FI73019B - Foerfarande foer delignifiering/blekning av cellulosamassa. - Google Patents

Description

1 73019

Menetelmä ligniinin poistamiseksi selluloosamassasta massan valkaisemiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmän ligniinin poistamiseksi selluloosamassasta ja/tai massan 5 valkaisemiseksi. Selluloosamassalla tarkoitetaan sellu-loosapitoista ainetta, joka on valmistettu lignosellu-loosa-aineesta kuten esimerkiksi puusta, oljista, bagas-sista, pellavasta ja puuvillasta. Keksintöä voidaan edullisesti soveltaa kemialliseen selluloosamassaan, ts. mas-10 saan, joka on valmistettu lignoselluloosa-aineen alkalisen keiton tai sulfiittikeiton avulla. Esimerkkejä alkalisesti keitetyistä massoista ovat sulfaattimassa, polysulfidi-massa ja soodamassa (ts. massa, joka on kehitetty natrium-hydroksidin avulla ja mahdollisesti lisäämällä hapetus-15 pelkistyskatalyyttejä). Keksintöä voidaan myös soveltaa massoihin, joilla on suurempi saanto kuin kemiallisella selluloosamassalla, esimerkiksi puolikemialliseen massaan.

Selluloosamassan ligniininpoisto/valkaisu (seuraa-vassa valkaisuksi nimitetty) useissa vaiheissa on ennestään 20 tunnettu. Valkaisusarjän ensimmäisessä osassa suoritetun käsittelyn (ligniiniä poistavan valkaisun) tarkoituksena on poistaa pääosa jäljellä olevasta ligniinistä, eikä se merkittävästi lisää vaaleutta. Käsittelyn nopeus (vaaleutta lisäävä valkaisu) antaa tulokseksi varsinaisen vaaleuden 25 lisäyksen. Ligniiniä poistava valkaisu suoritetaan käyttämällä valkaisukemikaaleina klooria, klooridioksidia tai niiden seoksia, kun taas vaaleutta lisäävässä valkaisussa käytetään hapettavia kemikaaleja, kuten hypokloriittia, klooridioksidia ja peroksidia.

30 Kloorin valmistus on huomattavasti halvempaa kuin klooridioksidin mitä energian tarpeeseen aktiivikloorin määrää kohti tulee, mutta kloori reagoi ligniinin ja selluloosamassan hiilihydraattiosan kanssa ja aiheuttaa myrkyllisiä aineita, jotka ovat tyypiltään kloorattuja hiili-35 vetyjä ja kloorattua ligniiniä, jotka päästetään purku- 7301 9 2 vesistöön. Klooridioksidi reagoi vain ligniinin kanssa ilman mainittavaa orgaanisten klooriyhdisteiden muodostusta ja vaikutusta selluloosaan ja hemiselluloosaan. Sekoittamalla klooriin klooridioksidia pienennetään vaikutusta selluloosamassan hiilihydraattiosaan.

5 Ns. syrjäytysvalkaisussa syrjäytetään valkaisukemi- kaali, esim. kloori tietyn ajan kuluttua vedellä tai al-kaliliuoksella, minkä jälkeen tietyn ajan kuluttua tämä neste vuorostaan syrjäytetään toisella valkaisukemikaali-liuoksella, joka esim. sisältää klooridioksidia, mikä 10 yksinkertaistaa laitteistoa.

Kaikilla valkaisukemikaaleilla on sekä etuja että haittoja.

Tähän asti tunnetussa tekniikassa ei valkaisukemi-kaaleja kloori ja klooridioksidi ole voitu käyttää opti-15 maalisesti, ts. siten että ao. valkaisukemikaalin etua käytetään hyväksi samalla kun sen epäkohdat poistetaan.

Esillä oleva keksintö kuvaa yllä mainittujen val-kaisukemikaalien optimaalista hyväksikäyttöä. Keksinnön kohteena on menetelmä ligniinin poistamiseksi selluloosa-20 massasta ja/tai massan valkaisemiseksi kemikaaleilla kloori ja klooridioksidi, jolloin selluloosamassaan yhdessä ja samassa ligniininpoisto/valkaisuvaiheessa ensin lisätään klooridioksidia ja jonkin ajan kuluttua klooria. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettua siitä, 25 että kloori lisätään selluloosamassaan peräkkäin yhdessä tai kahdessa vaiheessa ligniininpoisto valkaisuprosessin kuluessa ja että selluloosamassan happamuusaste ennen ligniininpoisto/valkaisuvaihetta ja/tai tämän vaiheen aikaisessa vaiheessa säädetään siten, että selluloosa-30 massan pH-arvo ligniininpoiston/valkaisun lopussa on 3,5 -6,0 sopivasti 4,5-5,5, edullisesti 4,75 - 5,25.

3 73019

Keksinnön mukainen valkaisuaine voidaan sijoittaa mihin tahansa kohtaan valkaisusarjassa, ts. sen alkuun, sen keskelle tai sen loppuun. Erityisen edullista on sijoittaa keksinnön mukainen valkaisuvaihe niihin kohtiin, ; joissa e n aiemmin on käytetty klooridioksidivaiheita.

5 On täysin mahdollista korvata myös kloorivaiheet keksinnön mukaisella valkaisuvaiheella, esim. valkaisusarjän ensimmäisenä valkaisuvaiheena. Keksinnön mukainen menetelmä on sovellettavissa sakaudeltaan vaihteleviin selluloosa-massoihin. Selluloosamassan on kuitenkin sisällettävä vettä 10 ja oltava mieluiten veden ympäröimä. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan selluloosamassa on suspensiona, jonka sakeus on 2-30 %, edullisesti 2,5-12 %.

Selluloosamassa tulee tavallisesti pesusuodatti-melta ja poistuu tältä yhtenäisenä massarainana, jonka 15 sakeus on 11-16 %. Massaraina saa tavallisesti pudota alas ruuviin, jossa se hienonnetaan.

Massasuspensio viedään sen jälkeen laitteistoon, jossa tapahtuu klooridioksidin sekoitus vesiliuoksena, jolloin saadaan sakeus n. 6-12 %. Aktiivikloorin kokonais-20 määrä samoinkuin massauspensioon lisätyn klooridioksidin määrä ovat ensisijaisesti riippuvat selluloosamassan ligniinipitoisuudesta ja voivat sen tähden vaihdella huo-; mattavasti. Tavallisesti aktiivikloorin, ts. kloorin ja klooridioksidin, kokonaispanos on 0,2-10 %, laskettuna 25 absoluuttisen kuivasta massasta. Yllä mainittuun laitteistoon lisättävä klooridioksidimäärä on 30-90 %, sopivasti 40-85 %, edullisesti 50-70 % vaiheeseen lisätystä kokonaisaktiivikloorimäärästä. Massasuspension anne-taan reagoida, klooridioksidin kanssa tietyn ajan. Tämä 30 viipymäaika voidaan saavuttaa kuljettamalla massasuspensio tietynpituisen johdon läpi ja/tai säilyttämällä massasuspensio jonkinlaisessa astiassa, esim. pienessä valkaisu-tornissa. Sen jälkeen massa kuljetetaan kemikaalien sekoi-tuskohtaan, jossa tavallisesti vesiliuoksena olevaa 35 klooria lisätään. Klooridioksidilisäyksen ja kloorin ensimmäisen lisäyksen välinen aika voi vaihdella huomattavasti, mm, riippuen massasuspension lämpötilasta. Kuitenkin on - edullista, että kloorin ensimmäinen osalisäys suoritetaan 4 73019 30 minuutin kuluessa, sopivasti 15 minuutin, edullisesti 5 minuutin kuluessa klooridioksidilisäyksen jälkeen. Massasuspensio kuljetetaan sen jälkeen edelleen vielä yhteen kemikaalien sekoituskohtaan, jossa lisätään vielä klooria. Kahden kloorilisäyksen välinen ajanjakso voi olla sama kuin yllä mainitut, mutta sen ei välttämättä 5 tarvitse olla sama.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti massasuspensio kuljetetaan vielä toisiin kemikaalien sekoituskohtiin, joissa klooria lisätään. Kloorili-säys jaetaan siis ainakin kahteen kohtaan, ja kussakin 10 kohdassa lisättävän kloorimäärän on oltava 10-25 %, sopivasti 15-25 %, edullisesti 20-24 % siitä aktiivi-kloorimäärästä, joka seuraa massasuspension mukana ja on käyttämättä lisäyskohdassa. Massasuspension käyttämätön aktiivikloorin määrä todetaan analyysillä jonkin 15 tunnetun menetelmän mukaisesti. Koska valkaisukemikaalien kulutus on suurempi valkaisuvaiheen alussa, niin kloorin pääosa lisätään valkaisuvaiheen ensimmäisen puoliskon aikana.

Valkaisuvaiheen lämpötila kytkeytyy yhteen useihin 20 parametreihin ja on niistä riippuvainen, esimerkiksi keksinnön mukaisen valkaisuvaiheen sijoituksesta, aktiivi-- kloorin kokonaislisäyksestä ja ajasta. Tavallisesti se on 20-90°C, sopivasti 30-70°C, edullisesti 40-60°C.

Massasuspension pH-arvo, kun se tuodaan keksinnön 25 mukaiseen valkaisuvaiheeseen, vaihtelee lähinnä edeltävästä käsittelystä riippuen. Keksinnön mukaista valkaisu-vaihetta ei esimerkiksi aina edellä pesuvaihe, vaan selluloosamassa voidaan kuljettaa suoraan kemikaalikäsittely-vaiheesta keksinnön mukaiseen valkaisuvaiheeseen. Sen tähden 30 on äärimmäisen tärkeää keksinnön mukaisen valkaisun hyvän tuloksen kannalta, että saapuvan selluloosamassan happamuusastetta valvotaan ja säädetään siten, että selluloosa-massan pH-arvo keksinnön mukaisen valkaisuvaiheen lopussa on välillä 3,5-6,0, sopivasti 4,5-5,5 ja edullisesti 35 4,75-5,25.

5 73019

Vaikka edellä esitetty on keksinnön edullinen suoritusmuoto, on myös mahdollista valvoa ja säätää selluloosamassan happamuusastetta valkaisuvaiheen aikaisessa vaiheessa. Jos alkalin lisäys on välttämätön, voidaan lisäys tehdä yhdessä tai useissa kohdissa 5 ennen valkaisuvaihetta ja/tai valkaisuvaiheen aikaisessa vaiheessa.

Keksinnölle tunnusomaista on, kuten edellä olevasta käy ilmi, että selluloosamassaan ensin lisätään klooridioksidia ja sen jälkeen klooria peräkkäin valio kaisuvaiheen kahdessa tai useammassa kohdassa. Kloori-dioksidilla tarkoitetaan puhtaan klooridioksidin lisäksi myös klooridioksidiseoksia, joissa klooridioksidi on vallitseva kemikaali. Puhtaan klooridioksidin valmistus on tunnetusti vaikeaa. Tekninen klooridioksidi 15 sisältää tavallisesti tietyn määrän klooria, ja vaikka kloorin osuus on aina noin 30 %, tämä seos sisällytetään käsitteeseen klooridioksidi. Samalla tavoin tarkoitetaan kloorilla puhtaan kloorin lisäksi myös kloori-seoksia, joissa kloori on vallitseva kemikaali.

20 Klooridioksidin ja kloorin lisäys massasuspensiooon tapahtuu seuraavasti.

Vesiliuoksena oleva klooridioksidi johdetaan se-koituslaitteistoon, jossa se sekoitetaan massasuspensioon. Sekoituslaitteistoa nimitetään sekoittimeksi. Nämä voidaan 25 jakaa kahdeksi tyypiksi, nimittäin dynaamiseksi sekoittimeksi, joka sisältää yhden tai useita liikkuvia osia ja joka on tyyppiä tappisekoitin ja staattiseksi sekoittimeksi, joka ei sisällä liikkuvia osia. Molempia sekoitin-tyyppejä voidaan käyttää sekoitettaessa klooridioksidia 30 massasuspensioon keksinnön mukaisesti.

Kloori voidaan lisätä massasuspensioon koko kaasuna tai vesiliuoksena. Kloorin vesiliuos on edullisempi. Yllä kuvattua laitteistoa voidaan käyttää myös sekoitettaessa klooria massasuspensioon. On tärkeää, että kloorin ja mas-35 sasuspension sekoitus on voimakas. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti kloori sekoitetaan massasus- 6 73019 pensioon pitkän putken avulla, jonka läpi massasuspensio pumpataan. Putki on sisäpuolelta varustettu kiinteillä välilevyillä, jotka on sijoitettu tietyn pituussuuntaisen välimatkan päähän toisistaan. Välittömästi välilevyihin liittyen, tarkemmin sanottuna hieman niiden jälkeen massa-5 suspension kuljetussuunnassa on liitetty johtoja kloorin syöttöä varten. Kun massasuspensio pumpataan putken läpi, se joutuu voimakkaan pyörreliikkeen alaiseksi välilevyjä ohittaessaan. Juuri näistä kohdissa lisätään kloori vesiliukoisena. On erityisen edullista, jos kloori sekoite-10 taan selluloosamassan mukan seuraavaan vesiliuokseen erottamalla osaksi selluloosamassa ja neste. Tämä voidaan saada aikaan esimerkiksi sijoittamalla kapeampia putkia, joiden vaippapinnassa on rakoja tai muita reikiä, paksumpaan pituussuuntaiseen putkeen niihin kohtiin, joihin 15 kloorin syöttöjohdot on liitetty. Näiden reikien läpi puristetaan nestettä mutta ei selluloosamassaa, ja tähän nesteeseen, johdetaan klooriliuos, minkä jälkeen selluloosamassa ja neste jälleen sekoitetaan niiden ohitettua aiemmin mainitut välilevyt.

20 Valkaisemalla selluloosamassa keksinnön mukaisesti saadaan joukko etuja.

Suuri osa siitä klooridioksidista, joka on aiemmin käytetty eri valkaisuvaiheiden valkaisussa, voidaan korvata halvemmalla valkaisukemikaalilla kloori ilman, että orgaani-25 sesti sidotun kloorin (ts. myrkyllisimmän aineen) määrä suurenee valkaisujäteliemessä. Tämä merkitsee, että taloudelliselta kannalta hyvin tärkeää yhteyttä kloorin ja natriumhydroksidin käytön välillä valkaisuvaiheessa voidaan noudattaa edullisella tavalla. Liian vähäinen kloorin 30 käyttö johtaa lrian pieneen natriumhydroksidin tuotantoon suhteessa kysyntään selluloosateollisuudessa, mikä vuorostaan johtaa kalliimpaan natriumhydroksidiin ja valkaistun 1 7301 9 selluloosamassan suurempiin kokonaisvalmistuskustannuk-siin.

Lisätty klooridioksidimäärä käytetään hyväksi paremmin, luultavastisen takia, että kloorin lisäys keksinnön mukaisesti vaikuttaa HClC^n hajoamista vas-5 taan HClO:ksi ja HClO^ksi. Käsittelylämpötilaa voidaan alentaa ja aikaa lyhentää verrattuna tavanomaiseen klooridioksididivalkaisuun keksinnön mukaisen valkaisu-menetelmän suuremman hyötysuhteen (suuren reaktionopeuden) ansiosta. Lämpötilan alennus merkitseeenergian säästöä 10 ja lyhyempi aika sitä, että esim.valkaisutornien muodossa olevat viipymätilavuudet muodostuvat pienemmiksi, mikä pienentää investointi- ja käyttökustannuksia.

Kuviossa 1 esitetään keksinnön mukaisen menetelmän erään suoritusmuodon vuokaavio.

15 Keksinnön mukaisella menetelmällä on tehty ko keita, ja saavutetut tulokset käyvät ilmi seuraavista suoritusesimerkeistä.

Esimerkki 1 Mäntysulfaattimassa, jonka kappaluku oli 3,0 ja 3 20 viskositeetti 995 dm /kg, valkaistiin osaksi klooridiok-sidilla tavanomaisen tekniikan mukaisesti ja osaksi klooridioksidilla ja kloorilla keksinnön mukaisesti.

. : Pelkästään klooridioksidilla valkaistaessa (O-koe) punnittiin 417 g massasuspensiota, jonka sakeus oli 12 %, 25 valkaisuastiassa. Lisättiin 778,7 g vettä. Sekoitus tempe-roitiin vesikylvyssä 40°C:seen. 54,3 ml klooridioksidi-liuosta, jonka väkevyys oli 15 ga aktiiviklooria/litra, lisättiin.Valkaisuaine sekoitettiin massasuspensioon potkuri-sekoittimen avulla 2 minuutin ajan lisäyshetkestä lukien.

30 Valkaisuastiaa .pidettiin vesikylvyssä 30 miniittia.

Sen jälkeen valkaisu keskeytettiin, ja määritettiin massasuspension pH-arvo ja jäämäklooripitoisuus. Pestystä selluloosamassasta valmistettiin arkkeja vaaleuden määri-tystä varten.

8 7301 9

Keksinnön mukaisessa valkaisussa punnittiin myös 417 g 12-prosenttista selluloosamassaa valkaisu-astiassa, ja tähän lisättiin 720,8 g vettä,

Seos temperoitiin vesikylvyssä 40°C:seen. o,1 g alkalia lisättiin massasuspensioon tarkoituksella kohottaa sen pH-arvoa jonkin verran. Potkurisekoittimella voimakkaasti sekoittaen lisättiin 33,3 ml klooridioksidiliuosta, jonka väkevyys oli 15 g aktiiviklooria/litra. Ajan mittaus 10 aloitettiin heti klooridioksidin lisäyksen jälkeen.

2 minuutin ajan kuluttua lisättiin 28,8 ml, 4 minuutin kuluttua 26,3 ml ja 6 minuutin kuluttua 23,8 ml kloori-liuosta, jonka väkevyys oli 4,0 g aktiiviklooria/litra jatkuvasti sekoittaen. Sekoitusta jatkettiin vielä 2 mi-15 nuuttia, ennenkuin se keskeytettiin. Valkaisu jatkui, kunnes kokonaisuudessaan 30 minuuttia oli kulunut.

Sen jälkeen määritettiin massasuspension pH-arvo ja jäämäklooripitoisuus. Pestystä selluloosamassasta valmistettiin arkkeja vaaleuden määritystä varten.

20 Olosuhteet ja tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 1.

Taulukossa I O-koe Keksinnön mukaan

Hassan sakeus, % 4,0 4,0 Lämpötila, °C 40 40 : 25 Aika, minuuttia 30 30

Lisäys, kloori dioksidia, % aktiiviklooria 1,63 1,0) ) 1,63 : Lisäys, klooria, % 0,63) : Ioppu-pH 2,9 4,8 Jäämäkloori, % aktiiviklooria 0,48 0,13 30

Vaaleus, % ISO 68,8 75,0 3

Viskositeetti, dm /kg 965 950

Orgaanisesti sidottu kloori valkaisujäteliemessä, mg/kg orgaanista ainetta 13 14 9 7301 9

Valkaisukemikaalien lisäys laskettiin %:eina absoluuttisen kuivasta massasta, vaaleus määritettiin SCAN-C ll:75:n mukaisesti, viskositeetti määritettiin SCAN- 15:62:n mukaisesti ja orgaanisesti sidotun kloorin määrä määritettiin petrolieetterillä uuton jälkeen.

5 Kuten yllä olevasta taulukosta käy ilmi, on keksinnön mukainen valkaisutapa huomattavasti tehokkaampi kuin tavanomainen klooridioksidivalkaisu, mikä ilmenee selluloosamassan huomattavasti suurempana vaaleutena ja massasuspension huomattavasti pienempänä jäämä-10 klooripitoisuutena. Huolimatta 0-kokeen ja keksinnön mukaisten massojen vaaleuden suuresta erosta on keksinnön mukaisen massan viskositeetti vain mitättömästi pienempi kuin O-kokeen mukaisen massan viskositeetti. Edelleen käy ilmi, että orgaanisesti sidotun kloorin määrä val-15 kaisujäteliemessä on pääasiassa sama molemmissa kokeissa, keskeytettiin johtamalla massa johdon 19 kautta esittämättä jätettyyn pesusuodattimeen. Massasuspension lämpötila oli 42°C koko valkaisuvaiheen aikana. Viimeisen kloorilisäyksen jälkeen suspension sakeus oli 4,2 %.

20 Johdon 1 kautta tulevan massasuspension happamuusate oli siten sovitettu, että massasuspension pH-arvo valkaisun lopussa oli 5,2.

; Kloorilisäyksen jako käy selville seuraavassa taulukossa 2.

25

Aika yalkaisun alusta Lisätty kloorimäärä laskettuna . .. . absoluuttisen kuivasta massasta minuutteina 0 '6 3 0,180 4 0,135 5 0,095 6 0,075 30 7 . 0,064 8 0,052 9 0,042 10 0,037 11 0,030 12 0,027 13 0,023 14 0,021 15 0,020 10 7 301 9

Molemmissa valkaisukokeissa määritettiin valkaisun loputtua jäljellä oleva käyttämättömän aktiivikloorin määrä, ja pestystä massasta tehtiin arkkeja, joiden vaaleus määritettiin SCAN-C ll:75:n mukaanMitatut arvot käyvät ilmi alla olevasta taulukosta 3.

5 O-koe * Keksinnön mukaan

Aktiivikloorinen jäämämäärä, % 0,53 0,10

Vaaleus ISO, % 69,2 75,3

Yllä olevat arvot osoittavat, että keksinnön mukainen valkaisumenetelmä on paljon tehokkaampi kuin tavanomainen klooridioksidivalkaisu, mikä on ymmärrettävissä massasuspension pienemmästä jäämäklooripitoinuudesta ja massan suuremmasta vaaleudesta.

^-5 Esimerkki 3

Samaa koivusulfaattimassaa kuin esimerkissä 2 käsiteltiin uudelleen keksinnön mukaisesti ja kuviossa 1 esitetyn vuokaavion mukaisesti.

Näissä kokeissa vaihdeltiin alkalin lisäystä johdon 1 2° kautta saapuvaan massasuspensioon siten, että valkaisun lopussa saavutettiin massasuspension .·. viisi erilaista pH-arvoa.

Valkaisuolosuhteet käyvät selville alla olevasta taulukosta 4.

u 7301 9

Lisätty kloori-

Aika valkaisun alusta : f8*® minuutteina absoluuttisen kui- vasta massasta %

Taulukko 4 4,2 5 Massan sakeus, % Lämpötila, °C 42

Aika, minuuttia 30

Massasuspension happamuus 2,7, 3,5, 4,G

valkaisun lopussa, pH 5,0 ja 6,0

Klooridioksidilisäys, aktiivi- klooria , % 1/0 10

Kloorilisäys, % 0,6

Kloori lisättiin seuraavan kaavion mukaan ajan suhteen valkaisun alusta lukien minuutteina ja määrä %:eina 3 0,160 A 0,120 5 0,080 ,, 6 0,060 10 1 0,049 8 0,037 9 0,027 10 0,022 11 0,015 1.1-- — ------ —12—-- —&7o:2“~ 13 0,008 20 14 0,006 15 0,005

Valkaisun jälkeen määritettiin massasuspensiossa jäljellä oleva määrä käyttämätöntä aktiiviklooria, ja pestystä massasta tehtiin arkkeja, joiden vaaleus 25 määritettiin SCAN-C ll:75:n mukaisesti. Mitatut arvot käyvät selville alla olevasta taulukosta 5.

12 7301 9

Massasuspension pH valkaisun lopussa 2,5 3,5 4,6 5,0 ¢,0

Aktiivikloorin jäämämäärä % 0,20 0,22 0,23 0,24 0,24

Vaaleus ISO, °° 70,0 73,0 75,0 75,6 75,9 5 Kuten edellä olevista arvoista käy selville, on jäämäklooripitoisuus kaikissa kokeissa pieni. Massan vaaleus on erityisen suuri, jos massasuspension pH-arvo valkaisun lopussa on välillä 3,5-6,0.

Esimerkki 4 10 Koivusulfaattimassaa, jonka kappaluku oli 4,5 ja vaaleus 50,9 % ISO, käsiteltiin osaksi tavanomaisen klooridioksidivalkaisun mukaisesti, ts. lisäämällä koko klooridioksidi valkaisuvaiheen alussa, ja osaksi keksinnön mukaisesti, ts. kuviossa 1 esitetyn 15 vuokaavion mukaisesti.

Kokeiden tarkoituksena oli saavuttaa sama vaaleus valkaistuissa massoissa.Tavanomaista klooridioksival-kaisua käyttävässä kokeessa (0-koe) massan sakeus oli 6 %, lämpötila 70°C ja aika 180 minuuttia. Lisätyn 20 klooridioksidin määrä oli 2,8 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Massasuspension pH-arvo ; valkaisun lopussa oli 2,3.

Keksinnön mukaisessa kokeessa massan sakeus oli 4,2 %, lämpötila 50°C ja aika 30 minuuttia. Massasuspen-25 sion pH-arvo valkaisun lopussa oli 5,8. Valkaisun alussa lisättiin klooridioksidia määränä 0,93 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Klooria lisättiin Ö,8C % laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Klooria lisättiin kaavion mukaisesti, joka käy 30 selville alla olevasta taulukosta 6.

» 73019

Taulukko 6

Aika valkaisun alusta Lisätty kloorimäärä laskettuna minuutteina absoluuttisen kuivasta massasta % 2 0,210 5 3 0,162 4 0,118 5 0,096 6 0,084 7 0,052 8 0,042 10 9 0,037

Valkaisun jälkeen määritettiin massasuspensiossa jäljellä oleva määrä käyttämätöntä aktiiviklooria, ja pestystä massasta tehtiin arkkeja, joiden vaaleus määri-tettiin SCAN-C ll:7-5:n mukaan. Mitatut arvot käyvät esille alla olevasta taulukosta 7.

Taulukko 7 _ . ......

O-koe Keksinnön mukaan

Aktiivinen jäämämäärä, % 0,20 0,08 2q Vaaleus ISO % 77,3 77,5

Kuten näkyy, on valkaistuissa massoissa saavutettu sama vaaleus. Tämä on saavutettu siitä huolimatta, että valkaisuolosuhteet ovat olleet kovin erilaiset. Keksinnön V 25 mukaisessa menetelmässä kemikaalien lisäys on ollut pie- *" nempi, lämpötila alhaisempi ja aika lyhyempi verrattuna tavanomaiseen klooridioksidivalkaisumenetelmään. Tämä merkitsee keksinnön mukaisen menetelmän ylivoimaisesti parempaa taloudellisuutta.Pieni kemikaalinen lisäys johtaa pieniin kemikaalikustannuksiin, alhainen lämpötila johtaa 20 pieniin enrgiakustannuksiin ja lyhyt aika valkaisuastian pieneen tilavuuteen, mikä merkitsee pieniä hankinta- ja käyttökustannuksia. Pienet hankinta- ja käyttökustannukset pitävät paikkansa, vaikkakin säästöön jonkin verran vai- 14 7301 9 kuttaa sellaisen laitteiston hankinta, joka on samantapainen kuin esimerkiksi kuviossa 1 numerolla 5 mer-kittty.

Esimerkki 5

Koivusulfaattimassaa, jonka kappaluku oli 4,5 ja 5 vaaleus 50,9 % ISO, käsiteltiin kolmella eri tavalla, osaksi tavanomaisen klooridioksidivalkaisun mukaisesti (O-koe), osaksi lisäämällä klooridioksidia valkaisu-vaiheen alussa, osaksi lisäämällä klooridioksidia val-kaisuvaiheen alussa, jota seurasi kloorilisäys (D/C), ja 10 lopuksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti.

0-kokeessa massan sakeus oli 4,2 % , lämpötila 50°C ja aika 30 minuuttia. Lisätyn klooridioksdin määrä valkaisun alussa oli 2,1 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta.

15 Kokeessa, jossa ensin lisättiin klooridioksidia ja sen jälkeen klooria (D/C), oli massan sakeus 4,2 %, lämpötila 50°C ja aika 30 minuuttia. Lisätyn klooridioksi-din määrä valkaisun alussa oli 1,9 % aktiiviklooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. 2 minuutin val-20 kaisuajan jälkeen lisättiin 0,21 % klooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta.

Keksinnön mukaisessa kokeessa massan sakeus oli 4,2 % lämpötila 50°C ja aika 30 minuuttia. Lisätyn kloori-dioksidin määrä valkaisun alussa oli 1,13 % aktiiviklooria 25 laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. 2 minuutin valkaisuajan jälkeen lisättiin 0,21 % klooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta, ja vielä 1 minuutin valkaisuajan jälkeen lisättiin 0,16 % klooria laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta. Massasuspension pH-arvo 30 valkaisussa säädettiin arvoon 5,0 lisäämällä penehkö määrä alkalia.

Valkaisun loputtua eri kokeissa määritettiin massasuspensiossa jäljellä oleva määrä käyttämätöntä aktiiviklooria, ja pestystä massasta valmistettiin arkkeja, 35 joiden vaaleus määritettiin SCAN-C 11:75:n mukaisesti.

Taulukossa 7 esitetään valkaisuolosuhteet ja saavutetut tulokset.

15 7301 9

Taulukko 3 O-koe D/C Keksinnön mukaan Lähtömassan kappaluku 4,5 4,5 4,5 " vaaleus, ISO % 50,9 50,9 50,9

Massan sakeus, % 4,2 4,2 4,2 5 Lämpötila °C 50 50 50

Kokonaisvalkaisuaika, minuuttia 30 30 30

Klooridioksidilisäys alussa 2,10 1,90 1,13 % akti iviklooria

Lisätty kloori 2 min kuluttua, % - 0,21 0,21 10 " 3 min % - - 0,16 pH valkaisun lopussa 2,3 2,2 5,0 Jäämämäärä aktiiviklooria, % 1,20 0,80 0,20

Vaaleus, ISO % 67,0 69,0 74,0 15 Käytetty aktiivikloori, % 0,90 1,31 1,30

Kuten taulukossa 8 esitetyistä tuloksista ilmenee , keksinnön mukaisella menetelmällä on erikoisasema mitä massan vaaleuden parannukseen tulee. Jos D/C-val-20 kaisua, ts. klooridioksidin lisäystä valkaisun alussa ja sitä seuraavaa kloorin lisäystä, verrataan O-kokeeseen, ts. tavanomaiseen klooridioksidivalkaisuun, havaitaan 2 yksikön vaaleusero D/C-menetelmän eduksi. Tämä parannus on kuitenkin tapahtunut huomattavasti suurentuneen aktiivi-25 kloorin kulutuksen kustannuksella. Jos keksinnön mukaista menetelmää tutkitaan, havaitaan , että vaaleus on yhä ’.· parantunut 5 yksikön verran, huolimatta siitä, ettei aktiivikloorin kulutus ylitä D/C-menetelmän mukaista kulutusta» Vertailtaessa eri menetelmien aktiivikloorin 30 jäämämäärää, havaitaan, että keksinnön mukaisessa menetelmässä lisätyt valkaisukemikaalit otetaan talteen täysin toisella tavalla kuin molemmissa muissa menetelmissä.

Claims (5)

16 7301 9

1. Menetelmä ligniinin poistamiseksi selluloosa-massasta ja/tai massan valkaisemiseksi kemikaaleilla kloori ja klooridioksidi, jolloin selluloosamassaan 5 yhdessä ja samassa ligniininpoistovalkaisuvaiheessa ensin lisätään klooridioksidia ja jonkin ajan kuluttua klooria, tunnettu siitä, että kloori lisätään selluloosamassaan peräkkäin yhdessä tai useassa kohdassa ligniininpoisto/valkaisuprosessin kuluessa ja että 10 selluloosamassan happamuusaste ennen ligniininpoisto/val- kaisuvaihetta ja/tai tämän vaiheen aikaisessa vaiheessa säädetään siten, että selluloosamassan pH-arvo ligniininpois ton/valkaisun lopussa on 3,5-6,0, sopivasti 4,5-5,5, edullisesti 4,75-5,25.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosamassa on suspensiona, jonka massan sakeus on 2-30 %, edullisesti 2,5-'12 %.

3. Patenttivaatimuksen 1-2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että klooridioksidin osuus on 30-90 %, sopivasti 40-85 %, edulllisesti 50-70 % aktiivi-kloorin kokonaislisäyksestä.

4. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, : tunnettu siitä, että kloorin ensimmäinen osalisäys - 25 tapahtuu 30 minuutin, sopivasti 15 minuutin, edullisesti 5 minuutin kuluttua klooridioksidilisäyksen jälkeen ja että kloorimäärän pääosa lisätään selluloosamassaan ligniininpois to/valkaisuvaiheen ensimmäisen puoliskon aikana.

5. Patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että kloorimäärä, joka lisätään selluloosamassaan kussakin lisäyskohdassa on 10-25 %, sopivasti 15-25 %, edullisesti 20-24 % massan mukana lisäyskohdassa seuraavasta aktiivikloorimäärästä.