningen hos och omfattningen av uppfinningen, och alla sådana modifieringar som skulle vara självklara för en fackman är avsedda för inkluderíng inom ramen för de bifogade patentkraven.From the invention thus described, it will be apparent that the invention may be varied in many ways. Such variations are not to be construed as deviations from the spirit and scope of the invention, and all such modifications as would be obvious to one skilled in the art are intended to be included within the scope of the appended claims.
EXPERIMENTELLA DATA 1 Laboratorieprovningar utfördes på en massa som hade kokats till ett kappavärde av 32,6. Massan innehöll 16,4 g/kg kiseldioxid.EXPERIMENTAL DATA 1 Laboratory tests were performed on a mass which had been boiled to a kappa value of 32.6. The pulp contained 16.4 g / kg of silica.
Massan underkastades fyra olika syredelignifieringssteg, Fall 1 till 4, med olika tillsatser av alkali följt av efterföljande tvättning. l alla fallen utfördes syredelignifiering under 90 min och vid ett tryck av 1,0 MPa. Det alkali som användes och mängden därav liksom det erhållna slutliga pH-värdet hos massan är specificerade i Tabell 2. Det genom de olika syredelignifieringsstegen uppnådda kappatalet, dvs Fall 1 till 4, liksom mängden kiseldioxid i massan och i filtratet från tvättningen, är också specificerade i Tabell 2.The pulp was subjected to four different oxygen delignification steps, Cases 1 to 4, with various additions of alkali followed by subsequent washing. In all cases, oxygen delignification was performed for 90 minutes and at a pressure of 1.0 MPa. The alkali used and the amount thereof as well as the final pH value of the pulp obtained are specified in Table 2. The kappa number obtained by the various oxygen delignification steps, ie Cases 1 to 4, as well as the amount of silica in the pulp and in the filtrate from the wash, are also specified. in Table 2.
Resultaten av Fall 1, vilket utgör en referensprocess, visade att massan delignifierades till ett kappavärde av 12,5 med tillsatsen av 30 kg NaOH/odt, vilket resulterade i ett pH-värde av 10,6. Detta orsakade 5,3 g/kg kiseldioxid i filtratet.The results of Case 1, which is a reference process, showed that the pulp was delignified to a kappa value of 12.5 with the addition of 30 kg NaOH / odt, which resulted in a pH value of 10.6. This caused 5.3 g / kg of silica in the filtrate.
I Fall 2, där 30 kg Na2CO3 användes, var dock pH-värdet hos massan 8,8, och kiseldioxiden i filtratet var väsentligt lägre. Kappavärdet reducerades till 17,9 i detta fall.In Case 2, where 30 kg of Na 2 CO 3 were used, however, the pH of the pulp was 8.8, and the silica in the filtrate was significantly lower. The cap value was reduced to 17.9 in this case.
Sålunda är det klart att en avsevärd delignifiering uppnås även i det fall då natriumkarbonat såsom alkali används under syredelignifieringen. Dock är det uppnådda kappatalet fortfarande för högt för att göra massan lämplig att underkastas en kostnadseffektiv och miljövänlig slutblekningsprocess. Därför kan massan lämpligen även underkastas ett andra syredelignifieringssteg eller så skulle det första syredelignifieringssteget kunna utföras under en längre tidsperiod. 20 25 534 B85 16 Fall 3 och 4, i vilka både natriumhydroxid och natriumkarbonat användes, visade liknande resultat som när enbart natriumkarbonat används, dvs Fall 2.Thus, it is clear that a considerable delignification is achieved even in the case where sodium carbonate such as alkali is used during the oxygen delignment. However, the kappa number achieved is still too high to make the pulp suitable to be subjected to a cost-effective and environmentally friendly final bleaching process. Therefore, the pulp may suitably also be subjected to a second oxygen delignification step or the first oxygen delignification step could be performed for a longer period of time. Cases 3 and 4, in which both sodium hydroxide and sodium carbonate were used, showed similar results as when only sodium carbonate is used, i.e. Case 2.
Sålunda är det klart att det också är möjligt att utföra syredelignifieringen i närvaro av både natriumhydroxid och natriumkarbonat under det att en märkbart lägre halt av kiseldioxid ifiltratet uppnås jämfört med om enbart natriumhydroxid används.Thus, it is clear that it is also possible to carry out the oxygen delignification in the presence of both sodium hydroxide and sodium carbonate while achieving a markedly lower content of silica in the filtrate compared to if only sodium hydroxide is used.
Sammanfattningsvis visar provningsresultaten att det är möjligt att mer än halvera mängden kiseldioxid ifiltratet genom att reducera pH-värdet hos massan från 10,6 till 8,8.In summary, the test results show that it is possible to more than halve the amount of silica in the filtrate by reducing the pH of the pulp from 10.6 to 8.8.
Tabell 2 Fall NaOH Na2CO3 Slutligt Kappatal Kiseldioxid Kiseldioxid Kiseldioxid kg/odt kg/odt pH- i massa i filtrat totalt värde le/ksl [sa/kg] lg/kgl 1 30 10,6 12,5 11,4 5,3 16,7 2 30 8,8 17,9 15 2,3 17,3 3 5 15 8,8 18,1 14,2 2,5 16,7 4 10 10 9,3 17,3 14,1 2,1 16,2 Dessutom undersöktes mängden COD i filtratet. l det fall syredelignifieringen genomfördes i enlighet med Fall 1 specificerat i Tabell 2 innefattade filtratet cirka 91 kg/odt COD för en reduktion av kappatalet av 20.Table 2 Cases NaOH Na2CO3 Final Kappatal Silica Silica Silica kg / od kg / od pH- in mass in filtrate total value le / ksl [sa / kg] lg / kgl 1 30 10.6 12.5 11.4 5.3 16 , 7 2 30 8.8 17.9 15 2.3 17.3 3 5 15 8.8 18.1 14.2 2.5 16.7 4 10 10 9.3 17.3 14.1 2.1 16.2 In addition, the amount of COD in the filtrate was examined. In the case where the oxygen delignment was carried out in accordance with Case 1 specified in Table 2, the filtrate comprised about 91 kg / od COD for a reduction of the kappa number of 20.
I det fall syredelignifieringen genomfördes i enlighet med Fall 2 innefattade dock filtratet cirka 68 kg/odt COD för en reduktion av kappatalet av cirka 15. I enlighet med föreliggande uppfinning kan nämnda filtrat lämpligen återvinnas och sålunda kommer total COD till recipient hos processen enligt uppfinningen att vara märkbart lägre än när det gäller känd teknik.However, in the case of oxygen delignification carried out in accordance with Case 2, the filtrate comprised about 68 kg / od COD for a reduction of the kappa number of about 15. In accordance with the present invention, said filtrate can be conveniently recovered and thus total COD to recipient of the process according to the invention be noticeably lower than in the case of prior art.
Baserat på resultaten ovan är det möjligt att uppskatta COD per deltakappa till cirka 4,5. Såsom tidigare diskuterats kan processen enligt en utföringsform innefatta ett andra syredelignifieringssteg efter det första syredelignifieringssteget. Vid genomförandet av det andra syredelignifieringssteget för att uppnå ett deltakappa av 6 kan COD i filtratet därför uppskattas till cirka 27 kg/odt med användning av det uppskattade COD/deltakappa av 4,5. Den önskade 20 25 30 534 B85 17 reduktlonen av kappatal i det andra syredelignifieringssteget kan enkelt regleras genom tillsats av en lämplig mängd alkali under detta steg. lfall det andra syredelignifieringssteget utförs med användning av enbart natriumhydroxid kommer sålunda pH-värdet hos massan efter nämnda steg att vara över 10. I sådant fall kan COD i filtratet som överförs till recipient uppskattas till cirka 27 kg/odt. Filtratet skulle inte vara lämpligt för återvinning eftersom det högst troligt kommer att ha hög kiseldioxidhalt.Based on the results above, it is possible to estimate COD per participant coat at approximately 4.5. As previously discussed, the process according to one embodiment may comprise a second oxygen delignification step after the first oxygen delignification step. Therefore, in carrying out the second oxygen delignification step to achieve a delta coat of 6, the COD in the filtrate can be estimated at about 27 kg / odt using the estimated COD / delta coat of 4.5. The desired reduction of kappa number in the second oxygen delignification step can be easily controlled by adding an appropriate amount of alkali during this step. Thus, if the second oxygen delignification step is performed using only sodium hydroxide, the pH of the pulp after said step will be above 10. In such a case, the COD in the filtrate transferred to the recipient can be estimated at about 27 kg / od. The filtrate would not be suitable for recycling as it will most likely have a high silica content.
Om det andra syredelignifieringssteget utförs vid ett pH-värde av 10 eller lägre kommer dock kiseldioxidhalten av filtratet att vara tillräckligt låg för att möjliggöra återvinning av filtratet. Sålunda återvinns lämpligen filtratet som innehåller det uppskattade 27 kg/odt COD och total COD hos processen minimeras. w Enligt ovan är det uppenbart att det är möjligt att uppnå en effektiv och miljövänlig process genom processen enligt föreliggande uppfinning.However, if the second oxygen delignification step is performed at a pH of 10 or less, the silica content of the filtrate will be low enough to enable the filtrate to be recovered. Thus, the filtrate containing the estimated 27 kg / od COD is suitably recovered and the total COD of the process is minimized. w As stated above, it is obvious that it is possible to achieve an efficient and environmentally friendly process through the process of the present invention.
EXPERIMENTELLA DATA 2 Laboratorieprovningar utfördes på en halmbaserad massa som hade kokats till ett kappavärde av 32,2. Massan innehöll 36,5 g/kg kiseldioxid. Massan syredelignifierades i enlighet med tre olika processer enligt uppfinningen, Fall 5-7.EXPERIMENTAL DATA 2 Laboratory tests were performed on a straw - based mass which had been boiled to a kappa value of 32.2. The pulp contained 36.5 g / kg of silica. The mass was oxygen delignified in accordance with three different processes according to the invention, Cases 5-7.
Fall 5 innefattade syredelignifiering i ett enda steg under 180 min. Fall 6 innefattade två syredelignifieringssteg av 90 min var utan något mellanliggande tvättsteg. Fall 7 innefattade två syredelignifieringssteg av 90 min var med ett mellanliggande tvättsteg. I vart och ett av fallen utfördes syredelignífieringen vid ett tryck av 1,0 MPa och vid en temperatur av 105 °C, och natriumkarbonat användes såsom alkali.Case 5 included oxygen delignification in a single step for 180 minutes. Case 6 included two oxygen delignment steps of 90 minutes each without any intermediate washing step. Case 7 involved two oxygen delignification steps of 90 minutes each with an intermediate washing step. In each case, the oxygen delignment was carried out at a pressure of 1.0 MPa and at a temperature of 105 ° C, and sodium carbonate was used as the alkali.
Figur 4 visar resultatet av delignifieringen i form av kappatalet som funktion av den totala mängden natriumkarbonat som används. I Fall 6 och 7, dvs där två syredelignifieringssteg utfördes, var mängden natriumkarbonat som sattes till det första syredelignifieringssteget 30 kg/odt och den tillsatta mängden natriumkarbonat i den andra syredelignifieringssteget varierades.Figure 4 shows the result of the delignification in the form of the kappa number as a function of the total amount of sodium carbonate used. In Cases 6 and 7, i.e. where two oxygen delignment steps were performed, the amount of sodium carbonate added to the first oxygen delignification step was 30 kg / od and the amount of sodium carbonate added in the second oxygen delignment step was varied.
Såsom visas i Figur 4 resulterade alla tre processerna Fall 5-7 i väsentligen samma grad av delignifiering för en given total mängd natriumkarbonat. Resultaten visar att ett kappatal av ungefär 13, vilket i detta fall motsvarar en delignifiering av cirka 60 %. kan erhållas för en total satsning av 10 20 534 B35 18 natriumkarbonat av cirka 60 kg/odt. Tidigare provning på samma massa hade visat att en enda syredelignifiering under 90 min vid 1,0 MPa med användning av natriumhydroxid i en mängd av 30 kg/odt resulterade i en delignifiering av cirka 62,5 %. Denna tidigare provning är här nedan betecknad Fall 8.As shown in Figure 4, all three cases 5-7 resulted in substantially the same degree of delignification for a given total amount of sodium carbonate. The results show that a kappa number of about 13, which in this case corresponds to a delignification of about 60%. can be obtained for a total charge of sodium carbonate of about 60 kg / odt. Previous tests on the same pulp had shown that a single oxygen delignification for 90 minutes at 1.0 MPa using sodium hydroxide in an amount of 30 kg / odt resulted in a delignification of about 62.5%. This previous test is hereinafter referred to as Case 8.
Fall 7, vilket innefattade ett mellanliggande tvättsteg, visade dock att den inneboende viskositeten hos massan sänktes med ungefär 50 ml/g efter syredelignifieringen jämfört med Fall 5 och 6. Den inneboende viskositeten hos massan före syredelignifiering var 840 ml/g. Efter syredelignifiering var den inneboende viskositeten för Fall 5 och 6 cirka 985 ml/g vid ett kappatal av cirka 13.Case 7, which included an intermediate washing step, showed, however, that the intrinsic viscosity of the pulp was reduced by approximately 50 ml / g after the oxygen delignification compared to Cases 5 and 6. The intrinsic viscosity of the pulp before the oxygen delignment was 840 ml / g. After oxygen delignification, the intrinsic viscosity of Cases 5 and 6 was about 985 ml / g at a kappa number of about 13.
Fastän ingen påtaglig skillnad i delignifiering observerades i Iaboratorieprovningen mellan de två processerna som innefattar två syredelignifieringssteg, dvs Fall 6 och 7, anses det att ett tvättsteg mellan de båda syredelignifieringsstegen skulle ge en högre grad av delignifiering när processen utförs i en anläggning eftersom överbäring är märkbart högre i en anläggning än i en laboratorieprovning.Although no significant difference in delignification was observed in the laboratory test between the two processes involving two oxygen delignment steps, ie Cases 6 and 7, it is considered that a washing step between the two oxygen delignification steps would give a higher degree of delignment when the process is carried out in a facility. higher in a plant than in a laboratory test.
Vidare jämfördes kiseldioxidhalten i syrefiltratet för Fall 5 med Fall 8.Furthermore, the silica content of the oxygen filtrate for Case 5 was compared with Case 8.
Resultaten är summerade i Tabell 3. Det är uppenbart av resultaten att mängden kiseldioxid är avsevärt lägre i Fall 5 jämfört med Fall 8.The results are summarized in Table 3. It is obvious from the results that the amount of silica is considerably lower in Case 5 compared with Case 8.
Tabell 3 Fall 5 Fall 8 Alkali NagCOg NaOH Tid, syredelignifiering [min] 180 90 Slutligt pH-värde 9,0 10,2 Torrhalt (DS) i syrefiltrat [ %]* 1,6 1,5 Kiseldioxid i syrefiltrat [kg/odfl* 4,7 8,8 Kiseldioxid hos DS [ %] 4,0 7,5 *i filtrat vid 12 % massakoncentration, före laboratorietvättningTable 3 Case 5 Case 8 Alkali NagCOg NaOH Time, oxygen delignification [min] 180 90 Final pH value 9.0 10.2 Dry content (DS) in oxygen filtrate [%] * 1.6 1.5 Silica in oxygen filtrate [kg / od fl * 4.7 8.8 Silica in DS [%] 4.0 7.5 * Filtered at 12% pulp concentration, before laboratory washing
Claims (13)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0901436A SE534885C2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 |
| PCT/SE2010/051157 WO2011059376A1 (en) | 2009-11-11 | 2010-10-26 | Method of producing pulp from lignocellulosic material containing silica |
| CN201080050938.4A CN102597366B (en) | 2009-11-11 | 2010-10-26 | The method of paper pulp is produced by silica containing ligno-cellulosic materials |
| BR112012010746A BR112012010746A2 (en) | 2009-11-11 | 2010-10-26 | method of producing a pulp of lignocellulosic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0901436A SE534885C2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0901436A1 SE0901436A1 (en) | 2011-05-12 |
| SE534885C2 true SE534885C2 (en) | 2012-01-31 |
Family
ID=43991838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0901436A SE534885C2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102597366B (en) |
| BR (1) | BR112012010746A2 (en) |
| SE (1) | SE534885C2 (en) |
| WO (1) | WO2011059376A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230145233A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-11 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Pretreatment of lignocellulose using two stage alkali and mechanical refining processes |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4087318A (en) * | 1974-03-14 | 1978-05-02 | Mo Och Domsjo Aktiebolag | Oxygen-alkali delignification of lignocellulosic material in the presence of a manganese compound |
| FI115469B (en) * | 1996-02-19 | 2005-05-13 | Kemira Oyj | Process for the treatment of chemical cellulose material |
| WO2001059204A1 (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-16 | Kiram Ab | Process for oxygen pulping of lignocellulosic material and recovery of pulping chemicals |
| FI122838B (en) * | 2005-03-31 | 2012-07-31 | Metso Paper Inc | A process for making pulp from lignocellulosic material |
| US8262856B2 (en) * | 2007-06-18 | 2012-09-11 | Andritz Inc. | Processes and systems for the bleaching of lignocellulosic pulps following cooking with soda and anthraquinone |
-
2009
- 2009-11-11 SE SE0901436A patent/SE534885C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-10-26 CN CN201080050938.4A patent/CN102597366B/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-10-26 WO PCT/SE2010/051157 patent/WO2011059376A1/en active Application Filing
- 2010-10-26 BR BR112012010746A patent/BR112012010746A2/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102597366A (en) | 2012-07-18 |
| BR112012010746A2 (en) | 2016-11-29 |
| CN102597366B (en) | 2015-11-25 |
| WO2011059376A1 (en) | 2011-05-19 |
| SE0901436A1 (en) | 2011-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7842161B2 (en) | Pre-extraction and solvent pulping of lignocellulosic material | |
| US5595628A (en) | Production of pulp by the soda-anthraquinone process (SAP) with recovery of the cooking chemicals | |
| CN115151692B (en) | Modified alkyl sulfonic acids and uses thereof | |
| CN105274894B (en) | A kind of method that metal catalytic organic acid separates lignocellulosic component | |
| BRPI0810975B1 (en) | Method for Removing Hemicellulose from Cellulosic Fibers Using Ammonia and Hydrogen Peroxide Solution | |
| US2926114A (en) | Manufacture of cellulosic products | |
| US10077283B2 (en) | Process for fractionating lignocellulosics | |
| CN103924470B (en) | A kind of true qualities method of manufcturing paper pulp improving pulp brightness | |
| WO2017029685A2 (en) | A process for producing cellulose with low impurities from sugarcane bagasse | |
| US20120168102A1 (en) | Pulping process for quality protection including methods for hemicellulose extraction and treatment of hemicellulose-extracted lignocellulosic materials | |
| CN1936174A (en) | Method for separating cellulose and lignin from wooden fiber material | |
| FI20195401A1 (en) | A method of fractionating a lignocellulosic material and products obtained by said method | |
| JP2010144273A (en) | Method for producing chemical pulp of lignocellulose material | |
| SE534885C2 (en) | Process for producing a pulp from lignocellulosic material containing at least 0.5% SiO2 | |
| EP1874997B1 (en) | Production of pulp using a gaseous organic agent as heating and reaction-accelerating media | |
| PT797703E (en) | BLANKING PROCESS WITH PEROXIDE OF CELLULOSIC AND CELLULOSIC MATERIALS | |
| CN105256629B (en) | A kind of method for preparing pulp | |
| JP2017106160A (en) | Method for producing melted kraft pulp | |
| JP2014001471A (en) | Manufacturing method for dissolving kraft pulp | |
| RU2674198C1 (en) | Method of preparation of cellulose for nitration | |
| Bajpai | Environmentally Benign Pulping Processes | |
| Crăciun et al. | Environmentally friendly techniques for chemical pulp bleaching. | |
| JP2014034744A (en) | Method for producing dissolving kraft pulp | |
| JP2009221638A (en) | Method for producing kraft pulp | |
| WO2007143877A1 (en) | A method of preparing bleached pulp with high yield by free radical cleanness kraft process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |