NO324111B1 - Fremgangsmate for forlenget oksygendelignifisering av lignocelluloseholdig masse i to trinn - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for oksygen-delignifisering av lignocelluloseholdig materiale ved midlere konsentrasjon, dvs 8-16%.

Etter innføringen av oksygen-delignifisering ved middels massekonsentrasjon, er det ikke viet mye arbeid til utvikling av denne prosessen. Ettersom klorfri bleking og lukking av blekeanlegg er blitt en sak av aktuell interesse, er forlenget delignifisering, dvs ytterligere senking av kappatallet ved hjelp av oksygen, blitt av stadig større interesse. Forlenget delignifisering ved hjelp av oksygen i ett eller flere trinn, kan imidlertid føre til svekket massekvalitet. Riktige forhold kan imidlertid gi flere fordeler.

Det bør være mulig å opprettholde masse-utbyttet bedre enn ved forlenget

koking, dvs koking til lavere kappatall.

Ved hjelp av en flertrinnsmetode bør det være mulig å fordele kjemikaliene mellom trinnene for å oppnå optimale forhold i hvert trinn. Også andre forhold kan da bli optimert.

US-A-5217575 beskriver en prosess for bleking av én cellulosemasse med oksygen. Massen delignifiseres i et første trinn med lav temperatur (70-90°C) og deretter i et andre trinn med høy temperatur (90-125°C). Temperaturen i trinn 2 skal være 20-40 grader høyere enn i trinn 1. Ifølge eksempel 1 er oppholdstiden i det første trinnet 14 minutter og i det andre trinnet 45 minutter. Alkalisatsen var i området 20-35 kg/tonn tørr masse. Trykket er gitt til å være omtrent 0,5 Mpa (=5 bar) i begge trinn.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for forlenget oksygen-delignifisering, slik at det oppnås et lavere kappatall uten derved å svekke massens egenskaper. Ved forlenget delignifisering ifølge oppfinnelsen, kan den totale delignifisering beløpe seg til 50 - 70 % av lignininnholdet (kappatallet) i ubleket masse. Fremgangsmåten utføres ved midlere massekonsentrasjon i to på hverandre følgende trinn.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en fremgangsmåte for forlenget oksygen-delignifisering av masse fra lignocelluloseholdig materiale ved midlere konsentrasjon i to trinn, hvor temperaturen i det første trinn holdes under 90°C og i det andre trinn over 90°C, og hvor oksygen- og alkalitilsetninger i det første trinn er høye, kjennetegnet ved at temperaturøkningen mellom de to oksygentrinn er 10-15°C, at trykket i det første trinn er 4 -10 bar og i det andre trinn 2 - 5 bar, at trykket i det første trinn er høyere enn i det andre trinn, at oksygentilsetningen til det første trinn er høy, 25 - 50 kg/tonn masse, at alkali tilsettes bare i det første trinn for oppnåelse av høy alkalitet i det første trinn, 25 - 50 kg alkali per tonn masse.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i

kravene 2 og 3.

Oppfinnelsen er nærmere angitt i det følgende, med henvisning til den med-følgende figur som skjematisk viser et anlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Ved det viste anlegg blir kokt masse ved midlere konsentrasjon, dvs 8-16 ved hjelp av en første pumpe 1 pumpet fra brunmasse-vasking til oksygen-delignifisering. En første blander 2 benyttes til å innblande oksygen og alkali i massen. Massen blir deretter matet inn i en første reaktor 3, hvor den første delignifisering utføres. Derfra blir massen, eventuelt ved hjelp av eh andre pumpe 4, ledet via en andre blander 5 for blanding av damp og eventuell ytterligere oksygen, til en andre reaktor 6 for det andre delignifiseringstrinn. Etter den andre reaktor 6, mates massen til en blåsetank 7 og derfra til påfølgende behandlingstrinn.

Fremgangsmåten innebærer således at delignifiseringen utføres i to på

hverandre følgende trinn. I den første blander 2 utføres både en høy alkalitilset-ning og en høy oksygentilsetning. Dette innebærer en ladning på 25 - 50 kg alkali (NaOH) per tonn masse, fortrinnsvis 25 - 35 kg/tonn. Denne nødvendige alkali-blanding kan eventuelt delvis oppnås ved overføring fra brunmasse-vaskingen. Ladningen i blanderen 2 kan da reduseres i tilsvarende grad. Oksygenladningen skal være 25 - 50 kg/tonn masse, fortrinnsvis 30 - 40 kg/t.

Temperaturen til massen ved innmatingen i reaktoren 3 skal være under 90°C, fortrinnsvis 75 - 90°C. Dette innebærer at reaksjonen i det første trinn i reaktoren 3 kan utføres ved temperaturen i massen når den kommer fra brunmasse-vaskingen; Oppholdstiden i reaktoren 3 skal være forholdsvis kort, 10-30 min., fortrinnsvis 15-25 min.

Trykket i den første reaktor 3 skal være 4-10 bar. Det høye trykk, kombi-nert med massens høye alkalitet og en høy oksygenladning, fører til en høy délignifiseringshastighet. Samtidig holdes cellulose-nedbrytingen på et lavt nivå, på grunn åv den forholdsvis lave temperatur og korte oppholdstid.

Etter det første delignifiseringstrinn i den første reaktor 3, mates massen til det andre delignifiseringstrinn i den andre reaktor 6. Temperaturen i den andre reaktor 6 skal være over 90°C, dvs høyere enn i den første reaktor 3. Temperaturforskjellen skal imidlertid være mindre enn 20°C, fortrinnsvis 10 - 15°C. For å frembringe den nødvendige temperaturøking, tilføres damp til den andre blander 5.

Trykket i den andre reaktor 6 skal være 2 - 5 bar og lavere enn i den første reaktor 3. Oppholdstiden bør være forholdsvis lang. 45-180 min., fortrinnsvis 60

-120 min.

Det andre delignifiseringstrinn er først og fremst et langt ekstraksjonstrinn hvor den økete temperatur og forlengete oppholdstid gir forlenget delignifisering i forhold til det første trinn. Ved temperaturer over 90°C oppnås således god eks-traksjonsVutlutingshastighet.

På grunn av at det ikke innføres noe ytterligere alkali i det andre trinn, ikke engang for kompensering av forbruket i det første trinn, kan alkaliteten i massen holdes forholdsvis lav i det andre trinn. Derved unngår mari i stor grad cellulose-nedbryting, til tross for høy temperatur og lang oppholdstid.

I den andre blander 5 kan eventuelt en liten mengde oksygen tilsettes, som kan være opp til 5 kg/tonn masse. Oksygenladningen i det første trinn kan derved kompletteres for å øke oksygenets partialtrykk.

Oppholdstiden i det andre trinn bestemmes i forhold tjl temperaturen, for å oppnå optimale resultater, dvs tilsiktet forlenget delignifisering uten nedbryting av massens egenskaper. Høyere temperatur betyr således kortere oppholdstid.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for forlenget oksygen-delignifisering av masse fra lignocelluloseholdig materiale ved midlere konsentrasjon i to trinn, hvor temperaturen i det første trinn holdes under 90°C og i det andre trinn over 90°C, og hvor oksygen- og alkalitilsetninger i det første trinn er høye, karakterisert ved at temperaturøkningen mellom de to oksygentrinn er 10-15°C, at trykket i det første trinn er 4 -10 bar og i det andre trinn 2 - 5 bar, at trykket i det første trinn er høyere enn i det andre trinn, at oksygentilsetningen til det første trinn er høy, 25 - 50 kg/tonn masse, at alkali tilsettes bare i det første trinn for oppnåelse av høy alkalitet i det første trinn, 25 - 50 kg alkali per tonn masse.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at massens oppholdstid i det første trinn er 10 - 30 min., fortrinnsvis 15-25 min, og i det andre trinn 45-180 min, fortrinnsvis 60 - 120 min.

3. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at ytterligere oksygen tilsettes i en mengde på 0 - 5 kg/tonn masse i det andre trinn.