NO166416B - Fremgangsmaate ved fremstilling av cellulosemasse. - Google Patents
Fremgangsmaate ved fremstilling av cellulosemasse. Download PDFInfo
- Publication number
- NO166416B NO166416B NO855157A NO855157A NO166416B NO 166416 B NO166416 B NO 166416B NO 855157 A NO855157 A NO 855157A NO 855157 A NO855157 A NO 855157A NO 166416 B NO166416 B NO 166416B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cooking liquid
- cooking
- liquid
- molecular weight
- line
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 118
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 99
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 21
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 19
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 15
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 10
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 10
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 9
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 235000008124 Picea excelsa Nutrition 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000004182 chemical digestion Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000193463 Picea excelsa Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000004460 silage Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/145—Ultrafiltration
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0042—Fractionating or concentration of spent liquors by special methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av cellulosemasse fra et lignocellulosemateriale, hvor ligninet fjernes i større eller mindre grad ad kjemisk vei, d.v.s. ved hjelp av en eller annen type kokevæske. Eksempler på slike masser er sulfittmasse, sulfatmasse, polysulfidmasse, sodamasse og masser ved hvis fremstilling kjemisk oppslutning utgjør en del av fremstillingsprosesen, såsom kjemisk-mekanisk masse og halvkjemisk masse.
Ved de ulike kjemiske oppslutningsmetoder delignifieres lignocellulosemateriale, f.eks. ved i form av flis, i en utstrekning som er avhengig til dels av den benyttede metode og vedslaget og til dels av anvendelsesområdet for den ferdige masse.
Hva sulfatmetoden angår, utføres den såvel satsvis
som kontinuerlig. For masse basert på løvved er delignifieringsgraden ved satsvis koking vanligvis slik at massen etter koket oppviser et kappatall på ca. 20. For barvedmasse er kappatallet vanligvis ca. 30-35. Dette gjelder ved satsvis fremstilling av papirmasse. Ved fremstilling av papirmasse i henhold til den kontinuerlige metode tilstrebes det også vanligvis å oppnå et kappatall på ca. 30 ved kokets slutt.
Ved fremstilling av masse for anvendelse f.eks. ved linerfrem-stilling delignifieres veden i betydelig mindre grad, f.eks. til et kappatall i området 65-100. Ved sulfatmetoden anvendes utelukkende natrium som base i kokevæsken.
Også sulfittmetoden kan utføres satsvis eller kontinuerlig. Den vanligste utførelse er satsvis utførelse. I motsetning til sulfatmetoden kan sulfittmetoden foruten å utføres i ett trinn også utføres i to eller tre trinn. Ettrinnskoking anvendes for fremstilling av høyforedlede masser, såsom f.eks. dissolvingmasse. Totrinnskoking anvendes for fremstilling av papirmasse. Delignifieringsgraden ved sulfittkoking er delvis avhengig av den base som benyttes i kokevæsken. Ved sulfittkoking anvendes som base natrium, magnesium, ammonium eller kalsium. Ved natriumbasert koking oppsluttes veden ned til en kappatall på eksempelvis 6-10. Ved magnesiumbasert koking ligger man vanligvis høyere i lignininnhold, f.eks.
ved kappatall 15 etter koket.
Ved ulike oppslutningsprosesser har man funnet en opti-mal oppslutningsgrad, d.v.s. et gitt lignininnhold i den oppsluttede masse. Ved samtlige oppslutningsgrader tilstrebes en høy selektivitet, d.v.s. en høy viskositet og/eller et høyt utbytte ved et gitt lignininnhold. Et annet siktemål er at man under samtidig oppnåelse av akseptable kvalitetegen-skaper fjerner så mye lignin som mulig under oppslutningen,
for at man derved skal kunne redusere anvendelsen av fra et miljøsynspunkt skadelige blekekjemikalier, f.eks. klorholdige sådanne.
Den foreliggende oppfinnelse realiserer disse siktemål og utgjøres av en fremgangsmåte for fremstilling av cellulosemasse, ved hvilken lignocellulosematerialet blandes med kokevæske og bringes til å reagere (oppsluttes) med kokevæsken ved forhøyet temperatur og forhøyet trykk, og kokevæske skilles fra lignocellulosematerialet. Fremgangsmåten utmerker seg ved at den utskilte mengde kokevæske eller en del av-denne - etter at de innledende reaksjoner (initialfasen) har ebbet ut og bulkdelignifieringen' har tatt til - befries ved ultrafiltrering for hoveddelen av de tilstedeværende stoffer med molekylvekt over 1500, hvoretter hele mengden av behandlet kokevæske eller en del av denne tilbakeføres til li.gnocellulosemateria-let...
Det har vist seg særlig fordelaktig om kokevæsken befries for hoveddelen av de materialer som har en molekylvekt høyere enn 2000. Selv om det er mulig å innlede behandlingen for utskillelse av høymolekylære materialer fra kokevæsken allerede ved kokets start, har det vist seg fordelaktig å innlede utskillelsen etter at de innledende reaksjoner under oppslutningen (initialfasen) har lagt seg og bulkdelignifie-ringsfasen har tatt til.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppviser flere for-deler. Eksempelvis kan delignifieringen av veden drives lengre enn det som tidligere har vært akseptabelt, uten at selektivi-teten forringes. Dessuten forbedres utbyttet av koket noe.
En tredje fordel er at kokekjemikaliene utnyttes bedre enn
ved tidligere kjent teknikk, hvilket medfører et minsket behov for kokekjemikalier for oppnåelse av et gitt lignininnhold i massen.
Fig. 1 viser en utførelse av oppfinnelsen ved satsvis koking, og fig. 2 viser en utførelse av oppfinnelsen ved kontinuerlig koking.
Innledningsvis beskrives ved hjelp av figurene 1 og
2 tillempninger av oppfinnelsen ved industriell drift og deretter følger utførelseseksempler som er blitt utført i labo-ratoriemålestokk og hvor den industrielle fremgangsmåte er blitt simulert.
Fig. 1 viser en satsvis sulfittkoker 1. Gjennom kokerens topp 2 innmates vedflis slik at det oppnås en bestemt fyllningsgrad i kokeren. Gjennom ledning 3 tilføres fersk kokevæske. Via ledning 4, pumpe 5 og ledning 6 føres kokevæsken til en anordning 7 som inneholder membraner av en eller annen type. Deretter transporteres kokevæsken via ledning 8 til en varmeveksler 9. I denne varmeveksler oppvarmes kokevæsken til koketemperatur, hvilken koketemperatur oppretthol-des til koket avsluttes. For dette kreves det energi, og denne tilføres i form av vanndamp under trykk via ledning 10. Kon-densvannet taes ut gjennom ledning 11. Etter å ha passert varmeveksleren føres kokevæsken gjennom ledning 12 til et forgreningspunkt hvor kokevæsken deles i to strømmer. Den ene kokevæskestrøm føres via ledning 13 til kokerens bunn 14, mens den andre kokevæskestrøm føres til kokerens topp via ledning 15. I kokeren bringes vedflisen og kokevæsken i kontakt med hverandre, og kokingen eller oppslutningen innledes. Kokeforløpet kan inndeles i en innledningsfase (initial-fase), en bulkdelignifieringsfase og en sluttdelignifierings-fase. Vanligvis avsluttes koket innen sluttdelignifieringsfasen inntrer. Under innledningsfasen finner det blant annet sted en inntrengning av kokevæsken i flisbitene, og kokevæsken for-tynnes derved med vann som måtte befinne seg i flisbitene.
I begynnelsen av koket, d.v.s. under initialfasen, utløses nesten intet lignin, idet det i første hånd er andre bestanddeler i veden som utløses. Når koket når en så høy temperatur at initialfasen går mot sin avslutning, innledes den egentlige delignifiering av flisen i den såkalte bulkdelignifierings-fasen. Under hele kokeforløpet finner den ovenfor beskrevne sirkulasjon av kokevæsken sted. Ved at kokevæsken tillates å passere gjennom anordningen 7 blir det mulig å fjerne fra kokevæsken bestanddeler som er blitt utløst fra veden og/eller nedbrytningsprodukter av disse bestanddeler, innen kokevæsken transporteres videre. Det har vist seg fordelaktig å fjerne slike bestanddeler og/eller nedbrytningsprodukter av disse bestanddeler, som har en molekylvekt høyere enn 1500. Særlig fordelaktig er det å fjerne slikt materiale med en molekylvekt høyere enn 2000.
Fjerningen av materialet kan foretas ved ultrafiltrering og omvendt osmose. I begge tilfeller anvendes membraner gjennom hvilke kokevæsken bringes til å passere. Membranene inndeles vanligvis etter sin- struktur i fire typer, nemlig i homogene, assymetriske, komposdtte og dynamiske membraner. Disse membraner kan arrangeres på- ulike måter og gir opphav til moduler. Eksempler på slike modultyper er rørmodul, platemodul, spiral-modul og hulfibermodul<1>.. Alle disse modultyper kan anvendes ved fremgangsmåten; ifølge oppfinnelsen. Dog foretrekkes rør-modulen og platemodulen,. Anordningen 7 på fig. 1 kan inne-holde f.eks. rørmoduler som er oppbygd av parallell- eller seriekoblede rør, med f.eks. diameter 10-25 mm og lengde 2-3 m, eller platemoduler „ oppbygd av etter hverandre følgende plater. I det tilfelle hvor- det benyttes rørmoduler, innføres kokevæsken via ledning 6 til innsiden av rørene. Rørene er plassert i en mantel, og det som skjer er at hoveddelen av kokevæsken presses, ved hjelp av det trykk som pumpen 5 frembringer, gjennom de av membraner oppbygde rør og oppsamles (benevnes permeat) av den omgivende mantel. Denne væske transporteres videre for oppvarmning i varmeveksleren 9 via ledningen 8.
Den del av kokevæsken som ikke passerer inn i de av membraner oppbygde rør, tas ut av anordningen 7 via ledning 16 og benevnes konsentrat. Avhengig av hvilken type membran som inngår i modulen, kan man regulere hvilke stoffer som tillates å
bli tilbake i kokevæsken og hvilke som utskilles. De ulike membraner slipper igjennom stoffer med molekylvekt under visse gitte verdier. Molekylvekten som sådan er ikke helt avgjørende, idet også molekylenes konfigurasjon har betydning. Dersom to stoffer har sanane molekylvekt og det ene stoff har uforgre-
net konfigurasjon, mens det andre stoff har forgrenet (f.eks. sfærisk) konfigurasjon, kan det meget vel hende at stoffet med en forgrenet konfigurasjon passerer gjennom membranen og inngår i permeatet, mens det andre stoff bli tilbake i konsentratet. Avhengig av de ulike membraners evne til å skille mellom stoffer som understiger, henholdsvis overstiger en viss molekylvekt, betegnes disse membraner på en bestemt måte, nemlig ved hjelp av en såkalt "cutt-off"-verdi.
Konsentratet, d.v.s. den del av kokevæsken som ikke trenger gjennom membranen men ledes vekk gjennom ledning 16, inneholder hovedsakelig ligninbestanddeler og/eller nedbrytningsprodukter av disse. Dette konsentrat kan anvendes til ulike formål. Et nærliggende sådant er å føre konsentratet til sodakjelen for forbrenning, hvilket gir et energitilskudd, ettersom konsentratet har et høyt innhold av organisk materiale og bare i liten grad inneholder uorganisk materiale. En annen mulighet er å oppsamle konsentratet og eventuelt viderebehandle dette for anvendelse ved annen produksjon enn cellulosefrem-stilling. Konsentratet som fåes ved utskillelsen, er særlig anvendelig som tilsetningsmiddel ved fremstilling av f.eks. betong, lim, m.m. I slike tilfeller er det hensiktsmessig å underkaste konsentratet inndampning og sprøytetørring.
Ettersom det i første hånd er ligninbestanddeler og/eller nedbrytningsprodukter av disse som oppviser molekylvekter over 1500, og veden i løpet av innledningsfasen i hovedsak ikke delignifieres, foretrekkes det at membranfiltreringen av kokevæsken startes når reaksjonene som finner sted under innledningsfasen går mot sin avslutning. Dette kan ordnes ved innføring av en stikkledning fra ledning 6 til ledningen 8 {ikke vist på figuren). Ved hjelp av ventiler i disse ledninger er det lett å styre håndteringen dels slik at man eksakt kan velge det optimale tidspunkt for oppstarting av utskillelsen av de høymolekylære stoffer som inngår i kokevæsken,
og dels slik at det blir mulig å la bare en del av den sirku-lerende kokevæske få passere utskillelsesanordningen 7.
Selv om det fra et kjemisk synspunkt er ønskelig å starte utskillelsen av høymolekylære stoffer fra kokevæsken først etter at koket har vært i gang en viss tid, kan det fra et praktisk symspuinkt være ønskelig å la den uttatte koke-væskestrøm få passere utskillelsesanordningen 7 allerede fra kokets begynnelse. Her vises hvordan utskillelsesanordningen 7 er innkoblet i sirkulasjonskretsen for en koker. Imidlertid er det mulig å koble flere kokere til én og samme utskillelsesanordning. Videre er det mulig å utskille en del av den behand-lede kokevæske som strømmer gjennom ledningen 8 og å innføre denne kokevæskestrøm i en annen koker i kortere eller lengre tid. Ved hjelp av de ovennevnte ventiler og ved forbiledning er det mulig å koble ut utskillelsesanordningen 7 på et ønsket tidspunkt under koket. Normalt ønsker man imidlertid å ha utskillelsesanordningen innkoblet inntil koket er avsluttet. Fra et massekvalitetsforbedringssynspunkt forholder det seg slik at utskillelsen av høymolekylære stoffer fra kokevæsken øker i omfang etterhvert som koket skrider frem. Å kunne koble ut utskillelsesanordningen 7 er også viktig fra det synspunkt at membranene med jevne mellomrom (kanskje så ofte som én gang pr. døgni)/ må vaskes med en annen væske enn kokevæske. Ved satsvis" sulfatkoking, f.eks. ved fremstilling av bjerkesulfatmasse., utgjøres den ferske kokevæske vanligvis av en blanding aw kokeavlut og hvitlut. Denne kokeavlut kan før kokevæsken tilberedes bringes til å passere den ovenfor beskrevne utskilleiLsesanordning. Ved tilberedelse av sulfatkokevæske og sågar annen kokevæske er det mulig å anvende som utspedningsvæske også avløpsvann fra f.eks. sileri og blekeri, som bringes til å passere nevnte utskillelsesanordning.
En tillempning av oppfinnelsen ved kontinuerlig sulfatkoking er vist på fig. 2. Ved i form av flis innmates gjennom ledning 17. Hvitlut tilføres flisen gjennom ledning 18. Flisen og kokevæsken blandes, og de innledende reaksjoner finner sted i forimpregneringskar 19. Via utmatningsanordning 20
og ledning 21 innmates blandingen i kokerens øvre del 22. Denne materialtransport finner sted i nærvær av kokevæske,
som tas ut fra kokerens øvre del 22 og resirkuleres til utmat-ningsanordningen 20' (ikke vist på figuren). Damp tilføres kokerens topp gjennom ledning 23. Oppslutningen fortsettes og materialstrømmen når sonen 24. Rundt kokerens periferi
er det anordnet en silanordning 25, ved hjelp av hvilken en viss mengde kokevæske tas ut og føres bort gjennom ledning 26. Ledningen 26 er forbundet med en anordning 27 for utskillelse av høymolekylære stoffer i kokevæsken. Permeatet, d.v.s. kokevæske som er blitt befridd for høymolekylære stoffer, føres via ledning 28 til varmeveksler 29. Energi for å øke kokevæskens temperatur tilføres i form av damp gjennom ledning 30 og kondensatet tas ut via ledning 31.
Konsentratet, d.v.s. de fra kokevæsken fjernede høy-molekylære stoffer, føres bort via ledning 32, f.eks. til inndampningsanlegget og sodakjelen for forbrenning. Etter økning av temperaturen tilbakeføres kokevæskestrømmen til kokeren via ledning 33. Denne ledning strekker seg ned i kokeren på nivå med silanordningen 25. Oppslutningen av vedflisen fortsettes inntil flisen møtes av vaskevæske ved silanordningen 34. I denne posisjon blir kokeavluten tatt ut og ført til inndampning og forbrenning via ledning 35. Vedflisen transporteres videre ned gjennom vaskesone 36. Også til denne sone tilføres det varme, ved at væske tas ut i silanordning 44
og via ledning 37 transporteres til varmeveksler 38 og tilbake til kokeren gjennom ledning 34. Energi tilføres i form av vanndamp via ledning 40, og kondensatet tas ut via ledning 41. Den ikke viste fortsettelse av ledningen 39 strekker seg i kokerens sentrum ned til kokerens bunndel. Utspednings-
og vaskevæske tilføres kokerens bunn via ledninger 42 og 43. Den oppsluttede flis transporteres via utmatningsanordning 45 og ledning 46 videre og utsettes for et trykkfall, hvorved flisen defibreres til cellulosemasse.
Også i dette tilfelle foretrekkes det å anordne en stikkledning forbi utskillelsesanordningen 27, d.v.s. en ledning som føres fra ledningen 26 til ledning 28. Ved hjelp av ventiler i disse ledninger er det mulig å avstenge utskillelsesanordningen 27 (f.eks. for rengjøring) eller å la bare en del av den uttatte kokevæskestrøm passere gjennom utskillelsesanordningen .27. Det trinn av et kontinuerlig kok hvor utskillelsen av høymolekylære stoffer fra kokevæsken skal foretas, er først og fremst avhengig av den kontinuerlige kokers oppbygning. I kokeren ifølge fig. 2 vises bare én koke-væskesirkulasjonskrets. Det finnes imidlertid kokere med to slike kretser. I slike kokere innsettes en utskillelsesanordning av den på fig. 2 viste type, fortrinnsvis i den øvre sirkulasjonsledning. Imidlertid er det også mulig å innsette en slik anordning i den nedre sirkulasjonskrets eller å foreta utskillelse av høymolekylære stoffer i begge sirkulasjons-kretser. En ytterligere variant går ut på å anvende en felles utskillelsesanordning for de to kokevæskestrømmer.
Eksempel 1
Det ble utført laboratorieforsøk med simulering av
en industriell prosess. En laboratoriekoker med volum 30 1
som inneholdt en sirkulasjonsledning som passerte gjennom et elektrisk oppvarmet varmekammer, ble benyttet ved forsøkene.
Ett referansekok ble utført på følgende måte. Furuflis (Pinus silvestris) og sulfatkokevæske ble innført i kokeren således at man fikk et forhold mellom ved og væske på 1:4. Kokevæskens sulfiditet var 35%, og tilsetningen av alkali var på 20% effektivt alkali (EA=NaOH + 1/2 Na2S), beregnet på basis av absolutt tørr ved. Koket ble startet ved en temperatur på 80°C og ble oppkjørt til 150°C med en hastighet på l,0°C/min. Fra 150°C til maksimaltemperaturen 170°C ble koket kjørt med en hastighet på 0,2°C/min. Den totale koketid var 205 minutter.
Forsøket ifølge oppfinnelsen ble utført på lignende måte, men med den forskjell at hoveddelen (=10 1) av den frie kokevæske ble tatt ut tre ganger under koket, nemlig etter 70,
160 og 195 minutter, regnet fra kokets begynnelse, og erstat-tet med kokevæske som var blitt befridd for høymolekylært materiale. Disse kokevæsker ble tatt ut fra en kontinuerlig sulfatkoker av en type som lignet den som er vist på fig.
2. Med henvisning til fig. 2 ble disse kokevæsker tatt ut fra de følgende posisjoner: a) kokevæske som transporterer flis fra forimpregneringskaret til kokeren (ledning 21), b) kokevæske i kokevæskesirkulasjonsledningen (ledning 26) og c) kokevæske ved kokets slutt (ledning 35). Prøver av disse kokevæsker ble tatt ut i dunker og ble transportert til oppstillings-plassen for en ultrafiltreringsenhet i halvteknisk målestokk. Anlegget besto av et oppbevaringskar for ubehandlet kokevæske, et filter for fraskillelse av større forurensninger i kokevæsken, ledninger, pumper og to rørmoduler inneholdende membraner for ultrafiltrering. Rørmodulene var fabrikert av Pater-son Candy International (England). "Cut-off"-verdien for den ene modul var 50 000 og for den andre 100 000. Teoretisk inne-bærer dette at stoffer med høyere molekylvekt enn disse verdier skilles ut. Imidlertid forholder det seg i praksis slik at disse membraner skiller ut hoveddelen av de stoffer som har en molekylvekt over 10 000 og sågar en del av de stoffer som har ennu lavere molekylvekt. Forklaringen på dette er at det etter en tids bruk oppstår et belegg på membranen. Filtrenes utskillelsesevne viste seg også å være temperaturavhengig,
og med disse membraner ble det oppnådd gode resultater ved en temperatur av kokevæsken på minst 7 0°C.
Ved behandling av de tre kokevæskeprøver ble kokevæsken fylt i oppbevaringskaret og sirkulasjonen startet. Kokevæsken sirkulerte da gjennom forfilter og rørmoduler tilbake til oppbevaringskaret. Denne sirkulasjon fikk pågå i ca. to timer i den hensikt å oppnå en temperatur på 70°C (temperaturøknin-gen skyldtes pumpearbeidet) og for at det ovennevnte belegg på membranen skulle dannes. Etter to timers sirkulasjon ble permeatet, d.v.s. kokevæske som var blitt befridd for hoveddelen av stoffer med en molekylvekt høyere enn 10 000, oppsam-let i dunker. 10 1 av kokevæsken som var blitt behandlet som ovenfor angitt, ble så tilsatt på de ovenfor angitte tidspunk-ter som erstatning for de 10 1 kokevæske som ble tatt ut av laboratoriekokeren.
Forsøkene ga de følgende resultater.
Som det fremgår ble det ved forsøket ifølge oppfinnelsen oppnådd en masse som sammenlignet med referansemassen oppviste såvel lavere kappatall som høyere viskositet. Til tross for at kappatallet var 0,8 enhet lavere, sank utbyttet med bare 0,1% for den masse som var fremstilt i henhold til oppfinnelsen, sammenlignet med referansemassen.
Eksempel 2
I den hensikt å simulere industriell sulfittkoking
ble følgende forsøk utført. Samtlige forsøk ble utført med teknisk granflis (Picea abies) og kokevæske fra en sulfittfabrikk. Flisen og kokevæsken ble fylt i en laboratoriekoker med volum 2 5 1, inneholdende en sirkulasjonsledning som passerte gjennom et elektrisk oppvarmet kammer. Flisen ble kokt i to trinn, og i det første trinn ble det påfylt kokevæske med en pH-verdi på 6,3 i en mengde, regnet som Na2°< på 6%, beregnet på absolutt tørr ved. Forholdet ved/væske var 1/4,5 kg/l. Koket ble kjørt opp fra 80 til 145°C i løpet av 1 time. Denne temperatur ble opprettholdt i 3 timer. Dette første trinn ble avsluttet med at kokevæske ble tappet av fra flisen inntil det var oppnådd et forhold ved/væske på 1/2,7 kg/l.
Deretter ble det innført SO^-vann i kokeren inntil ved/væske-forholdet påny var 1/4,5. Temperaturen ble justert til 134°C og et totaltrykk på 700 kPa ble målt. Mellomgasnings-tiden var 0,5 time, og tiden i det andre koketrinn var 5,5 timer.
Sammenligningsforsøket ble utført nøyaktig etter det ovenfor beskrevne kokeskjema.
Dessuten ble det utført to forsøk i henhold til oppfinnelsen. I begge disse tilfeller ble det fra kokeren tatt ut 5 1 kokevæske etter at henholdsvis 6,5 og 8,5 timer var forløpt fra kokets begynnelse. Kokevæske ble tatt ut ved de samme posisjoner som ved industriell koking og ble behandlet i et ultrafiltreringsanlegg av lignende art som det beskrevet i eksempel 1. I det ene forsøk (forsøk A) ble det benyttet et slikt membran at hoveddelen av de stoffer som hadde en molekylvekt høyere enn 7000 ble utskilt, mens det i det andre forsøk (forsøk B) ble benyttet et slikt membran at hoveddelen av de stoffer som hadde en molekylvekt høyere enn 2000 ble utskilt. 5 1 av disse væsker ble tilført i de respektive forsøk som erstatning for den kokevæske som ble tatt ut av kokeren etter henholdsvis 6,5 og 8,5 timer fra kokets begynnelse.
Forsøkene ga de følgende resultater
Som det fremgår av de ovenstående resultater gir fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en forbedret delignifiering og en forbedret selektivitet sammenlignet med konvensjonell koking. I forsøk A, hvor hoveddelen av stoffene med molekylvekt høyere enn 7000 ble utskilt to ganger under koket, ble kappatallet redusert med 0,9 enhet sammenlignet med referanse-koket, og i forsøk B, hvor hoveddelen av stoffer med molekylvekt høyere enn 2000 ble utskilt to ganger under koket, ble kappatallet redusert med ytterligere 0,4 enhet. Til tross for en mer vidtgående delignifiering ved forsøket ifølge oppfinnelsen var viskositeten til og med noe høyere enn ved re-feransekoket, og minskningen i utbyttet var overraskende liten.
Claims (3)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av cellulosemasse, hvor lignocellulosematerialet blandes med kokevæske og bringes til å reagere (oppsluttes) med kokevæsken ved forhøyet temperatur og trykk under utskillelse av kokevæske fra lignocellulosematerialet ,
karakterisert ved at den utskilte mengde kokevæske eller en del av denne - etter at de innledende reaksjoner (initialfasen) har ebbet ut og bulkdelignifieringen har tatt til - befries ved ultrafiltrering for hoveddelen av de tilstedeværende stoffer med molekylvekt over 1500, hvoretter hele mengden av behandlet kokevæske eller en del av denne tilbakeføres til lignocellulosematerialet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kokevæsken befries for hoveddelen av de tilstedeværende stoffer med molekylvekt over 2000.
3. Fremgansgmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de nevnte stoffer fjernes fra kokevæsken før kokevæsken oppvarmes under sirkula-sjonsforløpet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8406536A SE453840B (sv) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | Forfarande vid framstellning av cellulosamassa |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO855157L NO855157L (no) | 1986-06-23 |
NO166416B true NO166416B (no) | 1991-04-08 |
NO166416C NO166416C (no) | 1991-07-17 |
Family
ID=20358261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO855157A NO166416C (no) | 1984-12-21 | 1985-12-19 | Fremgangsmaate ved fremstilling av cellulosemasse. |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4670098A (no) |
JP (1) | JPS61152892A (no) |
AU (1) | AU573056B2 (no) |
CA (1) | CA1264403A (no) |
DE (1) | DE3545386A1 (no) |
ES (1) | ES8706881A1 (no) |
FI (1) | FI81392C (no) |
FR (1) | FR2575198B1 (no) |
NO (1) | NO166416C (no) |
NZ (1) | NZ214210A (no) |
PT (1) | PT81750B (no) |
SE (1) | SE453840B (no) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE453840B (sv) * | 1984-12-21 | 1988-03-07 | Mo Och Domsjoe Ab | Forfarande vid framstellning av cellulosamassa |
JPS6290389A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-24 | 王子製紙株式会社 | アルカリ性パルプ蒸解廃液の処理方法 |
US5788812A (en) * | 1985-11-05 | 1998-08-04 | Agar; Richard C. | Method of recovering furfural from organic pulping liquor |
CA2070500C (en) * | 1991-06-13 | 1997-10-14 | Ted Mcvay | Reactive phenolic resin modifier |
US5489363A (en) | 1993-05-04 | 1996-02-06 | Kamyr, Inc. | Pulping with low dissolved solids for improved pulp strength |
US5824188A (en) * | 1993-05-04 | 1998-10-20 | Ahlstrom Machinery Inc. | Method of controlling the pressure of a continuous digester using an extraction-dilution |
US6132556A (en) * | 1993-05-04 | 2000-10-17 | Andritz-Ahlstrom Inc. | Method of controlling pulp digester pressure via liquor extraction |
US5536366A (en) * | 1993-05-04 | 1996-07-16 | Ahlstrom Machinery Inc. | Digester system for implementing low dissolved solids profiling |
AU1136697A (en) * | 1995-12-23 | 1997-07-17 | Krebs & Co Ag | Process for purifying a liquid contaminated by filamentary molecules |
AT403301B (de) * | 1996-04-04 | 1998-01-26 | Impco Voest Alpine Pulp Tech | Kontinuierliche flüssigkeitsführung |
US5985096A (en) * | 1997-09-23 | 1999-11-16 | Ahlstrom Machinery Inc. | Vertical pulping digester having substantially constant diameter |
US6752903B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-06-22 | Craig A. Bianchini | Method for mitigating the interference caused by high-molecular weight by-products in pulping processes |
SE520956C2 (sv) * | 2001-12-05 | 2003-09-16 | Kvaerner Pulping Tech | Kontinuerlig kokning med extra uppehållstid för avdragen vätska utanför kokaren |
WO2004013409A1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-12 | Coffin World Water Systems | Apparatus and method for treating black liquor |
JP5207191B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2013-06-12 | ザ リサーチ ファンデーション オブ ステート ユニヴァーシティ オブ ニューヨーク | セルロース系材料の炭酸塩前処理およびパルプ化の方法 |
WO2009117402A2 (en) * | 2008-03-18 | 2009-09-24 | The Research Foundation Of State University Of New York | Methods of pretreating comminuted cellulosic material with carbonate-containing solutions |
FI127816B (en) * | 2012-06-06 | 2019-03-15 | Upm Kymmene Corp | Process for fractionating lignin |
NL2020102B1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | Miscancell B V | Multi-step process for the isolation of components from Miscanthus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB703102A (en) * | 1951-06-21 | 1954-01-27 | Courtaulds Ltd | Improvements in and relating to the production of wood pulp |
JPS4856902A (no) * | 1971-02-11 | 1973-08-10 | ||
CH560289A5 (no) * | 1971-12-30 | 1975-03-27 | Danske Sukkerfab | |
JPS55107593A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-18 | Sanyo Kokusaku Pulp Co | Liquid exhausting treatment of kraft pulp |
SE453840B (sv) * | 1984-12-21 | 1988-03-07 | Mo Och Domsjoe Ab | Forfarande vid framstellning av cellulosamassa |
-
1984
- 1984-12-21 SE SE8406536A patent/SE453840B/sv unknown
-
1985
- 1985-11-15 NZ NZ214210A patent/NZ214210A/en unknown
- 1985-12-03 AU AU50736/85A patent/AU573056B2/en not_active Ceased
- 1985-12-12 JP JP60280853A patent/JPS61152892A/ja active Granted
- 1985-12-17 FI FI855039A patent/FI81392C/fi not_active IP Right Cessation
- 1985-12-19 NO NO855157A patent/NO166416C/no unknown
- 1985-12-20 PT PT81750A patent/PT81750B/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-12-20 DE DE19853545386 patent/DE3545386A1/de active Granted
- 1985-12-20 FR FR858518906A patent/FR2575198B1/fr not_active Expired
- 1985-12-20 ES ES550239A patent/ES8706881A1/es not_active Expired
- 1985-12-23 CA CA000498524A patent/CA1264403A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-23 US US06/812,430 patent/US4670098A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8406536L (sv) | 1986-06-22 |
FI81392C (fi) | 1990-10-10 |
AU5073685A (en) | 1986-06-26 |
ES8706881A1 (es) | 1987-06-16 |
JPS61152892A (ja) | 1986-07-11 |
DE3545386A1 (de) | 1986-07-03 |
NO166416C (no) | 1991-07-17 |
NZ214210A (en) | 1988-02-12 |
SE8406536D0 (sv) | 1984-12-21 |
PT81750B (pt) | 1987-12-30 |
US4670098A (en) | 1987-06-02 |
AU573056B2 (en) | 1988-05-26 |
DE3545386C2 (no) | 1989-12-07 |
PT81750A (en) | 1986-01-02 |
FI81392B (fi) | 1990-06-29 |
FR2575198A1 (fr) | 1986-06-27 |
CA1264403A (en) | 1990-01-16 |
FI855039A0 (fi) | 1985-12-17 |
NO855157L (no) | 1986-06-23 |
FI855039A (fi) | 1986-06-22 |
SE453840B (sv) | 1988-03-07 |
ES550239A0 (es) | 1987-06-16 |
FR2575198B1 (fr) | 1989-08-25 |
JPH0355598B2 (no) | 1991-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO166416B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av cellulosemasse. | |
KR101613338B1 (ko) | 알칼리 여과액을 재사용하는 저온 가성 추출을 사용한 펄프 공정을 위한 방법 및 시스템 | |
JP3348387B2 (ja) | ギ酸を添加した酢酸によるパルプの製法 | |
US8734612B2 (en) | Method and system for high alpha dissolving pulp production | |
CN101068977B (zh) | 用于生产纸浆的改进的方法和*** | |
CN111819323B (zh) | 生产溶解浆料的方法 | |
NO160219B (no) | Fremgangsmaate for vasking av ubleket cellulosemasse ved fremstilling av cellulosemasse fra lignocelluloseholdige materialer. | |
AU2010202496B2 (en) | Method and system for high alpha dissolving pulp production | |
NO844062L (no) | Mekanisk massebehandling | |
WO1993020279A1 (en) | Method of producing pulp | |
US4259151A (en) | Pulping apparatus | |
CN101880981A (zh) | 一种制浆方法 | |
NO167159B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av cellulosemasse. | |
JP4741797B2 (ja) | セルロースパルプの製造方法及びその方法を実施する装置。 | |
NO159107B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av praktisk talt harpiksfri mekanisk cellulosemasse. | |
NO118203B (no) | ||
CA2707330C (en) | Method and system for high alpha dissolving pulp production | |
FI121788B (fi) | Menetelmä ja laitteisto massan kraftkeittämiseksi | |
FI60040B (fi) | Foerfarande foer impregnering av flis | |
FI121787B (fi) | Menetelmä ja laitteisto massan jatkuvatoimiseksi valmistamiseksi | |
RU1838487C (ru) | Способ получени сульфатной целлюлозы | |
SU245693A1 (ru) | Л йлтелтно- '^ тгхнгг^ескаяби5.т?10тека | |
FI108945B (fi) | Menetelmä massan valmistamiseksi | |
SU761648A1 (ru) | Способ приготовления варочного раствора для кислородно-щелочной делигнификации целлюлозосодержащего сырья | |
NO123099B (no) |