NO833282L - PROCEDURE FOR BLACKING CELLULOSE-CONTAINING MATERIAL - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved bleking av cellulosemasser fremstilt med høyt utbytte. Nærmere bestemt angår den bleking ved hjelp av peroksyder. The present invention relates to a method for bleaching cellulose pulps produced with a high yield. More specifically, it relates to bleaching using peroxides.

Det har lenge vært kjent å bleke mekaniske masser med peroksyder. Blekingen utføres i prinsippet slik at den i raffinør eller slipeapparat fibrerte ved-råvare etter eventuell siling og avvanning blekes i ett eneste trinn ved tilsetting av forskjellige blekekjemikalier. Blekingen utføres i særskilte ble-ketårn, i hvilke massen fremmates kontinuerlig sammen med til-førte kjemikalier, hvilke får reagere med og/eller bringe i oppløsning bestanddeler som forårsaker mørkfarging av massen. Ved denne type bleking har det vist seg fordelaktig og i mange tilfeller nødvendig å tilføre blekekjemikaliene i relativt stort overskudd. For å gjøre blekemetoden konkurransedyktig og unngå de forurensninger av recipienten som et utslipp av blekeavluten ville innebære, har man ansett det nødvendig å an-vende på ny den etter bleketrinnet avpressede avlut. Denne gjenanvendelse skjer ved at avluten returneres til bleketrinnet etter tilskudd av ferske kjemikalier. It has long been known to bleach mechanical masses with peroxides. The bleaching is carried out in principle so that the fibrous wood raw material in a refiner or grinding apparatus, after possible screening and dewatering, is bleached in a single step by the addition of different bleaching chemicals. The bleaching is carried out in special bleaching towers, in which the pulp is fed continuously together with supplied chemicals, which are allowed to react with and/or dissolve components that cause the pulp to darken. In this type of bleaching, it has proven advantageous and in many cases necessary to add the bleaching chemicals in relatively large excess. In order to make the bleaching method competitive and to avoid the contamination of the recipient that a discharge of the bleaching liquor would entail, it has been deemed necessary to reuse the leachate squeezed out after the bleaching step. This reuse takes place by returning the effluent to the bleaching step after addition of fresh chemicals.

Blekekjemikaliene består først og fremst av hydrogenperok-syd eller andre peroksyder, samt alkali, begge i en mengde som avpasses til den aktuelle massetype. Dessuten har det vist seg nødvendig å tilsette også visse silikater for stabilisering av peroksydene som ellers lett spaltes. Denne tilsetning er ikke problemfri, særlig med tanke på den beleggdannelse de kan forår-sake i de inndampningsanordninger som anvendes for inndampning av blekeriavluten. The bleaching chemicals primarily consist of hydrogen peroxide or other peroxides, as well as alkali, both in a quantity that is adapted to the type of pulp in question. In addition, it has proved necessary to also add certain silicates to stabilize the peroxides, which are otherwise easily decomposed. This addition is not without problems, particularly in view of the coating formation they can cause in the evaporation devices used for evaporation of the bleach liquor.

Ved fibreringen av ved-råvaren i form av flis eller stok-ker i raffinører eller slipeapparater er det u-unngålig at massen tilføres visse forurensninger. Av disse er særlig tungmetaller, så som jern og mangan, besværlige da de forårsaker misfarging av massen og katalyserer peroksydnedbrytningen. For å eliminere dette problem har man derfor ansett det nødvendig å tilsette blekevæsken visse kompleksdannere, for eksempel EDTA. During the fiberization of the wood raw material in the form of chips or logs in refiners or grinding devices, it is inevitable that certain contaminants are added to the pulp. Of these, heavy metals, such as iron and manganese, are particularly troublesome as they cause discolouration of the pulp and catalyze peroxide decomposition. In order to eliminate this problem, it has therefore been considered necessary to add certain complexing agents, for example EDTA, to the bleaching liquid.

Blekevæsken med de angitte bestanddeler tilberedes i et særskilt kjemikaliekar og tilføres som nevnt ovenfor bleketårnet sammen med massen. The bleaching liquid with the specified ingredients is prepared in a separate chemical vessel and fed, as mentioned above, to the bleaching tower together with the pulp.

Problemet med denne metode er som nevnt at det må benyttes et stort kjemikalieoverskudd for at en tilstrekkelig mengde av kjemikalier skal være tilgjengelig under hele reaksjonsforløpet. Til tross for at store overskudd anvendes har det vist seg vans-kelig, på grunn av det høye forbruk i begynnelsen av bleketrinnet, at tilstrekkelige mengder av særlig peroksyd og alkali vil fore-ligge i bleketrinnets slutt-stadium. The problem with this method is, as mentioned, that a large excess of chemicals must be used in order for a sufficient amount of chemicals to be available during the entire course of the reaction. Despite the fact that large surpluses are used, it has proved difficult, due to the high consumption at the beginning of the bleaching step, that sufficient quantities of peroxide and alkali in particular will be present in the final stage of the bleaching step.

I henhold til tidligere forslag for peroksydbleking til-føres blekekjemikaliene direkte i den raffinør i hvilken ved-råvaren i form av flis fibereres mekanisk. Det er også blitt foreslått å utføre denne bleking i to på hverandre følgende raffinerings tr inn. According to previous proposals for peroxide bleaching, the bleaching chemicals are fed directly into the refiner in which the wood raw material in the form of chips is mechanically fibred. It has also been proposed to carry out this bleaching in two successive refining steps.

Det kan også nevnes at det tidligere er blitt foreslått å forbehandle selve ved-råvaren i form av flis med peroksydholdige væsker, det vil si en behandling før fibreringen av flisen til masse, hvorved behandlingsvæsken kan tilføres i forskjellige posisjoner. Flisen som sådan kan også forbehandles med andre kjemikalier, for eksempel sulfitter, for oppnåelse av visse, It can also be mentioned that it has previously been proposed to pre-treat the wood raw material itself in the form of chips with peroxide-containing liquids, that is, a treatment before the fiberization of the chips into pulp, whereby the treatment liquid can be supplied in different positions. The tile as such can also be pre-treated with other chemicals, for example sulphites, to achieve certain,

for hvert kjemikalium spesifikke effekter. Slike forbehandlinger ligger imidlertid utenfor det område som foreliggende oppfinnelse angår, og skal derfor ikke omtales nærmere. for each chemical specific effects. However, such pretreatments are outside the scope of the present invention, and shall therefore not be discussed in more detail.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse ovennevnte problem med overskudds-kjemikalier i begynnelsen av bleketrinnet og det problem som oppstår på grunn av det hurtige kjemikalie-forbruk i begynnelsen av trinnet med for liten tilgjengelig mengde av særlig peroksyd og alkali i trinnets sluttstadium. Disse problemer løses i henhold til oppfinnelsen ved at man under hele bleketrinnet opprettholder en så jevn peroksyd- og alkali-profil som mulig på et nivå avpasset til den aktuelle massetype. Det er på denne måte mulig å gjennomføre blekingen i et eneste trinn. The present invention aims to solve the above-mentioned problem with excess chemicals at the beginning of the bleaching step and the problem that arises due to the rapid chemical consumption at the beginning of the step with too little available amount of peroxide and alkali in particular at the end stage of the step. These problems are solved according to the invention by maintaining as even a peroxide and alkali profile as possible during the entire bleaching step at a level adapted to the type of pulp in question. In this way, it is possible to carry out the bleaching in a single step.

Det er her viktig å observere betydningen av uttrykket "trinn". Ved bleking av eksempelvis kjemiske masser er det vanlig å utføre blekingen i flere trinn, 4-6 trinn er ikke uvanlig, oftest med forskjellige blekemidler i de enkelte trinn. Mellom de enkelte trinn utføres en utvasking og/eller ekstra-hering av de i foregående bleketrinn oppløseliggjorte bestanddeler, når det gjelder kjemisk masse, i hovedsak lignin Det har imidlertid vist seg å være av interresse å variere betingel-sene innenfor hvert trinn, for eksempel med forskjellige blekemidler. En slik oppdeling av et enkelt trinn betegnes med "faser". Foreliggende oppfinnelse refererer seg til en oppdeling av peroksydbleketrinnet i to eller flere faser. It is important here to observe the meaning of the expression "step". When bleaching, for example, chemical pulps, it is usual to carry out the bleaching in several stages, 4-6 stages are not unusual, most often with different bleaching agents in the individual stages. Between the individual steps, a washing out and/or extraction of the components solubilized in the preceding bleaching step is carried out, in terms of chemical mass, mainly lignin. However, it has been shown to be of interest to vary the conditions within each step, for example with different bleaching agents. Such a division of a single step is referred to as "phases". The present invention refers to a division of the peroxide bleaching step into two or more phases.

I henhold til oppfinnelsen utføres blekingen i to eller flere faser med avvanning og/eller kjemikalietilsetning mellom i det minste to av fasene. According to the invention, the bleaching is carried out in two or more phases with dewatering and/or chemical addition between at least two of the phases.

Blekingen kan utføres i ett eneste trinn. Avvanningen skjer hensiktsmessig ved hjelp av skruepresser. The bleaching can be carried out in a single step. The dewatering takes place appropriately using screw presses.

Før blekingen skjer avvanningen ved hjelp av valsepresse til et tørrstoffinnhold på minst 40%. Som peroksyd anvendes forslagsvis I^C^ og som alkali NaOH. Before bleaching, dewatering takes place using a roller press to a dry matter content of at least 40%. Suggested use is I2C3 as peroxide and NaOH as alkali.

I henhold til en særlig viktig utførelsesform ledes bakvannet fra avvanningen motstrøms fase for fase i systemet, og pH-verdien i blekevæsken heves før hver fase for oppnåelse av en optimal pH-profil for den aktuelle massetype. According to a particularly important embodiment, the waste water from the dewatering is led countercurrently phase by phase in the system, and the pH value in the bleaching liquid is raised before each phase to achieve an optimal pH profile for the type of pulp in question.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel, samt med henvisning til tegnin-gen , hvor In the following, the invention will be described in more detail with the help of an embodiment example, as well as with reference to the drawing, where

fig. 1 viser et flytskjema for en utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og fig. 1 shows a flowchart for an embodiment of the method according to the invention, and

fig. 2 skjematisk viser to diagrammer vedrørende henholdsvis pH-veriden og peroksydinnholdet som funksjon av reaksjons-tiden. fig. 2 schematically shows two diagrams regarding the pH value and the peroxide content respectively as a function of the reaction time.

På fig. 1 føres massen fra et raffinerings- og/eller silingstrinn gjennom en ledning 1 til en valsepresse 2, hvor massen avvannes til et tørrstoffinnhold på 45 - 50%. Fra valsepressen ledes den avvannede masse til en kjemikalieblander 3a av i og for seg konvensjonell type, i hvilken blekekjemikalier tilsettes. In fig. 1, the pulp is fed from a refining and/or screening step through a line 1 to a roller press 2, where the pulp is dewatered to a dry matter content of 45 - 50%. From the roller press, the dewatered mass is led to a chemical mixer 3a of a per se conventional type, in which bleaching chemicals are added.

Kjemikaliene tilføres blanderen gjennom en ledning 5 fraThe chemicals are supplied to the mixer through a line 5 from

et (ikke vist) blandekar. For fortynning av massen anvendes bakvann som ledes til blanderen 3a gjennom en ledning 6 på den nedenfor nærmere beskrevne måte. Fra blanderen 3a overføres massen til et første reaksjonskar 4a og fra tårnets bunn til en skruepresse 7 for avvanning. For å lette utmatningen fra tår-net tilføres tårnets bunn en mindre mengde bakvann gjennom en ledning 8. a (not shown) mixing vessel. For dilution of the mass, waste water is used which is led to the mixer 3a through a line 6 in the manner described in more detail below. From the mixer 3a, the mass is transferred to a first reaction vessel 4a and from the bottom of the tower to a screw press 7 for dewatering. To facilitate the discharge from the tower net, a small amount of tailwater is supplied to the bottom of the tower through a line 8.

Massen går deretter til neste fase i bleketrinnet, hvilken utføres i et reaksjonskar betegnet med 4b. På samme måte som i den første fase blandes blekekjemikaliene, som tilføres gjennom en ledning 9, og massen fra skruepressen 7 i en blander 3b. The pulp then goes to the next phase in the bleaching step, which is carried out in a reaction vessel denoted by 4b. In the same way as in the first phase, the bleaching chemicals, which are supplied through a line 9, and the mass from the screw press 7 are mixed in a mixer 3b.

Blekeribakvann tilføres blanderen 3b gjennom en ledning 10 ved hjelp av en pumpe 11 fra et bakvannskar 6c. På tilsvarende måte kan en ytterligere fase gjennomføres i reaksjonskaret 4c. Bleaching waste water is supplied to the mixer 3b through a line 10 by means of a pump 11 from a waste water vessel 6c. In a similar way, a further phase can be carried out in the reaction vessel 4c.

Fra bleketårnet 4c i den siste fase utmates massen fra tårnets bunn ved hjelp av en pumpe 24, hensiktsmessig etter fortynning med bakvann, og føres til en valsepresse 14, hvor den avvannes og ledes videre til opptagning og tørking eller til papirmaskinen. From the bleaching tower 4c in the last phase, the mass is discharged from the bottom of the tower by means of a pump 24, suitably after dilution with backwater, and is taken to a roller press 14, where it is dewatered and passed on to collection and drying or to the paper machine.

Et viktig trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er tilbakeføringen og anvendelsen av det fra ulike presse-trinn erholdte bakvann. Prinsippet er at det for hver fase avpressede bakvann/avlut skal oppsamles separat og tilbakeføres til proses-sen fase for fase gjennom konsekvent motstrøm. An important feature of the method according to the invention is the return and use of the waste water obtained from various pressing stages. The principle is that the backwater/waste liquor squeezed out for each phase must be collected separately and returned to the process phase by phase through consistent counterflow.

Den væske som avpresses fra den sluttblekte masse i valsepressen 14, hvilken væske fremdeles inneholder en viss mengde uforbrukte kjemikalier, oppsamles således i bakvannskaret 6d, fra hvilket den dels føres til kjemikalieblanderen 3c, hvor kjemikaliene for fasen 4c beredes, gjennom ledning 17 ved hjelp av pumpen 16, og dels til kjemikalieblanderen 3b gjennom ledning 18 og 10 ved hjelp av pumpen 11. The liquid that is squeezed out of the final bleached mass in the roller press 14, which liquid still contains a certain amount of unused chemicals, is thus collected in the back water tank 6d, from which it is partly led to the chemical mixer 3c, where the chemicals for phase 4c are prepared, through line 17 with the help of the pump 16, and partly to the chemical mixer 3b through lines 18 and 10 using the pump 11.

Videre oppsamles avluten fra pressen 15 etter fasen 4b i karet 6c. Denne avlut anvendes på tilsvarende måte, dels for kjemikalieberedningen i blanderen 3b, dit den ledes via pumpen 11 og ledning 10, og dels i blanderen 3a gjennom ledning 19 og via pumpen 12 og ledning 6. Furthermore, the effluent from the press 15 is collected after phase 4b in the vessel 6c. This effluent is used in a similar way, partly for the chemical preparation in mixer 3b, where it is led via pump 11 and line 10, and partly in mixer 3a through line 19 and via pump 12 and line 6.

Avluten fra den første fase 4a oppsamles i karet 6b og anvendes for fremstilling av blekevæsken for den første fase 4a i kjemikalieblanderen 3a, til hvilken avluten føres gjennom ledning 6 ved hjelp av pumpen 12. En del av avluten fra karet 6b kan også sammen med avpresset væske fra valsepressen 2 gjennom ledning 28 returneres til valsepressen. Den hovedsakelige del av bakvannet fra pressen 2 som samles i karet 6a, anvendes i et tidligere (ikke vist) raffinerings- og/eller silningstrinn. The effluent from the first phase 4a is collected in the vessel 6b and is used to produce the bleaching liquid for the first phase 4a in the chemical mixer 3a, to which the effluent is fed through line 6 with the help of the pump 12. Part of the effluent from the vessel 6b can also, together with the pressed liquid from the roller press 2 through line 28 is returned to the roller press. The main part of the bottom water from the press 2 which is collected in the vessel 6a is used in an earlier (not shown) refining and/or screening step.

For oppnåelse av den for oppfinnelsen vesentlige effekt, å opp-rettholde en i høy grad jevn blekekjemikalieprofil under hele bleketrinnet, spesielt jevnt peroksydinnhold og pH-verdi, er det viktig - foruten det ovennevnte motstrømsprinsipp for avluten - at ytterligere kjemikalier tilføres mellom i det minste to av fasene i trinnet. I utførelsesformen ifølge fig. 1 er dette vist ved at den gjennom ledning 28 tilførte blekevæske inneholdende peroksyd, alkali, kompleksdanner og eventuelt silikater ikke bare tilføres systemet gjennom ledning 5 til kjemikalieblanderen 3a, men også gjennom ledningene 9 og 21 til blanderen 3b henholdsvis 3c, hvor massen også tilføres uforbrukte kjemikalier fra avlutene som beskrevet ovenfor. In order to achieve the essential effect for the invention, to maintain a highly uniform bleaching chemical profile during the entire bleaching step, especially uniform peroxide content and pH value, it is important - in addition to the above-mentioned counterflow principle for the effluent - that additional chemicals are added between at least two of the phases in the step. In the embodiment according to fig. 1, this is shown by the fact that the bleaching liquid supplied through line 28 containing peroxide, alkali, complexing agents and possibly silicates is not only supplied to the system through line 5 to the chemical mixer 3a, but also through lines 9 and 21 to the mixer 3b and 3c respectively, where the mass is also supplied to unconsumed chemicals from the effluents as described above.

Gjennom fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan systemet lukkes i meget grad samtidig som det muliggjør en gjennomføring av blekingen uten anvendelse av silikater. Through the method according to the invention, the system can be closed to a large extent while enabling the bleaching to be carried out without the use of silicates.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den viste utførelse-form, men kan varieres innenfor rammen av oppfinnelsestanken. The invention is not limited to the embodiment shown, but can be varied within the framework of the inventive idea.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved bleking av høyutbyttesmasser ved hjelp av peroksyder, karakterisert ved at blekingen utføres i to eller flere faser med avvanning og kjemikalietilsetning mellom i det minste to av fasene, hvorved avvanningen mellom fasene skjer til et tørrstoffinnhold på minst 20%, fortrinnsvis 25 - 45%, at pH-verdien og/eller peroksydkonsentra-sjonen i blekevæsken utjevnes før hver fase for oppnåelse av en optimal peroksyd- og/eller pH-profil for den aktuelle massetype, og at massen etter avsluttet bleking avvannes til et tørrstoffinnhold på i det minste 40%, fortrinnsvis 45 - 50%, hensiktsmessig ved hjelp av valsepresse.1. Procedure for bleaching high-yield pulps using peroxides, characterized in that the bleaching is carried out in two or more phases with dewatering and chemical addition between at least two of the phases, whereby the dewatering between the phases takes place to a dry matter content of at least 20%, preferably 25 - 45%, that the pH value and/or the peroxide concentration in the bleaching liquid is equalized before each phase to achieve an optimal peroxide and/or pH profile for the type of pulp in question, and that the pulp is dewatered after bleaching to a dry matter content of minimum 40%, preferably 45 - 50%, suitably by means of a roller press. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avvanningen skjer ved hjelp av skruepresse.2. Method according to claim 1, characterized in that the dewatering takes place by means of a screw press. 3. Fremgangsmåte, ifølge krav 1, karakterisert ved at blekingen utføres i ett eneste trinn.3. Method, according to claim 1, characterized in that the bleaching is carried out in a single step. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 , karakterisert ved at massesuspensjonen før blekingen avvannes til et tørr-stof f innhold på minst 40%, fortrinnsvis 45 - 50% ved hjelp av valsepresse.4. Method according to claim 1, characterized in that the pulp suspension is dewatered before bleaching to a dry matter content of at least 40%, preferably 45 - 50% using a roller press. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blekekjemikalier så som peroksyder, eksempelvis # 2®2' alkali, eksempelvis NaOH, kompleksdanner osv, tilsettes massen før hver fase.5. Method according to claim 1, characterized in that bleaching chemicals such as peroxides, for example # 2®2' alkali, for example NaOH, complex formers, etc., are added to the mass before each phase. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at blekekjemikaliene tilsettes et kjemikaliekar (2) anordnet før hver fase.6. Method according to claim 5, characterized in that the bleaching chemicals are added to a chemical vessel (2) arranged before each phase. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at blekekjemikaliene tilsettes i en slik mengde før hver fase at pH og peroksydinnhold i massen tilsvarer begynnel-sesverdiene, det vil si de verdier massen oppviser i innlednings-stadiet.7. Method according to claim 5, characterized in that the bleaching chemicals are added in such an amount before each phase that the pH and peroxide content in the pulp correspond to the initial values, that is, the values the pulp exhibits in the initial stage. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1 , karakterisert ved at blekeribakvann fra avvanningen returneres motstrøms fase for fase i systemet, fortrinnsvis ved at bakvann fra en fase returneres sammen med blekekjemikalier til foregående trinn.8. Method according to claim 1, characterized in that bleaching waste water from the dewatering is returned countercurrent phase by phase in the system, preferably in that waste water from one phase is returned together with bleaching chemicals to the previous step. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pH-verdien før hver fase heves til minst 7, fortrinnsvis minst 8.9. Method according to claim 1, characterized in that the pH value before each phase is raised to at least 7, preferably at least 8. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blekingen utføres i tre faser.10. Method according to claim 1, characterized in that the bleaching is carried out in three phases. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at bakvannet fra avvanningen før bleketrinnet returneres til raffinerings- og/eller silingstrinn.11. Method according to claim 1, characterized in that the waste water from the dewatering before the bleaching step is returned to the refining and/or screening step.