RU2523973C1 - Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse - Google Patents
Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523973C1 RU2523973C1 RU2012151858/12A RU2012151858A RU2523973C1 RU 2523973 C1 RU2523973 C1 RU 2523973C1 RU 2012151858/12 A RU2012151858/12 A RU 2012151858/12A RU 2012151858 A RU2012151858 A RU 2012151858A RU 2523973 C1 RU2523973 C1 RU 2523973C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- alkaline
- solution
- hemicellulose
- filtrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- D21C11/0021—Introduction of various effluents, e.g. waste waters, into the pulping, recovery and regeneration cycle (closed-cycle)
-
- 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
- D21C1/00—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
- D21C1/06—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with alkaline reacting compounds
-
- 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
- D21C11/0021—Introduction of various effluents, e.g. waste waters, into the pulping, recovery and regeneration cycle (closed-cycle)
- D21C11/0028—Effluents derived from the washing or bleaching plants
-
- 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
- D21C11/0035—Introduction of compounds, e.g. sodium sulfate, into the cycle in order to compensate for the losses of pulping agents
-
- 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
- D21C11/10—Concentrating spent liquor by evaporation
-
- 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
- D21C11/0064—Aspects concerning the production and the treatment of green and white liquors, e.g. causticizing green liquor
-
- 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
- D21C11/0085—Introduction of auxiliary substances into the regenerating system in order to improve the performance of certain steps of the latter, the presence of these substances being confined to the regeneration cycle
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение, в целом, относится к переработке целлюлозной массы и, в частности, к улучшенным способу и системе переработки потока, выходящего из холоднощелочной экстракции в химическом способе получения крафт-целлюлозыThe invention, in General, relates to the processing of pulp and, in particular, to an improved method and system for processing a stream leaving cold-alkaline extraction in a chemical method for producing kraft pulp
Известный уровень техникиPrior art
Целлюлозная масса из древесины и растительных материалов имеет большое число коммерческих применений. Хотя одним из самых распространенных использований является производство бумаги, целлюлозная масса также может применяться для получения многих других продуктов, включая вискозу и другие синтетические материалы, так же, как ацетат целлюлозы и эфиры целлюлозы, которые используются, например, в изготовлении фильтрующих жгутов, ткани, упаковочной пленки и взрывчатых веществ.Pulp from wood and plant materials has a large number of commercial applications. Although one of the most common uses is paper production, pulp can also be used to produce many other products, including rayon and other synthetic materials, as well as cellulose acetate and cellulose ethers, which are used, for example, in the manufacture of filter tows, fabrics, packaging film and explosives.
Существует много химических и механических способов переработки древесины и растительных материалов для производства целлюлозной массы и бумаги. Основные стадии переработки включают подготовку сырья (например, корообдирку и измельчение), выделение древесного волокна механическим или химическим путем (например, размол, рафинирование или варка), для отделения лигнина и экстрагируемых веществ из целлюлозы древесного волокна, удаление красящих веществ отбеливанием, и формирование из полученной переработанной целлюлозной массы бумаги или других продуктов. Кроме того, при производстве целлюлозной массы и бумаги на целлюлозно-бумажных комбинатах обычно также имеется оборудование для получения и регенерации химических реагентов, сбора и переработки побочных продуктов для производства энергии и удаления и переработки отходов, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.There are many chemical and mechanical methods for processing wood and plant materials for the production of pulp and paper. The main stages of processing include preparing raw materials (e.g., crushing and grinding), isolating wood fiber mechanically or chemically (e.g. grinding, refining, or cooking) to separate lignin and extractables from wood fiber pulp, remove dyes by bleaching, and form from the resulting recycled pulp of paper or other products. In addition, pulp and paper production at pulp and paper mills usually also has equipment for the production and recovery of chemicals, the collection and processing of by-products for energy production and the disposal and recycling of waste to minimize environmental impact.
"Варка целлюлозы" обычно относится к процессу для достижения выделения волокна. Древесина и другие растительные материалы включают целлюлозу, гемицеллюлозу, лигнин и другие второстепенные компоненты. Лигнин является сетью полимеров, вкрапленной между отдельными волокнами, и функционирует как межклеточный адгезив для связывания отдельных древесных волокон вместе. В ходе варки целлюлозы макромолекулы лигнина фрагментируются, освобождая таким образом отдельные целлюлозные волокна и растворяя примеси, которые могут вызвать изменение цвета и последующее разложение бумаги или другого конечного продукта."Pulping" generally refers to a process for achieving fiber release. Wood and other plant materials include cellulose, hemicellulose, lignin, and other minor components. Lignin is a network of polymers interspersed between individual fibers and functions as an intercellular adhesive to bond individual wood fibers together. During cellulose cooking, lignin macromolecules are fragmented, thereby releasing individual cellulosic fibers and dissolving impurities that can cause discoloration and subsequent decomposition of paper or other final product.
Сульфатная варка целлюлозы (крафт-процесс) является обычно используемым способом варки целлюлозы. Бумага, полученная сульфатной варкой целлюлозы, может использоваться, например, для производства отбеленного тарного картона и облицовочного картона, используемых в упаковочной промышленности. В обычной сульфатной варке целлюлозы древесина обрабатывается водной смесью гидроксида натрия и сульфида натрия, известной как "белый щелок". Обработка разрушает связь между лигнином и целлюлозой, и разрушает большую часть лигнина и часть макромолекул гемицеллюлозы на фрагменты, которые растворимы в сильнощелочных растворах. Этот процесс удаления лигнина из окружения целлюлозы известен как делигнификация. Растворимую часть после этого отделяют от целлюлозной массы.Sulphate pulping (kraft process) is a commonly used method of pulping. Sulphate pulp paper can be used, for example, for the production of bleached packaging board and lining board used in the packaging industry. In conventional sulphate pulping, wood is treated with an aqueous mixture of sodium hydroxide and sodium sulfide, known as white liquor. Processing destroys the bond between lignin and cellulose, and destroys most of the lignin and part of the hemicellulose macromolecules into fragments that are soluble in highly alkaline solutions. This process of removing lignin from the environment of cellulose is known as delignification. The soluble portion is then separated from the pulp.
Фиг.1 представляет технологическую схему обычного процесса 100 сульфатной варки целлюлозы. Процесс 100 включает подачу древесной щепы (или другого органического целлюлозосодержащего сырья) 118 и щелочных растворов в реакционный сосуд высокого давления, называемый автоклавом, для осуществления делигнификации, что обозначается как стадия 121 "варки". Древесную щепу объединяют с белым щелоком 111, который может быть произведен на последующих стадиях процесса или получен из отдельного источника. Делигнификация может занять несколько часов и степень делигнификации выражается безразмерным "H фактором", который обычно определяется так, что варка в течение одного часа при 100°C эквивалентна Н фактору, равному 1. Из-за высокой температуры, в реакционном сосуде часто создают повышенное давление введением пара. В конце стадии варки давление в реакционном сосуде снижают до атмосферного, удаляя таким образом пар и летучие продукты.Figure 1 is a flow diagram of a conventional
Белый щелок, используемый при варке, может быть, например, щелочным раствором, содержащим гидроксид натрия (NaOH) и сульфид натрия (Na2S). Характеристика белого щелока часто выражается в единицах эффективной щелочи (ЕА) и сульфидности. Эффективная щелочь может быть вычислена как вес гидроксида натрия плюс половина веса сульфида натрия, и представляет эквивалентный вес гидроксида натрия на литр щелока, выраженный в граммах на литр. Эффективная щелочь, в пересчете на гидроксид натрия, представляет эквивалентный вес гидрооксида натрия по отношению с сухой древесине, выраженный в процентах. Сульфидность представляет собой отношение половины веса сульфида натрия к сумме веса гидроксида натрия и половины веса сульфида натрия, выраженное в процентах.The white liquor used in cooking can be, for example, an alkaline solution containing sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide (Na 2 S). White liquor characterization is often expressed in units of effective alkali (EA) and sulfide. The effective alkali can be calculated as the weight of sodium hydroxide plus half the weight of sodium sulfide, and represents the equivalent weight of sodium hydroxide per liter of liquor, expressed in grams per liter. The effective alkali, in terms of sodium hydroxide, represents the equivalent weight of sodium hydroxide relative to dry wood, expressed as a percentage. Sulfide is the ratio of half the weight of sodium sulfide to the sum of the weight of sodium hydroxide and half the weight of sodium sulfide, expressed as a percentage.
После варки коричневая твердая целлюлозная масса, также известная как "небеленая целлюлоза", удаляется из автоклава, используемого на стадии 121 варки, и затем сортируется и промывается в процессе 122. Сортировкой целлюлозная масса отделяется от костры (пучки древесных волокон), узлов (непроваренная щепа), грязи и других остатков. Материалы, отделенные от целлюлозной массы, иногда упоминаются как "отходы" и целлюлозная масса как "продукт". Часто используются многостадийные каскадные процессы для снижения количества целлюлозных волокон в потоке отходов, поддерживая высокую чистоту в потоке продукта. Дополнительное извлечение волокна может быть достигнуто в рафинере, расположенном ниже по ходу потока, или повторной переработкой костры и узлов в автоклаве.After cooking, the brown solid pulp, also known as “unbleached pulp”, is removed from the autoclave used in
Затем небеленая целлюлоза может быть промыта нескольким последовательными стадиями для отделения отработанной варочной жидкости и растворенных материалов от волокон целлюлозы. Отработанная варочная жидкость 112 из автоклава, используемого на стадии 121 варки, и жидкость 113, собранная в процессе 122 промывки и сортировки, обычно обе называются "черный щелок" из-за их окраски. Черный щелок обычно содержит фрагменты лигнина, углеводы из разрушенной гемицеллюлозы и неорганические вещества. Черный щелок может использоваться в дополнение к белому щелоку на стадии варки, как показано, например, на фиг.1 стрелкой, представляющей черный щелок 113, полученный на стадии 122 промывки и сортировки и передаваемый на стадию 121 варки. Черный щелок 135 из сборного резервуара (не показан на фиг.1) также может подаваться в автоклав как часть стадии 121 варки, если нужно достигнуть соответствующей концентрации щелочи, или в других подобных целях.Unbleached pulp can then be washed in several successive steps to separate spent cooking liquid and dissolved materials from cellulose fibers. The spent cooking
Очищенная небеленая целлюлоза 131 после промывки и сортировки 122 затем может быть смешана с белым щелоком 114 и подаваться в реакционный сосуд для дополнительного отделения растворенных материалов, таких как гемицеллюлоза и низкомолекулярная целлюлоза. Показанным в качестве примера способом отделения является так называемая холоднощелочная экстракция ("ССЕ"), которая представлена стадией 123 реакции ССЕ на фиг.1. Температура, при которой производят экстракцию, может меняться, но обычно составляет менее 60°C.The purified
Затем очищенную целлюлозную массу 132, из реактора, используемого на стадии 123 реакции ССЕ, отделяют от отработанного холодного щелочного раствора и растворенной гемицеллюлозы и несколько раз промывают и сортируют во второй сепарационной установке на стадии 124 промывки ССЕ. Получающаяся очищенная небеленая целлюлоза 133 с относительно высоким содержанием альфа-целлюлозы, все еще содержащая некоторое количество лигнина, подается в расположенную ниже по ходу потока установку отбеливания для дальнейшей делигнификации. В некоторых способах производства целлюлозной массы отбеливание выполняют до стадии 123 реакции ССЕ и стадии 124 промывки ССЕ.Then, the purified
Для многих применений, таких как изготовление синтетических материалов или фармацевтических продуктов, требуется иметь целлюлозную массу очень высокой чистоты или качества. Качество целлюлозной массы может быть оценено несколькими параметрами. Например, процентное содержание альфа-целлюлозы отражает относительную чистоту переработанной целлюлозной массы. Степени делигнификации и разрушения целлюлозы измеряются числом Каппа ("KN") и вязкостью целлюлозной массы соответственно. Более высокая вязкость целлюлозной массы указывает на большую длину цепи целлюлозы и меньшее разрушение. Растворимость целлюлозной массы в 18% масс. водном растворе гидроксида натрия ("S18") дает оценку количества остаточной гемицеллюлозы. Растворимость целлюлозной массы в 10% масс., водном растворе гидроксида натрия ("S10") определяет общее количество растворимых веществ в щелочных растворах, которые включают сумму гемицеллюлозы и продуктов разложения целлюлозы. Наконец, разница между S10 и S18 определяет количество разрушенной целлюлозы.For many applications, such as the manufacture of synthetic materials or pharmaceutical products, pulp pulp of very high purity or quality is required. The quality of the pulp can be estimated by several parameters. For example, the percentage of alpha cellulose reflects the relative purity of the processed pulp. The degree of delignification and degradation of cellulose is measured by the Kappa number ("KN") and pulp viscosity, respectively. A higher pulp viscosity indicates a longer pulp chain and less degradation. The solubility of the pulp in 18% of the mass. aqueous sodium hydroxide solution ("S18") gives an estimate of the amount of residual hemicellulose. The solubility of the pulp in 10 wt.%, Aqueous sodium hydroxide solution ("S10") determines the total amount of soluble substances in alkaline solutions, which include the sum of hemicellulose and cellulose degradation products. Finally, the difference between S10 and S18 determines the amount of pulp destroyed.
В обычном способе фильтрат 116, также называемый щелочным фильтратом ССЕ, со стадии 124 промывки и стадии разделения ССЕ, включает как отработанный холодный щелочной раствор, так и отработанную промывочную жидкость стадии 124 разделения и промывки. Этот фильтрат 116 часто содержит существенное количество высокомолекулярной гемицеллюлозы. Когда фильтрат с высоким содержанием гемицеллюлозы используют в качестве части варочной жидкости в автоклаве стадии 121 варки, гемицеллюлоза может выделяться из раствора и осаждаться на целлюлозных волокнах. Это может препятствовать получению высококачественной целлюлозной массы. С другой стороны, в определенных применениях - таких как высококачественная пряжа или синтетические ткани, материалы для жидкокристаллических дисплеев, продукты, выполненные из ацетатных производных, продукты из вискозы (такие как корд шин и специальные волокна), фильтрующие жгуты, используемые в сигаретах, и некоторые пищевые и фармацевтические применения, - требуется целлюлозная масса с минимальным количеством повторно осажденных гемицеллюлоз и определенным содержанием альфа-целлюлозы.In a conventional method, the
Часть щелочного фильтрата 116 ССЕ может быть повторно использована на стадии 121 варки, остаток при этом может быть направлен в зону 134 регенерации для предотвращения риска повторного осаждения гемицеллюлозы на стадии 121 варки. В зоне 134 регенерации отводимый щелочной фильтрат 116 ССЕ может быть объединен с избытком черного щелока, сконцентрирован и сожжен в содорегенерационном котле для удаления органических веществ и извлечения неорганических солей, или же направлен на другую линию варки, или в обоих осуществлениях. Новый источник щелочи затем может понадобиться для замещения фильтрата ССЕ и черного щелока, подаваемых в зону 134 регенерации для поддержания надлежащего щелочного баланса на стадии 121 варки. Процесс регенерации и обеспечение нового источника щелочи приводит к увеличению издержек производства.A portion of the
Существует потребность в способе и системе переработки целлюлозной массы, которые позволяют получить растворимую целлюлозу с очень высоким содержанием альфа-целлюлозы. Кроме того, существует потребность в способе и системе переработки целлюлозной массы, которые обеспечивают повышенную эффективность и рентабельное использование ССЕ фильтрата при сведении к минимуму осаждения гемицеллюлозы в процессе варки.There is a need for a method and system for processing pulp, which allows to obtain soluble cellulose with a very high content of alpha-cellulose. In addition, there is a need for a method and system for processing pulp that provides increased efficiency and cost-effective use of CCE filtrate while minimizing the deposition of hemicellulose in the cooking process.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В одном аспекте улучшенный способ и система производства целлюлозной массы включают, серди прочего, промывку очищенной целлюлозной массы, получаемой процессом холоднощелочной экстракции, сбор щелочного фильтрата, получаемого при этом, концентрирование щелочного фильтрата, например, упариванием и использование, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного фильтрата в находящемся выше по ходу потока процессе варки.In one aspect, an improved method and system for the production of pulp includes, among other things, washing the purified pulp obtained by the cold alkali extraction process, collecting the alkaline filtrate resulting from this, concentrating the alkaline filtrate, for example by evaporation, and using at least a portion of the concentrated alkaline filtrate in the upstream cooking process.
Согласно одному или большему числу осуществлений способ и система производства целлюлозной массы, использующие холоднощелочную экстракцию в сочетании с сульфатной варкой целлюлозы, включают стадии делигнификации целлюлозосодержащих органических материалов в автоклаве, обработку полученной небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы, экстракции полуочищенной целлюлозной массы щелочным раствором для получения очищенной целлюлозной массы и раствора, содержащего гемицеллюлозу, отделения раствора, содержащего гемицеллюлозу, от очищенной целлюлозной массы, промывки очищенной целлюлозной массы и сбора щелочного фильтрата, получаемого при этом, концентрирования щелочного фильтрата и использования, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного фильтрата в автоклаве. Сконцентрированный щелочной фильтрат может постепенно заменять другие варочные жидкости, которые первоначально использовались для начала процесса варки, что приводит к повышению эффективности.According to one or more implementations, the method and system for the production of pulp using cold-alkaline extraction in combination with sulphate pulping includes autoclaving the delignification steps of cellulose-containing organic materials, treating the obtained unbleached pulp to obtain semi-refined pulp, and extracting the semi-refined pulp with an alkaline solution purified pulp and a solution containing hemicellulose, separating a solution containing hemicellulose, from the purified pulp, washing the purified pulp and collecting the alkaline filtrate obtained in this way, concentrating the alkaline filtrate and using at least a portion of the concentrated alkaline filtrate in the autoclave. Concentrated alkaline filtrate can gradually replace other cooking liquids that were originally used to start the cooking process, which leads to increased efficiency.
В некоторых осуществлениях щелочной фильтрат концентрируют для получения раствора, содержащего, например, 90 или более граммов на литр эффективной щелочи в виде гидроксида натрия. Использованием сконцентрированного щелочного фильтрата в качестве части варочного щелока, может быть повышена чистота небеленой целлюлозы и получаемой очищенной целлюлозной массы.In some implementations, the alkaline filtrate is concentrated to obtain a solution containing, for example, 90 or more grams per liter of effective alkali in the form of sodium hydroxide. By using concentrated alkaline filtrate as part of the cooking liquor, the purity of unbleached pulp and the resulting purified pulp can be improved.
Дальнейшие осуществления, альтернативы и варианты также представлены в описании или в прилагаемых фигурах.Further implementations, alternatives and options are also presented in the description or in the accompanying figures.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 представляет общую технологическую схему обычного процесса сульфатной варки с предварительным гидролизом используемого для производства целлюлозной массы известного уровня техники.Figure 1 is a general flow diagram of a conventional sulphate cooking process with preliminary hydrolysis of the prior art used for the production of pulp.
Фиг.2 представляет технологическую схему процесса производства целлюлозной массы в соответствии с одним из осуществлений, как описано в заявке.Figure 2 is a flow diagram of a process for the production of pulp in accordance with one of the implementations, as described in the application.
Фиг.3 представляет концептуальную схему системы и соответствующего процесса выпарки после холоднощелочной экстракции в соответствии с общими принципами, представленными на фиг.2.FIG. 3 is a conceptual diagram of a system and a corresponding evaporation process after cold alkali extraction in accordance with the general principles presented in FIG. 2.
Фиг.4 является схемой обычной системы и процесса выпарки, которые могут быть использованы, между прочими, вместе с холоднощелочной экстракцией.Figure 4 is a diagram of a conventional system and evaporation process that can be used, among other things, together with cold alkaline extraction.
Фиг.5 представляет схему системы и соответствующего процесса выпарки фильтрата холоднощелочной экстракции в соответствии с общими принципами, представленными на фиг.2 и 3.FIG. 5 is a diagram of a system and a corresponding process for evaporation of a cold alkaline extraction filtrate in accordance with the general principles presented in FIGS. 2 and 3.
Подробное описание предпочтительных осуществленийDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Согласно одному или большему числу осуществлений способ и система обработки целлюлозной массы, используемые в сульфатной варке (крафт-процессе), включают объединение первого щелочного раствора, такого как белый щелок с некоторым количеством древесины или другого органического материала, содержащего целлюлозу, в соответствующем резервуаре или реакционном сосуде (автоклав) для варки при подходящей температуре, например от 130 до 180°C, для получения небеленой целлюлозы. Сортировка и промывка небеленой целлюлозы приводят к получению полуочищенной целлюлозной массы, а также побочных продуктов (таких как черный щелок), которые возвращают в автоклав. Полуочищенная целлюлозная масса может быть экстрагирована другим щелочным раствором (который также может быть белым щелоком) при подходящей температуре, например, ниже 60°C, для получения очищенной целлюлозной массы. Раствор, содержащий гемицеллюлозу, может быть отделен от очищенной целлюлозной массы дополнительной промывкой, приводящей к получению другого щелочного раствора в форме щелочного фильтрата, который может быть отдельно собран и сохранен. Этот щелочной фильтрат ССЕ может быть сконцентрирован, например, упариванием или другим путем и использоваться отдельно или в комбинации с первым щелочным раствором в автоклаве для обработки органических материалов и возобновления цикла.According to one or more implementations, the pulp processing method and system used in a sulfate cooking (kraft process) comprises combining a first alkaline solution, such as white liquor, with some wood or other organic material containing cellulose in an appropriate tank or reaction vessel a vessel (autoclave) for cooking at a suitable temperature, for example from 130 to 180 ° C, to obtain unbleached pulp. Sorting and washing of unbleached pulp results in semi-refined pulp and by-products (such as black liquor) that are returned to the autoclave. The semi-purified pulp can be extracted with another alkaline solution (which can also be white liquor) at a suitable temperature, for example, below 60 ° C, to obtain a purified pulp. The solution containing hemicellulose can be separated from the purified pulp by additional washing, resulting in another alkaline solution in the form of an alkaline filtrate, which can be separately collected and stored. This CCE alkaline filtrate can be concentrated, for example, by evaporation or otherwise, and used alone or in combination with the first alkaline solution in an autoclave to process organic materials and resume the cycle.
Согласно особенности одного или большего числа осуществлений древесная щепа или другие содержащие целлюлозу органические материалы взаимодействуют со щелочным раствором в реакционном сосуде. В конце реакции реакционная смесь содержит высвобожденные целлюлозные волокна. Эти волокна дополнительно экстрагируют вторым щелочным раствором для растворения гемицеллюлозы. Отработанный щелочной раствор вместе с растворенной гемицеллюлозой отделяют от экстрагированной целлюлозной массы и затем целлюлозную массу дополнительно промывают для удаления остатков щелочного раствора и гемицеллюлозы. Промывочные жидкости и отработанный щелочной раствор, содержащий гемицеллюлозу, объединяют и концентрируют с образованием концентрированного ССЕ фильтрата. Концентрированный ССЕ фильтрат может быть использован отдельно или в комбинации с другим щелочным раствором для обработки древесины в реакционном сосуде.According to a feature of one or more embodiments, wood chips or other cellulose-containing organic materials interact with an alkaline solution in a reaction vessel. At the end of the reaction, the reaction mixture contains released cellulose fibers. These fibers are further extracted with a second alkaline solution to dissolve hemicellulose. The spent alkaline solution together with the dissolved hemicellulose is separated from the extracted pulp and then the pulp is further washed to remove residual alkaline solution and hemicellulose. Wash liquids and spent alkaline solution containing hemicellulose are combined and concentrated to form concentrated CCE filtrate. Concentrated CCE filtrate can be used alone or in combination with another alkaline solution for treating wood in a reaction vessel.
Все вышеописанные стадии могут быть выполнены на традиционном оборудовании. После вышеописанных стадий в соответствии с описанием может быть получен концентрированный ССЕ фильтрат с концентрацией эффективной щелочи, сопоставимой с концентрацией эффективной щелочи в белом щелоке, обычно используемом для варки.All of the above steps can be performed on conventional equipment. After the steps described above, in accordance with the description, a concentrated CCE filtrate can be obtained with a concentration of effective alkali comparable to the concentration of effective alkali in white liquor commonly used for cooking.
Способ согласно одному осуществлению представлен на фиг.2. Способ 200 начинается стадией 221, на которой, подобно обычной сульфатной варке целлюлозы, древесную щепу или другие целлюлозосодержащие органические материалы 218 подают в автоклав, способный выдерживать высокое давление. Автоклав может быть любого подходящего объема, такого как, например, около 360 кубических метров. В обычной промышленной установке несколько автоклавов может работать параллельно с различными автоклавами, работающими на различных стадиях процесса производства целлюлозной массы.The method according to one implementation is presented in figure 2. Method 200 begins with step 221, in which, like conventional sulphate pulping, wood chips or other cellulose-containing organic materials 218 are fed to an autoclave capable of withstanding high pressure. The autoclave may be of any suitable volume, such as, for example, about 360 cubic meters. In a typical industrial plant, several autoclaves can operate in parallel with various autoclaves operating at different stages of the pulp production process.
Конкретный выбор типа древесины или другого растительного или органического материала может зависеть от требуемых конечных продуктов. Например, мягкая древесина, такая как сосна, ель и канадская ель, может использоваться для некоторых способов получения производных для получения продуктов с высокой вязкостью, подобных эфирам целлюлозы (которые могут быть использованы, например, как добавки в пищевые продукты, краску, буровые жидкости или шлам, бумагу, косметику, фармацевтические препараты, адгезивы, полиграфию, в сельском хозяйстве, керамике, текстиле, моющих средствах и строительных материалах). Древесина лиственных пород, таких как эвкалипт и акация, может быть предпочтительной в тех применениях, которые не требуют целлюлозной массы с очень высокой вязкостью.The specific choice of the type of wood or other plant or organic material may depend on the desired end products. For example, softwood, such as pine, spruce, and Canadian spruce, can be used for some derivative processes to produce high viscosity products like cellulose ethers (which can be used, for example, as additives in food, paint, drilling fluids, or sludge, paper, cosmetics, pharmaceuticals, adhesives, printing, in agriculture, ceramics, textiles, detergents and building materials). Hardwood, such as eucalyptus and acacia, may be preferred in applications that do not require very high viscosity pulp.
В одном осуществлении автоклав нагревают во время стадии 221 варки до первой предварительно заданной температуры паром или другим соответствующим образом. Эта предварительно заданная температура может составлять от 110 до 130°C и, в частности, например, может составлять 120°C. Нагревание в этом отдельном примере производится в течение времени от 15 до 60 минут (например, 30 минут), хотя другое время нагрева может использоваться в зависимости от конкретного оборудования и природы нагреваемых органических материалов.In one embodiment, the autoclave is heated during the cooking step 221 to a first predetermined temperature with steam or other appropriate means. This predetermined temperature may be from 110 to 130 ° C and, in particular, for example, may be 120 ° C. The heating in this separate example is performed for a period of time from 15 to 60 minutes (for example, 30 minutes), although other heating times may be used depending on the specific equipment and the nature of the heated organic materials.
Затем автоклав предпочтительно дополнительно нагревают паром или другим путем до второй температуры, более высокой, чем первая предварительно заданная температура, для осуществления стадии предварительного гидролиза. Эта вторая температура предварительного гидролиза предпочтительно составляет около 165°C, хотя опять же точная температура может зависеть от многих переменных, включая оборудование и органические материалы. Нагревание для предварительного гидролиза может проводиться в течение от 30 до 120 минут (например, 60 минут), хотя опять время при необходимости может быть изменено. Как только достигается температура предварительного гидролиза, автоклав выдерживается при этой температуре подходящий промежуток времени, например, от 35 до 45 минут или любое другое время, достаточное для завершения предварительного гидролиза.Then, the autoclave is preferably further heated by steam or other means to a second temperature higher than the first predetermined temperature to carry out the preliminary hydrolysis step. This second pre-hydrolysis temperature is preferably about 165 ° C., although again, the exact temperature may depend on many variables, including equipment and organic materials. Heating for preliminary hydrolysis can be carried out for 30 to 120 minutes (for example, 60 minutes), although again the time can be changed if necessary. As soon as the temperature of the preliminary hydrolysis is reached, the autoclave is maintained at this temperature for a suitable period of time, for example, from 35 to 45 minutes or any other time sufficient to complete the preliminary hydrolysis.
В предпочтительном осуществлении раствор 210 нейтрализации добавляют в автоклав как часть стадии 221 варки. Раствор 210 нейтрализации может состоять из свежеприготовленного белого щелока с добавлением черного щелока, или он может состоять из ССЕ фильтрата с добавлением черного щелока. Белый щелок может быть, например, смесью гидрооксида натрия и сульфида натрия. В предпочтительном осуществлении белый щелок содержит от 85 до 150 граммов на литр эффективной щелочи в пересчете на гидроксид натрия (NaOH), более предпочтительно от 95 до 125 граммов NaOH на литр и наиболее предпочтительно от 100 до 110 граммов на литр эффективной щелочи в пересчете на гидроксид натрия. Сульфидность белого щелока может составлять 10-40%, предпочтительно 15-35%, и наиболее предпочтительно 20-30%.In a preferred embodiment, the neutralization solution 210 is added to the autoclave as part of the cooking step 221. The neutralization solution 210 may consist of freshly prepared white liquor with the addition of black liquor, or it may consist of CCE filtrate with the addition of black liquor. White liquor may be, for example, a mixture of sodium hydroxide and sodium sulfide. In a preferred embodiment, white liquor contains from 85 to 150 grams per liter of effective alkali in terms of sodium hydroxide (NaOH), more preferably from 95 to 125 grams of NaOH per liter, and most preferably from 100 to 110 grams per liter of effective alkali in terms of hydroxide sodium. Sulfide white liquor can be 10-40%, preferably 15-35%, and most preferably 20-30%.
Концентрация эффективного NaOH в черном щелоке может составлять от 10 до 50 граммов на литр, хотя она может меняться в определенных процессах. В одном осуществлении раствор 210 нейтрализации 210 содержит и белый щелок, и черный щелок, с концентрацией эффективной щелочи от 85 до 150 граммов гидроксида натрия на литр для белого щелока и концентрацией эффективной щелочи от 20 до 50 граммов гидроксида натрия на литр для черного щелока. В предпочтительном осуществлении раствор 210 нейтрализации, включающий как белый щелок, так и черный щелок с концентрацией эффективной щелочи соответственно от 95 до 125 граммов на литр и от 30 до 35 граммов на литр и более предпочтительно с концентрацией эффективной щелочи от 100 до 110 граммов на литр и от 38 до 45 граммов на литр соответственно. Концентрация эффективной щелочи в растворе 210 нейтрализации может составлять от 38 до 48 граммов NaOH на литр раствора для комбинированных щелоков.The concentration of effective NaOH in black liquor can range from 10 to 50 grams per liter, although it can vary in certain processes. In one embodiment, neutralization solution 210 210 contains both white liquor and black liquor, with an effective alkali concentration of from 85 to 150 grams of sodium hydroxide per liter for white liquor and an effective alkali concentration of from 20 to 50 grams of sodium hydroxide per liter for black liquor. In a preferred embodiment, the neutralization solution 210, including both white liquor and black liquor, with an effective alkali concentration of 95 to 125 grams per liter and 30 to 35 grams per liter, respectively, and more preferably an effective alkali concentration of 100 to 110 grams per liter and from 38 to 45 grams per liter, respectively. The concentration of effective alkali in the neutralization solution 210 can be from 38 to 48 grams of NaOH per liter of solution for combined liquors.
Раствор 210 нейтрализации может быть добавлен в автоклав одной порцией или иначе может быть добавлен в автоклав несколькими частями. В одном осуществлении раствор 210 нейтрализации, включающий и белый щелок, и черный щелок, добавляют двумя частями, причем сначала в автоклав подают белый щелок с последующим добавлением черного щелока. В одном осуществлении раствор 210 нейтрализации, добавляют при температуре от 130 до 160°C, и более предпочтительно от 140 до 150°C. Добавление может быть выполнено в течение 15-60 минут, предпочтительно в течение 30 минут. В предпочтительном осуществлении раствор 210 нейтрализации добавляют двумя частями, каждую в течение 15 минут при температуре от 140 до 150°C.The neutralization solution 210 may be added to the autoclave in one portion or else may be added to the autoclave in several parts. In one embodiment, the neutralization solution 210, including both white liquor and black liquor, is added in two parts, first, white liquor is introduced into the autoclave, followed by the addition of black liquor. In one embodiment, the neutralization solution 210 is added at a temperature of from 130 to 160 ° C, and more preferably from 140 to 150 ° C. Addition can be carried out within 15-60 minutes, preferably within 30 minutes. In a preferred embodiment, the neutralization solution 210 is added in two parts, each for 15 minutes, at a temperature of 140 to 150 ° C.
Затем первый щелочной раствор 211 может заменить раствор 210 нейтрализации и используется для варки древесины в автоклаве. Первый щелочной раствор 211 может иметь тот же состав, что и раствор 210 нейтрализации, или может иметь другой состав. Диапазон и предпочтительный диапазон содержания гидроксида натрия и сульфида натрия в первом щелочном растворе 211 такие же, что и в растворе 210 нейтрализации, и они хорошо известны специалистам в данной области техники.Then, the first alkaline solution 211 can replace the neutralization solution 210 and is used for cooking wood in an autoclave. The first alkaline solution 211 may have the same composition as the neutralization solution 210, or may have a different composition. The range and preferred range of sodium hydroxide and sodium sulfide in the first alkaline solution 211 are the same as in the neutralization solution 210, and they are well known to those skilled in the art.
Автоклав может быть нагрет до температуры варки паром или другим путем. Температура варки может быть в диапазоне от 140 до 180°C, и предпочтительно в диапазоне от 145 до 160°C. Нагревание может проводиться в течение от 10 до 30 минут или другого подходящего периода времени. Автоклав выдерживают при температуре варки в течение подходящего периода для процесса варки, например, от 15 до 120 минут. Диапазон температуры и время варки выбираются для заданного Н фактора, который предпочтительно находится в диапазоне от 130 до 250.The autoclave can be heated to a cooking temperature by steam or in another way. The cooking temperature may be in the range of 140 to 180 ° C, and preferably in the range of 145 to 160 ° C. Heating may be carried out for 10 to 30 minutes or another suitable period of time. The autoclave is kept at the cooking temperature for a suitable period for the cooking process, for example, from 15 to 120 minutes. The temperature range and cooking time are selected for a given H factor, which is preferably in the range from 130 to 250.
Предпочтительные способы нейтрализации и варки описаны в одновременно рассматриваемой заявке US 12/789,307 (номер дела у патентного поверенного No. 161551-0003), поданной одновременно с настоящей и озаглавленной "Способ и система получения растворимой целлюлозной массы с высоким содержанием альфа-целлюлозы", переуступленной правопреемнику настоящего изобретения, и тем самым включена в заявку ссылкой, как если бы была полностью изложена в описании.Preferred methods of neutralization and cooking are described in simultaneously pending application US 12 / 789,307 (file number of patent attorney No. 161551-0003), filed simultaneously with the present and entitled "Method and system for the production of soluble pulp with a high content of alpha-cellulose", assigned the assignee of the present invention, and thereby is incorporated into the application by reference, as if it were fully set forth in the description.
В результате стадии 221 варки получается небеленая целлюлоза 212. Небеленая целлюлоза 212 промывается и сортируется в процессе 222, подобным обычному способу крафт-процесса, вследствие чего небеленая целлюлоза 212 подвергается сортировке с помощью различных типов сит или решет или центробежной очистке. Небеленая целлюлоза 212 затем промывается в моечной машине в процессе 222 сортировки и промывки. Моечная машина может быть любого коммерческого типа, включая горизонтальные конвейерные моечные машины, ротационные барабанные моечные машины, вакуумные фильтры, пресс-фильтры, фильтры с уплотняющей перегородкой, распылители при атмосферном и повышенном давлении. Моечная установка может использовать противоток между стадиями так, чтобы целлюлозная масса перемещалась в противоположном направлении по отношению к движению промывных вод. В одном осуществлении для промывки небеленой целлюлозы 212 используется вода под давлением. В другом осуществлении для промывки небеленой целлюлозы 212 используется разбавленный щелочной раствор. Концентрация эффективной щелочи в разбавленном щелочном растворе может быть, например, менее 5 граммов NaOH на литр, более предпочтительно менее 1 грамма NaOH на литр. Отработанный промывной раствор собирают и используют в качестве черного щелока 213. В одном осуществлении черный щелок 213 используется как часть варочной жидкости или другого щелочного раствора 211, подаваемого в автоклав на стадии 221 варки.As a result of cooking step 221, unbleached pulp 212 is obtained. Unbleached pulp 212 is washed and sorted in a process 222 similar to a conventional kraft process, whereby unbleached pulp 212 is sorted using various types of sieves or sieves or centrifugally cleaned. Unbleached pulp 212 is then washed in a washer during sorting and washing 222. The washer can be of any commercial type, including horizontal conveyor washers, rotary drum washers, vacuum filters, press filters, filters with a sealing wall, sprayers at atmospheric and high pressure. The washing installation may use a counterflow between stages so that the pulp moves in the opposite direction with respect to the movement of the wash water. In one embodiment, pressurized water is used to wash unbleached pulp 212. In another embodiment, a dilute alkaline solution is used to wash unbleached pulp 212. The concentration of effective alkali in the dilute alkaline solution may be, for example, less than 5 grams of NaOH per liter, more preferably less than 1 gram of NaOH per liter. The spent washing solution is collected and used as black liquor 213. In one embodiment, black liquor 213 is used as part of the cooking liquid or other alkaline solution 211 supplied to the autoclave in the cooking step 221.
Затем полуочищенную целлюлозную массу из процесса 222 сортировки и промывки закачивают в виде суспензии в реактор, который используется на стадии 223 холоднощелочной экстракции ("ССЕ"), также подобной обычному способу, в котором полуочищенную целлюлозную массу смешивают со вторым щелочным раствором 214 (который может быть тем же или отличным от первого щелочного раствора 211) для проведения дальнейшего отделения гемицеллюлозы от искомых целлюлозных волокон. Холоднощелочная экстракция является процессом, известным в современном уровне техники. Примеры способов и систем холоднощелочной обработки детально описаны, например, в АН и др., US 2004/0020854, и Svenson и др., US 2005/0203291, которые обе включены ссылкой, как если бы были полностью изложены в описании.The semifinished pulp from the sorting and washing process 222 is then pumped as a suspension into a reactor, which is used in the cold alkaline extraction step (“CCE”) 223, also similar to the conventional method, in which the semifinished pulp is mixed with a second alkaline solution 214 (which may be the same or different from the first alkaline solution 211) for further separation of hemicellulose from the desired cellulose fibers. Cold alkali extraction is a process known in the art. Examples of cold alkali treatment methods and systems are described in detail, for example, in AN et al., US 2004/0020854, and Svenson et al., US 2005/0203291, both of which are incorporated by reference, as if they were fully set forth in the description.
Экстракция гемицеллюлозы в процессе 223 ССЕ экстракции проводится при подходящей температуре, обычно от 15 до 50°C, предпочтительно около 30°C. Значение рН суспензии целлюлозной массы обычно выше 13, а содержание эффективной щелочи от 60 до 90 граммов NaOH на литр. Целлюлозную массу погружают в холодный щелочной раствор 214 на достаточное количество времени для достижения требуемой степени диффузии гемицеллюлозы в раствор. Обычное время выдерживания для экстракции при температуре 30°C и pH 13 составляет 30 минут. Холоднощелочная экстракция может в основном приводить к получению очищенной целлюлозной массы с содержанием альфа-целлюлозы 92-96 процентов, хотя исторически было довольно трудно достичь чистоты на верхнем конце этого диапазона или за его пределами, в частности при сохранении других требуемых характеристик целлюлозы (такие как уровень вязкости). Кроме того, было трудно достичь высокой чистоты при сохранении высокой эффективности процесса.The hemicellulose extraction during the 223 CCE extraction is carried out at a suitable temperature, usually from 15 to 50 ° C, preferably about 30 ° C. The pH value of the pulp suspension is usually higher than 13, and the effective alkali content is from 60 to 90 grams of NaOH per liter. The pulp is immersed in cold alkaline solution 214 for a sufficient amount of time to achieve the desired degree of diffusion of hemicellulose into the solution. Typical aging times for extraction at 30 ° C and pH 13 are 30 minutes. Cold-alkaline extraction can mainly result in a purified pulp with an alpha-cellulose content of 92-96 percent, although it has historically been quite difficult to achieve purity at the upper end of this range or beyond, in particular while maintaining other required pulp characteristics (such as level viscosity). In addition, it was difficult to achieve high purity while maintaining high process efficiency.
Щелочной раствор 214, используемый для смешивания и экстракции в процессе 223 ССЕ экстракции, может включать свежеприготовленный раствор гидроксида натрия, рециркулят с последующих стадий процесса или побочные продукты целлюлозно-бумажного комбината, например полущелочной белый щелок, окисленный белый щелок и т.п. Также могут быть использованы другие основные растворы, такие как гидроксид аммония и гидроксид калия.The alkaline solution 214 used for mixing and extraction in the CCE extraction process 223 may include freshly prepared sodium hydroxide solution, recycle from the subsequent process steps, or by-products of a pulp and paper mill, for example semi-alkaline white liquor, oxidized white liquor, and the like. Other basic solutions, such as ammonium hydroxide and potassium hydroxide, may also be used.
Щелочной раствор 214, используемый в процессе 223 экстракции ССЕ, может содержать подходящую концентрацию гидроксида, например щелочной раствор 214 может содержать 3-50% масс. концентрацию гидроксида, и более предпочтительно 6-18% масс. концентрацию гидроксида. Экстракция может быть выполнена с любой подходящей плотностью целлюлозной массы, например около 2-50% масс., предпочтительно около 5-10% масс. В этом контексте термин "плотность" относится к концентрации целлюлозного волокна в экстракционной смеси.The alkaline solution 214 used in the CCE extraction process 223 may contain a suitable concentration of hydroxide, for example, the alkaline solution 214 may contain 3-50% by weight. the concentration of hydroxide, and more preferably 6-18% of the mass. hydroxide concentration. The extraction can be performed with any suitable pulp density, for example about 2-50% by weight, preferably about 5-10% by weight. In this context, the term "density" refers to the concentration of cellulose fiber in the extraction mixture.
После требуемого времени пребывания целлюлозную массу отделяют от отработанного холодного щелочного раствора в последующем процессе 224 промывки. Отработанный холодный раствор включает экстрагированную гемицеллюлозу. Целлюлозную массу промывают в моечном аппарате ССЕ. Примеры моечных машин включают горизонтальные конвейерные моечные машины, ротационные барабанные моечные машины, вакуумные фильтры, пресс-фильтры, фильтры с уплотняющей перегородкой, распылители при атмосферном и повышенном давлении. Промывочная жидкость может содержать, например, чистую воду или разбавленный щелочной раствор с концентрацией эффективной щелочи, например, ниже 1 г NaOH на литр. Отработанная промывочная жидкость собирается обычном образом и она может быть объединена с отработанным холодным щелочным раствором для формирования другого щелочного раствора 216, который, с одной стороны, включает щелочной фильтрат, получаемый в результате процесса 224 промывки. Экстрагированная и промытая целлюлозная масса 233, в то же время транспортируется на следующую стадию для отбеливания.After the required residence time, the pulp is separated from the spent cold alkaline solution in a subsequent washing process 224. The spent cold solution includes extracted hemicellulose. The pulp is washed in a CCE washer. Examples of washers include horizontal conveyor washers, rotary drum washers, vacuum filters, press filters, septum filters, atmospheric and high pressure sprayers. The washing liquid may contain, for example, pure water or a dilute alkaline solution with a concentration of effective alkali, for example, below 1 g NaOH per liter. The spent washing liquid is collected in the usual way and it can be combined with the spent cold alkaline solution to form another alkaline solution 216, which, on the one hand, includes the alkaline filtrate obtained from the washing process 224. The extracted and washed pulp 233 is at the same time transported to the next stage for bleaching.
Третий щелочной раствор 216 предпочтительно направляют на концентрирование 225, и он может, например, быть подан в выпарную систему для концентрирования. Обычная выпарная система может включать несколько установок или ступеней испарителя, установленных последовательно. Жидкость перемещается через каждую ступень испарителя и становится более концентрированной на выходе из ступени. Для облегчения упаривания и концентрирования растворов может быть использован вакуум.The third alkaline solution 216 is preferably sent to concentration 225, and it can, for example, be fed to the evaporation system for concentration. A conventional evaporator system may include several units or stages of the evaporator installed in series. The fluid moves through each stage of the evaporator and becomes more concentrated at the exit of the stage. Vacuum may be used to facilitate evaporation and concentration of solutions.
В процессе 225 концентрирования слабый черный щелок 243 также может быть сконцентрирован до крепкого черного щелока 244, например, упариванием с использованием одной или большего числа ступеней испарителя, установленных последовательно, постепенно увеличивая концентрацию слабого черного щелока 243 во время процесса. Крепкий черный щелок 244 может храниться в резервуаре-накопителе и использоваться в зоне регенерации (содорегенерационный котел) или для других целей, увеличивая таким образом эффективность повторным использованием или рециклом побочных продуктов производства.In the concentration process 225, weak black liquor 243 can also be concentrated to strong black liquor 244, for example, by evaporation using one or more stages of the evaporator installed in series, gradually increasing the concentration of weak black liquor 243 during the process. Strong black liquor 244 can be stored in the storage tank and used in the regeneration zone (soda recovery boiler) or for other purposes, thereby increasing the efficiency of the reuse or recycling of by-products of production.
Число ступеней, используемых при выпарке, зависит частично от требуемого уровня концентрирования, мощности установки и других факторов. В одном осуществлении выпарное оборудование стадии 225 концентрирования включает шесть ступеней, способных перерабатывать, например, 740 тонн щелока в час. Ступени могут, но не обязательно, быть того же типа, что используются для концентрирования черного щелока на стадии 221 варки. Обычным является, например, использование ряда ступеней для концентрирования слабого черного щелока, оставшегося на стадии варки и сохраняемого в резервуаре накопителе, при котором он может быть либо возвращен в цикл для использования в процессе варки, либо направлен в другие процессы для различных целей. Как правило, получается избыток черного щелока, который сжигают в печи для сжигания отходов с целью выработки электроэнергии.The number of stages used during evaporation depends in part on the required concentration level, plant capacity and other factors. In one embodiment, the evaporation equipment of concentration step 225 comprises six stages capable of processing, for example, 740 tons of liquor per hour. The steps may, but need not be, of the same type as that used to concentrate the black liquor in the cooking step 221. It is common, for example, to use a series of steps to concentrate the weak black liquor remaining in the cooking stage and stored in the storage tank, in which it can either be returned to the cycle for use in the cooking process or sent to other processes for various purposes. As a rule, an excess of black liquor is obtained, which is burned in an incinerator for the purpose of generating electricity.
В предпочтительном осуществлении (как показано на фиг.3), концентрирование раствора 316 щелочного экстракта со стадии 224 промывки ССЕ имеет место на двух из шести ступеней (в данном примере пятая ступень 327 и шестая ступень 328) при пониженном давлении для получения концентрированного раствора 330, т.е. концентрированного щелочного фильтрата ССЕ. Концентрирование слабого черного щелока со стадии 221 варки до концентрированного черного щелока происходит на четырех из шести ступеней при более высоком давлении. В этом примере слабый черный щелок 313 вводится в одну ступень (в данном примере четвертую ступень 326), и после предварительного концентрирования перекачивается для дальнейшего концентрирования на расположенных ниже по ходу потока ступенях 329. Концентрирование раствора 316 щелочного экстракта стадии 224 промывки ССЕ, который может быть комбинацией отработанной промывочной жидкости 314 и отработанного холодного щелочного раствора 315, может быть проведено на пятой и шестой ступенях 327 и 328 при соответствующем давлении и достаточной продолжительности, чтобы достичь искомую концентрацию, которая в одном примере составляет около 85-110 граммов NaOH на литр, и более предпочтительно 95-105 граммов NaOH на литр. В одном осуществлении раствор 316 щелочного экстракта остается на пятой ступени 327 при отрицательном давлении около -0,84 бар (приборн.) и на шестой ступени 328 при отрицательном давлении около -0,50 бар (приборн.), для получения концентрированного раствора 330 с концентрацией эффективной щелочи, например, около 95-105 граммов NaOH на литр.In a preferred embodiment (as shown in FIG. 3), the concentration of the
Преимущественно технологическая установка может быть сконфигурирована для проведения способа по изобретению без значительных дополнительных затрат на необходимое оборудование. В случае, когда установка использует, например, шесть ступеней концентрирования слабого черного щелока, остающегося на стадии варки, две из ступеней могут быть переведены для использования для концентрирования щелочного фильтрата, получаемого в процессе промывки ССЕ. Уменьшенное количество ступеней, предусмотренных для концентрирования черного щелока, не имеет существенного значения, потому что в то время как производительность выпарки черного щелока снижается на около 20-30%, качество черного щелока (конечная концентрация твердого вещества) может быть сохранена, что позволяет сжигать черный щелок, полученный из четырех ступеней, в содорегенерационном котле без существенных последствий. Однако использование двух степеней для концентрирования щелочного фильтрата и возвращения в цикл, в соответствии со способом изобретения, описанным в заявке, может иметь существенное влияние на эффективность установки. Поскольку то же самое количество ступеней может быть использовано для двух различных процессов, установка может быть спроектирована так, что оператор может выбрать между использованием обычного процесса выпарки слабого черного щелока на всех ступенях или, иначе, может выделить некоторые ступени для концентрирования щелочного фильтрата без заметных отрицательных последствий, но добиваясь улучшения в плане эффективности.Advantageously, the technological installation can be configured to carry out the method according to the invention without significant additional costs for the necessary equipment. In the case where the installation uses, for example, six stages of concentration of weak black liquor remaining in the cooking stage, two of the stages can be transferred for use to concentrate the alkaline filtrate obtained in the CCE washing process. The reduced number of stages provided for concentrating black liquor is not significant, because while the efficiency of the evaporation of black liquor is reduced by about 20-30%, the quality of black liquor (final concentration of solids) can be preserved, which allows you to burn black lye obtained from four steps in a soda recovery boiler without significant consequences. However, the use of two degrees to concentrate the alkaline filtrate and return to the cycle, in accordance with the method of the invention described in the application, can have a significant impact on the efficiency of the installation. Since the same number of stages can be used for two different processes, the installation can be designed so that the operator can choose between using the usual process of evaporation of weak black liquor at all stages or, otherwise, can select some stages to concentrate the alkaline filtrate without noticeable negative consequences, but seeking improvement in terms of effectiveness.
Возвращаясь к фиг.2, концентрированный раствор 217 щелочного фильтрата может быть повторно использован, полностью или частично, либо как раствор 210 нейтрализации и/или как часть варочного щелока 211. В одном осуществлении раствор 210 нейтрализации целиком состоит из концентрированного раствора 217 щелочного фильтрата. В другом осуществлении раствор 210 нейтрализации содержит как концентрированный раствор 217 щелочного фильтрата, так и белый щелок, который может быть предварительно добавлен в автоклав и также при необходимости использован для обогащения концентрированного раствора 217 щелочного фильтрата. В третьем осуществлении концентрированный раствор 217 щелочного фильтрата используется в качестве варочного щелока 211. В четвертом осуществлении концентрированный раствор 117 щелочного фильтрата объединяют с белым щелоком для использования в качестве варочного щелока 211.Returning to FIG. 2, the concentrated alkaline filtrate solution 217 can be reused, in whole or in part, either as a neutralization solution 210 and / or as part of cooking liquor 211. In one embodiment, the neutralization solution 210 consists entirely of a concentrated alkaline filtrate solution 217. In another embodiment, the neutralization solution 210 contains both a concentrated alkaline filtrate solution 217 and white liquor that can be pre-added to the autoclave and also, if necessary, used to enrich the concentrated alkaline filtrate solution 217. In the third embodiment, the concentrated alkaline filtrate solution 217 is used as cooking liquor 211. In the fourth embodiment, the concentrated alkaline filtrate solution 117 is combined with white liquor for use as cooking liquor 211.
Концентрированный раствор 217 щелочного фильтрата, который повторно не используются на стадии 221 варки, может быть использован для других целей. Например, он может быть при необходимости направлен на другие цели, например для использования на соседней производственной линии (как белый щелок) так, как показано стрелкой 251 в примере на фиг.2. В то же время концентрированный раствор 217 щелочного фильтрата может также дать возможность использовать более высокую концентрацию щелока на стадии 221 варки, предотвращая таким образом повторное осаждение гемицеллюлозы на волокнах.The concentrated alkaline filtrate solution 217, which is not reused in the cooking step 221, can be used for other purposes. For example, it can, if necessary, be directed to other purposes, for example, for use on an adjacent production line (such as white liquor), as shown by arrow 251 in the example of FIG. 2. At the same time, the concentrated alkaline filtrate solution 217 may also make it possible to use a higher concentration of liquor in the cooking step 221, thereby preventing re-deposition of hemicellulose on the fibers.
Фиг.4 и 5 иллюстрируют и сравнивают обычную систему для процесса выпарки, связанную с холоднощелочной экстракцией, с одним возможным осуществлением, в соответствии с раскрытием в описании. На фиг.4 представлена схема обычной системы 400, отражающая процесс выпарки, которая может быть использована, среди прочего, для холоднощелочной экстракции. Как показано на фиг.4, система 400 включает ряд ступеней, 461A-D и 462-466. Слабый черный щелок 413 из процесса варки подают на одну из ступеней, в этом случае четвертую ступень 464, где начинается процесс выпарки. Трубы 441 и 442 соответственно соединяют четвертую ступень 464 с пятой ступенью 465 и пятую ступень 465 с шестой ступенью 466. После переработки на шестой ступени 466, полуконцентрированный черный щелок подают в промежуточные теплообменники 450 и 452. Из теплообменника 452 полуконцентрированный черный щелок подают на третью ступень 463, продукт которой подают в другой промежуточный теплообменник 454.4 and 5 illustrate and compare a conventional system for the evaporation process associated with cold alkaline extraction, with one possible implementation, in accordance with the disclosure in the description. FIG. 4 is a schematic diagram of a
Из теплообменника 454, полуконцентрированный черный щелок затем подают на вторую ступень 462 (один корпус разделен на две установки "A" и "B" циркуляции щелока). После выпарки на второй ступени 462 одну часть черного щелока перекачивают непосредственно в первую ступень (концентратор), а другую подвергают мгновенному испарению в выпарном аппарате 459 при атмосферном давлении и закачивают 432 для переработки золы. Первая ступень физически может состоять из четырех выпарных аппаратов 461A-D. Выпарные аппараты могут быть выпарными аппаратами с падающей пленкой трубчатого и поверхностного типа. Все четыре выпарных аппарата 461A-D могут быть введены в действие одновременно, что может позволить производить черный щелок более высокой концентрации. Щелок, содержащий золу, перекачивают из резервуара смесителя золы в выпарной аппарат 461D. После выпарки в выпарном аппарате 461D сконцентрированный тяжелый черный щелок мгновенно испаряют в выпарном аппарате мгновенного действия 459 и хранят в находящемся под давлением резервуаре для тяжелого щелока (не показан на фиг.4).From the
Продуктами системы 400 выпарки являются тяжелый (крепкий) черный щелок 430, а также конденсат 431, который направляется на хранение щелока для промывки. Крепкий черный щелок 430 может быть использован для целей, описанных выше в заявке. В резервуаре 440А конденсата, конденсат пара со второй, третьей и четвертой ступени 462, 463 и 464 объединяют для формирования чистого конденсата ("A конденсата") и может быть мгновенно испарен в несколько стадий, по достижению им давления равного давлению пара на входе шестой ступени 466. A-конденсат собирается в резервуар чистого конденсата (резервуар A резервуара 440 конденсата) и может быть использован в других местах, например, на линии получения волокна.The products of the
Конденсат с чистой стороны четвертой и пятой ступеней 464 и 465 образует промежуточный конденсат ("B-конденсат"), давление которого сбрасывают или уменьшают постадийно до достижения им такого же давления, что и давление на входе шестой ступени 466. В-конденсат мгновенного испарения объединяют с обработанным или необработанным конденсатом из других частей системы выпарки, например, с чистой стороны шестой ступени 466, первичной секции отделенной поверхности конденсатора 470 и/или обработанного конденсата отгонной колонны. Этот объединенный конденсат обычно может содержать больше примесей, чем A-конденсат. B-конденсат собирается в промежуточный резервуар конденсата (резервуар B резервуара 440 конденсата) и может быть использован в других частях производства целлюлозной массы, например в установке каустификации.The condensate from the clean side of the fourth and
Грязный конденсат ("C-конденсат"), который обычно содержит больше примесей, чем A-конденсат или B-конденсат, может быть собран из грязной части пятой и шестой ступеней 465 и 466, вторичной секции отделенной поверхности конденсатора, и вакуумной системы. C-конденсат хранится в резервуаре грязного конденсата (резервуар C резервуара 440 конденсата).The dirty condensate (“C-condensate”), which usually contains more impurities than the A-condensate or B-condensate, can be collected from the dirty part of the fifth and
Фиг.5 представляет схему системы 500, отражающую процесс выпарки фильтрата холоднощелочной экстракции в соответствии с общими принципами, представленными на фиг.2 и 3. В этом примере система 500 использует ту же конструкцию оборудования и то же число ступеней, что и система 400 на фиг.4, хотя это не должно быть обязательным в других осуществлениях. Пунктирными линиями на фиг.5 показаны дополнительные соединения (в том числе трубы и клапаны), которые могут быть добавлены к оборудованию фиг.4 для достижения дополнительной функциональности концентрирования ССЕ фильтрата. На фиг.5 система 500 также имеет несколько ступеней 561A-D и 562-566. Ступени 561А-561D, 562 и 563 служат той же общей цели, что и соответствующие ступени 461A-D, 462 и 463 на фиг.4. Однако в системе 500, показанной на фиг.5, после первоначального концентрирования слабого черного щелока 513 на четвертой ступени 564 он подается по байпасной линии 537 (регулировкой добавленным клапаном 536) в теплообменник 550 (который в противном случае похож на теплообменник 450 фиг.4). Таким образом, процесс концентрирования слабого черного щелока обходит ступени 565, 566.FIG. 5 is a diagram of a
В отличие от системы 400 фиг.4, в системе 500 фиг.5 фильтрат 516 холоднощелочной экстракции (ССЕ) со стадии промывки ССЕ подается соединительным трубопроводом 541 на пятую ступень 565, после чего он проходит первую часть процесса концентрирования. Новый клапан 538 был добавлен к фиг.4, чтобы обеспечить отделение четвертой ступени 564 от ССЕ фильтрата 516. Необязательный отводной соединительный трубопровод 539 может быть добавлен, чтобы связать ССЕ фильтрат 516 с шестой ступенью 566, чтобы обеспечить возможность подачи ССЕ фильтрата непосредственно на шестую ступень 566, если, например, требуется меньшее концентрирование. В противном случае после выпарки на пятой ступени 565 полуконцентрированный ССЕ фильтрат подается на шестую ступень 566 по соединительному трубопроводу 542, после чего он дополнительно концентрируется выпаркой до нужной степени.Unlike the 400 system of FIG. 4, in the 500 system of FIG. 5, the cold alkaline extraction (CCE) filtrate 516 from the CCE washing stage is supplied by a connecting
Концентрированный ССЕ фильтрат 560 может быть направлен по линии 591 в резервуар С в резервуаре 540 конденсата или по линии 592 в резервуар В резервуара 540 конденсата. В связи с вышеописанным стадиями крафт-процесса концентрированный ССЕ фильтрат 560 может быть смешан с белым щелоком, черным щелоком или другими растворами в рамках стадии варки. При необходимости полуконцентрированный ССЕ фильтрат может быть направлен в теплообменник 550 с пятой ступени 565 по другому добавленному соединительному трубопроводу 535, регулировкой клапаном 534. Соединительный трубопровод 535 также обеспечивает возможность использования пяти ступеней для концентрирования слабого черного щелока и только одной ступени (шестая ступень) для концентрирования ССЕ фильтрата. Такая конфигурация обеспечивает, помимо прочего, значительную гибкость в плане различных смесей и концентрации варочных и промывочных растворов. В этом осуществлении, где ССЕ фильтрат концентрируют на пятой и шестой ступенях 565 и 566, потоки конденсата могут быть изменены переключением клапанов: например, грязная сторона четвертой ступени 564 может быть частью грязного конденсата (C-конденсат); конденсат с грязной стороны шестой ступени 466 может быть частью промежуточного конденсата (B-конденсат); и конденсат из первичной секции отделенной поверхности конденсатора может быть частью чистого конденсата (A-конденсат).
ПримерыExamples
Способы в соответствии с осуществлениями настоящего изобретения представлены в следующих примерах. Аналитические результаты, описанные в примерах, получают, используя следующие методики.Methods in accordance with implementations of the present invention are presented in the following examples. The analytical results described in the examples are obtained using the following methods.
Методики, используемые для измерения S10 и S18 растворимости целлюлозы при 25°C основаны на стандарте TAPPI Т 235 cm-00, включенном в описание ссылкой, как если бы был полностью представлен в заявке. Целлюлозную массу экстрагируют 10% и 18% раствором гидроксида натрия (NaOH) соответственно. Содержание растворенных углеводов определяют окислением бихроматом калия. Углеводы с низкой молекулярной массой, такие как гемицеллюлозы и продукты разложения целлюлозы, могут быть экстрагированы из целлюлозы растворами гидроксида натрия. Растворимость целлюлозы в щелочи таким образом предоставляет информацию о деструкции целлюлозы и потерях или удержании гемицеллюлоз во время варки и отбеливания. В обычной процедуре для измерения растворимости S10 10 г абсолютно сухого образца целлюлозной массы помещают в стакан и добавляют 75 мл 10% масс. раствора NaOH к целлюлозной массе. Смесь перемешивают миксером в течение времени, достаточного для достижения полного диспергирования целлюлозной массы. Один из примеров миксера может включать двигатель с переменной скоростью вращения и мешалку из нержавеющей стали с кожухом. Скорость вращения двигателя и угол лопастей регулируется таким образом, что воздух втягивается в суспензию целлюлозной массы при перемешивании. После полного диспергирования целлюлозной массы еще 25 мл 10% NaOH добавляют к смеси, чтобы обеспечить покрытие всех целлюлозных волокон раствором щелочи. Стакан, содержащий смесь, выдерживают на водяной бане при температуре 25±0,2°C в течение 60 мин с момента первого добавления NaOH. После этого около 50 мл фильтрата собирают в чистой и сухой колбе после фильтрации. Аликвоту 10,0 мл фильтрата смешивают с 10,0 мл 0,5 N раствора бихромата калия в 250 мл колбе. К этому добавляют при перемешивании 30 мл концентрированной серной кислоты, при этом раствор нагревается за счет химических реакций. Раствор перемешивают в течение 15 минут, сохраняя его горячим. Затем к смеси добавляют 50 мл воды и смесь охлаждают до комнатной температуры. От двух до четырех капель ферроина в качестве индикатора добавляют в смесь, и смесь титруют 0,1 N раствором железоаммиачных квасцов (солью Мора). Титрование повторяют с использованием 10 мл 10% раствора NaOH. S10 Растворимость рассчитывается по следующей формуле:The techniques used to measure S10 and S18 cellulose solubility at 25 ° C are based on the TAPPI T 235 cm-00 standard, incorporated by reference as if fully presented in the application. The pulp is extracted with 10% and 18% sodium hydroxide (NaOH) solution, respectively. The content of dissolved carbohydrates is determined by oxidation with potassium dichromate. Low molecular weight carbohydrates such as hemicelluloses and cellulose degradation products can be extracted from cellulose with sodium hydroxide solutions. The solubility of cellulose in alkali thus provides information on cellulose degradation and the loss or retention of hemicelluloses during cooking and bleaching. In the usual procedure for measuring the solubility of S10, 10 g of an absolutely dry pulp sample was placed in a beaker and 75 ml of 10% by weight was added. NaOH solution to the pulp. The mixture is stirred with a mixer for a time sufficient to achieve complete dispersion of the pulp. One example of a mixer may include a variable speed motor and a stainless steel mixer with a housing. The engine speed and the angle of the blades are controlled so that air is drawn into the pulp suspension with stirring. After complete dispersion of the pulp, another 25 ml of 10% NaOH is added to the mixture to ensure that all cellulose fibers are coated with an alkali solution. The beaker containing the mixture was kept in a water bath at a temperature of 25 ± 0.2 ° C for 60 minutes from the moment of the first addition of NaOH. After that, about 50 ml of the filtrate is collected in a clean and dry flask after filtration. An aliquot of 10.0 ml of the filtrate is mixed with 10.0 ml of a 0.5 N solution of potassium dichromate in a 250 ml flask. To this, 30 ml of concentrated sulfuric acid is added with stirring, while the solution is heated by chemical reactions. The solution is stirred for 15 minutes, keeping it hot. Then, 50 ml of water was added to the mixture, and the mixture was cooled to room temperature. Two to four drops of ferroin are added as an indicator to the mixture, and the mixture is titrated with 0.1 N solution of iron-ammonium alum (Mohr's salt). Titration is repeated using 10 ml of a 10% NaOH solution. S10 Solubility is calculated by the following formula:
S, %=[(V2-V1)*N*6,85*10]/(A*W),S,% = [(V 2 -V 1 ) * N * 6.85 * 10] / (A * W),
где V1 является объемом раствора железоаммиачных квасцов пошедшего на титрование фильтрата, и единицей измерения является миллилитр, V2, также в миллилитрах, является объемом раствора железоаммиачных квасцов, пошедшего на титрование чистого раствора 10% NaOH, N является нормальностью раствора железоаммиачных квасцов; A, в миллилитрах, является объемом фильтрата целлюлозной массы, используемым при окислении; и W является массой абсолютно сухого образца целлюлозной массы в граммах.where V1 is the volume of the solution of iron-ammonium alum used for titration of the filtrate, and the unit of measure is a milliliter, V2, also in milliliters, is the volume of the solution of iron-ammonium alum used for titration of a pure solution of 10% NaOH, N is the normality of the solution of iron-ammonium alum; A, in milliliters, is the volume of pulp filtrate used in the oxidation; and W is the weight of an absolutely dry pulp sample in grams.
Для определения S18 растворимости используется та же методика, кроме того, что раствор 18% NaOH заменяет раствор 10% NaOH, используемый выше.The same procedure is used to determine S18 solubility, except that the 18% NaOH solution replaces the 10% NaOH solution used above.
Вязкость целлюлозной массы в растворе медьэтилендиаминного комплекса (CED) определяют с использованием методики на основе стандарта SCAN СМ 15-99, представленного в описании ссылкой, как если бы был полностью раскрыт в заявке. Метод определяет величину характеристической вязкости целлюлозной массы в разбавленном CED растворе. По обычной методике образец целлюлозной массы растворяют в CED растворе. Количество целлюлозной массы выбрано с учетом ожидаемой величины характеристической вязкости. Взвешенный образец целлюлозной массы помещают в полиэтиленовые емкости (объемом около 52 мл), из которых удаляют остаточный воздух, сжимая емкость. 5-10 отрезков медной проволоки и 25 мл деионизированной воды добавляют в целлюлозную массу и смесь встряхивают соответствующим встряхивающим устройством до полной дезинтеграции целлюлозной массы. Обычный интервал времени дезинтеграции составляет от 10 до 30 минут. Добавляют в смесь другие 25,0 мл CED раствора. После выдавливания остаточного воздуха емкость плотно закрывают и снова встряхивают в течение около 30 минут или до полного растворения образца целлюлозной массы. Температуру анализируемого раствора и вискозиметра доводят до 25°C. Часть анализируемого раствора втягивают в вискозиметр всасыванием. Определяют время истечения, то есть, время, необходимое для снижения мениска от верхней до нижней отметки вискозиметра. Относительная вязкость рассчитывается по следующему уравнению:The viscosity of the pulp in a solution of the copper ethylene diamine complex (CED) is determined using a procedure based on the SCAN standard CM 15-99, presented in the description by reference, as if it were fully disclosed in the application. The method determines the value of the intrinsic viscosity of the pulp in a dilute CED solution. In a conventional manner, a pulp sample is dissolved in a CED solution. The amount of pulp is selected taking into account the expected value of the characteristic viscosity. A weighted sample of pulp is placed in polyethylene containers (about 52 ml in volume), from which residual air is removed by compressing the container. 5-10 pieces of copper wire and 25 ml of deionized water are added to the pulp and the mixture is shaken with an appropriate shaking device until the pulp is completely disintegrated. A typical disintegration time interval is from 10 to 30 minutes. Another 25.0 ml of CED solution is added to the mixture. After squeezing out the residual air, the container is tightly closed and shaken again for about 30 minutes or until the pulp sample has completely dissolved. The temperature of the analyzed solution and viscometer was adjusted to 25 ° C. Part of the analyzed solution is drawn into the viscometer by suction. The expiration time, that is, the time required to reduce the meniscus from the upper to the lower mark of the viscometer, is determined. Relative viscosity is calculated using the following equation:
где F является градуировочным коэффициентом вискозиметра; Tced,в секундах, является временем истечения 50% CED раствора, Т является временем истечения анализируемого раствора также в секундах. Эквивалентное значение (η*с) может быть найдено в таблице, прилагаемой к SCAN стандарту, где η является характеристической вязкостью целлюлозной массы в единицах мл/г, а с является концентрацией анализируемого раствора, рассчитываемой как масса сухой целлюлозной массы, деленной на объем анализируемого раствора, который составляет 50 мл в этом примере.where F is the calibration coefficient of the viscometer; T ced , in seconds, is the expiration time of the 50% CED solution, T is the expiration time of the analyzed solution also in seconds. The equivalent value (η * s) can be found in the table attached to the SCAN standard, where η is the characteristic viscosity of the pulp in units of ml / g, and c is the concentration of the analyzed solution, calculated as the mass of dry pulp divided by the volume of the analyzed solution which is 50 ml in this example.
Число Каппа (KN) определяют с использованием метода, подобного методу стандарта TAPPI Т 236 om-99. KN соответствует объему (в мл) 0,1 N раствора перманганата калия, использованного для окисления одного грамма сухой целлюлозной массы. Обычно образец целлюлозной массы дезинтегрируется или растворяется в около 300 мл дистиллированной воды. Дезинтегрированный или растворенный образец целлюлозной массы переносят в стакан и добавляют достаточное количество воды в смесь целлюлозной массы, доводя общий объем смеси до 795 мл. 100 мл 0,1 N раствора перманганата калия и 100 мл 4N серной кислоты смешиваются в отдельном стакане и быстро смесь доводят до 25°C. Подкисленный раствор перманганата калия сразу добавляют к анализируемой целлюлозной массе. После добавления общий объем смеси составляет около 1000±5 мл. Смесь оставляют реагировать в течение десяти минут, после чего добавляют 20 мл 1 N раствора йодида калия для остановки реакции. Содержание свободного йода в смеси определяется сразу же после титрования смеси целлюлозной массы 0,2 N раствором тиосульфата натрия. Конечную точку титрования определяют с крахмалом в качестве индикатора, добавляемого в конце реакции. Титрование проводят без удаления волокон целлюлозы. Другое титрование проводят с холостым раствором без целлюлозной массы. KN рассчитывается по следующей формуле:The kappa number (KN) is determined using a method similar to the method of the TAPPI standard T 236 om-99. KN corresponds to the volume (in ml) of a 0.1 N potassium permanganate solution used to oxidize one gram of dry pulp. Typically, a pulp sample is disintegrated or dissolved in about 300 ml of distilled water. A disintegrated or dissolved pulp sample is transferred to a beaker and a sufficient amount of water is added to the pulp mixture, bringing the total volume of the mixture to 795 ml. 100 ml of 0.1 N potassium permanganate solution and 100 ml of 4N sulfuric acid are mixed in a separate glass and the mixture is quickly brought to 25 ° C. An acidified potassium permanganate solution is immediately added to the analyzed pulp. After addition, the total volume of the mixture is about 1000 ± 5 ml. The mixture was allowed to react for ten minutes, after which 20 ml of 1 N potassium iodide solution was added to stop the reaction. The free iodine content in the mixture is determined immediately after titration of the pulp mixture with a 0.2 N sodium thiosulfate solution. The titration endpoint is determined with starch as an indicator added at the end of the reaction. Titration is carried out without removing cellulose fibers. Another titration is carried out with a blank solution without pulp. KN is calculated using the following formula:
KN=(p*f)/w,KN = (p * f) / w,
где р является количеством 0,1 N перманганата калия в миллилитрах, пошедшим на образец, f является коэффициентом пересчета на объем 50% перманганата и зависит от "p", который может быть найден в стандарте Tappi; w является массой образца абсолютно сухой целлюлозной массы; и "p" определяется следующим образом:where p is the amount of 0.1 N potassium permanganate in milliliters per sample, f is the conversion factor for the volume of 50% permanganate and depends on the "p" that can be found in the Tappi standard; w is the mass of the sample is absolutely dry pulp; and "p" is defined as follows:
p=[(b-a)*N]0,1,p = [(b-a) * N] 0.1,
где b является количеством тиосульфата, в миллилитрах, пошедшего на титрование холостого раствора; а является количеством тиосульфата, пошедшего на титрование образца целлюлозной массы; и N является нормальностью тиосульфата.where b is the amount of thiosulfate, in milliliters, used to titrate the blank solution; and is the amount of thiosulfate used to titrate the pulp sample; and N is the normality of thiosulfate.
Пример 1Example 1
Концентрирование ССЕ фильтратаConcentration of CCE filtrate
В соответствии с первым примером поток очень разбавленного щелочного раствора с концентрацией эффективной щелочи 5,6 грамма NaOH на литр вводят на пятую ступень 327, как показано на фиг.3, для начала работы установки и наблюдения ее поведения при различных уровнях концентрации щелочи. Воду удаляют из раствора при пониженном давлении -0,73 бар при температуре 51,5-56,8°C. После 4 часов и 30 минут щелочной раствор с концентрацией эффективной щелочи около 50 г NaOH на литр, подобный свежему ССЕ фильтрату, подают в пятую ступень, достигая на выходе от входа шестой ступени концентрации фильтрата около 50 граммов NaOH на литр. В таблице приведены значения расхода, температуры, концентрации эффективной щелочи и уровня вакуума в зависимости от времени.In accordance with the first example, a stream of a very dilute alkaline solution with an effective alkali concentration of 5.6 grams NaOH per liter is introduced into the
Пример 2Example 2
Обычный крафт-процессNormal craft process
Согласно второму примеру экспериментальный крафт-процесс проводят в лабораторном автоклаве (объемом около 20 литров) для моделирования промышленного процесса. 20-литровый лабораторный автоклав предварительно нагревают паром до 120°C в течение 30 минут. Соответствующее количество (например, 4,7 кг сухого вещества) щепы эвкалипта добавляют в автоклав. Автоклав нагревают до 165°C в течение 60 мин и выдерживают при 165°C в течение еще 40 минут для завершения стадии предварительного гидролиза. Для обычного крафт-процесса (без использования фильтратов ССЕ), 4,51 литра первого белого щелока ("WL1") с концентрацией эффективной щелочи 124,7 г NaOH на литр добавляют в автоклав в течение пятнадцати минут при температуре 152°C. Обычная загрузка щелочи для нейтрализации составляет около 12% эффективной щелочи (ЕА) в пересчете на NaOH от массы сухой щепы. Затем автоклав заполняют 10,8 литра горячего черного щелока с концентрацией эффективной щелочи 25,3 г NaOH на литр ("HBL1") добавлением в течение 15 минут при температуре 140°C для завершения стадии нейтрализации. Десять литров второго горячего черного щелока ("HBL2") той же концентрации добавляют в автоклав для вытеснения нейтрализованного щелока в течение 23 минут при температуре 146°C с последующим добавлением варочного щелока, состоящего из смеси 1,0 литра горячего черного щелока ("HBL2") и 4,16 литра второго белого щелока ("WL2") с концентрацией эффективной щелочи 124,7 г NaOH на литр в течение 12 минут при 10 бар и 152°C. Обычная загрузка щелочи для фазы варки составляет около 11% эффективной щелочи (ЕА) в пересчете на NaOH от массы сухой щепы. Варочный щелок прокачивают со скоростью 3 литра в минуту в течение 3 минут при давлении 9,1 бар. Затем автоклав нагревают до 160°C в течение 14 минут и выдерживают при 160°C в течение еще 23 минут. Затем автоклав охлаждают и реакционную смесь дважды промывают разбавленным щелочным раствором. В каждой промывке используется 15 литров водного раствора, содержащего около 0,2 г NaOH на литр раствора. Число Каппа полученной небеленой сульфатной целлюлозы составляет 10,3, вязкость 988 мл/г, растворимость S10 3,6% и растворимость S18 2,7%. Выход реакции составляет 39,3%. При сортировке в смеси 0,13% отходов, что дает выход сортировки 39,1%.According to the second example, an experimental craft process is carried out in a laboratory autoclave (with a volume of about 20 liters) to simulate an industrial process. The 20-liter laboratory autoclave is preheated with steam to 120 ° C for 30 minutes. An appropriate amount (e.g. 4.7 kg dry matter) of eucalyptus chips is added to the autoclave. The autoclave is heated to 165 ° C for 60 minutes and kept at 165 ° C for another 40 minutes to complete the preliminary hydrolysis step. For a typical Kraft process (without using CCE filtrates), 4.51 liters of the first white liquor ("WL1") with an effective alkali concentration of 124.7 g NaOH per liter is added to the autoclave for fifteen minutes at a temperature of 152 ° C. A typical alkali charge to neutralize is about 12% effective alkali (EA), calculated as NaOH based on the weight of dry wood chips. Then, the autoclave was filled with 10.8 liters of hot black liquor with an effective alkali concentration of 25.3 g of NaOH per liter ("HBL1") by addition over 15 minutes at a temperature of 140 ° C to complete the neutralization step. Ten liters of the second hot black liquor ("HBL2") of the same concentration is added to the autoclave to displace the neutralized liquor for 23 minutes at 146 ° C, followed by the addition of cooking liquor, consisting of a mixture of 1.0 liter of hot black liquor ("HBL2" ) and 4.16 liters of a second white liquor ("WL2") with an effective alkali concentration of 124.7 g of NaOH per liter for 12 minutes at 10 bar and 152 ° C. Typical alkali loading for the cooking phase is about 11% effective alkali (EA) in terms of NaOH based on the weight of dry wood chips. The cooking liquor is pumped at a rate of 3 liters per minute for 3 minutes at a pressure of 9.1 bar. Then the autoclave is heated to 160 ° C for 14 minutes and kept at 160 ° C for another 23 minutes. Then the autoclave is cooled and the reaction mixture is washed twice with a dilute alkaline solution. Each wash uses 15 liters of an aqueous solution containing about 0.2 g of NaOH per liter of solution. The Kappa number of the unbleached sulfate pulp obtained was 10.3, viscosity 988 ml / g, solubility S10 3.6% and solubility S18 2.7%. The reaction yield is 39.3%. When sorting in a mixture of 0.13% waste, which gives a sorting output of 39.1%.
Пример 3Example 3
Использование ССЕ фильтрата низкой концентрации в качестве раствора нейтрализации и варочного раствораUse of low concentration CCE filtrate as a neutralization solution and a cooking solution
Согласно третьему примеру повторяют тот же процесс варки, как описано в примере 2, за исключением того, что белый щелок для стадий нейтрализации и варки заменяют на фильтрат стадии ССЕ с ЕА 54 г NaOH на литр ("ССЕ54"). Нейтрализат имеет pH 11,0 и ЕоС варочной смеси составляет 18,5 г NaOH на литр. Коэффициент Р для предварительного гидролиза составляет 297 и коэффициент H для реакции варки составляет 419. В данном примере общая эквивалентная загрузка эффективной щелочи относительно древесины составляет соответственно: 12% ЕА в пересчете на NaOH для фазы нейтрализации и 11% ЕА в пересчете на NaOH для фазы варки.According to the third example, the same cooking process is repeated as described in Example 2, except that the white liquor for the neutralization and cooking stages is replaced with the CCE stage filtrate with EA 54 g NaOH per liter ("CCE54"). The neutralizate has a pH of 11.0 and the EoC of the cooking mixture is 18.5 g of NaOH per liter. The P coefficient for preliminary hydrolysis is 297 and the H coefficient for the cooking reaction is 419. In this example, the total equivalent alkali loading relative to wood is 12% EA in terms of NaOH for the neutralization phase and 11% EA in terms of NaOH for the cooking phase .
Число Каппа полученной небеленой целлюлозы составляет 10,8, вязкость 1118 мл/г, растворимость S10 4,5% и растворимость S18 3,6%. Выход реакции составляет 40,4%. При сортировке в смеси 0,09% отходов, что дает выход сортировки 40,3%.The Kappa number of the unbleached pulp obtained is 10.8, a viscosity of 1118 ml / g, a solubility of S10 of 4.5% and a solubility of S18 of 3.6%. The reaction yield is 40.4%. When sorting in a mixture of 0.09% waste, which gives a sorting yield of 40.3%.
Пример 4Example 4
Использование высококонцентрированного ССЕ фильтрата в качестве раствора нейтрализации и варочного раствораThe use of highly concentrated CCE filtrate as a neutralization solution and a cooking solution
Согласно четвертому примеру повторяется тот же процесс варки, как описано в примере 2, за исключением того, что две трети WL1 и WL2 заменены концентрированным ССЕ фильтратом с концентрацией эффективной щелочи 110 г NaOH на литр. Число Каппа полученной небеленой целлюлозы составляет 9,5, вязкость 990 мл/г, S10 растворимость 4,1% и S18 растворимость 3,0%. Выход реакции составляет 39,5%. При сортировке в смеси 0,10% отходов, что дает выход сортировки 39,43%.According to the fourth example, the same cooking process is repeated as described in Example 2, except that two thirds of WL1 and WL2 are replaced by concentrated CCE filtrate with an effective alkali concentration of 110 g of NaOH per liter. The Kappa number of the resulting unbleached pulp is 9.5, a viscosity of 990 ml / g, S10 solubility 4.1% and S18 solubility 3.0%. The reaction yield is 39.5%. When sorting in a mixture of 0.10% waste, which gives a sorting output of 39.43%.
По сравнению с обычным процессом крафт-процесс, в котором две трети белого щелока заменены концентрированным ССЕ фильтратом, получается целлюлозная масса с вязкостью (около 990 мг/л в этом примере) и числом Каппа подобными значениям в традиционном крафт-процессе. Ожидается, что подобная методика будет работать в более широком диапазоне, например, где 60 - 75% белого щелока заменены концентрированным ССЕ фильтратом. Немного более низкие числа Каппа, достигнутые с концентрированным ССЕ фильтратом, допускают, что замена белого щелока концентрированным ССЕ фильтратом не оказывает негативного воздействия на делигнификацию. Отношение вязкости к числу Каппа - мера селективности на стадии варки - выше в процессе с концентрированным ССЕ фильтратом (104 относительно 96 в традиционном процессе), что указывает на лучшую селективность варки с использованием концентрированного ССЕ фильтрата.Compared to the conventional Kraft process, in which two-thirds of the white liquor is replaced by concentrated CCE filtrate, a pulp with a viscosity (about 990 mg / L in this example) and Kappa number similar to the values in the traditional Kraft process is obtained. It is expected that a similar technique will work in a wider range, for example, where 60 - 75% of the white liquor is replaced by concentrated CCE filtrate. Slightly lower Kappa numbers achieved with concentrated CCE filtrate suggest that replacing white liquor with concentrated CCE filtrate does not adversely affect delignification. The ratio of viscosity to Kappa number, a measure of selectivity at the cooking stage, is higher in a process with concentrated CCE filtrate (104 relative to 96 in a traditional process), which indicates better cooking selectivity using concentrated CCE filtrate.
S18 растворимость увеличивается с 2,7% до 3,0% и растворимость S10 увеличивается с 3,6%» до 4,1% при замене концентрированным ССЕ фильтратом части белого щелока, что указывает на протекание повторного осаждения гемицеллюлозы. При необходимости S18 растворимость может дополнительно регулироваться с помощью других средств.S18 solubility increases from 2.7% to 3.0% and S10 solubility increases from 3.6% to 4.1% when a concentrated CCE filtrate replaces part of the white liquor, indicating a re-precipitation of hemicellulose. If necessary, S18 solubility can be further controlled by other means.
Следует предусмотреть возможность дальнейшей оптимизации небольшим понижением температуры варки для достижения того же числа Каппа (около 10,8) и более высокой вязкости. На основе различных экспериментов предполагается, что могут быть выполнены незначительные изменения в процессе, включая содержание щелочи, относительное количества белого щелока и концентрированного ССЕ фильтрата, температуру и время варки, которые могли бы быть определены рутинными расчетами или оптимизацией на основе принципов и методов, описанных в заявке, сохраняя при этом количества получаемой небеленой целлюлозы в потенциально желательном диапазоне. Например, ожидается, что получаемая небеленая целлюлоза может обладать числом Каппа до 10,0, вязкостью до 1000 мл/г, S18 растворимостью не более 3,0% и/или отношением вязкости к числу Каппа более 100.It should be possible to further optimize by slightly lowering the cooking temperature to achieve the same Kappa number (about 10.8) and higher viscosity. Based on various experiments, it is expected that minor changes in the process can be made, including alkali content, relative amounts of white liquor and concentrated CCE filtrate, cooking temperature and time, which could be determined by routine calculations or optimization based on the principles and methods described in the application, while maintaining the amount of unbleached pulp obtained in a potentially desirable range. For example, it is expected that the resulting unbleached pulp may have a Kappa number of up to 10.0, a viscosity of up to 1000 ml / g, S18 with a solubility of not more than 3.0% and / or a ratio of viscosity to Kappa number of more than 100.
Согласно некоторым осуществлениям, раскрытым в описании, можно проводить варку до таких же или аналогичных уровней вязкости и числа Каппа с использованием сконцентрированного ССЕ фильтрата, что и в традиционном крафт-процессе, который использует только свежий белый щелок, что приводит к повышению эффективности.According to some implementations disclosed in the description, it is possible to cook to the same or similar levels of viscosity and Kappa number using a concentrated CCE filtrate as in a traditional Kraft process that uses only fresh white liquor, which leads to increased efficiency.
Хотя предпочтительные осуществления изобретения были раскрыты в описании, возможны многие изменения, которые не выходят за рамки концепции и объема притязаний изобретения. Такие изменения станут ясными специалистам в данной области после ознакомления с описанием и чертежами. Таким образом, изобретение не должно быть ограничено, кроме как существом и объемом прилагаемой формулы изобретения.Although preferred embodiments of the invention have been disclosed in the description, many changes are possible that do not go beyond the concept and scope of the invention. Such changes will become apparent to those skilled in the art after reviewing the description and drawings. Thus, the invention should not be limited except by the nature and scope of the attached claims.
Claims (40)
делигнификацию органических материалов в автоклаве и обработку полученной небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы для использования в производстве растворимой целлюлозной массы;
экстракцию полуочищенной целлюлозной массы щелочным раствором в ходе процесса холоднощелочной экстракции для получения очищенной целлюлозной массы и раствора, содержащего гемицеллюлозу;
промывку очищенной целлюлозной массы и сбор получаемой при этом отработанной промывочной жидкости, отделяя при этом раствор, содержащий гемицеллюлозу, от очищенной целлюлозной массы;
объединение отработанной промывочной жидкости и раствора, содержащего гемицеллюлозу, с получением щелочного фильтрата;
концентрирование щелочного фильтрата для получения сконцентрированного щелочного фильтрата без проведения очистки раствора, содержащего гемицеллюлозу, или щелочного фильтрата для существенного удаления из него гемицеллюлозы; и
использование, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного фильтрата в указанном автоклаве в связи с получением растворимой целлюлозной массы.1. The method of production of pulp using cold-alkaline extraction to obtain soluble pulp, including:
delignification of organic materials in an autoclave and processing of the obtained unbleached pulp to obtain a semi-refined pulp for use in the production of soluble pulp;
extraction of the semi-purified pulp with an alkaline solution during the process of cold-alkali extraction to obtain purified pulp and a solution containing hemicellulose;
washing the cleaned pulp and collecting the resulting spent washing liquid, while separating the hemicellulose-containing solution from the cleaned pulp;
combining spent washing liquid and a solution containing hemicellulose to obtain an alkaline filtrate;
concentrating the alkaline filtrate to obtain a concentrated alkaline filtrate without purifying the hemicellulose-containing solution or alkaline filtrate to substantially remove hemicellulose from it; and
use of at least a portion of the concentrated alkaline filtrate in said autoclave in connection with the production of soluble pulp.
варку первой партии органических материалов в автоклаве для получения небеленой целлюлозы;
промывку и сортировку небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы;
экстракцию полуочищенной целлюлозной массы с использованием холоднощелочной экстракции для получения очищенной целлюлозной массы и раствора, содержащего гемицеллюлозу;
промывку очищенной целлюлозной массы и сбор получаемой при этом отработанной промывочной жидкости, отделяя при этом раствор, содержащий гемицеллюлозу, от очищенной целлюлозной массы, полученной холоднощелочной экстракцией;
объединение отработанной промывочной жидкости и раствора, содержащего гемицеллюлозу, для получения щелочного фильтрата;
выпарку щелочного фильтрата в регулируемой среде для получения сконцентрированного щелочного раствора без проведения очистки раствора, содержащего гемицеллюлозу, или щелочного фильтрата для существенного удаления из него гемицеллюлозы; и
использование, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного раствора в качестве, по меньшей мере, одной варочной жидкости для варки второй партии органических материалов в связи с получением растворимой целлюлозной массы.11. A method of producing pulp in a Kraft process using cold-alkali extraction, including:
cooking the first batch of organic materials in an autoclave to produce unbleached pulp;
washing and sorting unbleached pulp to obtain a semi-refined pulp;
extraction of the semi-purified pulp using cold-alkaline extraction to obtain purified pulp and a solution containing hemicellulose;
washing the purified pulp and collecting the resulting spent washing liquid, while separating the hemicellulose-containing solution from the purified pulp obtained by cold-alkali extraction;
combining spent washing liquid and a solution containing hemicellulose to obtain an alkaline filtrate;
evaporation of the alkaline filtrate in a controlled environment to obtain a concentrated alkaline solution without purification of the solution containing hemicellulose or alkaline filtrate to substantially remove hemicellulose from it; and
using at least a portion of the concentrated alkaline solution as at least one cooking liquid for cooking a second batch of organic materials in connection with the production of soluble pulp.
получения второй небеленой целлюлозы варкой второй партии органических материалов в автоклаве;
промывки и сортировки второй небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы; и
использования холоднощелочной экстракции для экстракции полуочищенной целлюлозной массы, полученной из второй небеленой целлюлозы, для получения второй очищенной целлюлозной массы и второго раствора, содержащего гемицеллюлозу.21. The method according to claim 11, further comprising the steps of:
obtaining a second unbleached pulp by cooking a second batch of organic materials in an autoclave;
washing and sorting the second unbleached pulp to obtain a semi-refined pulp; and
the use of cold-alkali extraction for the extraction of semi-purified pulp obtained from the second unbleached pulp, to obtain a second purified pulp and a second solution containing hemicellulose.
промывку очищенной целлюлозной массы и сбор получаемой при этом отработанной промывочной жидкости, отделяя при этом раствор, содержащий гемицеллюлозу, от очищенной целлюлозной массы, полученной холоднощелочной экстракцией;
объединение отработанной промывочной жидкости и раствора, содержащего гемицеллюлозу, для получения щелочного фильтрата;
концентрирование щелочного фильтрата для получения сконцентрированного щелочного фильтрата без проведения очистки раствора, содержащего гемицеллюлозу, или щелочного фильтрата для существенного удаления из него гемицеллюлозы; и
использование, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного фильтрата в автоклаве для нейтрализации или варки дополнительных органических материалов в связи с получением растворимой целлюлозной массы.26. An improved method for the production of pulp in a Kraft process using cold-alkaline extraction to obtain soluble pulp, including boiling organic materials in an autoclave to produce unbleached pulp, washing and sorting unbleached pulp to produce pulp and extracting raw pulp using cold-alkali extraction to obtain a purified pulp and a solution containing hemicellulose, the improvement includes:
washing the purified pulp and collecting the resulting spent washing liquid, while separating the hemicellulose-containing solution from the purified pulp obtained by cold-alkali extraction;
combining spent washing liquid and a solution containing hemicellulose to obtain an alkaline filtrate;
concentrating the alkaline filtrate to obtain a concentrated alkaline filtrate without purifying the hemicellulose-containing solution or alkaline filtrate to substantially remove hemicellulose from it; and
using at least a portion of the concentrated alkaline filtrate in the autoclave to neutralize or cook additional organic materials in connection with the production of soluble pulp.
варку органических материалов в серии автоклавов периодического действия с использованием, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного раствора, полученного на расположенной ниже по ходу потока стадии холоднощелочной экстракции, и получение тем самым небеленой целлюлозы;
промывку и сортировку небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы;
экстракцию полуочищенной целлюлозной массы с использованием холоднощелочной экстракции для получения очищенной целлюлозной массы и раствора, содержащего гемицеллюлозу;
промывку очищенной целлюлозной массы и сбор получаемой при этом отработанной промывочной жидкости, отделяя при этом раствор, содержащий гемицеллюлозу, от очищенной целлюлозной массы, полученной холоднощелочной экстракцией;
объединение отработанной промывочной жидкости и раствора, содержащего гемицеллюлозу, для получения щелочного фильтрата;
выпарку щелочного фильтрата в регулируемой среде для получения сконцентрированного щелочного раствора без проведения очистки раствора, содержащего гемицеллюлозу, или щелочного фильтрата для существенного удаления из него гемицеллюлозы; и
возвращение, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного раствора в по меньшей мере один из автоклавов периодического действия в качестве, по меньшей мере, одной варочной жидкости в связи с получением растворимой целлюлозной массы.27. A method for the production of pulp in a kraft process using cold-alkaline extraction to obtain soluble pulp, including:
cooking organic materials in a series of batch autoclaves using at least a portion of a concentrated alkaline solution obtained in the downstream cold alkaline extraction step, and thereby obtaining unbleached pulp;
washing and sorting unbleached pulp to obtain a semi-refined pulp;
extraction of the semi-purified pulp using cold-alkaline extraction to obtain purified pulp and a solution containing hemicellulose;
washing the purified pulp and collecting the resulting spent washing liquid, while separating the hemicellulose-containing solution from the purified pulp obtained by cold-alkali extraction;
combining spent washing liquid and a solution containing hemicellulose to obtain an alkaline filtrate;
evaporation of the alkaline filtrate in a controlled environment to obtain a concentrated alkaline solution without purification of the solution containing hemicellulose or alkaline filtrate to substantially remove hemicellulose from it; and
returning at least a portion of the concentrated alkaline solution to at least one of the batch autoclaves as at least one cooking liquid in connection with obtaining a soluble pulp.
нейтрализацию первой партии органических материалов с использованием раствора нейтрализации, содержащего часть белого щелока и следующую за ней вторую щелочную жидкость, отличную от нее;
варку первой партии органических материалов в автоклаве для получения небеленой целлюлозы;
промывку и сортировку небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы;
экстракцию полуочищенной целлюлозной массы с использованием холоднощелочной экстракции для получения очищенной целлюлозной массы и раствора, содержащего гемицеллюлозу;
промывку очищенной целлюлозной массы и сбор получаемой при этом отработанной промывочной жидкости, отделяя при этом раствор, содержащий гемицеллюлозу, от очищенной целлюлозной массы, полученной холоднощелочной экстракцией;
объединение отработанной промывочной жидкости и раствора, содержащего гемицеллюлозу, для получения щелочного фильтрата без существенного удаления из него компонентов гемицеллюлозы;
выпарку щелочного фильтрата в регулируемой среде для получения сконцентрированного щелочного раствора без проведения очистки раствора, содержащего гемицеллюлозу, или щелочного фильтрата для существенного удаления из него гемицеллюлозы; и
использование, по меньшей мере, части сконцентрированного щелочного раствора в качестве, по меньшей мере, одного раствора нейтрализации или варочной жидкости для обработки второй партии органических материалов в связи с получением растворимой целлюлозной массы.30. A method of obtaining a pulp in a Kraft process to obtain a soluble pulp, including:
neutralization of the first batch of organic materials using a neutralization solution containing a portion of white liquor and a second second alkaline liquid following it, other than it;
cooking the first batch of organic materials in an autoclave to produce unbleached pulp;
washing and sorting unbleached pulp to obtain a semi-refined pulp;
extraction of the semi-purified pulp using cold-alkaline extraction to obtain purified pulp and a solution containing hemicellulose;
washing the purified pulp and collecting the resulting spent washing liquid, while separating the hemicellulose-containing solution from the purified pulp obtained by cold-alkali extraction;
combining spent washing liquid and a solution containing hemicellulose to obtain an alkaline filtrate without substantially removing hemicellulose components from it;
evaporation of the alkaline filtrate in a controlled environment to obtain a concentrated alkaline solution without purification of the solution containing hemicellulose or alkaline filtrate to substantially remove hemicellulose from it; and
using at least a portion of the concentrated alkaline solution as at least one neutralization solution or cooking liquid for treating a second batch of organic materials in connection with the production of soluble pulp.
получения второй небеленой целлюлозы варкой второй партии органических материалов в автоклаве;
промывки и сортировки второй небеленой целлюлозы для получения полуочищенной целлюлозной массы; и
использования холоднощелочной экстракции полуочищенной целлюлозной массы, полученной из второй небеленой целлюлозы, для получения второй очищенной целлюлозной массы и второго раствора, содержащего гемицеллюлозу.38. The method of claim 30, further comprising the steps of:
obtaining a second unbleached pulp by cooking a second batch of organic materials in an autoclave;
washing and sorting the second unbleached pulp to obtain a semi-refined pulp; and
using cold-alkaline extraction of the semi-refined pulp obtained from the second unbleached pulp to obtain a second refined pulp and a second solution containing hemicellulose.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151858/12A RU2523973C1 (en) | 2010-05-04 | 2010-08-18 | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse |
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118498/05A RU2535804C2 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Method and system of producing soluble cellulose mass with high content of alpha-cellulose |
RU2010118498 | 2010-05-04 | ||
KR1020100042681A KR20110123184A (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Method and system for high alpha dissolving pulp production |
KR10-2010-0042681 | 2010-05-06 | ||
US12/789,265 US8535480B2 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-27 | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse |
US12/789,265 | 2010-05-27 | ||
PCT/IB2010/002244 WO2011138633A1 (en) | 2010-05-04 | 2010-08-18 | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse |
RU2012151858/12A RU2523973C1 (en) | 2010-05-04 | 2010-08-18 | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012151858A RU2012151858A (en) | 2014-06-10 |
RU2523973C1 true RU2523973C1 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=44903661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151858/12A RU2523973C1 (en) | 2010-05-04 | 2010-08-18 | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP2567023B1 (en) |
JP (1) | JP5808795B2 (en) |
KR (2) | KR101512550B1 (en) |
CN (2) | CN102985610B (en) |
AU (1) | AU2010352692B2 (en) |
BR (2) | BR112012028241B1 (en) |
CA (1) | CA2744250C (en) |
CL (1) | CL2012003082A1 (en) |
ES (2) | ES2525263T3 (en) |
MY (2) | MY157311A (en) |
NZ (1) | NZ604002A (en) |
PT (2) | PT2567023E (en) |
RU (1) | RU2523973C1 (en) |
WO (2) | WO2011138633A1 (en) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2010202496B2 (en) * | 2010-05-04 | 2015-04-16 | Bahia Specialty Cellulose Sa | Method and system for high alpha dissolving pulp production |
EP2946939B1 (en) | 2012-03-28 | 2017-04-12 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording method and ink jet recording apparatus |
AR091998A1 (en) * | 2012-05-03 | 2015-03-18 | Annikki Gmbh | CELLULOSE PREPARATION PROCEDURE WITH LIGNIN LOW CONCENTRATION |
WO2013178608A1 (en) | 2012-05-28 | 2013-12-05 | Södra Cell Ab | New process and a dissolving pulp manufactured by the process |
JP6483021B2 (en) * | 2013-09-11 | 2019-03-13 | 日本製紙株式会社 | Method for producing dissolved kraft pulp |
CN103469696B (en) * | 2013-09-26 | 2016-02-03 | 句容市植保植检站 | A kind of brown paper and manufacture method thereof |
BR102014027199B1 (en) * | 2014-07-14 | 2022-10-04 | Nalco Company | METHOD TO IMPROVE THE MANUFACTURING OF SODA OR KRAFT PULP |
WO2016058098A1 (en) | 2014-10-15 | 2016-04-21 | Canfor Pulp Ltd | Integrated kraft pulp mill and thermochemical conversion system |
SE538454C2 (en) | 2014-11-27 | 2016-07-12 | Valmet Oy | Method for displacement in batch digesters |
CN105442370B (en) * | 2015-11-27 | 2017-12-22 | 福建农林大学 | A kind of method that bleached bamboo pulp plate prepares dissolving pulp |
WO2017173008A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Oyj, Kemira | Methods of preparing hemicellulose compositions |
CN106368032B (en) * | 2016-09-19 | 2018-06-22 | 华南理工大学 | Method that is a kind of while preparing cellulose fiber peacekeeping hemicellulose solution |
SE540778C2 (en) | 2016-12-23 | 2018-11-06 | Soedra Skogsaegarna Ekonomisk Foerening | A method of manufacturing dissolving pulp using coniferous wood material |
CN109930417A (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | A kind of recoverying and utilizing method of cold alkali density waste liquid |
CN109930414A (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | A kind of waste paper deinking agent based on cold alkali density waste liquid |
CN109930415A (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | A method of improving oxygen bleaching pulp strength |
WO2019140245A1 (en) | 2018-01-12 | 2019-07-18 | Tyton Biosciences, Llc | Methods for recycling cotton and polyester fibers from waste textiles |
SE1850733A1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-16 | Valmet Oy | Method and assembly for optimizing filtrate circulation in a kraft process |
KR101952316B1 (en) | 2018-08-09 | 2019-02-27 | 무림피앤피 주식회사 | Method of manufacturing a dissolving pulp |
BR112021025188A8 (en) | 2019-06-14 | 2022-03-15 | Bracell Bahia Specialty Cellulose S A | Apparatus, methods and systems for producing high-alpha, high-intrinsic-viscosity pulp |
FI130568B (en) | 2020-07-06 | 2023-11-21 | Amppc Finland Oy | A cooking method |
CN112227103B (en) * | 2020-09-29 | 2022-08-05 | 大连工业大学 | Method for reducing dust degree of reed pulp and papermaking paper |
CN114150522B (en) * | 2021-08-10 | 2024-01-05 | 天津科技大学 | Low-energy-consumption pulping method for rapidly dissolving hemicellulose |
US20230374730A1 (en) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | Bracell Bahia Specialty Cellulose SA | Apparatuses, methods and systems for yield increase in a kraft cooking plant |
CN114908597B (en) * | 2022-05-19 | 2023-05-02 | 中国科学院地球环境研究所 | Method for extracting alpha cellulose from tree wheels |
SE2230351A1 (en) * | 2022-11-02 | 2024-05-03 | Valmet Oy | Pulp mill |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3988198A (en) * | 1973-05-31 | 1976-10-26 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method for treating hemi caustic effluents |
CH686682A5 (en) | 1992-05-05 | 1996-05-31 | Granit Sa | Production of pulp according to the SAP procedure. |
AT398588B (en) * | 1992-12-02 | 1994-12-27 | Voest Alpine Ind Anlagen | METHOD FOR THE PRODUCTION OF VISCOSE CELLS |
US5489363A (en) * | 1993-05-04 | 1996-02-06 | Kamyr, Inc. | Pulping with low dissolved solids for improved pulp strength |
BR9506622A (en) * | 1994-01-21 | 1997-09-16 | Rayonier Inc | Process for improving the characteristics of a pulp useful for the production of a fluffy pulp or a pulp for high absorption applications process for improving the absorption of pulps and increasing the yield of sinking fibers by fluffing the same process for improving the properties of useful pulps as pulps. Process for improving the fast absorption characteristics of a pulp useful for applications. Process for producing an absorbent device having an outer capture layer and an inner absorbent core element. Pulp for an absorbent device comprising at least one element of Cotto layer absorption material and process for improving the absorption of a cellulosic material into a fibrous form of the cellulosic material |
FI103898B1 (en) * | 1994-01-24 | 1999-10-15 | Sunds Defibrator Pori Oy | A process for producing prehydrolyzed pulp and / or pulp |
SE9401769L (en) * | 1994-05-24 | 1995-11-25 | Nils Mannbro | Tile impregnation in pulp cooking with sulphidic alkali |
US6248208B1 (en) * | 1995-06-02 | 2001-06-19 | Andritz-Ahlstrom Inc. | Pretreatment of chips before cooking |
FI105929B (en) * | 1996-05-30 | 2000-10-31 | Sunds Defibrator Pori Oy | An improved batch process for the preparation of sulphate cellulose |
FI122654B (en) * | 1997-12-08 | 2012-05-15 | Ovivo Luxembourg Sarl | Process for making paper cellulose pulp |
FI115640B (en) * | 2000-11-03 | 2005-06-15 | Metso Paper Inc | Hot black liquor using cooking process |
FI20002586A (en) * | 2000-11-24 | 2002-05-25 | Metso Paper Inc | Process for alkaline batching when cooking fiber material |
SE518538C2 (en) * | 2001-12-14 | 2002-10-22 | Kvaerner Pulping Tech | Pre-treatment of chips with fresh white liquor before treatment with black liquor |
US6896810B2 (en) * | 2002-08-02 | 2005-05-24 | Rayonier Products And Financial Services Company | Process for producing alkaline treated cellulosic fibers |
FI120361B (en) * | 2003-12-31 | 2009-09-30 | Gl & V Finance Hungary Kft | Batch cooking process for the production of kraft pulp |
US7812153B2 (en) | 2004-03-11 | 2010-10-12 | Rayonier Products And Financial Services Company | Process for manufacturing high purity xylose |
FI120547B (en) * | 2004-10-04 | 2009-11-30 | Metso Paper Inc | Alkaline cooking process and pulp making plant |
FI122841B (en) * | 2004-10-04 | 2012-07-31 | Metso Paper Inc | Method and apparatus for making cellulosic pulp |
AT503610B1 (en) * | 2006-05-10 | 2012-03-15 | Chemiefaser Lenzing Ag | METHOD FOR PRODUCING A PULP |
FI20085425L (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-09 | Metso Paper Inc | Sulfate pre-hydrolysis cooking method |
-
2010
- 2010-08-18 CA CA2744250A patent/CA2744250C/en active Active
- 2010-08-18 KR KR1020127031695A patent/KR101512550B1/en active IP Right Grant
- 2010-08-18 RU RU2012151858/12A patent/RU2523973C1/en active
- 2010-08-18 WO PCT/IB2010/002244 patent/WO2011138633A1/en active Application Filing
- 2010-08-18 JP JP2013508566A patent/JP5808795B2/en active Active
- 2010-08-18 CN CN201080067867.9A patent/CN102985610B/en active Active
- 2010-08-18 EP EP10773393.3A patent/EP2567023B1/en active Active
- 2010-08-18 EP EP10771810.8A patent/EP2567022B1/en active Active
- 2010-08-18 CN CN201080067879.1A patent/CN103003487B/en active Active
- 2010-08-18 NZ NZ604002A patent/NZ604002A/en unknown
- 2010-08-18 AU AU2010352692A patent/AU2010352692B2/en active Active
- 2010-08-18 BR BR112012028241-7A patent/BR112012028241B1/en active IP Right Grant
- 2010-08-18 PT PT107733933T patent/PT2567023E/en unknown
- 2010-08-18 PT PT107718108T patent/PT2567022E/en unknown
- 2010-08-18 KR KR1020127031702A patent/KR101613338B1/en active IP Right Grant
- 2010-08-18 MY MYPI2012004822A patent/MY157311A/en unknown
- 2010-08-18 ES ES10771810.8T patent/ES2525263T3/en active Active
- 2010-08-18 WO PCT/IB2010/002311 patent/WO2011138634A1/en active Application Filing
- 2010-08-18 ES ES10773393.3T patent/ES2525490T3/en active Active
- 2010-11-08 BR BRPI1015676-3A patent/BRPI1015676B1/en active IP Right Grant
- 2010-11-25 MY MYPI2010005566A patent/MY155796A/en unknown
-
2012
- 2012-11-05 CL CL2012003082A patent/CL2012003082A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101512550B1 (en) | 2015-04-17 |
EP2567023B1 (en) | 2014-10-15 |
JP2013531139A (en) | 2013-08-01 |
KR20130120982A (en) | 2013-11-05 |
KR101613338B1 (en) | 2016-04-18 |
MY155796A (en) | 2015-11-30 |
RU2012151858A (en) | 2014-06-10 |
ES2525263T3 (en) | 2014-12-19 |
AU2010352692A1 (en) | 2013-01-10 |
JP5808795B2 (en) | 2015-11-10 |
BR112012028241B1 (en) | 2020-11-10 |
WO2011138634A1 (en) | 2011-11-10 |
BRPI1015676A2 (en) | 2013-07-30 |
PT2567022E (en) | 2014-12-23 |
PT2567023E (en) | 2014-12-23 |
AU2010352692B2 (en) | 2014-07-03 |
CN102985610B (en) | 2015-08-12 |
MY157311A (en) | 2016-05-31 |
CL2012003082A1 (en) | 2013-04-01 |
CN103003487A (en) | 2013-03-27 |
BRPI1015676B1 (en) | 2019-03-19 |
CN103003487B (en) | 2016-04-27 |
CA2744250C (en) | 2016-10-11 |
EP2567022B1 (en) | 2014-10-15 |
EP2567022A1 (en) | 2013-03-13 |
ES2525490T3 (en) | 2014-12-23 |
CA2744250A1 (en) | 2011-11-04 |
CN102985610A (en) | 2013-03-20 |
EP2567023A1 (en) | 2013-03-13 |
KR20130038861A (en) | 2013-04-18 |
WO2011138633A1 (en) | 2011-11-10 |
NZ604002A (en) | 2014-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2523973C1 (en) | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse | |
US8535480B2 (en) | Method and system for pulp processing using cold caustic extraction with alkaline filtrate reuse | |
RU2534067C2 (en) | Method of obtaining cellulose from lignocellulose-containing biomass | |
CN103510418B (en) | A kind of without black liquor chemical pulping process | |
Holmqvist et al. | Ultrafiltration of kraft black liquor from two Swedish pulp mills | |
EP1026312A1 (en) | Method and apparatus for pulp yield enhancement | |
JPH11241285A (en) | Production of preliminarily purified pulp | |
NO165299B (en) | PROCEDURE FOR THE RECOVERY OF SOLUBLE CARBOHYDRATES INCLUDED IN WOOD. | |
JP5694513B2 (en) | Method and system for processing pulp using cold caustic soda extraction by reuse of alkaline filtrate | |
AU2010202496B2 (en) | Method and system for high alpha dissolving pulp production | |
CN109811572A (en) | A kind of method and system in chemical pulp mills processing liquid stream | |
RU2535804C2 (en) | Method and system of producing soluble cellulose mass with high content of alpha-cellulose | |
Magnusson et al. | Integrating prehydrolysis kraft pulping of softwood and viscose fibre manufacturing | |
SE501309C2 (en) | Pulp production by digestion of a mixture of cellulose-based recycled material and raw wood | |
NZ586177A (en) | A modified Kraft process for the production of pulp with a high alpha cellulose content and a reduced content of hemicelluloses | |
MXPA00001134A (en) | Method and apparatus for pulp yield enhancement |