FI105929B

FI105929B - Parannettu erämenetelmä sulfaattiselluloosan valmistamiseksi

Info

Publication number: FI105929B
Application number: FI962260A
Authority: FI
Inventors: Panu Tikka; Mikael Svedman
Original assignee: Sunds Defibrator Pori Oy
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2000-10-31
Also published as: EP0810321B1; CN1109160C; NO972456L; CA2203096A1; AU2016297A; EP0810321A1; ZA973887B; PT810321E; FI962260A; ID18445A; NZ314898A; AU721440B2; RU2128259C1; DE69705160D1; NO972456D0; FI962260A0; CA2203096C; ATE202167T1; DE69705160T2; ES2159385T3

Description

105929

Parannettu erämenetelmä sulfaattiselluloosan valmistamiseksi

KEKSINNÖN ALA

Tämä keksintö liittyy menetelmään sulfaattiselluloosan val-5 mistamiseksi, jossa selluloosaa sisältävää materiaalia käsi tellään kierrätettyjen keittoliuosten, kaustisoimattoman keittolipeän ja kaustisoidun valkolipeän avulla sisältämänsä ligniinin liuottamiseksi. Erityisesti tämä keksintö liittyy viherlipeän tai viherlipeän karbonaattia kiteytettäessä 10 saadun emäliuoksen käyttöön uudenaikaisen sulfaattimassan valmistuksen syrjäytysmenetelmän alkuvaiheessa sekä näin menetellen saavutettavaan parannukseen sulfaattimassan laatuun.

15 KEKSINNÖN TAUSTA

Erilaisissa sulfaattikeittoon perustuvissa menetelmissä selluloosapitoista materiaalia, erityisesti puuhaketta, käsitellään korkeissa lämpötiloissa alkalisella keittoli-20 peällä, joka käsittää natriumhydroksidia ja natriumvetysulfi-dia ja jota kutsutaan valkolipeäksi. Näiden menetelmien mukaisesti meneteltäessä saatavaa keittolipeää, jota saadaan • · « . kun epäorgaanista sulatetta kierrätysuunista liuotetaan veteen ennen karbonaatin kaustisoimista hydroksidiksi, kutsu- • « · ! ! 25 taan yleensä viherlipeäksi, kaustisoitua viherlipeää nimite-

« I

’ tään yleensä valkolipeäksi ja käytettyä keittolipeää nimite- • « · *;··’ tään yleensä mustalipeäksi.

• · · · ·

Viherlipeän ja valkolipeän tyypillisiä koostumuksia on esi- » 30 tetty taulukossa 1.

• · · • · · • · · • · • · t - · « · 9 9 • · · t · • · « · » 1 · I « « • · · • f < * « 2 105929 TAULUKKO l. Viherlipeän ja valkolipeän tyypillisiä koostumuksia /1/.

s

Viherlipeä Valkolipeä

Komponentti Pitoisuus Pitoisuus g/i g/i ilmoitettu Nanoina ilmoitettu Na,0:na io _

NaOH 15 95

Na2S 37 38

Na2C03 107 26 15 _ 1. Clayton, D., et ai., Chemistry of alkaline pulping, in Pulp and Paper Manufacture, 3rd Edition, Voi. 5, Alkaline Pulping, Grace, T.M., Malcolm, E.W., ed., TAPPI, CPPA, 1989.

20 p. 17. 15.

Viherlipeän kohdalla on huomattava erityisesti karbonaatin suuri pitoisuus ja alhainen hydroksidin pitoisuus. Erityisen 25 tärkeää on huomata, että kaikki pelkistynyt rikki on jo • « · :...· lopullisessa ja käyttökelpoisessa muodossaan hydrosulfidina, HS_-ioneina (Na2S:ia veteen liuenneena). Viherlipeän kar-: bonaatti/hydroksidiyhdistelmä ei saa aikaan riittävän korkeaa pH:ta, joka on välttämätön tavanomaisia sulfaattikeittoon : .·. 30 perustuvia menetelmiä käytettäessä, ja siksi se on muutettava • m niin kutsutuksi valkolipeäksi suorittamalla kaustisointi, • · · mutta viherlipeä on kuitenkin erinomainen hydrosulfidin . lähde, joka sisältää erittäin runsaasti alkalisuutta pusku- roivaa karbonaattia.

• » · ’·’ ’ 35 9

Aikaisemmin viherlipeää on käytetty hyväksi ainoastaan kor- • · Γ1: kealla saannolla toimivassa puolikemiallista massaa tuotta- • ♦ · .·. vassa keitossa, jolloin ligniinin poisto on ollut tarkoituk- * j sellisen vajavaista, mikä on saanut aikaan sen, että massa on 40 sisältänyt suurimman osan ligniinistä ja kuidut on irrotettava mekaanisesti hienontamalla sen jälkeen, kun on suoritettu keitto viherlipeällä (Vardheim, S., The use of green liquor as cooking liquor in the production of semi-chemical hardwood 3 105929 pulps for fluting, Paperi ja Puu (1967)). Tämän kaltaiset massat eivät ole lainkaan käyttökelpoisia paperin valmistukseen käytettävän niin kutsutun kemiallisen massan valmistukseen, niitä ei myöskään voida valkaista ja ne soveltuvat 5 käytettäviksi pahvin ja kartongin valmistuksessa.

Keittokemikaalien kannalta tarkasteltuna teollinen, sulfaat-tikeittoon perustuva massan valmistukseen tarkoitettu menetelmä on pysynyt varsin muuttumattomana ja edelleen kehittykö mättömänä aivan viime aikoihin saakka. Samalla kun on esitetty käytettäväksi useita eri kemikaaleja, joiden avulla voitaisiin parantaa muunmuassa esimerkiksi massan saantoa, laatua ja ligniinin poiston selektiivisyyttä, ei mikään näistä ehdotuksista ole johtanut hyväksyttäviin ja käyttö-15 kelpoisiin käytännön sovelluksiin näiden tavoitteiden saavut tamiseksi, koska kukin parannusehdotus olisi edellyttänyt monimutkaisten lisälaitteiden, prosessin lisävaiheiden, suuremman keitinkapasiteetin tai kalliiden, paperitehtaan ulkopuolisten kemikaalien käyttöönottoa, jotka mainitut 20 kemikaalit eivät ole kierrätettävissä tai talteen otettavis sa .

• · * « ' « · « . 1970-luvulta lähtien on alalle ilmestynyt uusi trendi, jonka # · « mukaisesti sulfaattikeittoon perustuvaan selluteollisuuteen ; 25 on kohdistunut kasvavia ympäristön suojeluun liittyviä pai- • / neita, jotta ympäristöä saastuttavien päästöjen määrä saa- täisiin merkittävästi vähenemään. Jotta massan valkaisusta • · · " johtuvia orgaanisia päästöjä voitaisiin pienentää, on sul faattikeittoon perustuvaa menetelmää kehitettävä niin, että •‘j : 30 sen avulla saavutetaan huomattavasti alhaisempi sellumassan ligniinin jäännöspitoisuus kuin mitä aiemmin on ollut asian laita. Koska massan laatu huononi ratkaisevasti, kun ta- * · • · · vanomaisin keittomenetelmin pyrittiin alhaiseen ligniinin : : jäännöspitoisuuteen, oli kehitettävä muunnettuja sulfaatti-·/.: 35 keittoon perustuvia menetelmiä. Tämä kehitystyö sai muun muassa aikaan sen, että hydrosulfidi-ionien merkitys selvisi: hydrosulfidi-ionin pitoisuuden on oltava suuri keiton alkuvaiheessa, koska keiton loppupuolella hydrosulfidi ei enää ole vaikutukseltaan tehokas. Hydroksyyli-ionien haluttu 4 105929 merkitys oli täsmälleen tähän nähden vastakkainen (Sjöblom, K., et ai., "Extended delignification in kraft cooking through improved selectivity", Paperi ja Puu 65:4, 227 (1983) sekä Norden, S. ja Teder, A., "Modified kraft processes for 5 softwood bleached-grade pulp", TAPPI Journal 62:7, 48 (1979)). Jotta saataisiin aikaan optimaaliset hydrosulfidi-ionin ja hydroksidi-ionin pitoisuusprofiilit, on ehdotettu, että valmistettaisiin valkolipeitä joilla olisi erilaiset sulfidipitoisuudet (Jiang et ai., "Improved kraft pulping by ίο controlled sulfide additions", Proceedings of the 7th Inter national Symposium on Wood and Pulping Chemistry, Beijing, P.R. China, May 25-28, 1993 sekä Teder, A. ja Olm, L., "Extended delignification by combination of modified kraft pulping and oxygen bleaching", Paperi ja Puu 63:4a, 315 15 (1981)). Toisessa tutkimuksessa (Andrews, E.K., "Extended delignification of southern pine using novel conceptual approaches within the framework of conventional kraft and oxygen technologies", Ph.D. Thesis, Department of wood and paper science, North Carolina State University, 1982), sulfi-20 dia sisältäviä lipeäliuoksia kokeiltiin esikäsittelyvaiheessa ennen tavanomaista sulfaattikeittoa valkolipeällä. Tällöin todettiin sellun viskositeetin olevan parempi, kuten teoria . .·, ennustaakin. Koska edellä selitetyn kaltaiset esikäsittelyt ”. vaativat erillisen keittovaiheen suhteellisen korkeassa .* 25 lämpötilassa (vaikuttavan alkalimäärän ollessa niinkin suuri ' / kuin 7% puun määrästä ja lämpötilan 135 °C), ne vievät suuren osan kunkin keittimen tehollisesta tuotantoajasta ja vaativat * « « ’·* * muutoksia tuotantoprosessiin. Ennakoitavissa olevasta tuotan non pienentymisestä ja saavutettavien etujen suhteellisesta ' l 30 vaatimattomuudesta seuraa, että tällainen tekniikka ei ole käytäntöön soveltuva.

• *

Edelleen, erään toisen keksinnön mukaisesti (Tikka, yhdysval-i : , , ·;· talainen patentti No. 5 183 535), käytetyn mustalipeän sisäl- 35 tämä rikkipitoinen aines voidaan imeyttää ja saattaa reagoi- ·:··· maan puuhakkeen kanssa ennen kuin suoritetaan lopullinen keitto valkolipeän avulla.

5 105929

Toinen trendi sellumassan valmistamiseksi tarkoitettujen sulfaattikeittomenetelmien kehityksessä on ollut tarve toimia energiaa tehokkaasti käyttäen. Tämän vuoksi 1960-luvun alusta lähtien ovat jatkuvaan keittoon perustuvat laitteistot tul-5 leet alalla vallitseviksi. Kuitenkin 1980-luvun alusta läh tien uudet kehittyvät ja entisten kanssa kilpailevat energiaa tehokkaasti käyttävät, syrjäytystekniikan muunnelmiin perustuvat panosprosessit ovat alkaneet vallata alaa. Syrjäytykseen perustuville panosmuotoisille sulfaattiprosesseille on io tunnusomaista kuuman mustalipeän talteen otto keiton lopuksi ja sen sisältämän energian uudelleen käyttö seuraavissa keittoerissä. Hyviä esimerkkejä tästä kehityksestä ovat esimerkiksi seuraavissa julkaisuissa esitetyt prosessit: Fagerlund, yhdysvaltalainen patentti No. 4 578 149, ja Öst-15 man, yhdysvaltalainen patentti No. 4 764 251. Näiden keksin töjen mukaisesti keitossa käytetty lämpö otetaan kyllä tehokkaasti talteen, mutta keittokemikaalien käyttö on kuitenkin kaukana ihanteellisesta tilanteesta.

20 Edelleen sulfaattimenetelmän syrjäytyseräkeittoprosesseja on kehitetty niin, että niissä yhdistyvät hyvä energiatalous sekä jäännös- ja tuoreiden keittokemikaalien tehokas hyväk- • · · . sikäyttö, jotta saataisiin aikaan helpompi ligniinin poisto : ja suuri sellumassan lujuus. Tämä tavoite voidaan saavuttaa ,·' ’ 25 siten, että keiton loppupuolella suoritetaan syrjäyttäminen, jolloin ensin otetaan talteen mustalipeän "emäliuos", joka on kuumaa ja sisältää runsaasti jäännösrikkiä, yhteen keräys- l · - * ' säiliöön, ja tämän jälkeen otetaan talteen se mustalipeän osa joka sisältää pesusuodosta, jonka lämpötila on alhainen ja 30 joka sisältää vähemmän kiintoaineita, toiseen keräyssäiliöön.

• · · : Talteen kerätyt mustalipeäerät käytetään tämän jälkeen uu- delleen käänteisessä järjestyksessä, jotta ne impregnoisivat ' · · · λ.’^ ja reagoisivat, vastaavasti, seuraavan puuhakepanoksen kanssa 'V ennen kuin suoritetaan lopullinen keitto kuuman valkolipeän 35 avulla (Hiljanen, Tikka, EP-B 520 452) . Näin menetellen on tullut mahdolliseksi aloittaa sulfaattikeitto siten, että hydrosulfidin pitoisuus on suuri ja hydroksyyli-ionien pitoisuus pieni, ja näin saada aikaan rikin ja ligniinin välisiä reaktioita kuumaa mustalipeää käsittävässä esikäsittely- 6 105929 vaiheessa. Tarvittavaa kaustisoitua keittolipeää, jossa on suuri hydroksyyli-ionien pitoisuus, eli valkolipeää, lisätään vasta lopullisessa keittovaiheessa, jossa kuluu hydroksyyli-ioneja, jolloin taas valkolipeän sisältämä hydrosulfidi jää 5 käytetyn mustalipeän jäännökseen käytettäväksi uudelleen seuraavan erän käsittelyyn. Nykyisin sekä lämpö että kemikaalit panoskeitosta voidaan käyttää uudelleen hyvin tehokkaasti käyttämällä syrjäytykseen perustuvaa eräkeittotekniikkaa.

ίο Modernin sulfaattikeittoon perustuvan sellutehtaan kemiallisen kokonaistaseen suhteen on kehittymässä uusi toimintaperiaate: sen sijaan, että ostettaisiin kaustisointiin tarvittavaa lipeää tehtaan ulkopuolelta, sitä tulisi tuottaa tehtaan omassa kemiallisessa järjestelmässä. Tämä näkökohta on 15 tulossa yhä tärkeämmäksi, koska kehittyvät valkaisuun tarkoi tetut menetelmät perustuvat siihen että käytetään yhä vähemmän klooria ja yhä enemmän lipeää aiempaan verrattuna. Taantuva kloorialkaliteollisuus, lipeän hinnan nousu ja tehtaiden ongelmat kemiallisen taseen tasapainottamisessa, mihin tar-20 vitaan huomattavaa ulkoista natriumin lisäystä, saavat aikaan sen, että integroitu alkalikemikaalien tuotanto on välttä-.···. mättömyys joillekin sellutehtaille.

; ; 25 Näiden ongelmien ratkaisu on siinä, että tuotetaan puhdasta ’· " lipeää, NaOH, sellutehtaassa sen omiin tarpeisiin siten, että osa viherlipeästä johdetaan prosessiin, jossa suoritetaan • · · V : karbonaatin kiteytys ja valmistetaan puhdasta lipeää kaus- tisoimalla erottuneet karbonaattikiteet. Jäljelle jäävä : 30 emäliuos sisältää jäännöskarbonaattia, mutta myös kaiken • * · sulfidin, joka oli alunperin viherlipeässä. Tälle emäliuok-.’. selle on nyt löytynyt uusi käyttötarkoitus suoraan sellaise- «Il naan syrjäytystekniikkaan perustuvan sulfaattikeiton paran-*”·' tamiseksi siten, että sitä syötetään keiton alkuvaiheessa.

35 Aiemmin on esitetty, että tämä emäliuos voitaisiin kausti- ;··; soida erikseen, jotta voitaisiin valmistaa sulfidipitoisuu- deltaan väkevää valkolipeää, mutta tämä olisi monimutkaistanut sellutehtaan toimintaa. Tyypillisesti uudenaikaisessa sellutehtaassa, joka tuottaa valkaistua sulfaattimassaa, v 105929 tilanne vaatisi kiteytettävän viherlipeän määrän olevan 20 % syntyvän viherlipeän kokonaismäärästä talteenottokeittimen jälkeen (jäljelle jäävä 80 % olisi tarkoitettu kaustisoita-vaksl tavanomaisella tavalla valkolipeäksi keittoa varten). 5 Tämä tuottaisi puhdasta lipeää valkaisuun, vastaten 25 kg NaOH:ia tonnia uunikuivaa puuainesta kohden, mikä vastaa noin 60 kg NaOH metristä tonnia kohden ilmakuivaa sellumassaa, mikä kattaisi tyypillisen happivalkaisun ja alkalisen uuton lipeän tarpeen. Tässä edellä selitetyllä tavalla menetellen 10 kiteytyksessä saatavan emäliuoksen tilavuus käytettäväksi keitossa olisi 0,11 yksikköä nestettä/puuaines ja se sisältäisi 16 kgEA (NaOH)/kg puuainesta sekä 0,23 mol HS“/kg puunainesta. Luonnollisesti viherlipeän jakaminen eri tavoin käsiteltäviin osuuksiin ja puhtaan lipeän tuotannon määrä 15 voivat edullisesti vaihdella tapauksesta toiseen.

KEKSINNÖN LYHYT SELOSTUS

Nyt on havaittu, että kun lisätään pieni määrä kaustisoima- 20 tonta keittolipeää (viherlipeää tai viherlipeän johdannaista, kuten muun muassa esimerkiksi viherlipeän karbonaatin kitey- tyksessä saatua emäliuosta) mustalipeää kierrättävän syrjäy- . .·, tystekniikkaa käyttävän sulfaattikeittoon pohjautuvan panos • · · prosessin alkupäähän (toisin sanoen impregnointivaiheessa • · ; 25 ja/tai kuumalla mustalipeällä tapahtuvassa esikäsittelyvai-• · · * heessa), massanvalmistuksen suorituskykyä voidaan nostaa w · v parannetun keittovaiheen ansiosta, jossa valkolipeän kulutus · · V : alenee siihen nähden, mitä muutoin tarvittaisiin, paremman massan lujuuden ja valkaistavuuden ansiosta. Viherlipeän « 30 käyttö on erittäin käytännöllistä, koska sitä on aina saata-villa sellutehtaassa. Viherlipeän karbonaatin kiteytyksessä saatavan emäliuoksen hyväksikäyttäminen on erittäin käytän- • · · nöllistä sellaisissa tapauksissa, joissa viherlipeästä peräi- i : sin olevasta karbonaatista valmistetaan puhdasta lipeää 35 käytettäväksi happidelignif ikaatio- ja alkalivalkaisuvai- ;·· heessa.

8 105929

KUVION SELITYS

Kuvassa 1 on esitetty lohkokaavion avulla syrjäytystekniikkaa soveltavaan, sulfaattikeittoon pohjautuvan panosmenetelmän 5 suorittamiseksi tarkoitettu laitteisto. Kuvassa on esitetty tarvittavat säiliöt, virtaukset ja keiton vaihejärjestys. Tekniikan tason mukaisen, syrjäytystekniikkaan perustuvan eräkeiton selventämiseksi annetaan seuraavassa selitys: Sulfaattikeiton kukin panos aloitetaan panostamalla keitit timeen puuhaketta ja täyttämällä keitin mustalipeällä AA impregnointiin tarkoitetun mustalipeän säiliöstä 5, jolloin keittokattilassa oleva hake kastuu. Ylivirtaus A2 mustali-peäsäiliöön 4 kohdasta AB on edullinen, koska näin voidaan poistaa ilma ja lipeän laimentunut eturintama. Kun virtaus A2 15 on pysäytetty, keittoastia paineistetaan ja impregnointi suoritetaan loppuun. Keittoa jatketaan tämän jälkeen pumppaamalla kuumaa mustalipeää B kuuman mustalipeän säiliöstä 1. Lämpötilaltaan alhaisempi mustalipeä A3, jonka syrjäyttää kuuma mustalipeä, johdetaan kohdassa AB mustalipeän säiliöön 20 4, joka puretaan haihdutusyksikköön jossa suoritetaan keit- tokemikaalien talteenotto. Keiton vaihejärjestyksessä seu-.··. raavaksi suoritetaan kuuman valkolipeän C pumppaaminen säi- liöstä 3 keittokattilaan. Lipeäliuos D2, jonka syrjäyttävät - « · kuumat lipeäliuokset ja jonka lämpötila on suunnilleen kiehu- • · · *; · 25 mispistettä ilmanpaineessa vastaavaa lämpötilaa korkeampi, * johdetaan kuuman mustalipeän säiliöön 2. Yllä kuvatun täytti.: tösarjan jälkeen keittokattilan lämpötila on lähellä lopul- • · · *.·* ; lista keittolämpötilaa. Lopullinen lämmittäminen suoritetaan käyttämällä suoraa tai epäsuoraa höyrykuumennusta ja keitto- .· jo kattilan sisäistä kierrätystä. Halutun keittoajan jälkeen, jolloin ligniinin poisto on edennyt haluttuun reaktion edis- .·. tymisasteeseen, käytetty lipeä on valmista syrjäytettäväksi • · · pesusuodoksen E avulla. Lopullisessa syrjäyttämisvaiheessa ensimmäinen osa syrjäytyneestä kuumasta mustalipeästä B1 35 vastaa yhteenlaskettuja, täyttövaiheissa tarvittuja tila- vuuksia B. Syrjäytetyn mustalipeän toinen osa Dl, joka on pesusuodoksen E laimentama, mutta jonka lämpötila on vielä sen kiehumispistettä ilmanpaineessa vastaavaa lämpötilaa korkeampi, johdetaan kuuman mustalipeän säiliöön 2, kohdassa 9 105929 D. Kun lopullinen syrjäyttämisvaihe on saatu päätökseen, keittokattilan sisältö puretaan sellumassan jatkokäsittelyä varten. Tämän jälkeen voidaan edellä selitetty keiton suoritusvaiheiden sarja toistaa.

5

Kuuman mustalipeän säiliöstä 2 saadaan jäähtynyttä mustalipe-ää impregnointia varten säiliöön 5, kun siirretään siihen sisältyvä lämpö valkolipeään ja veteen lämmönvaihdon avulla.

io Säiliö 6 on tarkoitettu viherlipeän tai siitä saadun johdoksen varastointiin, jota mainittua viherlipeää saadaan keitto-kemikaalien talteenottolaitteistolta. Tämän keksinnön mukaisesti ainakin yhtä viherlipeää tai sen johdosta käsittävistä osuuksista Xl - X3 syötetään impregnoinnin ja/tai esikäsitte-15 lyn suorittamiseksi tarkoitetussa suoritusvaiheessa.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Tämän keksinnön mukaisesti saadaan aikaan edullisia paran- 20 nuksia sulfaattiselluloosan valmistusprosessiin eräkeittoon perustuvan sulfaattimenetelmän avulla, joka mainittu mene- ,···, telmä käsittää vaiheen, jossa lisätään kaustisoimatonta keittolipeää (viherlipeää) tai tästä saatua johdosta syrjäy- tysmenetelmää soveltavan eräkeitto-sulfaattiprosessin imp- ,* ; 25 regnoinnin ja esikäsittelyn suorittamiseksi tarkoitetussa • · · ’· alkuvaiheessa, sekä vaiheen ligniinin poiston lopulliseksi • · m '··*·' suorittamiseksi valkolipeän lisäyksen avulla, jossa keitto- * · · V · olosuhteet ovat miedommat, mikä puolestaan saa aikaan paran nuksia tuotteeksi saatavan massan laatuun.

i 30 «·«

Seuraavassa selitetään tätä keksintöä oheisen kuvan perus-teella, jota mainittua kuvaa on selitetty aiemmin tässä • * · lii edellä.

* : • · « ·' ·.: 35 Tämän keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritus- :··· tavan mukaisesti toimittaessa, tilavuuden Xl verran viher lipeää, joka on 0,2 - 1,0 1/kg uunikuivaa puuta, mikä vastaa 0,15 - 0,7 mol HS"/kg uunikuivaa puuta, lisätään säiliöstä 6 impregnoinnin suorittamiseksi tarkoitettuun lämpimään musta- 10 105929 lipeään AA, joka on peräisin säiliöstä 5, ennen impregnoinnin suorittamista 90 - ilo °C lämpötilassa noin 30 - 60 minuutin ajan.

5 Toisen tämän keksinnön mukaisen menetelmän edullisen suoritustavan mukaisesti tilavuuden X2 verran viherlipeää, joka on 0,2 - 1,0 1/kg uunikuivaa puuta, mikä vastaa 0,15 - 0,7 mol HS~/kg uunikuivaa puuta, lisätään ensin säiliöstä 6 sellaisenaan keittokattilaan, minkä jälkeen suoritetaan lämpimän ίο mustalipeän AA lisäys impregnoinnin suorittamiseksi, ja suoritetaan impregnointia noin 80 - 120 °C lämpötilassa ja noin 30 - 60 minuutin ajan.

Kolmannen tämän keksinnön mukaisen menetelmän edullisen 15 suoritustavan mukaisesti lämpimällä mustalipeällä suoritetta va impregnointi suoritetaan tekniikan tason mukaisesti, ja tämän jälkeen tilavuuden X3 verran viherlipeää, joka on 0,2 - 1,0 1/kg uunikuivaa puuta, mikä vastaa 0,15 - 0,7 mol HS"/kg uunikuivaa puuta, lisätään säiliöstä 6 kuumaan mustalipeään 20 B, ja tämän jälkeen suoritetaan käsittely kuumalla musta- lipeällä 145 - 165 °C lämpötilassa noin 15 - 30 minuutin ajan.

« * I « f f · * · 4 1". Neljännen tämän keksinnön mukaisen menetelmän edullisen t « » ; 25 suoritustavan mukaisesti tilavuus Xl, joka on 0,06 - 0,4 1 I I 4 '· viherlipeän kiteytyksestä saatua emäliuosta per kg uunikuivaa t « 4 puuta, mikä vastaa 0,15 - 0,7 mol HS“/kg uunikuivaa puuta, ♦ # · : lisätään säiliöstä 6 lämpimään, impregnoinnin suorittamiseksi tarkoitettuun mustalipeään AA, ja tämän jälkeen suoritetaan j 30 impregnointi noin 90 - 110 °C lämpötilassa noin 30 - 60 f·» minuutin ajan.

* • • 9

• · I

'*·' Viidennen tämän keksinnön mukaisen menetelmän edullisen · · f suoritustavan mukaisesti tilavuus X2, joka on 0,06 - 0,4 1 35 viherlipeän kiteytyksestä saatua emäliuosta per kg uunikuivaa » · ·:··· puuta, mikä vastaa 0,15 - 0,7 mol HS~/kg uunikuivaa puuta, lisätään ensin säiliöstä 6 keittokattilaan, minkä jälkeen lisätään lämpimän impregnoinnin suorittamiseksi tarkoitettu . V - 11 105929 mustalipeä AA , ja tämän jälkeen suoritetaan impregnointi lämpötilassa noin 80 - 100 °C, noin 30 - 60 minuutin ajan.

Kuudennen tämän keksinnön mukaisen menetelmän edullisen 5 suoritustavan mukaisesti lämpimällä mustalipeällä suoritettava impregnointi suoritetaan tekniikan tason mukaisesti, ja tämän jälkeen tilavuus X3, joka on 0,06 - 0,4 1 viherlipeän kiteytyksestä saatua emäliuosta per kg uunikuivaa puuta, mikä vastaa 0,15 - 0,7 mol HS"/kg uunikuivaa puuta, lisätään ίο säiliöstä 6 kuumaan mustalipeään ja käsittely kuumalla mustalipeällä suoritetaan lämpötilassa 145 - 165 °C noin 15 - 30 minuutin ajan.

Mikäli lisätään kaustisoimatonta keittolipeää menetelmän 15 impregnointivaiheessa, on käytettävä korkeampaa lämpötilaa kuiri tekniikan tason mukaisesti toimittaessa, jotta voitaisiin käyttää tehokkaasti hyväksi kemikaaleja ja välttyä liian korkeilta alkalien jäännöspitoisuudelta haihdutus laitteistoon syötettävissä virroissa. Korkeampi, impregnoinnin suoritta-20 miseksi tarvittava lämpötila saavutetaan käyttämällä joko keittokattilan sisäistä kierrätystä ja suoraa tai epäsuoraa höyrykuumennusta, tai lisäämällä pieni määrä kuumaa musta-lipeää B säiliöstä 1 impregnoinnin suorittamiseksi tarkoitettuun mustalipeään AA.

25

Mikäli lisätään kaustisoimatonta keittolipeää kuumaan musta-lipeään, on tämän lipeäliuoksen lämpötila riittävän korkea, jotta saataisiin aikaan haluttu reaktiolämpötila.

• · • » · • ♦ · • · . 30 Tämän keksinnön mukaisen menetelmän pääasiallinen etu on se, • · · .·:·. että syrjäytystekniikan mukaiseen sulfaattikeittoon perustu- van panosprosessin alkuvaihe saadaan tehokkaammaksi. Tämä #·:·. puolestaan parantaa sellun laatua, koska syrjäytystekniikan • · · mukaisen sulfaattikeittoon perustuvan panosmenetelmän loppu-\ 35 vaiheessa suoritettava keitto valkolipeän avulla helpottuu M · V : merkittävässä määrin, mikä puolestaan saa aikaan sen, että V · ’•"S voidaan käyttää huomattavasti miedompia keitto-olosuhteita prosessin loppuvaiheessa, mikä taas saa aikaan massan laadun • · _···. paranemisen lujuuden ja helpomman valkaistavuuden suhteen.

• « 4 «»» 12 105929 ,

Edelleen, tämän keksinnön mukaisen menetelmän käyttöönotto on edullista ainakin seuraavista syistä: - Toisin kuin tekniikan tason mukaisissa menetelmissä, ei 5 tarvita lisävaiheita keittoon. Tämän keksinnön mukaisen menetelmän käyttöönotto ei edellytä katkoksia tuotantoon, koska käytössä olevia keiton vaiheita vain muunnetaan eikä merkittäviä laitteiston muutostöitä tarvita. Parannetun keittovaiheen ansiosta vähenee valkolipeän kulutus ja lyhen-10 tynyt keittoaika saa aikaan tuotannon lisäyksen.

- Viherlipeänä tarvittavan kaustisoimattoman keittolipeän määrä on riittävän pieni, jotta sitä voitaisiin käsitellä tavanomaisesti mitoitetulla haihdutuslaitteistolla. Talteen- 15 ottolaitteiston kokonaiskuormitus ei kasva viherlipeän kasva neen kulutuksen takia, koska kaustisoidun lipeän kulutus vähenee.

- Viherlipeän karbonaattikiteytyksessä saatavan emäliuoksen 20 hyväksikäyttö on erittäin edullista uudenaikaisen sulfaat- tisellutehtaan kemiallisen taseen kannalta. Erotetun karbonaatin kaustisoiminen paikan päällä tuottaa puhdasta lipeää, jota tarvitaan uudenaikaisessa sulfaattimassan valkaisussa. Tehtaan ulkopuolelta ostettavan lipeän määrä vähe-25 nee merkittävästi ja koko tuotantoprosessin kemiallinen tase • I · ’ ! pysyy vakaana.

I t · • · · • · · • • · · *· ” Seuraavien havainnollisten esimerkkien avulla selitetään tätä « · I » · '· keksintöä ja selvennetään tämän keksinnön avulla saavutetta- 30 via etuja verrattuna tekniikan tason mukaiseen sulfaatti- M· v eräkeitto-syrjäytysmenetelmään, joka käsittää mustalipeää käyttävän alkuvaiheen.

Ml • · · • # · « · 1 I I · • · · • · · • · · I I ·

Ml • · ♦ • « · · » · • · • 1 • « l3 105929

Seuraavassa selitetyissä esimerkeissä on käytetty seuraavia lyhenteitä: 5 EA Tehollinen alkali = NaOH + \ Na2S, ilmaistuna NaOH-ekvivalentteina AA Aktiivinen alkali = NaOH + Na2S, ilmaistuna Na20-ekvivalentteina WBL Lämmin mustalipeä impregnointia varten ίο OWBL WBL:n ylivirtaus DWBL Syrjäytynyt WBL (ulos keitosta) HBL Kuuma mustalipeä RHBL Syrjäytynyt HBL (ulos keitosta) WL Valkolipeä, kaustisoitu keittolipeä 15 DL Lopullinen syrjäyttävä lipeä GL Kaustisoimaton keittolipeä, "viherlipeä" xGL GL:n karbonaatin kiteytyksessä saatava emäliuos O Happidelignifiointivaihe D Klooridioksididelignifiointivaihe 20 E Alkalinen uuttovaihe

Seuraavassa taulukossa on esitetty yhteenveto tuloksista ja tämän keksinnön avulla saatavista eduista.

• · · : 25

• · I

• · • I · * « «

< t« I

% · · • · · • · · • · · • · • 1 V‘5: • %· W: : :: φ · • · · • · · • · • · · » · ·· · · ·

Sj « · < · • · · • · I I · · • · 1 ill •i 14 105929 o d

M

C

O

o

P

•H

Q) * :cö -P in

-P

Q) -g -H

C ^ Q) ^ Q) -P ¢) P p§ ϊ β nn cm in |-*>-π5·ηΡ1η »· oo «. on w u di u > oo o

. o s W X o h σι M* H

£ S

Q) <U

m W ^ in

Cd :cö -H

o a e * O >H Ai

+J rH CD P

ai p a> 0) C <1) S m r- σ co a2 O c ·η m - h - oo O -P 0) ui Pl vo o on o

Ai -H S W O O rH H -rt H

CD

-H Ai X ro

* C

•H O KO *H

io o ex « > rH ^

P OP

• CO -PO)

O a) g H CO M1 H

•Pc C ·η in » o - oo o> .. c> tn pi * o n o

> rt* S W O O H H M* H

g w : : <u i

... <D rn CM

P =0 : : : £ c «o -h ’>· c ex :(0 Ή Ai

• ·; 5 :c0 « P

?ί "Π P ® . . : +* 0) B ro -«J· >-1 .·, ·: 55 co c -h m - o - :::. ° -r-\ a) in pj - vo a» ro o

··. ^ gwuo h σ M· H

• p ° c- • J*.r*. ng (0 :····:·' s I : § • · -h 2 --i 3 : ·.; £ * ^ 2 — λ t :: p P. -h p w . /'l CD *~j (0 CD g • ··» e (0 jj s Cr^Pio vo cm : .5 ft p -h -h . in o - m • *l. w ft a) in -h -Hfö o <« o ro , o

W«>WWW3cm >H

• · · . O ft G d P

CM -H ^ :<0 * ~ 0)

.... Ai Ή :<0 CD -H C c*P <D

;r.r. f O (0 P P ft G :ιβ dwP

. Ai > P p -H d -ro p -H

-.· · Ai -, tn p o ;co Ai rHC ^ dp p fttn c cd h no w p p d <o wd

.’Pr (0<D (0 -H -H (0 C (0 :c0 Λ» I (0 0) (0 -H B

V ’ EHp A P H A >— > ε '-r K P Min i 1 t f * i ’! < in o in o

>~r ή fN

• I » f t · » 105929 tn :<β ·Ρ e χ

ΓΗ X

α) μ Ρ d) 0) g <1 σ\ 1r G ·η - r-» <D en vo - o vo SH «”i m o\ t-i 'S'

:<0 -H

0 X Ή X d) μ P d) 0) g oo n n C "H » CO 1· - dl M in «. o in SH H n σι h n :nj -H E J1 Ή 1 0) μ Ρ φ d) g cm in >1 C -H » Γ" ·> -

(UM VO - O VO

SH H n σν H

CM

1(0 -H 0 ^

H X

: ; <u μ p <u

. dJ g CM H O

... C -H - CM - - <u m vo - o m . . : Sh .h ί· uv h * « ·

I · · _J

( i : H

: i-i h «·ί : g x

·· 1 i—I X

: ·.; -h μ t" h o

' Ιΰ QJ - CM V

.·. : ~ -μ 0 ^ - o 1

\ 5 μ -h H - o' H

• · · O d) M C

.·."·.1>« -H ^ G

\5.\ -p c μ o e g ~ · (0 (0 φ O W <D —. H rti • i · 1m g » «H O C H Cl O iH Ή

·..· ^ O M M (0 cm Ή ·Η — p W d) M O [N

::: ρ 3 x m g x o o\° mu m ,¾ m g ·· · p 3 ai m z μ ia m te z .··· cm m -m ό d) 0 e μ σι m <x> G Ό -i w di di oo 3 w g e ή ·— :·?·; o μ ιθίτ> ·ημ« m <ö m 1 >« o φ

Οϊ'ι X d) -H e M ^ > G H -H -n -HMM

G 0 (03-HCZ ·η p (—i 0(d (öc-hcs

.. -H «o Ai Ή :cö o E -H 30 1 μ Ai C :ιβ O H

G μ HHdTJ PHM H :3 H-oftO

::: <o 3 3 Μμ>σι < Ai Ρ > >ι > μ μ > σι ιι· • · f · · • 1 V> O 10 o β ,, ^ <Ν « Μ « ie 105929

Taulukossa 2 esitettyjen tulosten perusteella tämä keksintö tarjoaa seuraavassa selitetyt yllättävät edut vastaaviin, tekniikan tason mukaisiin keittoprosesseihin verrattuna: 5 Käyttämällä pientä määrää kaustisoimatonta keittolipeää sulfaatti-eräkeitto-syr jäytysprosessin alkupäässä seuraavassa esitetyissä esimerkeissä 2, 3, 4 ja 5 selitetyillä tavoilla menetellen voidaan saavuttaa seuraavat edut: io - vahvasti alkalisen kaustisoidun keittolipeän , eli valkoli-peän, määrää voidaan kussakin panoksessa vähentää 20 prosenttia, vaikka kuitenkaan samalla sellumassan saanto, viskositeetti ja H-tekijän tarve, toisin sanoen keittoaika, eivät muutu, 15 - valkaisemattoman massan lujuus lisääntyy 10 %, - valkaisukemikaalien kulutus vähenee 10 %, 20 - vaaleusasteen yläraja, eli suurin saavutettava vaaleus, nousee, ja - massan lujuuden suhteen saavutettava etu säilyy massan valkaisun jälkeenkin.

. . 25 • · · v·* ESIMERKKI 1.

• · · • · · ··· • « t · « *· ” Tavanomaisen sulfaattimassan valmistus männystä vertailunäyt- • · teeksi käyttämällä syrjäytyseräsulfaattitekniikkaa.

i « » _ _ • · · 30 ϊ 3,5 kg mäntyhaketta (Pinus sylvestris) (uunikuivattuna) mitattiin hakekoriin, joka sijoitettiin 20-litran vaipalli-seen syrjäytyseräkeittokattilaan, jossa oli pakotettu kier- « rätys. Kattilan kansi suljettiin, ja haketta höyrytettiin 10 35 minuutin ajan 100 °C lämpötilassa ilmakehän paineessa. Imp- < r < regnointiin tarkoitettua mustalipeää (WBL, 80 - 90 °C, 8 gEA/1) pumpattiin astiaan 20 minuutin ajan, jolloin esiintyi jonkin verran ylivirtausta (0WBL), minkä jälkeen suoritettiin impregnointia 80 °c lämpötilassa 5 barin paineessa 20 minuu- 17 105929 tin ajan. Impregnoinnin jälkeen seurasi esikäsittely kuumalla mustelipeällä, lisäämällä kuumaa mustalipeän (HBL, 165 °C, 20 gEA/1) keittokattilan pohjasta, jolloin käytetty impreg-noinnissa kulunut mustalipeä syrjäytyi ja virtasi ulos keit-5 tokattilan yläosasta (DWBL). 20 minuuttia kestävän mustali- peäkäsittelyn jälkeen, lisättiin panos kuumaa valkolipeää (105 gEA(NaOH)/1, sulfidisuus 40 %) keittokattilan pohjasta, jolloin vastaava tilavuus käytettyä mustalipeää poistui keittokattilan yläosasta (RHBL). 25 minuuttia kestävä kuulo mennus kierrättäen nosti lämpötilan 155 °C:sta keittolämpöti-laan 170 °C. Kun haluttu keittoaika oli kulunut ja tarvittava H-tekijän arvo oli saavutettu, aloitettiin lopullinen syrjäytys lisäämällä pesupuskuriliuosta DL (0,02 mol Na2C03/l + 0,05 mol Na2S/l) keittokattilan pohjasta, jolloin käytetty 15 kuuma mustalipeä poistui keittokattilan yläosasta. Ensimmäinen osa syrjäytyneestä kuumasta mustalipeästä (HBL 1) käsitti seuraavan keittoerän kuuman mustalipeän panokseksi tarvittavat 17 litraa. Toinen osa syrjäytettyä lipeää (BL 2) käsitti 13 litran tilavuuden, joka tarvittiin lämpötilan alentamiseksi? si ja seuraavan keittoerän impregnoimiseen. Lopullisen syrjäytyksen jälkeen massa hajotettiin, pestiin ioninvaihdetulla vedellä, seulottiin ja analysoitiin. Edellä selitetty keitto- • · · . .·. vaihesarja toistettiin kolme kertaa ottamalla edellä selite- • I · .·, : tyt syrjäytetyt liuokset mukaan aina kutakin keittoa seuraa- » · « ·’ ! 25 vaan keittoon. Tällä tavalla saatiin aikaan tasapaino keitto- prosessiin ja keittovaiheet alkoivat toistua, vastaten teol-lista eräkeittoprosessia. Kussakin keittokokeessa keiton *·’ ' olosuhteita säädettiin niin, että tuloksena oleva kappaluku oli 20 ja EA:n jäännös keittovaiheen lopussa oli 20 gEA/1.

« M.' 30 Taulukossa El.l. tässä jäljempänä on esitetty syötetyt ja · · : : : ulos tulleet lipeän tilavuudet (tilavuudet litroina) sekä olosuhteet vastaavissa keittovaiheissa. Valkaisemattomasta • · « ^.'.1 massasta analysoitiin kokonaissaanto, seulottu saanto, kap- paluku, viskositeetti, vaaleus ja massan lujuus sekä jauha-*'.'·· 35 maila että koestamalla. Lisäksi, valkaisematon massa valkais- tiin seuraavaa suoritusjärjestystä noudattaen: O-D-Eop-D-E-D. Tiettyä vaaleutta vastaava valkaisukemikaalien kulutus määritettiin sekä määritettiin massan lujuus jauhamalla ja 1β 105929 koestainalla. Valkaisuolosuhteet on esitetty taulukossa El.2. Keitto-olosuhteet ja tulokset on esitetty taulukossa El.3.

5

Taulukko El.l Lipeäliuosten syöttömäärät ja ulos virranneet määrät sekä vastaavassa keiton vaiheessa käytetyt olosuhteet esimerkissä 1. Tilavuudet on esitetty litroina. io _

Syöttö Ulosvirtaus Prosessin vaihe WBL 30,7 OWBL 12 Impregnointi lämpimällä is mustalipeällä, 80 °C, 40 min.

HBL 13,3 DWBL 13,5 Esikäsittely kuumalla mustalipeällä, 20 155 °C, 20 min.

HWL, Kuuman valkolipeän täyttö panoksen määrän . .·. mukaisesti noin .·. ; 25 7 + 3,5 HBL RHBL noin 10 • · · DL 3 0 HBL 17 Loppusyrj äytys BL2 13 • · 1 i : : - 30 i • · · • · · · · « · • · · * · · 19 105929

Taulukko El.2. Valkaisun suorittamiseksi käytetyt olosuhteet kaikissa esimerkeissä, (v = vaihtelee) 5

Suoritusvaihe O DO Eop Dl E D2

Aika (min.) 90 30 120 180 90 240 Lämpötila (°C) 105 60 70 75 60 75

Sakeus (%) 10 19 12 12 12 12 10 Paine (bar) 6(02) atm 2(02) atm atm atm

NaOH (%) 1,1-1,2 - 0,6xDO - 0,5

Akt.Cl

MgS04(%) 0,5 - - C102, Akt. Cl (%) - 0,2 - v - v 15 H202 (%) - 0,3 -

Loppu-pH 11 2 3,5-4 3,5-4

Redusoitu

Kappa (%) 40-45 • · · i : : i » <·» • · · • · · * * ·

< M

i : 20 105929

Taulukko El.3. Esimerkin 1 tulokset.

Keitto 5 Kaustisoimattoman keittolipeän panos, (liq-to-wood, nestettä/puuainesta) 0 (TA, kokonaisalkalisuus (NaOH)) 0

Valkolipeäpanos (EA, % (NaOH)) 20,7 H-tekijä 1006 lo Kappaluku 20

Keittojäännös (gEA (NaOH)/l) 20

Seulottu saanto (%) 43,6 SCAN viskositeetti (ml/g) 1052 ISO vaaleus (%) 34,0 15 Repäisyndeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 18,3

Valkaisu

Aktiivisen kloorin kulutuskerroin 89 % ISO vaaleudelle, (kg aktiivista Cl/(ODtonxkappa) 4,2 20 Vaaleuden yläraja (% ISO) 90,1 SCAN viskositeetti 89 % ISO vaaleudelle (ml/g) 765 Repäisyndeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 14 j'.J 25 ESIMERKKI 2.

a Tämä koe suoritettiin esimerkin l mukaisesti, mutta kuitenkin * I « siten että käytettiin 0,5 nesteyksikköä puuainesta kohden * kaustisoimatonta keittolipeää kuten jäljempänä on selitetty. 30 9 I · ' ·!·’ Puuhakkeen höyrytyksen jälkeen lisättiin lipeä uudella vai- » · « V : heiden sarjalla impregnoinnin suorittamiseksi: Ensin lisät- tiin 18,7 1 WBL (90 'C) ja tämän jälkeen 0,5 yksikköä nes- • ·

j···. tettä/puuainesta (1,75 1) kaustisoimatonta keittolipeää GL

*** 35 (90 'C) yhdessä 3,5 litran HBL (168 'C) kanssa. Tässä käytet tiin kuumaa mustalipeää, jotta olisi voitu nostaa impregnoin-tia varten lämpötila 100 'C:een. Taulukossa E2.1. on esitetty käytetyt lipeätilavuudet ja olosuhteet. Lipeäpanosten täyttö kesti 20 minuuttia, minkä jälkeen suoritettiin impregnointia 40 100 'C lämpötilassa ja 5 barin paineessa 40 minuutin ajan 21 105929 samalla keittimen sisällä kierrättäen. Koska WBL:n määrää oli vähennetty 18,7 ltaan, WBL käsitti ainoastaan RHBL:n ja BL 2:n, toisen osuuden lopullisesta syrjäytetystä lipeästä. Taulukossa E2.2. on esitetty tulokset, jotka ovat vertai-5 luesimerkkiin 1 nähden parempia.

• « 4 < < ( I 4 • · · i : : f · · • · · ·· · • · · • · · • · · • · • 1 · • · · • · • · · i : • · · r 22 105929

Taulukko E2.1. Syötetyt ja ulos virranneet lipeämäärät sekä vastaavat keittovaiheen olosuhteet esimerkissä 2. Tilavuudet on ilmaistu litroina.

5 Syöttö Ulos Suoritusvaihe WBL 18,7 Impregnointi kuumalla musta- GL 1,75 lipeällä 90/100 'C, 60 min.

HBL 3,5 0WBL 5,25 io HBL 13,3 DWBL 13,5 Esikäsittely kuumalla musta- lipeällä, 155 ’C, 20 min.

HWL

Panoksen määrän Kuuman valkolipeän lisäys mukaisesti noin 15 7+3,5 HBL RHBL noin 10 DL 30 HBL 1 17 Loppusyrjäytys BL 2 13 20 Taulukko E2.2. Esimerkin 2 tulokset.

Keitto : Kaustisoimattoman keittolipeän panos, : 25 (liq-to-wood, nestettä/puuainesta) 0,5 : (TA, kokonaisalkalisuus (NaOH)) 9 I i : Valkolipeäpanos (EA, % (NaOH)) 16,3 , H-tekijä 980 I x

Kappa luku 20 30 Keittojäännös (gEA (NaOH)/1) 20

Seulottu saanto (%) 43,4 *·!·' SCAN viskositeetti (ml/g) 1041 V : ISO vaaleus (%) 33,9

Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 16,2 • · ··· 35 • · «

Valkaisu • '· Aktiivisen kloorin kulutuskerroin 89 % ISO kirkkaudelle, (kg aktiivista Cl/(ODtonxkappa) 4,2

Vaaleuden yläraja (% ISO) 90,1 40 SCAN viskositeetti 89 % ISO vaaleudelle (ml/g) 763

Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 15 23 105929 ESIMERKKI 3.

Tämä koe suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti, mutta kuitenkin siten, että käytettiin 0,5 nesteyksikköä puuainesta kohden 5 kaustisoimatonta keittolipeää kuten jäljempänä on selitetty.

Puuhakkeen höyrytyksen jälkeen lisättiin lipeä uudella vaiheiden sarjalla impregnoinnin suorittamiseksi: Ennen kuin lisättiin yhtään WBL:ia, lisättiin 10 minuutin aikana ensin 0,5 yksikköä nestettä/puuainesta (1,75 1) kaustisoimatonta 10 keittolipeää GL (90 'C) keittokattilan pohjasta, minkä jälkeen lisättiin 23 1 WBL 20 minuutin aikana, minkä jälkeen puolestaan suoritettiin impregnointia 90 'C lämpötilassa ja 5 barin paineessa 30 minuutin ajan suorittaen samalla keitto-kattilan sisällä kierrätystä. Taulukossa E3.1. on esitetty 15 käytetyt lipeän tilavuudet sekä olosuhteet. Höyrytetty hake tulee tämän esimerkin mukaisesti ensin kosketuksiin GL:n kanssa seoksen WBL+GL sijaan, jolloin hake voi impregnoitua vähemmän laimentuneissa olosuhteissa. Tulokset, jotka ovat vertailuesimerkkiin 1 nähden parempia, on esitetty taulukossa 20 E3.2.

» » < | t y i 4 » t r i I t « i ·»« I · · • * · • I · · * · t • · « « · * i « ( • · · * • · • * · • · · « · • · · i : • · · ' i I I t < |

< I

24 105929

Taulukko E3.1. Syötetyt ja ulos virranneet lipeämäärät sekä vastaavat olosuhteet keittovaiheessa esimerkissä 3. Tilavuudet on ilmaistu litroina.

5 Syöttö ~ Ulos Suoritusvaihe GL 1,75 WBL 23 Impregnointi kuumalla musta- lipeällä 90/100 Ό, 60 min.

HBL 13,5 DWBL 13,5 Esikäsittely kuumalla musta- 10 lipeällä, 155 'C, 20 min.

HWL

Panoksen määrän Kuuman valkolipeän lisäys mukaisesti noin 7+3,5 HBL RHBL noin 10 15 DL 30 HBL1 17 Loppusyrjäytys BL2 13

Taulukko E3.2. Esimerkin 3 tulokset.

20

Keitto

Kaustisoimattoman keittolipeän panos, (liq-to-wood, nestettä/puuainesta) 0,5 - (TA, kokonaisalkalisuus (NaOH)) 9 ; - 25 Valkolipeäpanos (EA, % (NaOH)) 17,1 : H-tekijä 1008

Kappa luku 20

Keittojäännös (gEA (NaOH)/1) 20

Seulottu saanto (%) 43,4 30 SCAN viskositeetti (ml/g) 1081 ISO vaaleus (%) 34,0 ! ; : ... n ;·· Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNirr/g) 16,2 t m « · • · * • « · · ,··*. 35 Valkaisu m 9 « / Aktiivisen kloorin kulutuskerroin 89 % I f ISO vaaleudelle, (kg aktiivista Cl/(ODtonxkappa) 3,7 ! ' Vaaleuden yläraja (% ISO) 90,5 SCAN viskositeetti 89 % ISO vaaleudelle (ml/g) 813 40 Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 16,3 25 105929 ESIMERKKI 4.

Tämä koe suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti, mutta kuitenkin siten, että käytettiin 0,5 nesteyksikköä kilogrammaa puuai-5 nesta kohden kaustisoimatonta keittolipeää kuten jäljempänä on selitetty.

Menetelmän mukainen impregnointi suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti, mutta kuitenkin siten, että WBL:n tilavuus oli 24 10 1.0,5 yksikköä nestettä/puuainesta (1,75 1) kaustisoimatonta keittolipeää GL lisättiin kuumalla mustalipeällä tapahtuvan esikäsittelyn aikana yhdessä kuuman mustalipeän kanssa. Kaikki muu suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti. Taulukossa E4.1. on esitetty käytetyt lipeätilavuudet ja olosuhteet. 15 Taulukossa E4.2. on esitetty tulokset, jotka ovat vertai- luesimerkkiin 1 nähden parempia.

Taulukko E4.1. Syötetyt ja ulos virranneet lipeän määrät sekä 20 vastaavat olosuhteet keittovaiheessa esimerkissä 4. Tilavuu det on ilmaistu litroina.

I ' \ l : Syöttö Ulos Suoritusvaihe 25 ; WBL 24 0WBL 5 Impregnointi lämpimällä musta- lipeällä 80 'C, 40 min.

i ... HBL 13,3 DWBL 15,5 Esikäsittely kuumalla mustali- f ; · GL 1,75 peällä, 155 'C, 20 min.

30

HWL

• · · ; Panoksen määrän Kuuman valkolipeän lisäys mukaisesti noin • · · ,·*·. 7 + 3,5 HBL RHBL noin 10 35 ’· DL 3 0 HBL1 17 Loppusyrjäytys * BL2 13 40 26 1 0 5 9 2 9

Taulukko E4.2. Esimerkin 4 tulokset.

Keitto 5 Kaustisoimattoman keittolipeän panos, (liq-to-wood, nestettä/puuainesta) 0,5 (TA, kokonaisalkalisuus (NaOH)) 9

Valkolipeäpanos (EA, % (NaOH)) 16,5 H-tekijä 1017 10 Kappaluku 20

Keittojäännös (gEA (NaOH)/l) 20

Seulottu saanto (%) 43,9 SCAN viskositeetti (ml/g) 1088 ISO vaaleus (%) 33,5 15 Repäisyndeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 15,8

Valkaisu

Aktiivisen kloorin kulutuskerroin 89 % ISO vaaleudelle, (kg aktiivista Cl/(ODtonxkappa) 3,8 20 Vaaleuden yläraja (% ISO) 90,3 SCAN viskositeetti 89 % ISO vaaleudelle (ml/g) 786

Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 15,3 25 ESIMERKKI 5.

I ' Tämä koe suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti, mutta kuitenkin ... siten, että käytettiin 0,5 nesteyksikköä puuainesta kohden i : : . . , * kaustisoimatonta keittolipeän GL karbonaatin kiteytyksessä 30 saatua emäliuosta kuten jäljempänä on selitetty.

1 f * » » »i t · · *,* : Puuhakkeen höyrytyksen jälkeen lisättiin lipeä uudella vai- heiden sarjalla impregnoinnin suorittamiseksi: Ennen kuin • · * ··, lisättiin yhtään WBL:ia, lisättiin 0,11 yksikköä nestet- * « 35 tä/puuainesta (0,39 1, 90 ’C) kaustisoimatonta keittolipeän t l ' emäliuosta xGL keittokattilan pohjasta 10 minuutin aikana, ’1'c minkä jälkeen lisättiin 23 1 WBL:ia 20 minuutin aikana, minkä jälkeen suoritettiin impregnointia 90 ' C lämpötilassa ja 5 barin paineessa 30 minuutin ajan suorittaen samalla keittoko kattilan sisällä kierrätystä. Taulukossa E5.1. on esitetty 27 105929 käytetyt lipeätilavuudet ja olosuhteet. Taulukossa E5.2. on esitetty tulokset, jotka ovat vertailuesimerkkiin 1 nähden parempia.

5 Taulukko E5.1. Syötetyt ja ulos virranneet lipeämäärät sekä vastaavat olosuhteet keittovaiheessa esimerkissä 5. Tilavuudet on ilmaistu litroina.

10 Syöttö Ulos Suoritusvaihe xGL 0,39 WBL 23 OWBL 5 Impregnointi lämpimällä mustali- peällä 90 'C, 60 min.

15 HBL 13,5 DWBL 13,5 Esikäsittely kuumalla mustali- peällä, 155'C, 20 min.

HWL

Panoksen määrän Kuuman valkolipeän lisäys mukaisesti noin 20 7+3,5 HBL RHBL noin 10 DL 30 HBL1 17 Loppusyrj äytys ' ' BL2 13 25 • ·♦ • · · f · · m « t « · * · · ··· *♦ · *· · ♦ • 9 4 « - 2 · ♦ 4 « * ♦· i : • ·· r 1.

4 V · f ( ,

V

• IKI I « 28 105929

Taulukko E5.2. Esimerkin 5 tulokset.

Keitto 5 Kaustisoimattoman keittolipeän panos, (liq-to-wood, nestettä/puuainesta) 0,11 (TA, kokonaisalkalisuus (NaOH)) 2,9

Valkolipeäpanos (EA, % (NaOH)) 17,3 H-tekijä 973 10 Kappaluku 20

Keittojäännös (gEA (NaOH)/l) 20

Seulottu saanto (%) 43,2 SCAN viskositeetti (ml/g) 1035 ISO vaaleus (%) 31,4 15 Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 16,6

Valkaisu

Aktiivisen kloorin kulutuskerroin 89 % ISO vaaleudelle, (kg aktiivista Cl/(ODtonxkappa) 3,7 20 Vaaleuden yläraja (% ISO) 90,9 SCAN viskositeetti 89 % ISO vaaleudelle (ml/g) 773

Repäisyindeksi vedon ollessa 90 mN/g (mNm2/g) 16,4 < ' V : * i‘: • «4 ' · · f · · • · · 1 · « « * · · n a

I M

x : ψ · · c c » # \ r, * l c ' «: t

k t I \ K f I

Claims

29 1 0 5 9 2 9

1. Erämenetelmä sulfaattimassan valmistamiseksi ligniiniä sisältävästä selluloosapitoisesta materiaalista, tunnettu 5 siitä, että se käsittää seuraavassa esitetyt suoritusvaiheet : lisätään enintään noin 1,0 1/kg uunikuivaa puuainesta kaus-tisoimatonta keittolipeää astiaan, joka sisältää sellu-10 loosapitoista materiaalia, täytetään mainittu astia aiemmin käytetyllä keittolipeällä; impregnoidaan mainittu selluloosapitoinen materiaali synty-15 neellä seoksella, joka käsittää mainittua kaustisoimatonta :#ii: keittolipeää ja käytettyä keittolipeää, • « < • · · • t · « * ·.'! syrjäytetään impregnointiin käytetty lipeä toisel- · ' " la tilavuudella kuumaa käytettyä keittolipeää, ja suorite- • t ;;; 20 taan mainitun selluloosapitoisen materiaalin esikäsittely • < « • 1 « mainitulla toisella tilavuudella kuumaa käytettyä keitto-lipeää, • · · • · · • « « « · · . syrjäytetään esikäsittelyyn käytetty lipeä kausti- • · · ]···. 25 soidulla kuumalla keittolipeällä, ja keitetään mainittu sei- • · • · · * . luloosapitoinen materiaali mainitulla kaustisoidulla kuumal- • · la keittolipeällä, kunnes ligniininpoisto on edennyt halut- • · tuun vaiheeseen, 30 syrjäytetään keittoon käytetty lipeä pesusuodoksen avulla, otetaan talteen ensimmäinen tilavuusosa joka vastaa mainitun selluloosapitoisen materiaalin esikäsittelyyn tarvittua sekä 30 105929 valinnanvaraisia muissa seuraavan panoksen täyttövaiheissa tarvittavien lisäysten kokonaistilavuutta, ja otetaan talteen toinen tilavuusosa syrjäytettyä lipeää, joka viimeksi mainittu tilavuusosa on tarkoitettu jäähdytettäväksi ja käy-5 tettäväksi seuraavan panoksen sisältämän selluloosapitoisen materiaalin impregnointiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lisättävä kaustisoimattoman keittolipeän määrä 10 vastaa 0,2 - 1,0 1/kg uunikuivaa puuainesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lisättävä kaustisoimaton keittolipeä on kaustisoimattoman keittolipeän karbonaatin kiteytyksen yhteydes- 15 sä saatua emäliuosta, ja tämän lisättäväksi tarkoitettu mää-rä vastaa 0,06 - 0,4 1/kg uunikuivaa puuainesta. I (

4. Erämenetelmä sulfaattimassan valmistamiseksi ligniiniä '> sisältävästä selluloosapitoisesta materiaalista, tunnettu 20 siitä, että se käsittää seuraavat suoritusvaiheet: ^ _ täytetään selluloosapitoista materiaalia sisältävä astia » · · käytetyllä keittolipeällä, johon on lisätty kaustisoimaton- • · · . ta keittolipeää enintään noin 1,0 1/kg uunikuivaa puuaines- • « • · · • t · * ··· 25 tel f • · * • · * · * • · · · m « · .. . impregnoidaan mainittu selluloosapitoinen materiaali näin • · · • · aikaan saadulla lipeällä, 30 syrjäytetään impregnointiin käytetty lipeä toisella tilavuudella kuumaa käytettyä keittolipeää, ja suoritetaan mainitun selluloosapitoisen materiaalin esikäsittely mainitulla toi- 105929 sella tilavuudella kuumaa käytettyä keittolipeää, syrjäytetään esikäsittelyyn käytetty lipeä kaustisoidulla kuumalla keittolipeällä, ja keitetään mainittu sellu-5 loosapitoinen materiaali mainitulla kaustisoidulla kuumalla keittolipeällä, kunnes ligniininpoisto on edennyt haluttuun vaiheeseen, syrjäytetään keittoon käytetty lipeä pesusuodoksen avulla, 10 otetaan talteen ensimmäinen tilavuusosa, joka vastaa mainitun selluloosapitoisen materiaalin esikäsittelyyn tarvittua sekä valinnanvaraisia muissa seuraavan panoksen täyttövai-heissa tarvittavien lisäysten kokonaistilavuutta, ja otetaan talteen toinen tilavuusosa syrjäytettyä lipeää, joka viimek-15 si mainittu tilavuusosa on tarkoitettu jäähdytettäväksi ja :<>§: käytettäväksi seuraavan panoksen sisältämän selluloosapi- * toisen materiaalin impregnointiin. I I r

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • * I 2. että mainittu lisättävä kausti soimat toman keittolipeän määrä • « 1 • · < vastaa 0,2 - 1,0 1/kg uunikuivaa puuainesta. • · ·

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • « · . että mainittu lisättävä kaustisoimaton keittolipeä on kaus- • · · • · · 25 tisoimattoman keittolipeän karbonaatin kiteytyksen yhteydes- • · • · · •. sä saatua emäliuosta, ja tämän lisättäväksi tarkoitettu mää- • · .. . rä vastaa 0,06 - 0,4 1/kg uunikuivaa puuainesta. • · • ·

7. Erämenetelmä sulfaattimassan valmistamiseksi ligniiniä 30 sisältävästä selluloosapitoisesta materiaalista, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat suoritusvaiheet: 32 105929 täytetään selluloosapitoista materiaalia sisältävä astia -käytetyllä keittolipeällä, impregnoidaan mainittu selluloosapitoinen materiaali maini-5 tulla käytetyllä keittolipeällä, syrjäytetään impregnointiin käytetty lipeä toisella tilavuudella kuumaa käytettyä keittolipeää, johon on lisätty enintään noin 1,0 1/kg uunikuivaa puuainesta kaustisoimatonta 10 keittolipeää, ja suoritetaan mainitun selluloosapitoisen materiaalin esikäsittely mainitulla toisella tilavuudella kuumaa käytettyä keittolipeää, syrjäytetään esikäsittelyyn käytetty lipeä kaustisoidulla 15 kuumalla keittolipeällä, ja keitetään mainittu sellu-loosapitoinen materiaali mainitulla kaustisoidulla kuumalla 4 11 : keittolipeällä, kunnes ligniininpoisto on edennyt haluttuun vaiheeseen, 20 syrjäytetään keittoon käytetty lipeä pesusuodoksen avulla, otetaan talteen ensimmäinen tilavuusosa, joka vastaa maini- ,, tun selluloosapitoisen materiaalin esikäsittelyyn tarvittua • · sekä valinnanvaraisia muissa seuraavan panoksen täyttövai- • · · heissä tarvittavien lisäysten kokonaistilavuutta, ja otetaan * * t » · · 25 talteen toinen tilavuusosa syrjäytettyä lipeää, joka viimek- • · • *** si mainittu tilavuusosa on tarkoitettu jäähdytettäväksi ja .[ käytettäväksi seuraavan panoksen sisältämän selluloosapi- • · • · toisen materiaalin impregnointiin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lisättävä kaustisoimattoman keittolipeän määrä vastaa 0,2 - 1,0 1/kg uunikuivaa puuainesta. 33 1 0 5 9 2 9

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lisättävä kaustisoimaton keittolipeä on kaus-tisoimattoman keittolipeän karbonaatin kiteytyksen yhteydes- 5 sä saatua emäliuosta, ja tämän lisättäväksi tarkoitettu määrä vastaa 0,06 - 0,4 1/kg uunikuivaa puuainesta.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäksi lisätään erä viherlipeää tai sen johdosta 10 siten kuin patenttivaatimuksessa 1 tai patenttivaatimuksessa 4 on selitetty.