PL168216B1

PL168216B1 - Sposób wytwarzania masy celulozowej PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL168216B1
Application number: PL91298537A
Authority: PL
Inventors: Ethan K Andrews; Fernando E Mera; Lawrence K Swift
Original assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1996-01-31
Also published as: DE69125722T2; AU9022291A; EP0554391A1; MX9101706A; CA2094819C; ZA918441B; ES2101830T3; NO302187B1; RU2068904C1; DE69125722D1; CN1061452A; WO1992007994A1; FI931854A0; FI931854A; CA2094819A1; EP0554391B1; ATE151824T1; NO931486L; NO931486D0; CN1028250C

Abstract

1 . SPOSÓB WYTWARZANIA MASY CELULOZOWEJ NA DRODZE USUWANIA LIGNINY Z WLÓKIEN CELULO- ZOWYCH Z UWOLNIENIEM WLÓKIEN DO PÓZNIEJ- SZEGO ZASTOSOWANIA, TAKIEGO JAK WYTWARZANIE WYROBÓW PAPIEROWYCH, W KTÓRYM DO WARNIKA LADUJE SIE MASE SUROWCA CELULOZOWEGO I LUG WARZELNY, NASTEPNIE WSAD ROZTWARZA SIE W PODWYZSZONEJ TEMPERATURZE I CISNIENIU WYZ- SZYM OD ATMOSFERYCZNEGO OTRZYMUJAC W WAR- NIKU KOLUMNE DELIGNIFIKOWANEJ MASY CELULO- ZOWEJ I GORACY LUG ODPADKOWY, PRZY CZYM GORACY LUG ODPADKOWY WYPIERA SIE Z WARNIKA Z ZAKONCZENIEM ETAPU WARZENIA PRZEZ DODANIE LUGÓW WYPIERAJACYCH UTRZYMUJAC JEDNOCZESNIE KOLUMNE DELIGNIFIKOWANEJ MASY CELULOZOWEJ W WARNIKU W STANIE NIENARUSZONYM, ZNAMIENNY TYM, ZE BIELI SIE MASE CELULOZOWA W WARNIKU PRZEZ POMPOWANIE DO WARNIKA REAGENTÓW BIE- LACYCH ILOSCIOWO WYPIERAJACYCH LUGI Z POPRZED- NICH ETAPÓW PROCESU. FIG.1 (1 1 ) 168216 (13) B1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania masy celulozowej.

W typowych operacjach chemicznego roztwarzania celulozy na masę celulozową włókna drewna oddziela się od ligniny przez roztwarzanie zrębków drewna w podwyższonych temperaturach i ciśnieniach w obecności chemikaliów. W naczyniach do roztwarzania, znanych jako warniki, można osiągnąć pewien stopień delignifikacji, a uzyskaną z nich masę celulozową doprowadza się z warników do następnych operacji. Następne operacje obejmują często różne etapy mycia w celu usunięcia pozostałości chemikaliów i innych składników masy celulozowej, jak również różne etapy bielenia, w których masa celulozowa jest poddawana jeszcze dalszym obróbkom chemicznym w celu dalszego usunięcia ligniny i zwiększenia jasności uzyskiwanej masy celulozowej. Operacje bielenia przeprowadzone są w oddzielnych aparatach do bielenia, a po nich następują różne etapy mycia w celu usunięcia z masy celulozowej chemicznych środków bielących. Etapy mycia często przeprowadzane są w bębnowych aparatach myjących, w których zawiesina jest myta na bębnie w procesie ciągłym. Dla umieszczenia wyposażenia bielarni i towarzyszących etapów mycia wymagane są ogromne obszary terenu i znaczne inwestycje.

W ostatnich latach zwiększona świadomość zagrożeń dla środowiska naturalnego sprawiła, że przemysł celulozowy i papierniczy zostały poddane dokładnej obserwacji w związku z tym, że w różnych etapach wytwarzania masy celulozowej, mycia i bielenia mogą być wytwarzane odpadowe roztwory wodne potencjalnie szkodliwe dla środowiska. Typowe procesy bielenia obejmują stosowanie chloru a ścieki z bielenia mogą zawierać resztkowy chlor, który jest postrzegany jako niepożądany dla otoczenia. Procesy odzyskiwania chloru są trudne, ponieważ ścieki ze względu na swoją korozyjną naturę są szkodliwe dla powszechnie stosowanych metali, a dla odzyskiwania

168 216 chemicznego potrzebne jest drogie wyposażenie. Ponadto takie procesy odzyskiwania są wyjątkowo złożone i drogie, nie zapewniając przy tym zwrotu nakładów inwestycyjnych potrzebnych dla ich wprowadzenia.

W typowych okresowych procesach roztwarzania po zakończeniu roztwarzania zawór odgazowujący warnika jest otwierany, a znajdująca się w warniku ciecz o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem wywiera napór, opróżniając w ten sposób warnik. W ostatnich latach stały się popularne techniki ogrzewania i roztwarzania z wypieraniem, w których wykorzystuje się wypieranie ługu przed lub po zakończeniu roztwarzania w celu zachowania energii i chemikaliów.

W znanym sposobie, podawanym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki 4578149, po zakończeniu roztwarzania gorące odpadkowe ługi warzelne wypierane są przez ścieki z późniejszego etapu mycia, przy czym gorące odpadkowe ługi warzelne wykorzystywane są do wstępnego ogrzewania i traktowania następnych wsadów zrębków drewnianych do warnika. W takim procesie roztwarzania zapotrzebowanie na parę jest mniejsze, jest on bardziej akceptowalny z punktu widzenia ochrony środowiska, otrzymuje się masę celulozową o wyższej jakości oraz odzyskuje się więcej energii i chemikaliów doprowadzanych do procesu niż w konwencjonalnych okresowych procesach roztwarzania. Po wypieraniu na dnie warnika warnik opróżnia się ze zrębków roztworzonych na masę celulozową poprzez przyłożenie ciśnienia na górze warnika, po czym masa celulozowa jest doprowadzana do następnych konwencjonalnych obróbek, takich jak dalsze mycie masy celulozowej, bielenie, dodatkowe mycie i podobne.

W opisie zgłoszenia patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 07/068721 przedstawiono sposób, w którym równoważnik jednego lub więcej niezależnych etapów mycia można uzyskać poprzez zastosowanie w warniku technik mycia z wypieraniem.

Jednym z głównych celów wynalazku jest zatem dalsze rozwinięcie tych etapów procesu, które zachodzą w warniku masy celulozowej, w celu zmniejszenia wyposażenia i przestrzeni wymaganych do późniejszej obróbki materiału włóknistego po opuszczeniu przez niego warnika.

Innym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu wytwarzania masy celulozowej, nadającego się do stosowania w procesie okresowym, który umożliwi zakończenie różnych etapów mycia i bielenia bez konieczności transportowania masy celulozowej z warnika okresowego do aparatów do późniejszych procesów.

Następnym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu wytwarzania masy celulozowej, w którym wielkość nieruchomości potrzebnej dla wyposażenia jest zminimalizowawa, dzięki czemu możliwe jest budowanie na mniejszym obszarze instalacji do wytwarzania masy celulozowej wytwarzających masę celulozową o akceptowalnej jakości.

Kolejnym celem wynalazku jest również dostarczenie sposobu bielenia masy celulozowej, nie wymagającego stosowania chloru i korzystnego ze względu na ochronę środowiska w porównaniu ze znanymi dotąd sposobami z wykorzystaniem chloru.

Jeszcze innym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu wytwarzania masy celulozowej, w którym całkowity czas trwania procesu od początku do końca jest zmniejszony w porównaniu z równoważnymi sposobami konwencjonalnymi.

Te i inne cele osiągnięto w niniejszym wynalazku przez wykorzystanie okresowego sposobu roztwarzania, w którym po zakończeniu okresowego roztwarzania przy podwyższonych ciśnieniach i temperaturach stosuje się techniki wypierania ługu w celu mycia zrębków i usunięciu z nich resztek ługów oraz w celu dalszej delignifikacji zrębków poprzez zastosowanie wypierania wewnątrz warnika z chemikaliami do bielenia masy celulozowej. W korzystnym sposobie bielenie przeprowadza się za pomocą chemikaliów innych niż chemikalia zawierające chlor, uzyskując masę celulozową o akceptowalnej białości.

Sposób wytwarzania masy celulozowej na drodze usuwania ligniny z włókien celulozowych z uwolnieniem włókien do późniejszego zastosowania, takiego jak wytwarzanie wyrobów papierowych, w którym do warnika ładuje się masę surowca celulozowego i ług warzelny, następnie wsad roztwarza się w podwyższonej temperaturze i ciśnieniu wyższym od atmosferycznego otrzymując w warniku kolumnę delignifikowanej masy celulozowej i gorący ług odpadkowy, przy czym gorący ług odpadkowy wypiera się z warnika z zakończeniem etapu warzenia przez dodanie ługów wypierających utrzymując jednocześnie kolumnę delignifikowanej masy celulozowej w warniku w stanie nienaruszonym, odznacza się według wynalazku tym, że bieli się masę celulozową w warniku

168 216 przez pompowanie do warnika reagentów bielących ilościowo wypierających ługi z poprzednich etapów procesu.

Korzystnie pompuje się przez warnik ługi do obróbki dodatkowej zawierające bezchlorowe reagenty bielące dla dalszej dilignifikacji, wybielenia i rozjaśnienia masy celulozowej w warniku i jednocześnie wypiera się ciecz poprzednio dostarczoną do warnika, a następnie ewentualnie pompuje się po ługach zawierających reagenty bielące do warnika jeszcze inne ciecze zastępujące reagenty bielące.

Korzystnie etap bielenia masy celulozowej, w którym pompuje się do warnika reagenty bielące, poprzedza się pompowaniem do warnika objętości odpadkowego reagenta bielącego.

Korzystnie stosuje się bezchlorowy reagent bielący wybrany spośród nadtlenku wodoru, tlenu, polisiarczku sodu, siarczynu sodu, borowodorku sodu, podsiarczynu sodu, ozonu i kwasu nadoctowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie realizacji na rysunku na którym fig. od 1 do 10 ilustrują korzystną kolejność sposobu prowadzenia rozszerzonej obróbki masy celulozowej w warniku według niniejszego wynalazku, przy czym fig. 1 ilustruje etap napełniania zrębkami; fig. 2 - napełnianie zimnym ługiem; fig. 3 - napełnianie ciepłym ługiem; fig. 4 - napełnianie gorącym ługiem, fig. 5 - etapy ogrzewania ługu przez czas potrzebny do osiągnięcia określonej temperatury i utrzymywania określonej temperatury w warniku przez określony czas w procesie roztwarzania; fig. 6 - zakończenie etapu wypierania ługu warzelnego; fig. 7 - obróbkę utlenionym ługiem zielonym po roztwarzaniu; fig. 8 - etap obróbki nadtlenkiem; fig. 9 - etap obróbki kwasem nadocotowym i fig. 10 - etap wyładowywania masy celulozowej.

Sposób, który spełniałby wymienione poprzednio cele powinien składać się ze znanych operacji jednostkowych i być zgodny z następnymi i poprzednimi etapami procesu.

Niniejszy wynalazek pozwala na kontynuację etapów procesu w warniku, w którym dokonuje się dodatkowych wypierań z wykorzystaniem różnych dodatkowych chemikaliów i/lub ługów odpadkowych w celu dalszego rozpuszczenia ligniny i wybielenia masy celulozowej.

Do chemikaliów wybranych do dodatkowej delignifikacji i rozjaśniania korzystnie należą bezchlorowe reagenty, w tym nadtlenek wodoru, tlen, polisiarczek sodu, siarczyn sodu, borowodorek sodu, podsiarczyn sodowy, ozon i kwas nadoctowy chociaż nie stanowią one ograniczenia.

Do tego samego celu mogą być zastosowane inne reagenty jeśli tylko spełnione są ogólne kryteria wyboru.

Grupa odpowiednich środków bielących obejmuje środki bielące rozpuszczające ligninę i rozjaśniające masę celulozową, które są zgodne z metalurgią procesu, zgodnie z praktycznym bilansem odzysku chemikaliów i bilansem materiałowym, oraz których produkty uboczne są stosunkowo nieszkodliwe dla środowiska w razie przypadkowej straty lub wylania.

Proces może być prowadzony w warniku na wiele sposobów, w których dodatkowe wypierania w warniku wykorzystuje się do przeprowadzenia operacji zarówno wytwarzania masy celulozowej odpowiednio bielonej z niezbędnym myciem, jak też do zredukowania późniejszej obróbki, wymaganej dla uzyskania podobnych rezultatów delignifikacji, przy zastosowaniu sposobów powszechnie znanych i konwencjonalnych.

Poniższe przykłady realizacji niniejszego wynalazku przedstawiają próby wykonane na istalacji pilotowej.

Przykład I. Żółtą sosnę południową roztwarzano w konwencjonalnym procesie wytwarzania masy celulozowej siarczanowej z ogrzewaniem poprzez wypieranie według technik Szybkiego Ogrzewania przez Wypieranie (RDH), sprzedawanych przez Beloit Corporation. Procen ten zasadniczo pokrywa się z procesem ujawnionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4578149. Roztwarzanie RDH kontynuowano do celowego poziomu liczby Kappa 16 (liczba Kappa stanowi pośredni wskaźnik zawartości ligniny, stosowany w przemyśle papierniczym i celulozowym), po czym nastąpiło konwencjonalne wypieranie RDH. Po wypieraniu zamiast wyładowywać masę siarczanową, tak jak jest znane z procesu RDH, wyparto roztwór nadtlenku wodoru poprzez kolumnę zrębków w 80°C przez okres 30 minut. Otrzymano znacznie bielszą masę celulozową, mającą wartość białości 31,9% według normy Międzynardowej Organizacji Normalizacyjnej w porównaniu z 30,3% według normy ISO dla konwencjonalnej masy celulozowej RDH przy liczbie Kappa równej 16.

168 216

Przykład II. Południową sosnę żółtą roztwarzano w konwencjonalnym procesie siarczanowym RDH w sposób konwencjonalny do celowej liczby Kappa równej 16. Po konwencjonalnym wypieraniu RDH utleniony ług zielony (polisiarczek sodu o niskiej alkaliczności) wyparto przez kolumnę ze zrębkami, po czym dokonano dwóch kolejnych wypierań i obróbek niewielkimi ilościami nadtlenku wodoru. Stwierdzono, że uzyskana masa celulozowa ma liczbę Kappa równą 7,5 a stopień białości wyładowanej z warnika masy wynosił 55% według normy ISO.

Przykład III. Przeprowadzono roztwarzanie podobne do roztwarzania z przykładu II po czym zastosowano 2% roztwór nadtlenku wodoru w 2 oddzielnych obróbkach po roztwarzaniu. Po obróbkach osiągnięto liczbę Kappa w przybliżeniu 10 przy białości 40,7% według normy ISO. W końcowej obróbce przez kolumnę ze zrębkami wyparto wodny roztwór kwasu nadoctowego w roztworze buforowym kwas octowy/octan sodu o pH 4. Masa celulozowa odprowadzana po tej obróbce miała liczbę Kappa w przybliżeniu 6 a stopień białości 50,8% według normy ISO.

Ponadto kilka innych sekwencji bielenia z użyciem nadtlenku (P) i kwasu nadoctowego (A) porównano z podobnymi sekwencjami przy użyciu ditlenku chloru (D), który jest analogiczny do kwasu nadoctowego, ale posiada niepożądane atomy chloru. Otrzymano następujące rezultaty:

Sekwencja Konwencjonalny proces RDH Próbka 4 Próbka 5 (EOP)-A-P-A 84,8 86,3 --A-P-A --- 82,2 86,9 (EOP)-D-P-D 90,6 89,7 --Widoczne jest, że handlowy stopień białości masy celulozowej można w bardziej przyjaznej dla środowiska sekwencji z udziałem samego nadtlenku wodoru i kwasu nadoctowego, porównywalnej do podobnych sekwencji przy użyciu ditlenku chloru. Jednakże uzyskuje się korzystne cechy obróbki w warniku, w tym niższe koszty instalowania bielarni i mniejszą ilość etapów procesu i eliminuje się niepożądane stosowanie reagentów na bazie chloru. Mimo tego, że wynikiem tego może być większe zużycie chemikaliów z powodu mniejszego mycia między etapami, te wady są nie istotne ponieważ wszystkie stosowane chemikalia są zawracane do cyklu odzyskiwania chemikaliów. W razie potrzeby między różnymi etapami procesu można zastosować dodatkowe mycie przez wypieranie, łącznie z zastosowaniem chemikaliów do zobojętnienia lub przygotowania w inny sposób zawartości warnika między kolejnymi obróbkami chemicznymi, aby wykorzystanie reagentów wypieranych poprzez kolumnę ze zrębkami uczynić bardziej efektywnym. Efektywny sposób przeprowadzania takiego mycia lub przygotowania polega na poprzedzeniu obróbki wypieraniem odpadkowym środkiem chemicznym z tej obróbki, pochodzącym z poprzedniej obróbki, ewentualnie w innym warniku.

Wynikiem bielenia w warniku po procesach roztwarzania RDH są krótsze czasy trwania procesu dla pojedynczego wsadu zrębków. Podczas gdy sposób konwecjonalny od załadowania zrębków do warnika przed roztwarzaniem do czasu, gdy wybielona masa celulozowa przechodzi do zbiornika zasobnikowego masy, trwa w przybliżeniu 15 godzin, przy zastosowaniu sposobu bielenia w warniku według wynalazku łączny czas wynosi w przybliżeniu 9 godzin. Chociaż dla pojedynczego wsadu do warnika wymagany jest dłuższy czas, to można zainstalować w papierni dodatkowy warnik przy niższym koszcie instalacji niż koszt niezbędny przy typowych sekwencjach bielenia i mycia. Czas oszczędza się z powodu efektywności właściwej dla procesów wymiany, w porównaniu z konwencjonalnymi procesami mycia i bielenia, które wymagają zagęszczania, mieszania, rozcieńczania i realizacji w wielokrotnie powtarzanych etapach.

Poniżej opisane są różne etapy korzystnej realizacji sposobu według niniejszego wynalazku.

Na figurze 1 przedstawione jest odpowiednie rozmieszczenie wyposażenia do prowadzenia sposobu według niniejszego wynalazku. Zaplanowano szereg warników 12 do roztwarzania zrębków drewnianych zgodnie z technikami ogrzewania poprzez wypieranie i do przeprowadzania następnych etapów reakcji z roztworzonymi zrębkami według niniejszego wynalazku. Schematy procesu na fig. od 1 do 10 ilustrują liczne podstawowe naczynia, zbiorniki i podobne, z których część działa pod ciśnieniem wyższym od ciśnienia otoczenia, a inne pracują pod ciśnieniem atmosferycznym. Naczynia pracujące pod ciśnieniem są przedstawione jako zbiorniki kołowe, a naczynia kwadratowe przedstawiają naczynia pracujące pod ciśnieniem atmosferycznym. Różne

168 216 alternatywne sposoby są przedstawione za pomocą ewentualnych zbiorników i naczyń, pokazanych liniami kropkowanymi, które będą opisane bardziej szczegółowo w odniesieniu do późniejszych rysunków.

Na figurze 1 jest przedstawiony etap napełniania zrębkami, w których zrębki z zasobnika 14 zrębków są przenoszone do dowolnego z warników 12 w celu rozpoczęcia procesu wytwarzania masy celulozowej. Zrębki mogą być wstępnie obrobione za pomocą znanych sposobów takich jak parowanie lub podobne, zależnie od rodzaju stosowanych zrębków i żądanych rezultatów procesu wytwarzania masy celulozowej. Zwykle w celu napełnienia warnika stosowane są urządzenia do ubijania zrębków parą lub podobne, również znane ze stanu techniki.

Figura 2 ilustruje drugi etap konwencjonalnego procesu RDH firmy Beloit Corporation, określany jako napełnianie zimnym ługiem. Zimny ług czarny ze zbiornika 16 zimnego ługu czarnego jest pompowany na dół warnika w ten sposób, aby przepełnić warnik zimnym ługiem czarnym, spływającym z góry warnika z powrotem do zbiornika 16 zimnego ługu czarnego. Napełnienie zimnym ługiem powoduje wyparcie powietrza z warnika i zanurzenie zrębków w ługu. Bezpośredni kontakt zrębków z ługiem powoduje wstępne ogrzewanie zrębków, a resztki chemikaliów pozostałe w ługu czarnym rozpoczynają początkowe reakcje delignifikacji zrębków. Podczas napełniania zimnym ługiem czarnym ług czarny lub jego część może być wzmocniona przez dodanie zimnego odpadkowego zielonego ługu polisiarczkowego ze zbiornika zasobnikowego 18 zielonego ługu polisarczkowego w celu przyśpieszenia reakcji roztwarzania wstępnego. Ponadto można dodać utleniony ług zielony ze zbiornika zasobnikowego 20 utlenionego ługu zielonego.

Figura 3 ilustruje konwencjonalne napełnianie ciepłym ługiem w procesie RDH, w którym ciepły ług czarny ze zbiornika 22 jest pompowany do warnika zawierającego zrębki i zimny ług, dzięki czemu zimny ług czarny jest wypierany przez kolejne ilości ciepłego ługu czarnego i przemieszczany z powrotem do zbiornika 16 zimnego ługu czarnego. Ciepły ług czarny, dostarczany do warnika może być wzmocniony przez dodanie antrachinonu z ewentualnego zbiornika zasobnikowego 24.

W celu wytworzenia gorącej wody i/lub zmniejszenia objętości ciepłego ługu czarnego w zbiorniku 22 ciepły ług czarny może być przepuszczany poprzez wymiennik 26 ciepła, w którym pozostaje w stosunku wymiany cieplnej z zimną wodą, dostarczaną przewodem 28 w celu wytwarzania gorącej wody, odprowadzanej przewodem 30, a dodatkowe ilości zimnego ługu czarnego przesyłane są do zbiornika 16 zimnego ługu czarnego.

Figura 4 ilustruje napełnienie gorącym ługiem w procesie RDH, w którym gorący biały ług ze zbiornika zasobnikowego 32 gorącego ługu białego jest pompowany do warnika, ewentualnie z dodaniem gorącego ługu czarnego ze zbiornika 34 gorącego ługu czarnego. Gorący ług biały jest ogrzewany przez przepuszczenie zimnego ługu białego ze zbiornika 36 ługu białego przez wymiennik 38 ciepła w stosunku wymiany cieplnej z gorącym ługiem czarnym ze zbiornika 34 gorącego ługu czarnego. Gorący ług czarny, opuszczający wymiennik 38 ciepła jest przepuszczany do zbiornika 22 ciepłego ługu czarnego. Podczas gdy gorący ług biały pompowany do warnika, ciepły ług czarny w warniku jest wypierany i jest przepuszczany do zbiornika 22 ciepłego ługu czarnego. Po zakończeniu wypierania ciepłego ługu czarnego z warnika, część gorącego ługu może opuszczać warnik, po czym jest przemieszczana do zbiornika 34 gorącego ługu czarnego.

Figura 5 ilustruje sekwencję roztwarzania, w której ług w warniku jest cyrkulowany poprzez warnik za pomocą pompy 40. W przedstawionym procesie ług jest odciągany z warnika w punkcie pośrednim między górnym a dolnym końcem za pomocą pompy 40 i jest jednocześnie dostarczany do wlotów na górze i na dole warnika. W celu zwiększenia temperatury ługu do żądanego poziomu może być stosowany zewnętrzne źródło ciepła, takie jak para (nie pokazane). Po osiągnięciu żądanej temperatury, temperaturę tę utrzymuje się przez określony czas aż do osiągnięcia pożądanego stopnia delignifikacji. Takie operacje ogrzewania ługu przez czas potrzebny do osiągnięcia określonej temperatury i utrzymywania przez określony czas w tej temperaturze są dobrze znane dla różnych gatunków drewna, procesów i pożądanych rezultatów.

Figura 6 ilustruje zakończenie etapu roztwarzania, w którym zimny odpadkowy zielony ług polisiarczkowy ze zbiornika zasobnikowego 18 jest pompowany na dno warnika w celu wyparcia z niego ługu warzelnego, obecnego na końcu roztwarzania. Ługi wypierane z warnika są przepu168 216 7 szczane odpowiednio do zbiornika 34 gorącego ługu czarnego , zbiornika 22 ciepłego ługu czarnego, lub z powrotem do zbiornika 18 zimnego odpadkowego ługu polisiarczkowego.

Figura 7 ilustruje obróbkę zielonym ługiem polisiarczkowym w warniku po zakończeniu procesu roztwarzania. Zielony ług polisiarczkowy ze zbiornika 18 jest pompowany na dno warnika po dodaniu do niego utlenionego ługu zielonego ze zbiornika 20 utlenionego ługu zielonego. Wyparte ługi są przepuszczane do zbiornika 16 zimnego ługu czarnego.

Figura 8 ilustruje obróbkę nadtlenkiem po zakończeniu roztwarzania, w której zimny odpadkowy ług nadtlenku wodoru ze zbiornika zasobnikowego 42 zimnego odpadkowego nadtlenku wodoru jest mieszany ze świeżym nadtlenkiem wodoru ze zbiornika 44, po czym mieszanina jest pompowana na dno warnika w celu wyparcia z niego odpadkowego ługu polisiarczkowego, który jest przepuszczany do zbiornika zasobnikowego 18 ługu polisiarczkowego.

Figura 9 ilustruje alternatywną obróbkę kwasem nadoctowym, w której kwas nadoctowy ze zbiornika zasobnikowego 46 jest łączony z ługiem wypierającym ze zbiornika zasobnikowego 48 i pompowany na dno warnika w celu wyparcia nadtlenku wodoru do zbiornika zasobnikowego 42 nadtlenku wodoru.

Figura 10 ilustruje odpowiedni cykl wyładowywania masy celulozowej, w którym po zakończeniu obróbki masa celulozowa z warnika jest usuwana do zbiornika składowego 50 a następnie do etapów mycia w płuczce 52, które mogą obejmować dodanie gorącej wody przewodem 54. Opróżnienia warnika do zbiornika składowego można dokonać za pomocą dowolnych sposobów, w tym przez zastosowania ciśnienia płynu albo cieczy albo gazu na górze warnika, co powoduje przejście masy celulozowej i cieczy pozostałej w warniku do zbiornika składowego 50. Warnik może być również opróżniony przez pompowanie zawartości z warnika albo przez znane poprzednio pompowanie w sposób ciągły, albo poprzez również znane przejściowe pompowanie cykliczne. Mycie może być przeprowadzone w dowolnych znanych konwencjonalnych taśmowych lub bębnowych aparatach myjących, które mogą być próżniowe lub ciśnieniowe lub też mycie końcowe może być przeprowadzone przez zastosowanie w warniku znanych technik mycia z wypieraniem. Ług z etapów mycia jest przepuszczany do zbiornika 56 filtratu z płuczki masy celulozowej niebielonej oraz zasobnika zasobnikowego 48 ługu wypierającego do późniejszego wykorzystania.

Stwierdzono, że do kontynuowania przetwarzania masy celulozowej w warniku mogą być wykorzystane różne reagenty, podczas gdy masa celulozowa jest utrzymywana w kolumnie zasadniczo stacjonarnej. Po końcowym wyparciu w konwencjonalnym procesie RDH, przez kolumnę masy celulozowej mogą być wyparte chemikalia bielące w celu kontynuowania usuwania ligniny oraz wybielania i rozjaśnienia masy celulozowej. Efektywne reakcje bielenia zachodzą bez wymaganych poprzednio oddzielnych etapów mieszania, sporządzania mieszanki, zagęszczania i reagowania. Ponieważ nie jest potrzebny czas do przemieszczania masy celulozowej między różnymi etapami, kontynuowanie procesów bielenia i mycia w warniku daje oszczędności ogólnego czasu procesu od początku do końca, dla danej objętości pulpy. Jakkolwiek dla danego wsadu zrębków wymagany jest dodatkowy czas przebywania w warniku, to zmniejszony łączny czas procesu minimalizuje do pewnego stopnia zwiększony czas obróbki w warniku.

Należy zauważyć, że w typowej operacji wytwarzania masy celulozowej różne warniki w szeregu warników 12 pracują w różnych czasach na różnych etapach procesu. Jednakże różne zasobniki i zbiorniki zasobnikowe oraz kadzie otrzymują i/lub dostarczają ług i chemikalia do każdego z różnych warników w razie potrzeby. Zapewnia to zdolność wzmożenia różnych obróbek wybierania chemikaliami i uczynienia ich bardziej efektywnymi przez przygotowanie kolumny ze zrębkami do obróbki przed dodaniem reagentów. Na przykład jeśli w jednym warniku wymagana jest obróbka nadtlenkiem, bieżąca obróbka przez wypieranie nadtlenkiem może być poprzedzona przez wypieranie z wykorzystaniem odpadkowego ługu nadtlenkowego, otrzymanego w obróbce nadtlenkiem w innym warniku. Poprzedzając wypieranie w bieżącej obróbce wypieraniem ługu odpadkowego, poprawia się efektywność procesu dzięki temu, że początkowe reakcje rozpoczynają się wobec ługów odpadkowych, co sprawia, że obróbka świeżym ługiem w następnym wypieraniu jest bardziej efektywna. Uzyskuje się bardziej kompletne wykorzystanie resztkowych chemikaliów. Umożliwia to przeprowadzenie pewnych obróbek przy użyciu objętości wypierania mniejszych niż objętość warnika, ponieważ niezbędna obróbka zachodzi, gdy warstwa ługu do obróbki postępuje do góry w warniku będąc wypierana w nim przez dodanie następnych innych

168 216 cieczy. A zatem chociaż niektóre procesy mogą wymagać objętości ługu tak dużych jak objętość warnika lub większych, inne mogą być przeprowadzone przez wypieranie w warniku objętości ługu znacznie mniejszych niż objętość warnika, a przy danym czasie przebywania w warniku może być obecnych wiele warstw różnych ługów.

Stiwierdzono, że różne sekwencje bielenia bez stosowania chloru dają podobnie korzystne wyniki bielenia masy celulozowej. Te bardziej akceptowalne dla środowiska reagenty są preferowane do bielenia przez wypieranie.

FIG.2

GORĄCA H₂0-^·:	k-28 : V i bs 11 t ΡΤΪ : i f
	30 Y rl±
ZASOBNIK ZRĘBKÓW	ZBIORNIK ZIMNEGO ŁUGU CZARNEGO	2Ź8IORNIK > /CIEPŁEGO Iłu&u \ξ.ΖΑΚΝΕ6^
A

ZIMNA

ZBIORNIK ZIMNEGO OWĄOowEGO NA6flenuu Nctoęu

ZBIORNUĆ

ŁUGU

NYPIERĄJĄBEfc

ŚZbiÓRNik · ROZPUSŁCWLlJeOO ANTRACHING; SNU i

i..................!

ZfcloRNIK

NADTLENKU

WODORU

12\

«sCJ.ZBIORNIK 1 .KnASU j iNADcerowE&o;

ZWORNIł suitom

ŚZ&lORNllć I •ZIMNEGO I jŁ.u&u I .ZIELONEGO j.

ZBIORNIK ί_;.UTLENIONEGO f iŁU&U ZIELONEGOtlen

FIG.3

ZBIORNIK ~\|2|MNEGO

Ługu BIAŁEGO

ZASOBNIK zrębków

ZBIORNIK iWWJSZCZAUJEt !&O AWTRACHltfti· ,W

ZBIORNIK NADTLENKI) WODORU .ZBIORNIK •KWASU ; nadoctowego

GORĄCA

H₂0ZiHtfft

H₂0

ZBIORNIK ! ZWORNIK zimnego owa-: zimnego oM>a &OWB&0 Z1BLO-: boWE&O NAD:NEGO fcU&U foi- H£NKU WcttRl Sł«KI«>H!?6Gi .Zbiornik •ZIMNEGO jŁUSiZ

..ZIELONEGO

τ i
’ 5	Y

ZBIORNIK il/TLŁNIONE&O i SŁUGO ZIELONEGO >IA

ZBidslnik. FiiIM ruzłtrtiw nasi ceiwanME] NIE6IELONE]

GORĄCA

ZBIbRNIK ►ILTRATUZ Κ,Λί · O PIAST CtLUU ŁOWEJNItblELŻ£L

LONE

H,D

ZBIORNIK ŁUGU wYf>i£R»jyce168216

FIG.i·

Gorąco || ₂0

ZIMNA

: . · · · H₂0	ZBIbRNIR
	Ί		ZIMNEGO
	*		ŁUGU '
i Ψ i		........	białego

'36

Iz&iorHiU I zbiornik zimnego ομ>Απ zimnego obfft•DoWBGOZIELO-: DONE&O NM>~ tNEGOŁWOUPOlłj TLENKU NOCOŁU ISlARWŁKJDW&Gęj I ‘'‘I gorąca •ZBIORNIK.

•ZIMNEGO jfcUGU

ZIELONEGO

ZBIORNIK. UTLENIONEGO I ifcUfrO ZIELONEGO. /iTOUsiAMaeu.) i

H,0

ZBIORNIK. :iiTOWUXPŁUC ćl M*SV CEU/LOte^K,Ewe·

ZBIORNIK, ŁUGU _ WPIERAJĄCEGO

FIG.5

FIG.6 gorąca h₂0

Z&iOrNIK ZIMNEGO ŁUGU CZA RN EGO i ?ai'oiżwiiz.....!

'ytOZPuSzczM.- ! :'AWoo Λ/ΛΚΛ-; \CH!NONU j

ZBIORNIK PhDTLEtJW wopoRu \ZBlORMK ! i kwz?su j WRDoćTWEta : Z&lORNIK \ZWNCGO IŁUG-U '.ZICCONEGO

ZBIORNIK.

zimne&o t-usu

SilAtEG-O

ZIMNEGO

OJ>PRD0NE6O

N»f>TLENKJA iNODOiU

ZBIORNIK filtratu z Płuczki cewtoeouEJ NIEblELONEZ zihncgo eJ>rM ifiwesozituo-·, •jje&o cum nur

Gorąca

HjO

ZBIORNIK. LOGO MPPiEKAją· CES O

I \ZBtORttlK. '^TLENIONEGO

ŁUGU ZtElDNEbO Y. ^/{POLISlflRCZICy):'

FIG.7

ZtMtJA

GORĄCA	H jD ··: • ćzz i	1 _J ·· ·. i j i iZBiornikS iciePłego \±OGl> \ξΖΑΝΝΕ6Ο,
ZRSOBMK ZRg&KÓH	ZBIORNIK ZIMNEGO Ługu Czarnego_x
b 16

zbiornik. ZIMUE60 ODPA OOUE&0 NfO>TLENK-U HOJIORU

ZBIORNIK : \KDzPuszanL-l U£00 RUTRR-: \cmnonu i

I............!

ZBIORNIK

NRDTLtNKtl

ΝΟΡοζν ''ZBIÓRKA •kwasu i •wpocroHi&Oi .ZBIORNIK i' Izimnego ί i-ti/ffu [ zielonego ·,

ZBIORNIK. ! _onu/Tienionesg . i ^zu;ŁU&U ΟΆΟΝΕβο.

Gorąco

ZBIORNIK FILTRATU z zł uczni ma CEŁuioecNiej N/EBIELONET

Y ^^POLISlRROKU)

ZBIORNIK

Łu&u

WftERRJĄCE6O

I h₂o

1618216

FIG 8

GOtycn n₂0

ZS/PEAZ/t

ZIHNE&O

EUGU

Bmego

\Z6IOfdflH , l££Cnz.5ZC»9Z\nesc ftł/TURn \ałmoNv ' zbioznul HUDrLEdfp· NogoW

Ź&l&łNlk '\ZINNEGO i tŁwsu i Zielonego , ,'zaioiMi&. ΡζβϊαίΝΐΐ' j \ζμ>μκ. ' Goe&ceoo \'ζ/ηνρμ> tsr- zihnego t>J>•Utteso/ fytlsaBaKMOfł \HOPgW_ \Z8lOMHL : KFtfł$V Mf&OĆlM&Ą

ΐΖβΐρέΝί^ , \UTIENIONEGO i £IW Z/EiCNGS# tyoioNuzaw) żSic&NH. mmnru z Ptu zn rmsYceLUU)ZO*/& MEe/ElOHEJ

FIG. 9 &ORA/.A H₂0ZIMNft

: :.......... H₂0	ZBIORNIK
• i :......1		ZIMNEGO
: ftf _: ^:	ΓΠ		ŁUGU
χ4..... i		*5^...........	BIAŁEGO

Z6IORNIK.

ŁV6V

WyPifzujące&o

Zbiornik.

χιηΝΕ&ο

Ługu

CZRRNE&O

Shórnik........| zimnego ow*-; wiwe&o neu)·; NEGOłUSU Pcd-i i5iW.Mtob£&Oj

1,0

ZBIORNIK ZIMNEGO 0t*4bOWE&C KM>ri£uiaz wotoftu

ZBIORNIK ŁUGU wWEMjyaGC iZBIORIflU

...,|

ROZpVS!i«AlN£-!

aowrwcHiNo-'

JZ&IORNIK i :zihnego iŁU&U ;zielon£&c .ZBltANIK . IZILENIONE&O i ,ŁUGV ZIELONEGO; ltPWJSIĄRCJXy):' teioeKU; nua ru z «uczUl Nftsr celulozo HĘJ ΗΙΕΒΙΕΙΟξ]

FIG.10

'ZBIORKI k iRowszcwui-i i&o , i jwrtMHWW i

5Ł

52·, »

ZBIOfcNIIĆ

NAOTLgKKU

WODORU

12-χ iżBlDRNllć 1 'IĆUA6U j ktooerouŁGC!

, I

A-,

EfitORMY

UfcH ;XB|ORNIK iZlMNEGO ito&u 'ZIELONKO iZBIORKUć } il/TL£NI0N&3-0 I

.. iŁUGuzieuweGc Y.^0W^ĄRCW)J

ΣΒΙΟΒΜΧ RUM tyzpŁuczki rt*SY cewuoioHEJ KEBIEUWŁJ

FIG.1

GORĄCA H₂0

ZIMNA

	h₂o Ί ΊΑ	ZBIORNK ZIMNEGO *
			ŁUGU
	z	..................	BIAŁEGO
1 i			1

lz-36

; ZBIORNIK.

•Z INNEGO jŁJU&U

ZieuoNEOO !ŁUGU ZIELONE# JfłOUSlARWLlCU)

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania masy celulozowej na drodze usuwania ligniny z włókien celulozowych z uwolnieniem włókien do późniejszego zastosowania, takiego jak wytwarzanie wyrobów papierowych, w którym do warnika ładuje się masę surowca celulozowego i ług warzelny, następnie wsad roztwarza się w podwyższonej temperaturze i ciśnieniu wyższym od atmosferycznego otrzymując w warniku kolumnę delignifikowanej masy celulozowej i gorący ług odpadkowy, przy czym gorący ług odpadkowy wypiera się z warnika z zakończeniem etapu warzenia przez dodanie ługów wypierających utrzymując jednocześnie kolumnę delignifikowanej masy celulozowej w warniku w stanie nienaruszonym, znamienny tym, że bieli się masę celulozową w warniku przez pompowanie do warnika reagentów bielących ilościowo wypierających ługi z poprzednich etapów procesu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pompuje się przez warnik ługi do obróbki dodatkowej zawierające bezchlorowe reagenty bielące dla dalszej dilignifikacji, wybielenia i rozjaśnienia masy celulozowej w warniku i jednocześnie wypiera się ciecz poprzednio dostarczoną do warnika, a następnie ewentualnie pompuje się po ługach zawierających reagenty bielące do warnika jeszcze inne ciecze zastępujące reagenty bielące.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że etap bielenia masy celulozowej, w którym pompuje się do warnika reagenty bielące poprzedza się pompowaniem do warnika objętości odpadkowego reagenta bielącego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się bezchlorowy reagent bielący wybrany spośród nadtlenku wodoru, tlenu, polisiarczku sodu, siarczynu sodu, borowodorku sodu, podsiarczynu sodu, ozonu i kwasu nadoctowego.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się bezchlorowy reagent bielący wybrany spośród nadtlenku wodoru, tlenu, polisiarczku sodu, siarczynu sodu, borowodorku sodu, podsiarczynu sodu, ozonu i kwasu nadoctowego.