SE534950C2 - Förfarande för att förbehandla flis före kokning genom "kall" impregnering - Google Patents

Abstract

Styrkeegenskaperna hos kemisk cellulosamassa (specielltkraftmassa) förbättras genom att insätta en kallimpregne-ringsdränkning i stället för konventionella impregnerings-procedurer. Efter basning dränkes vedflis i en alkalisk vätskavid en temperatur av ungefär 80 - 110' C (företrädesvis 80 -100° C, eller 90 - 105° C) under mellan en halv - 72 timmar(vanligen ungefär 2 - 4 timmar) vid ett tryck av ungefär 0 - 15 bar (företrädesvis ungefär 1 - 5 bar) för att upplösaåtminstone ungefär 8%>av veden (företrädesvis ungefär 104- 20%)och åtminstone ungefär 15% av ligninet. Den alkaliska vätskansom användes innehåller företrädesvis sulfid (t.ex. svartlut,grönlut, vitlut eller blandningar därav) men nästan vilkenalkalisk vätska som helst som har en alkali-koncentration av ungefär 1,0 mol Na0H/liter eller mindre (vanligen ungefär 0,75_ m/l eller mindre) är lämplig. Vedflisen höjs därefter till enkoktemperatur av ungefär 145 - 180” C och kokas för att produ-cera den cellulosahaltiga kemiska massan. Mellan indränkning Ioch höjning av koktemperaturen kan finnas ett mellanliggandesteg med uppvärmning av vedflisen till 110 - 150° C (före-trädesvis ungefär 120 - 140 ° C) under ungefär 10 - 90 min.(företrädesvis 10 - 30 min.)- Alternativt eller dessutom kanmajoriteten av det lösta ligninet (och/eller andra fast ämnen)avlägsnas innan vedflisen höjs till koktemperatur. Systemet föratt behandla träflisen behöver endast innefatta ett indränk-ningskärl av làgtryckstyp (med en tillhörande pump eller annanöverföringsanordning) förutom konventionell utrustning.

Description

534 950 2 flisen är vid den temperatur den är under konventionell impregnering, kommer de sura substanserna som bildas, innefattande reaktioner genom hydrolys och under delignifiering, ofta att åstadkomma en tillräcklig uppbyggnad av syra - före neutralisering med den alkaliska vätska, i vilken flisen impregneras - så att syran kan angripa cellulosan i flisen och/eller förorsaka lignin-kondensation, vilka båda är ofördelaktiga för följande massaframställningsoperationer och åtminstone den syra som angriper cellulosan har en ofördelaktig effekt på massans styrka. Enligt föreliggande uppfinning har man insett att diffusionen av alkali in i träflisen inte är snabb nog för att neutralisera de sura substanserna och att därför en annan lösning måste till om maximal slutlig massastyrka skall erhållas från en given källa av cellulosahaltigt råmaterial.

Enligt föreliggande uppfinning kommer i stället för att värma upp flisen till temperaturområdet 110-l30° C i vilket hydrolys, delignifiering och andra kemiska reaktioner startar (och producerar syre) flisen i stället att "kall"-impregneras, d.v.s. den utsättes för impregnering på sådant sätt att alla kemiska reaktioner som alstrar syra blir tillräckligt långsamma så att diffusion av alkali från impregneringsvätskan sker tillräckligt snabbt för att neutralisera syran som bildas innan den kan angripa cellulosan och/eller förorsaka ligninkondensation. Om inga kemiska reaktioner äger rum finns tillräcklig tid för alkali att diffundera in i cellerna så att då syran bildas finns alkali omedelbart tillgängligt för att neutralisera denna. Man har överraskande funnit att enligt föreliggande uppfinning 534 950 3 kan alkali-koncentrationen vara relativt låg och att slutligen en massa àstadkommes med förbättrad styrka jämfört med massa producerad med konventionella impregeringsmetoder.

Uppfinningen avser ett förfarande enligt de efterföljande patentkraven 1-6.

Ett förfarande för att impregnera malt, cellulosahaltigt, fibröst material (såsom mjukvedsflis, men även innefattande ett stort urval av andra cellulosamaterial, såsom hårdträ, bagass och jordbruksmaterial) innefattar stegen att i följd kontinuerligt: (a) avlägsna luft från det finfördelade cellulosahaltiga, fibrösa materialet och förvärma materialet till en temperatur över omgivningen, (b) dränka materialet i en alkalisk vätska (företrädesvis innehållande sulfid) vid en temperatur sådan att, om syrebildande kemiska reaktioner överhuvudtaget äger rum, äger reaktionerna rum tillräckligt långsamt för att den producerade syran skall neutraliseras av den alkaliska vätskan innan syran kan skada cellulosamaterialet eller orsaka lignin-kondensation; och att vätskans alkali- koncentration är tillräcklig för att neutralisera varje syra som produceras; och under en tidsperiod tillräcklig för att väsentligen helt impregnera cellulosamaterialet med alkali, och (c) höja det alkali-impregnerade cellulosahaltiga materialet till koktemperatur för att åstadkomma kontinuerlig kokning av detsamma för att producera cellulosamassa. Kokningen är företrädesvis till ett kappa-tal lägre än normalt, d.v.s. för kraftkokning lägre än kappa-tal 25, även lägre än kappa-tal 20. 534 950 4 Vid praktiserandet av metoden som beskrivits ovan utföres steget (a) vanligen genom basning på ett konventionellt sätt, förutom att den maximala temperaturen, vid vilken flisen basas, är ungefär 1lO° C. Företrädesvis äger basningen för förvärmning av flisen och för att avlägsna luft rum vid ungefär 80-110° C (mera önskvärt 90-l05° C), och eventuellt mest önskvärt vid ungefär 90-100” C under en tidperiod av ungefär 5-60 min (vanligen ungefär 10-30 min.). Det är fördelaktigt (men ej nödvändigt) att alkali är närvarande under basningen. På detta sätt kommer kondensat som bildas under basningen att vara alkaliskt.

Alkali kan tillsättas flisen före eller under basningen i form av aska eller pulver, vitlut, svartlut eller liknande. Steget (c) utföres företrädesvis i en kontinuerlig kokare med en koktemperatur av ungefär 145- 180° C.

Steget (b), som är huvudkännetecknet för föreliggande metod, utföres för de flesta cellulosahaltiga, fibrösa material vid en temperatur av ungefär 80-1l0° C, mera önskvärt ungefär 90-l05° C, eller 80-lOO° C.

Behandlingstiden är vanligen åtminstone en halv timme och behandlingstiden kan vara väsentligen obegränsad så länge som massaframställningsanläggningen kan få denna del av processen att fortskrida mycket långsamt och så länge som det inte sker någon skadlig effekt på det cellulosahaltiga materialet (vilket vanligen ej skulle ske i en relativt mild alkalisk vätska). I praktiken skulle tidsperioden för behandlingen sällan vara över 72 timmar och mest önskvärt är ungefär 1-4 timmar med ungefär 2-3 timmar som optimum. Indränkningen behöver ej ske vid högt tryck; i själva verket är det enda skälet 534 950 5 att använda övertryck att komprimera eventuella gasbubblor för att göra det lättare för flisen att sjunka. Vid konventionell impregnering är trycket ungefär 10-20 bar, medan enligt föreliggande metod steget (b) skulle utföras vid O-15 bar, företrädesvis 0-5 bar eller 1-5 bar.

Steget (b) utföres vanligen så att åtminstone ungefär 8% av vedmaterialet (företrädesvis ungefär 10-20%) upplöses och även för att upplösa åtminstone ungefär 15% av ligninet, vanligen ungefär 20-40%. Väsentligen all eller åtminstone en huvudpart av det lösta ligninet (och andra organiska, fasta ämnen, såsom hemicellulosa), kan avlägsnas före steget (c), vilket har fördelar i den slutliga totala behandlingsföljden.

Mellan stegen (b) och (c) kan finnas ett ytterligare steg för uppvärmning av det cellulosahaltiga materialet till en temperatur av ungefär 110-l50° C under ungefär 10-90 min (företrädesvis ungefär 120-140° C under ungefär 10-30 min.). Under utförandet av steget (b) är det, även om högre alkali-koncentrationer kan användas, ej nödvändigt att använda en alkali-koncentration av ungefär 1,0 mol av NaOH per liter (eller ekvivalenten av andra alkali-ämnen) och i själva verket är en alkali- koncentration av ungefär 0,75 mol av NaOH per liter, eller mindre, mycket effektiv.

Det åstadkommes också en metod för att impregnera vedflis innefattande stegen att i följd: (a) Basa flisen för att avlägsna luft från den och uppvärma den till en temperatur av ungefär 80-100°C. (b) Dränka flisen i en 534 950 6 alkalisk vätska (företrädesvis även innefattande sulfid) under ungefär 1-72 timmar vid en temperatur av ungefär 80-110° C (företrädesvis ungefär 80-100° C) för att impregnera flisen med alkali och lösa åtminstone ungefär 8% av veden. Samt, (c) höja vedflisen till koktemperatur och åstadkomma kontinuerlig kokning därav för att framställa cellulosamassa.

Här beskrivs även en ny kraftmassa, varvid massan har förbättrad styrka jämfört med kraftmassor exakt producerade pá annat sätt endast genom användning av konventionella impregneringstekniker i motsats till kallimpregneringstekniken enligt uppfinningen. D.v.s. det àstadkommes kraftpappersmassa som har förbättrad styrka producerad genom stegen att i följd kontinuerligt: (a) Avlägsna luft från det finfördelade, cellulosahaltiga, fibrösa materialet och förvärma eller basa materialet till en temperatur över omgivningen. (b) Dränka eller impregnera materialet i en alkalisk vätska (företrädesvis även innehållande sulfid) vid en temperatur sådan att om syrabildande kemiska reaktioner äger rum överhuvudtaget, äger dessa reaktioner rum långsamt nog för att syret som producerats skall neutraliseras av den alkaliska vätskan innan syret kan skada det cellulosahaltiga materialet eller orsaka ligninkondensation; och vari alkalikoncentrationen hos vätskan är tillräcklig för att neutralisera all syra som produceras; och under en tidsperiod tillräcklig för att väsentligen helt impregnera cellulosamaterialet med alkali. Samt (c) Höja 534 BSC! 7 det alkali-impregnerade cellulosahaltiga materialet till koktemperatur och utföra kontinuerlig kraftkokning av cellulosamaterialet för att producera kemisk massa som har ökad styrka jämfört med på annat sätt identiskt behandlat material endast impregnerat på ett annorlunda sätt än impregneringen enligt steget (b). Företrädesvis utföres steget (c) vid ungefär 150-180°C for att producera kraftmassa i en kontinuerlig kokare.

Här beskrivs även ett system för att behandla cellulosahaltigt, fibröst material för att producera kemisk massa. Systemet innefattar följande komponenter: Organ för att avlägsna luft från det finfördelade cellulosahaltiga, fibrösa materialet och förvärma eller basa materialet till en temperatur över omgivningen. Ett första kärl för dränkning eller impregnering av finfördelat cellulosahaltigt material från organen för att avlägsna luft därifrån och som kan motstå endast ett tryck av ungefär 5 bar eller mindre och en alkalisk vätska vid en temperatur av mindre än ungefär 110° C. En kontinuerlig kokare för att koka det cellulosahaltiga, fibrösa materialet från det första kärlet. Och organ för att överföra det cellulosahaltiga materialet från det första kärlet till kokaren. Kokaren är företrädesvis en kontinuerlig kokare och överföringsorganen trycksätter även materialet under överföringen (t.ex. kan innefatta en konventionell högtrycksmatare). Minst ett impregneringskärl kan vara anordnat mellan det första kärlet och kokaren, speciellt i retrofitoperationer, eller kall-impregnering kan utföras vid toppen (t.ex. impregneringszonen) i en hydraulisk kokare med enkelt 534 950 8 kärl. Likaså kan systemet vidare innefatta organ för att avlägsna en första vätska från det första kärlet, vilken första vätska innehåller upplöst lignin/fasta ämnen och att den första vätskan i det första kärlet ersättes med en andra vätska (såsom tvätt- eller blekanläggningsfiltrat) som har ett lägre innehåll av upplöst lignin/fasta ämnen än den första vätskan. Det kan även vara möjligt att eliminera den konventionella högtrycksmataren i kontinuerliga kraftsystem. De luftavlägsnande organen kan exempelvis innefatta en flisficka med basning och flisfickan och det första kärlet är ovanför överföringsorganen och överföringsorganen är ovanför marknivån och består väsentligen av en pump (d.v.s. då högtrycksmatare saknas).

Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att förenkla men dock effektivt öka styrkan hos kemisk massa, speciellt producerad genom kontinuerlig kokning. Dessa och andra syften med uppfinningen kommer att klart framgå av den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen och tillhörande patentkrav.

Kort beskrivning av ritningarna Figur l visar ett diagram av alkali-förbrukning som en funktion av tiden i försök som visar styrkan hos metoden enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2 visar ett diagram liknande det i figur 1 men angivande absorberad alkali. 534 950 9 Figur 3 visar ett diagram som anger mängden av vedmaterial som upplöses i försök som visar styrkan hos metoden enligt uppfinningen.

Figur 4 visar ett diagram som återger effekten av alkalikoncentration under förbehandling vid ungefär l0O° C enligt föreliggande uppfinning.

Figur 5 visar schematiskt ett första exempel på en utföringsform med olika utrustningsdelar som kan användas i ett system, och Figur 6 visar en vy liknande figur 5, som endast återger en alternativ utföringsform av utrustning som kan användas.

Detaljerad beskrivning av ritningarna Som beskrivits ovan i summeringen av uppfinningen avser denna primärt ett förfarande för att impregnera finfördelat, cellulosahaltigt, fibröst material genom att i följd avlägsna luft från det finfördelade, cellulosahaltiga, fibrösa materialet och förvärma eller basa till en temperatur över omgivningen (vanligen genom basning vid en temperatur av ungefär 80-llO° C, företrädesvis ungefär 90~lO5° C eller 90-lOO° C, under en tidsperiod av ungefär 5-60 min., företrädesvis ungefär 10-30 min.), kalldränkning av materialet i alkali för att impregnera materialet med alkali och därefter höja det 534 950 10 alkali-impregnerade cellulosahaltiga materialet till koktemperatur och slutligen åstadkomma kokning av detsamma för att producera kemisk cellulosamassa.

Kallimpregneringen enligt uppfinningen, i vilken materialet dränks i en alkalisk lösning vi en temperatur sådan att, om eventuella syrebildande kemiska reaktioner (såsom hydrolys) äger rum överhuvudtaget, äger de rum tillräckligt långsamt för att eventuell syra som producerats skall neutraliseras av den alkaliska vätskan, i vilken materialet indränkes innan syran kan skada cellulosamaterialet eller orsaka lignin-skada. Om inga kemiska reaktioner äger rum finns tillräcklig tid för alkali att diffundera in i cellerna så att då syra produceras finns alkali omedelbart tillgänglig för att neutralisera densamma. Alkali-koncentrationen hos den impregnerade vätskan är tillräcklig för att neutralisera den producerade syran och impregneringen äger rum under en tidsperiod som är tillräcklig för att väsentligen fullständigt impregnera cellulosamaterialet med alkali.

Exemplet nedan - och med hänvisning till diagrammen i figurerna l-4 - beskriver ett laboratorieexperiment som demonstrerar effektiviteten hos metoden enligt föreliggande uppfinning.

Exempel Mjukvedflis av olika tjocklek (utan att den först basas) infördes i en alkalisk lösning med en styrka av ungefär 1,0 mol per liter NaOH och vid en temperatur av ungefär lOO°C och konsumtionen av alkali (NaOH) mättes. I detta 534 95Ü ll exempel användes en vätska utan svavel men företrädesvis innehåller den alkaliska vätskan som användes för indränkning/impregnering, hydrosulfid, sulfidjoner eller natriumsulfid. Staplarna 10 illustrerar resultaten (under varierande tid) då flisens tjocklek var ungefär 3 mm, medan staplarna ll illustrerar resultaten med en flistjocklek på ungefär 4-6, och staplarna 12 med en flistjocklek av ungefär 6-8 mm. Som framgår av figur 1, för den speciella flistjockleken visad, var en tidsperiod av en timme ej tillräcklig for fullständig alkali- impregnering, men efter ungefär två timmar, och helt visst efter ungefär 3 timmar, stabiliseras konsumtionen under impregnering och diffusion vilket anger att efter denna tidsperiod (ungefär 2-3 timmar) kan uppvärmning och kokning utföras (om flisen var förbasad är det troligt att tidsperioden for effektiv basning skulle sänkas något). Från resultaten av diagrammet i figur 1 såväl som från annan tillgänglig information, beroende på det speciella cellulosamaterialet, den exakta temperaturen, materialtjockleken och liknande, skulle indränkningen i alkali enligt uppfinningen vara under ungefär l-72 timmar, företrädesvis ungefär 1-4 timmar och vanligen ungefär 2-3 timmar.

Figur 2 konfirmerar resultaten som beskrivits ovan. Figur 2 534 950 12 visar ett diagram liknande det i figur 1 med staplarna 15 - 17 motsvarande samma vedflistjocklekar som för staplarna 10 - 12.

Figur 2 anger absorberad alkali, d.v.s. den förbrukade alkalin plus alkali i vätskan som passerar in i flisen.

Figur 3 anger att under kallimpregneringen enligt föreliggande uppfinning upplöses en avsevärd mängd vedmaterial. Staplarna 21 - 23 motsvarar staplarna 10 till 12 1 figur 1 och är för samma vedflistjocklek. Diagrammet i figur 3, såväl som annan tillgänglig information, anger att under den första behand- lingen enligt föreliggande uppfinning upplöses ungefär 15 - 20% av vedmaterialet. Lignin-innehållet i impregneringsvätskan ökar på grund av upplöst lignin. Från informationen från figur 3, såväl som från annan tillgänglig information, är det önskvärt att åtminstone ungefär 8% av veden upplöses under impregne- ringen enligt uppfinningen och företrädesvis ungefär 10 - 20%, och typiskt ungefär åtminstone 15% av ligninen är upplöst, företrädesvis ungefär 20 - 40%. Denna mängd ved och lignin kan upplösas under "kall"-impregneringen enligt uppfinningen utan risk för fiberskador.

Diagrammet i figur 4 visar effekten av alkali-koncentration under förbehandling vid ungefär 100' C. Staplarna 26 - 28 mot- svarar flis av samma tjocklek som i diagrammen 10 - 12.

Alkali-styrkan för de vänstra staplarna är ungefär 0,75 mol per liter (all alkali-styrka uttryckas i Na0H, eller ekviva- lent), medan för mittstaplarna alkalistyrkan är ungefär 1,5 m/I. och för de högra staplarna ungefär 1,5 m/1. De grafiska resultaten i figur 4 anger att alkali-styrkan inte har någon märkbar effekt och därför âr det endast nödvändigt att ha så mycket alkali närvarande som behövs för att neutralisera even- tuella sura biprodukter från att bilda syraregioner som kan skada fiberegenskaperna och finns tillgängligt i materialets celler för att effektivt neutralisera. Den alkali som krävs under verklig kokning kan sålunda tillsättas efter denna för- behandling, och/eller under kokningen, d.v.s. en hög alkali- nivå krävs ej under impregnering. Vid användning av informa- tionen från figur 4, såväl som all annan tillgänglig 534 950 13 information, är det i själva verket önskvärt enligt före- liggande uppfinning att alkali-koncentrationen under kall- impregneringssteget enligt uppfinningen endast är 1,0 mol NaOH per liter eller mindre, i själva verket företrädesvis ungefär 0,75 mol per liter eller mindre.

Med användning av data från exemplet ätergivet ovan, såväl som all annan tillgänglig information enligt föreliggande upp- finning, har det bestämts att det är önskvärt att åstadkomma impregnering av flisen när de är vid en temperatur under ungefär 110' C. En typisk temperatur vid vilken kall- impregnering enligt uppfinningen äger rum är ungefär 80 - 110' C, mera önskvärt ungefär 90 - 105' C eller ungefär 80 - 100' C. Tidsperioden är företrädesvis en halv timme och mest önskvärt ungefär 1 - 4 timmar, optimalt ungefär 2 - 3 timmar. Trycket kan vara 0 - 15 bar, företrädesvis 0 - 5 bar, och mera önskvärt 1 - 5 bar endast på grund av att en lätt trycksättning sammanpressar eventuella gasbubblor inuti och gör det enklare för flisen att sjunka; emellertid är trycksättning ej nödvändig utom för att reducera gasbubblornas storlek.

Sålunda kan enligt föreliggande uppfinning mindre kostbar apparatur och kärl användas eftersom de ej behöver utsättas för höga tryck.

Enligt föreliggande uppfinning kan det även vara önskvärt att tillföra ytterligare alkali för att starta kokreaktionen och gradvis stega upp flisen till koktemperatur genom att anordna ett steg mellan kall-impregneringen och de steg i vilka kok- temperatur uppnås i vilket det cellulosahaltiga materialet höjes till.en temperatur av ungefär 110 - 150' C (företrädes- vis 120 - 140' C) under ungefär 10 - 90 min. (företrädesvis ungefär 10 - 30 min.) Uppfinningen är speciellt tillämpbar vid kontinuerliga kraft- och sodakokprocesser, men kan även tillämpas vid andra kemiska kokprocesser.

Enligt en aspekt av uppfinningen är det även fördelaktigt att 534 95Û 14 avlägsna - åtminstone delvis - det lösta ligninet och/eller andra organiska fasta ämnen (t.ex. hemi-cellulosa) efter för- behandlingen men före kokning för att minska koncentrationen av löst material under själva kokningen (av de fördelaktiga skål som beskrives i den löpande ansökningen serie nr 08/056,21l in- lämnad 4 maj 1993 [ombudets referens 10-846] vars innehåll härigenom inkorporeras genom referens). Förträngningen av vätskan som innehåller lignin/fasta ämnen från den första kon- centrationen av lignin med vätska som har en lägre koncentra- tion lignin/fasta ämnen kan ske med vitlut, utspådd vitlut, svartlut (t.ex. fràn den undre silen 52 i figur 6), utflöde från blekningsanlâggning, utflöde från massatvätten eller lik- nande. Om åtminstone en majoritet av löst lignin/fasta ämnen avlägsnas är det mycket möjligt enligt föreliggande uppfinning att mängden löst lignin/fasta ämnen under själva kokningen kom- mer att vara 30 - 50 % mindre än i konventionella processer, vilket reducerar risken för lignin-kondensation under kokning.

Den aktuella källan av alkalisk vätska för att utföra upp- finningen är ej speciellt signifikant, men den innehåller åtminstone någon sulfid. svartlut, grönlut, vitlut, utflöde från alkaliska blekanlággningar eller en blandning av dessa (speciellt en blandning av svartlut och vitlut), såväl som andra lätt tillgängliga alkaliska vätskor kan användas.

Dessa vätskor kan vara försedda med tillsatser, såsom poly- sulfid, antrakinon, eller komplexa formare (chelants). Det är önskvärt att använda en vätska som har hög koncentration av natriumsulfid (t.ex. från silarna 51 i figur 6) varvid sulfidinnehàllande vätska kan tillsättas under indränkningen eller mellan indränkning och kokning.

Figur 5 visar schematiskt olika utrustningsdetaljer som kan användas i ett exempel på ett system för att praktisera den ovan beskrivna metoden och uppnå massan med ökad styrka enligt uppfinningen. I figur 5 anger hänvisningsnumret 30 en konventionell flisficka, i vilken basning äger rum eller alternativt kan flisfickan 30 vara en flisficka av typ DIAMONDBACKW som säljs av Ahlstrom Kamyr, Glens Falls, New York, såsom beskrives i samtidigt löpande ansökningen 534 950 15 serie nr 08/189.546, inlämnad 1 februari 1994 [ombudets referens 10-926), vars innehåll härigenom inkorporeras genom referens. Fickan 30 kan vara vid atmosfärtryck eller kan ha ett lågt övertryck av ungefär 0,1 - 3 bar och basningen äger vanligen rum för att värma upp flisen till 80 - 100' C under ungefär 10 - 30 min.

Den basade flisen från flisfickan 30 matas därefter - såsom med användning av en konventionell flispump 31 (eller làg/hög- trycksmatare eller liknande) via ledningen 32 - till toppen av ett indränknings/impregneringskärl 33 enligt uppfinningen.

Kàrlet 33 behöver ej vara ett tryckkärl - d.v.s. impregneringen enligt uppfinningen kan äge rum vid atmosfärtryck i kârlet 33.

Det år emellertid önskvärt att trycket i kârlet 33 är ett lätt övertryck, vanligen ungefär 1 - 5 bar för att komprimera gas- bubblor och göra det lättare för flisen att sjunka. Sålunda kan kärlet 33 vara mindre dyrbart än konventionella impregnerings- kärl, som kräver ungefär 10 - 20 bar tryck.

Flisfickan 30 och förbehandlingskårlet 33 kan kombineras till ett enda kärl. Atmosfärisk ängbehandling kan ske i toppen av kärlet och en vätskenivä upprätthàllas i kärlet för att påbörja förbehandlingen. Om så år nödvändigt för att hälla flisen ned- sänkt i vätskan kan kärlet vara trycksatt, Indränknings/impregneringskärlet 33 kan ha en första zon 34 och en andra zon 35 eller även flera zoner. Olika vätskor kan an- vändas under impregneringen i dessa olika zoner 34, 35, som beskrivas i den samtidigt löpande ansökningen serie nr 08/403,932, inlämnad 14 mars 1995 [ombudets referens 10-1044], vars innehåll inkorporeras här genom referens. vätskan som an- vändes i den andra zonen 35 kan vara varmare och mera svavelrik än vätskan i zonen 34. Temperaturen i zonen 34 är vanligen mellan 80 - 110' C, företrädesvis 80 - 100' C, och materialet kvarhålles i zonen 34 under minst en halv timme, vanligen ungefär 1 - 4 timmar. I zonen 35 kan temperaturen höjas till ungefär 110 - 150' C, såsom 120 - 140' C, och materialet kan bibehällas i zonen 35 ungefär 10 - 90 min. 534 9513 16 vanligen l0 - 30 min. Alternativt kan båda zonerna 34, 35 vara vid mindre än 110'C, och den totala impregneringstiden i båda zonerna 34, 35 ungefär 2 - 4 timmar.

Figur 5 anger även ett konventionellt sil-arrangemang - visat generellt med hänvisningsnumret 36 - för att avlägsna en del av vätskan som omger den impregnerade flisen efter zonen 34, som innehåller en hög koncentration av löst lignin/fasta ämnen.

Denna vätska kan ersättas med utbytesvätska, som tillsättes vid vilken önskad punkt som helst i kärlet 33, vilken utbytesvätska har en märkbart lägre innehåll av lignin/fasta âmnen'än vätskan från silarna 36 i ledningen 37 så att koncentrationen löst lignin/fasta ämnen i massan när den når den kontinuerliga kokaren 40 är ungefär 30 - 50% mindre än i konventionella kontinuerliga koksystem.

Massan som utmatas från bottnen av kärl 33 till ledningen 41 överföres därefter - företrädesvis av den konventionella hög- trycksmataren 42 (vilken både överför och höjer trycket hos cellulosamassan) - till överdelen av den kontinuerliga kokaren 40. Under vissa omständigheter kan enligt föreliggande uppfinning en konventionell högtrycksmatare 42 ersättas med en flispump. I vart fall måste trycket vid toppen av kokaren 40 vara åtminstone ungefär 5 - 10 bar för att förhindra kokning av kokvätskan som är vid en koktemperatur av ungefär 145 - 180' C.

Eftersom tvåstegspumpning användes enligt uppfinningen (pumpar- na eller stegen 31, 42) i kärlet 33 kan trycket vid toppen vara 3 - 8 bar om en flispump användes vid steget 42 i stället för högtrycksmataren.

Kokaren 40 âr företrädesvis en konventionell kontinuerlig kokare, sådan som säljes av Kamyr Inc, Glens Falls, New York, såsom en HCG' kokare, EMCC° kokare, eller Lo-Solids" kokare.

Kokningen äger rum i zonen 44, medan tvättning äger rum i zonen 45 innan den producerade, kemiska massan med högstyrka (företrädesvis kraftmassa) drages av i ledningen 46. [Kokaren 40 kan vara helt medströms]. Avdragssilar âr anordnade som generellt anges med hänvisningsbeteckningen 47. Slammet upp- 534 950 17 värmes mellan kärlen 33 och 40 genom att anordna indirekt värmeöverföring i överföringssystemet mellan kärlen 33 och 40.

Värmeekonomin kan förbättras genom att använda värmet i av- dragsvâtskan från silen 47 för att förvärma vitluten (eller annan kokvätska) innan den tillsättes till eller före kokaren 40.

Systemet enligt figur 6 liknar systemet enligt figur 5, men är endast för en redan existerande (d.v.s. ej nykonstruerad) in- stallation som redan har ett impregneringskärl. I denna ut- föringsform år strukturer jämförbara med de i utföringsformen i figur 5 angivna med samma hânvisningsbeteckningar endast före- gångna av "l".

I utföringsformen enligt figur 6 är det redan existerande impregneringskärlet för massafabriken kårlet 50. Kallimpreg- neringsmetoden enligt uppfinningen praktiseras i kârlet 133 (d.v.s. maximumtemperaturen på ungefär 110” C) medan i kårlet 50 en mellanliggande behandling àstadkommes i vilken tempera- turen på flisen gradvis höjes, t.ex. upp till ungefär 110 - 150' C, företrädesvis 120 - 140' C, så att kokförhàllandena kan vara mildare i kokaren 140 och även mindre löst vedmaterial kommer att vara närvarande under kokningen om vätska avlägsnas eller förtrânges i zonerna 51, 52, eller avlägsnas före inträde i kokaren 50. En annan flispump 53, förenad med kårlet 50, år anordnad även om fliset kan uppslammas medelst vätskan i retur- ledningen från toppen av kokaren 140. Den existerande hög- trycksmataren 142 år anordnad mellan kárlen 133, 150.

Som ett alternativ till systemen som visas i figurerna 5 och 6 kan användas en sådan apparat som visas i den samtidigt löpande ansökningen serie nr 08/267,l7l (vars innehåll inkorporeras häri genom referens) [ombudets referens 10-961), eller den som visas i samtidigt löpande ansökningen serie nr 08/428.302 in- lämnad 25 april 1995 (vars innehåll även inkorporeras häri genom referens) [ombudets referens 10-1051]. Exempelvis kan systemen som visas i figurerna 4 - 9 i nr 08/267,171 eller figur 1 i nr 08/428,302 användas, varvid flisen kvarhálles i 534 550 18 kärlen före högtrycksmataren eller pumpen under en tillräcklig tidsrymd enligt föreliggande uppfinning (t.ex. 1-4 timmar). På detta sätt och enligt läran från föreliggande uppfinning kan det vara möjligt att eliminera högtrycksmataren som normalt användes for kontinuerliga kraftsystem, speciellt där ett övertryck i flisfickan och en stapel av slam upprätthålles ovanför pumpen och där kokaren är helt medströms eller åtminstone ej har någon motströms tvättzon och/eller där flisfickan och indränkningskärlet är uppphöjda så att de ligger närmare toppen av kokaren än marknivån.

Det framgår sålunda att enligt föreliggande uppfinning beskrives en fördelaktig metod för att framställa kemisk massa (speciellt kraftmassa) som har ökad styrka. Denna ökade styrka är speciellt viktig då man använder kraftkokmetoder. Även om uppfinningen häri har beskrivits och visats i vad som för närvarande anses vara den mest praktiska och föredragna utföringsformen framgår det för fackmannen att många modifikationer kan göras inom ramen för uppfinningen, som bestämmes av den vidaste tolkningen av tillhörande patentkrav så att alla ekvivalenta metoder, massor och system omfattas.

Claims (6)

534 950 19 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för att behandla träflis för att producera kemisk massa, innefattande stegen att i följd kontinuerligt (a) basa flisen för att avlägsna luft därifrån och upp- värma flisen till en temperatur av omkring 80-l0O°C; (b) dränka flisen i en alkalisk vätska, som har en alkalikoncentration av ungefär 0,75 mol per liter eller mindre, vid en temperatur av mellan ungefär 80 och l0O°C, under en tid av 30 min. till 72 tim. så att åtminstone ungefär 8 % av vedmaterialet och åtminstone ungefär 15 % av ligninet upplöses; (c) förtränga åtminstone delar av nämnda upplösta lignin och/eller andra organiska fasta ämnen efter steg (b) med användande av vitlut, utspädd vitlut, utflöde från blekningsanläggning eller utflöde från massatvätt; och (d) koka materialet från steg (c) till ett kappatal lägre än 25.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid den alkaliska vätskan i steg (b) är svartlut eller en blandning av svartlut och vitlut.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, varvid i steg (b) ungefär 10-20 % av vedmaterialet upplöses.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid i steg (b) ungefär 20-40 % av ligninet upplöses.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid i steg (c) förträngs åtminstone en majoritet av lignin/fasta ämnen.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid stegen (a) och (b) utförs i ett och samma kärl.