NO742574L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for bleking av masse. Method and apparatus for pulp bleaching.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat, for bleking av masse, og mer spesielt til bleking av masser av cellulose-holdig fibermateriale., såsom tre. The invention relates to a method and an apparatus for bleaching pulp, and more particularly for bleaching masses of cellulose-containing fiber material, such as wood.

Kjemisk fremstilte masser av celluloseholdige fibermateri-aler blir vanligvis gjort lysere ved bleking, og slike blekeprosesser gjennomføres ofte i flere trinn med mellomliggende kaustiske ekstraksjonstrinn for massen. Chemically produced pulps of cellulose-containing fiber materials are usually made lighter by bleaching, and such bleaching processes are often carried out in several stages with intermediate caustic extraction steps for the pulp.

Et første slikt bleketrinn omfatter vanligvis bleking av massen med en vandig oppløsning av klor eller en blanding av klordioksyd og klor. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vedrører et første bleketrinn. A first such bleaching step usually comprises bleaching the pulp with an aqueous solution of chlorine or a mixture of chlorine dioxide and chlorine. The method according to the invention relates to a first bleaching step.

Klordioksyd og klor kan dannes ved reduksjon av et. alkalimetallklorat i et. surt medium ved anvendelsen-av klorioner som reduk-sjonsmiddel. Ved de fremgangsmåter som er beskrevet i de kanadiske patenter, nr. 825.084 '.og 826.. 577 blir et alkalimetallklorat redusert i et svovelsyreholdig medium med natriumklorid og/eller, saltsyre. Hvis ønsket kan saltsyren utgjøre ihvert fall en del av syrebehovet. Chlorine dioxide and chlorine can be formed by reduction of a. alkali metal chlorate in et. acidic medium by the use of chlorine ions as a reducing agent. In the methods described in the Canadian patents, Nos. 825,084 and 826,577, an alkali metal chlorate is reduced in a medium containing sulfuric acid with sodium chloride and/or hydrochloric acid. If desired, the hydrochloric acid can make up at least part of the acid requirement.

I tillegg kan i samsvar med. fremgangsmåten i kanadisk patent nr. 913-328 klordioksyd og klor dannes ved reduksjon av et alkalimetallklorat med saltsyre, med saltsyren i tillegg utgjørende det sure. medium. In addition, may in accordance with. the method in Canadian Patent No. 913-328 chlorine dioxide and chlorine are formed by reducing an alkali metal chlorate with hydrochloric acid, with the hydrochloric acid additionally constituting the acid. medium.

I disse fremgangsmåter blir samtidig med produktionene av klordioksyd og klor vann, fordampet, fra reaksjonsmediet for å virke som fortynnende gass for klordioksyd og klor, og følgelig blir det fra reaksjonssonen gjenvunnet en gassblanding av klordioksyd, klor og damp. In these methods, simultaneously with the production of chlorine dioxide and chlorine, water is evaporated from the reaction medium to act as a diluting gas for chlorine dioxide and chlorine, and consequently a gas mixture of chlorine dioxide, chlorine and steam is recovered from the reaction zone.

Vanligvis mates, gassblandingen til et kondensasjons/separa-sjonstårn hvor blandingen bringes i kontakt med vann for å kondensere dampen og danne en vandig oppløsning av klordioksyd som inneholder noe klor. Typically, the gas mixture is fed to a condensation/separation tower where the mixture is contacted with water to condense the vapor and form an aqueous solution of chlorine dioxide containing some chlorine.

Por å lette, fordampningen av vann fra reaksjonsmediet, holdes reaksjonsmediet vanligvis i det vesentlige ved kokepunktet, og for å 'redusere tendensen til at klordioksyd dekomponeres holdes reaksjonssonen under et redusert trykk. To facilitate the evaporation of water from the reaction medium, the reaction medium is usually kept substantially at the boiling point, and to reduce the tendency for chlorine dioxide to decompose, the reaction zone is kept under a reduced pressure.

I samsvar med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir klordioksyd og klor som inneholdes i gassblandingen av klordioksyd, klor og damp som er gjenvunnet, fra de klordioksyd-frembring-ende prosesser oppløst'i masseoppslemmingen som mates' til det første bleketrinn, og dampen kondenseres., hvorved man unngår behovet for et separat kondensas j ons/se-parasj onstårn. In accordance with the method according to the present invention, chlorine dioxide and chlorine contained in the gas mixture of chlorine dioxide, chlorine and steam recovered from the chlorine dioxide-producing processes are dissolved in the pulp slurry which is fed to the first bleaching stage, and the steam is condensed. thereby avoiding the need for a separate condensation/separation tower.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal videre beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som visers.et skjematisk strømningsdiagram for en utførelse ifølge oppfinnelsen . The method according to the invention will be further described with the help of an embodiment which is shown in the drawing, which shows a schematic flow diagram for an embodiment according to the invention.

En gassformet blanding av klordioksyd, klor og damp frem-bringes på hensiktsmessig måte i en klordioksyd-generator 10 , f. eks. ved en av de fremgangsmåter som er nevnt i de kanadiske patenter, nr. 825.084,. 826,. 577 eller 913-328, og blandingen fjernes fra generatoren A gaseous mixture of chlorine dioxide, chlorine and steam is produced in an appropriate manner in a chlorine dioxide generator 10, e.g. by one of the methods mentioned in Canadian Patent No. 825,084. 826,. 577 or 913-328, and the mixture is removed from the generator

■ gjennom ledningen 12..■ through the wire 12..

Gassblandingen i ledningen 12 føres til muffen på et ventu-rirør eller en lignende innretning som er vist skjematisk ved 14,' hosliggende til innløpet på et kloreringstårn 16 av hensiktsmessig kon-struksjon. Vann mates til innløpet på venturirøret. 14 gjennom ledningen 18 og trekker, blandingen i ledningen 12 inn i venturirøret og derved kondenseres dampinnholdet i gassblandingen og oppløser klordioksyd og klor. The gas mixture in the line 12 is led to the sleeve of a venturi tube or a similar device which is shown schematically at 14, adjacent to the inlet of a chlorination tower 16 of suitable construction. Water is fed to the inlet of the venturi tube. 14 through the line 18 and draws the mixture in the line 12 into the venturi tube, thereby condensing the steam content in the gas mixture and dissolving chlorine dioxide and chlorine.

Vannet, kan mates gjennom ledningen 18 til venturirøret. 14 med en hastighet, som er tilstrekkelig til å danne et vakuum i klordi-oksydgeneratoren 10 tilstrekkelig til å hdlde kokepunktet, for reaksjonsmediet- i klordioksyd-generatoren 10 ved den økede temperatur. The water can be fed through line 18 to the venturi tube. 14 at a rate sufficient to create a vacuum in the chlorine dioxide generator 10 sufficient to maintain the boiling point for the reaction medium in the chlorine dioxide generator 10 at the increased temperature.

Ubleket masse som skal kloreres føres som en oppslemming inn i kloreringstårnet 16 fra ledningen 20. Massen kan være blandet med den vandige - oppløsning som forlater'venturirøret. 14 gjennom ledningen 22,. og i denne utførelse mates, til ledningen 22 gjennom ledningen 24... Alternativt kan masseoppslemmingen i ledningen 20 mates gjennom ledningen 26. for å blandes med vannet i ledningen 18 like. før matingen til innløpet, for venturirøret 14.. Et videre alternativ er å mate en del av masseoppslemmingen gjennom ledningen 26 for å blandes med vannet i ledningen 18 og en del gjennom ledningen 24. '.for å blandes med en vandig oppløsning i ledningen 22 som inneholder masse som er. matet gjennom ledningen 26. Et ekstra alternativ er å benytte . vannet i oppslemmingen og det kondenserte vann, fra gassblandingen som totalt vannbehov og utelate vannmateledningen 18. Unbleached mass to be chlorinated is fed as a slurry into the chlorination tower 16 from line 20. The mass can be mixed with the aqueous solution leaving the venturi tube. 14 through the wire 22,. and in this embodiment is fed to line 22 through line 24... Alternatively, the mass slurry in line 20 can be fed through line 26 to mix with the water in line 18 equally. before feeding to the inlet, for the venturi tube 14. A further alternative is to feed part of the pulp slurry through line 26 to mix with the water in line 18 and part through line 24 to mix with an aqueous solution in line 22 which contains mass which is. fed through line 26. An additional option is to use . the water in the slurry and the condensed water, from the gas mixture as total water demand and omit the water supply line 18.

Den totale mengde vann som er tilstede i masseoppslemmingen i ledningen 20 og mengden av vann som tilsettes, gjennom ledningen l8 og mengden av vann som kondenseres fra den gassformede blanding i ledningen 12 styres for å tilveiebringe en massekonsistens i kloreringstårnet 16 av den. størrelsesorden som' benyttes i konvensjonelle kloreringsreaksjoner, nemlig ca. 3 - 3g %• Den totale vannmengde kan variere fra denne verdi sålenge det er tilstrekkelig vann tilstede til å oppløse en vesentlig del av klordioksyd og klor som mates gjennom ledningen 12 under de herskende kloreringsbetingelser. The total amount of water present in the pulp slurry in line 20 and the amount of water added through line 18 and the amount of water condensed from the gaseous mixture in line 12 are controlled to provide a pulp consistency in the chlorination tower 16 thereof. order of magnitude which is used in conventional chlorination reactions, namely approx. 3 - 3g % • The total amount of water can vary from this value as long as there is sufficient water present to dissolve a significant part of the chlorine dioxide and chlorine that is fed through the line 12 under the prevailing chlorination conditions.

I kloreringstårnet 16 reageres, massen med klordioksyd og kloroppløsning når oppslemmingen pumpes oppover gjennom tårnet 16. Oppslemmingen holdes, i det vesentlige ved en øket temperatur for å fremme reaksjonen for klordioksyd med masse, og en typisk temperatur er ca. 60°C. In the chlorination tower 16, the mass reacts with chlorine dioxide and chlorine solution when the slurry is pumped upwards through the tower 16. The slurry is kept, essentially at an increased temperature to promote the reaction of chlorine dioxide with mass, and a typical temperature is approx. 60°C.

Etter tilbakeholdingen i tårnet 16 i en ønsket tidsperiode føres massen ut fra toppen av tårnet 16 og mates gjennom ledningen 28. til en vaskeinnretning 30 hvor resten av kjemikalier og andre opp-løste materialer blir vasket, ut av massen ved hjelp av vanninnmatings-ledningeh 32.. Massen som kommer, fra vaskeren 30 kan føres, gjennom ledningen 34 til videre lysgjøring og rensing, vanligvis med et første kaustisk ekstraksjonstrinn. After the retention in the tower 16 for a desired period of time, the mass is led out from the top of the tower 16 and fed through the line 28 to a washing device 30 where the rest of the chemicals and other dissolved materials are washed out of the mass by means of the water feed line 32 .. The mass coming from the washer 30 can be passed through the line 34 for further clarification and purification, usually with a first caustic extraction step.

Avløpsvaskevannet som forlater, vaskeren 30 gjennom ledningen 36 og som kan kastes eller viderebehandles ved mating gjennom ledningen 38 eller kan resirkuleres gjennom ledningen 40 for å utgjøre ihvert fall en del av det vann som mates, inn gjennom ledningen 18 til innløpet av venturirøret 14. Alternativt kan en del av avløpsvaske-vannet i ledningen 36' føres gjennom ledningen'38 og en del kan føres, gjennom ledningen 40.. The waste washing water that leaves the washer 30 through the line 36 and which can be discarded or further processed by feeding through the line 38 or can be recycled through the line 40 to make up at least part of the water that is fed in through the line 18 to the inlet of the venturi tube 14. Alternatively part of the waste washing water in line 36' can be led through line '38 and part can be led through line 40..

Den mengde av masse som mates fra ledningen 20 til kloreringstårnet 16 og den mengde av klordioksyd og klor som mates til kloreringstårnet. 16 fra ledningen 12 '.kan variere innenfor vide gren-ser i avhengighet av massetypen. For kraftmasser vil disse verdier vanligvis styres for å tilveiebringe en generell mengde av tilgjengelig klor på ca. 4 ■- 8 % av massen, med ved typisk drift anvendelse av ca. 1,5 % CIO2..Andre tremasser, som fremstilles, ved sulfitt eller sodaprosesser kan benyttes hvis det er ønsket. The amount of pulp that is fed from the line 20 to the chlorination tower 16 and the amount of chlorine dioxide and chlorine that is fed to the chlorination tower. 16 from the wire 12' can vary within wide limits depending on the mass type. For kraft masses, these values will usually be controlled to provide a general amount of available chlorine of approx. 4 ■- 8% of the mass, with typical operation using approx. 1.5% CIO2..Other wood pulps, which are produced by sulphite or soda processes, can be used if desired.

Kondenseringen av dampinnholdet i gassblandingen som mates gjennom ledningen 12 .fører, til en økning i temperaturen, men denne temperaturøkning er bare i 'Størrelse av 2 - 5°C og kan lett styres. The condensation of the vapor content of the gas mixture fed through line 12 leads to an increase in temperature, but this temperature increase is only in the order of 2 - 5°C and can be easily controlled.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor en fremgangsmåte for klorering av en masse under anvendelse av en blanding av klordioksyd og<y>.klor, mens man unngår nødvendigheten av. først å ut-sette blandingen av klordioksyd og klor fra generatoren for konden-sasjon og separasjon. The present invention therefore provides a method for chlorinating a mass using a mixture of chlorine dioxide and <y>.chlorine, while avoiding the necessity of. first subjecting the mixture of chlorine dioxide and chlorine from the generator to condensation and separation.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for bleking av masse, karakterisert1. Process for pulp bleaching, characterized ved at det. tilveiebringes en oppslemming av massen, at det dannes en gassformet blanding som består i det vesentlige av klordioksyd, klor og damp, at oppslemmingen føres til en kloreringssone, at den gassformede blanding føres, til kloreringssonen, at dampinnholdet i den gassformede blanding kondenseres, og at ihvert fall en vesentlig del av klordioksyd og klor fra blandingen oppløses, i oppslemmingen og at man tillater oppslemmingen å reagere med det oppløste klordioksyd ' og klor i kloreringssonen. by that. a slurry of the mass is provided, so that a gaseous mixture is formed which consists essentially of chlorine dioxide, chlorine and steam, that the slurry is fed to a chlorination zone, that the gaseous mixture is fed to the chlorination zone, that the steam content of the gaseous mixture is condensed, and that at least a significant part of the chlorine dioxide and chlorine from the mixture dissolves in the slurry and that the slurry is allowed to react with the dissolved chlorine dioxide and chlorine in the chlorination zone. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den gassformede blanding av klordioksyd, klor og damp dannes ved reduksjon av et alkalimetallklorat med klorioner i et vandig surt reaksjonsmedium i en reaksjonssone for å danne klordioksyd og klor, mens det samtidig fordampes, vann fra reaksjonsmediet, og at den resulterende gassformede blanding, fjernes, fra reaksjonssonen. 2. Method according to claim 1, characterized in that the gaseous mixture of chlorine dioxide, chlorine and steam is formed by reduction of an alkali metal chlorate with chlorine ions in an aqueous acidic reaction medium in a reaction zone to form chlorine dioxide and chlorine, while simultaneously evaporating water from the reaction medium , and that the resulting gaseous mixture is removed from the reaction zone. 3- Fremgangsmåte ifølge krav 2,. karakterisert ved at reaksjonsmediet holdes, i det vesentlige ved koketemperatur og at reaksjonssonen holdes ved et. trykk under atmosfæretrykk. 3- Method according to claim 2. characterized in that the reaction medium is kept, essentially at boiling temperature and that the reaction zone is kept at a. pressure below atmospheric pressure. 4.. Fremgangsmåte ifølge krav 2,. karakterisert ved at alkalimet.allkloratet-?.en: <:> hat;r.iUmkl' 0.rat.. . 4.. Method according to claim 2,. characterized in that the alkali metal chlorate has 0.rat. . 5- Fremgangsmåte ifølge krav 2,. karakterisert ved at reaksjonsmediet inneholder et alkalimetallklorat, et alkali-metallklorid eller hydrogenklorid og svovelsyre. 5- Method according to claim 2. characterized in that the reaction medium contains an alkali metal chlorate, an alkali metal chloride or hydrogen chloride and sulfuric acid. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at reaksjonsmediet inneholder et alkalimetallklorat og saltsyre. 6. Method according to claim 2, characterized in that the reaction medium contains an alkali metal chlorate and hydrochloric acid. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at massen er en tremasse dannet, ved kraftproses.sen, sulfitt-prosessen eller sodaproses.sen. 7. Method according to claim 1, characterized in that the mass is a wood mass formed by the kraft process, the sulphite process or the soda process. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det dannes en vandig oppløsning av klordioksyd og klor fra den gassformede blanding hosliggende :til kloreringssonen og før før-ingen av den vandige oppløsning til kloreringssonen, at den vandige oppløsning blandes med oppslemmingen av masse for jevnt å fordele det oppløste klordioksyd og klor i masseoppslemmingen og, for å danne en andre oppslemming, og at den andre oppslemming føres til klorerings--sonen. 8. Method according to claim 1, characterized in that an aqueous solution of chlorine dioxide and chlorine is formed from the gaseous mixture adjacent to the chlorination zone and before the introduction of the aqueous solution to the chlorination zone, that the aqueous solution is mixed with the slurry of mass for uniform to distribute the dissolved chlorine dioxide and chlorine in the pulp slurry and, to form a second slurry, and that the second slurry is fed to the chlorination zone. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den andre oppslemming har en konsistens på ca. 3 - 31 %• 9. Method according to claim 8, characterized in that the second slurry has a consistency of approx. 3 - 31%• 10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at massen er en kraftmasse og at klordioksyd og klor utgjør en mengde på tilgjengelig klor på ca. 4 '- 8 vektprosent av massen i den andre oppslemming, og at den andre oppslemming har en konsistens på ca. 3 - 3g fo- 10. Method according to claim 8, characterized in that the mass is a kraft mass and that chlorine dioxide and chlorine make up an amount of available chlorine of approx. 4 - 8 percent by weight of the mass in the second slurry, and that the second slurry has a consistency of approx. 3 - 3g fo- ll. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert v e d at den vandige oppløsning som dannes av den gassf ormede bland- . ing blandes med oppslemmingen samtidig med dannelsen av denne. ll. Method according to claim 8, characterized in that the aqueous solution formed by the gaseous mixture. ing is mixed with the slurry at the same time as it is formed. 12.. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den vandige oppløsning som dannes av den gassformede blanding blandes med oppslemmingen etter dannelsen av denne. • 12. Method according to claim 8, characterized in that the aqueous solution formed by the gaseous mixture is mixed with the slurry after its formation. • 13. Apparat for bleking av masse' ifølge ett eller, flere av de foranstående krav, karakterisert ved at den omfatter en klordioksyd-generator som kan danne gassformede produkter, som består av klordioksyd, klor og damp, og som omfatter et utløp for det gassformede produkt, et kloreringstårn med innløps- og utløpsinnret-ninger, en sugeinnretning i fluidumstrømningsforbindelse med innløps-innretningen méd. væskeinnløpsinnretninger, gassinnløpsinnretninger og utløpsinnretninger, hvor en, første ledning forbinder utløpet for gassformet produkt på klordioksyd-generatoren med gassinnløpet på sugeinnretningen, en kilde for vandig medium, en andre ledning som forbinder, kilden for det vandige medium med væskeinnløpet på sugeinnretningen, hvorved gjennomføring av vandig medium gjennom eduktoren trekker den gassformede blanding inn gjennom gassinnløpet, slik at dampen kondenseres og oppløser klordioksyd og klor fra den gassformede blanding, en kilde av ubleket masse og en tredje ledning som tilveiebringer en fluidumstrøm mel-lom kilden av ubleket. masse og innløpet til kloreringstårnet.13. Apparatus for bleaching pulp' according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a chlorine dioxide generator which can form gaseous products, which consist of chlorine dioxide, chlorine and steam, and which comprises an outlet for the gaseous product, a chlorination tower with inlet and outlet devices, a suction device in fluid flow connection with the inlet device with. liquid inlet devices, gas inlet devices and outlet devices, where a first line connects the outlet for gaseous product on the chlorine dioxide generator with the gas inlet on the suction device, a source for aqueous medium, a second line connecting the source for the aqueous medium with the liquid inlet on the suction device, whereby implementation of aqueous medium through the eductor draws the gaseous mixture in through the gas inlet, so that the vapor condenses and dissolves chlorine dioxide and chlorine from the gaseous mixture, a source of unbleached pulp and a third line which provides a fluid flow between the source of the unbleached pulp. pulp and the inlet to the chlorination tower.