NO164310B - Fremgangsmaate for behandling av en mekanisk masse med hydrosulfitt-blekekjemikalier. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av mekanisk masse med hydrosulfitt-blekekjemikalier.

På grunn av knapphet på råmaterialer for fremstilling av papirmasser har mekaniske massefremstillingsprosesser blitt omfattet med økende interesse. Mekaniske massefremstillingsprosesser gir generelt høyere utbytter enn kjemiske massefremstillingsprosesser. Fordi det meste av ligninet og polysakkaridene ved mekaniske massefremstillingsprosesser (innbefattet raffinørmekanisk massefremstilling) (RMP), kjemimekanisk massefremstilling (CMP), termomekånisk massefremstilling (TMP), og kjemitermomekanisk massefremstilling (CTMP)), blir værende i massen, isteden for å oppløses og modifiseres som ved kjemisk massefremstilling, må bleking utføres ved avfarging isteden for ved oppløsning som ved kjemisk massefremstilling.

En hovedprosess for bleking av mekaniske masser er en reduserende blekeprosess hvor det benyttes hydrosulfitt, som f.eks. natriumhydrosulfitt eller sinkhydrosulfitt. Selv om man ved hydrosulfitt-bleking kan oppnå den ønskede avfarg-ingen av den mekaniske massen er fremgangsmåten forbundet med en del ulemper. Hydrosulfitt oksyderes uhyre raskt i luft, derfor kan tilstedeværelse av luft i massen påvirke bleke-virkningen av hydrosulfitt i negativ retning. Dette gjør det upraktisk å benytte hydrosulfitt for mekaniske masser som har en konsistens som I betydelig grad overskrider 4* siden økende konsistens øker massens tendens til å inneholde luft. Det er imidlertid ønskelig å bevirke bleking ved samme konsistens som for andre massebearbeidingsprosesser (f.eks. 5-25*, fortrinnsvis 8-15*), selv om suksessive fortynnings-og fortykningstrinn bør unngås p.g.a. de apparaturkostnader og det energiforbruk som er forbundet med dette.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for behandling av mekanisk masse som tillater reduksjonsbleking av massen på en effektiv måte ved masse- konsistenser på 8-15* i løpet av hele behandl ingsfremgangs-måten.

Nærmere bestemt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for behandling åv en mekanisk masse med hydrosulfitt-blekekjemikalier som er kjennetegnet ved at den innbefatter følgende rekkefølge av reaksjonstrinn: (a) samtidig pumping av avgassing av den mekaniske massen ved en konsistens på 8-15*; (bj blanding, uten vesentlig luftinnføring, av den mekaniske massen med konsistens 8-15* og en effektiv mengde hydro-sulf Itt-blekekjemikalier; og (c) massen holdes ved en forhåndsbestemt pH og temperatur i et på forhånd fastsatt tidsrom, slik at den ønskede blekingen oppnås.

Blandingen i trinn (b) kan foregå i en fluidiserende blander, og hydrosulfitt-blekekjemikaliene innbefatter buffer-, gelatinerings-, og utskillingsmidler. En typisk tilsatsmengde er 0,5-1,5* hydrosulfitt.

Ved utførelsen av oppfinnelsen unngås oksydasjon av det reduserende blekemidlet, det benyttes en minimal mengde apparatur, og bearbeidelsen kan utføres i det ønskede konsistensområdet på 8-15*.

Alternativt kan blanderen elimineres og hydrosulfitten tilsettes direkte til den fluidiserende pumpen. For eksempel kan kjemikaliene tilsettes til utløpet, eller innsugingen, av pumpen.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for behandling av en mekanisk masse slik at det tilveiebringes effektiv reduserende bleking av massen. Dette og andre formål ved oppfinnelsen vil tre tydelig frem ved den detaljerte beskrivelsen av oppfinnelsen og de vedlagte krav. Fig. 1 er en skisse som viser et eksempel på apparatur benyttet ved utførelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 er et skjematisk detaljert tverrsnitt av den

fluidiserende sentrifugalpumpen vist i fig. 1; og

Fig. 3 og 4 er skisser av to forskjellige alternative utfør-elser av apparatur for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes på mekaniske masser. Denne betegnelsen, som er vanlig brukt i industrien og som benyttes I foreliggende beskrivelse og krav, Innbefatter raffinørmekaniske masser (RMP), kjemlme-kaniske masser (CMP), termomekaniske masser (TMP), kjemiter-momekaniske masser (CTMP), og steinslipemasser.

Den mekaniske massen fremstilles typisk ved å benytte en hvilken som helst ønsket konvensjonell teknikk og føres deretter i røret 11 til et lagringstårn 12 eller lignende. Ifølge foreliggende oppfinnelse er det foretrukket å montere en fluidiserende sentrifugalpumpe 13 ved bunnen av lagrings-tårnet 12, slik at den mekaniske massen trekkes nedover derfra.

Den fluidiserende sentrifugalpumpen 13, og en apparatur og

fremgangsmåte for å kontrollere hodet av denne er illustrert og beskrevet i US-patent nr. 4,435,193. Pumpen 13, vist i fig. 2, kan innbefatte en innløpskanal 14, en rotor 15 som innbefatter et større antall blad 16 med aksial utstrekning som har en indre åpning 17, og blad 18. Bladene 18 roterer i

en spiralformet beholderdel 19, og gass kan passerecgjennom åpningene 21, 22 fra beholderdelen 19 til et gasskammer 20, gasskammeret 20 er forbundet med et gassutløpsrør 23?.

Masse passerer fra pumpen 13 inn i utløpsrøret 255, hvor det er plassert en spjeldventil 26. Hodet av pumpen 133kontrolleres ved å tilpasse speldventilen 26 på en måite. som er beskrevet i den tidligere nevnte US-patent nr. 4*; 435,193, slik at det kan oppnås et antall hoder innen et stort område. Ventilen 26 kontrolleres fortrinnsvis slik at pumpehodet maksimaliseres, slik at avgassningsvirkningen av pumpen blir størst mulig (dvs. maksimalisering av den luftmengden som trekkes gjennom røret 23).

Etter samtidig pumping og avgassing av den mekaniske massen I pumpen 13, føres massen straks til en blander 28%, Massen må føres til blanderen 28 på en slik måte at i det vesentlige ingen luft innføres, og blanderen 28 må bevirke blanding uten at det innføres luft. Ved blanderen tilsettes hydrosulfitt-blekekjemikalier fra røret 29 til blanderen, og blandes omhyggelig med massen. For utførelsen av foreliggende oppfinnelse er blanderen 28 fortrinnsvis en fluidiserende blander, f.eks. som beskrevet i US-patent nr. 4,093,506 og 4 ,339,206.

Mengden av hydrosulfitt-blekekjemikalier som tilsettes for å tilveiebringe en effektiv mengde vil variere avhengig av egenskapene for den mekaniske massen, omfanget av blekingen som ønskes, etc. Imidlertid tilsettes natriumhydrosulfitt eller sinkhydrosulfitt vanligvis slik at den totale mengden er 0,5-1,5*. Buffer-, utskillings-, og/eller gelaterings-midler, som f.eks. natriumtripolyfosfat og natriumdietylen-triaminpentaacetat tilsettes fortrinnsvis med hydro-sulf itten.

Etter at hydrosulfltt-blekekjemikaliene er blandet inn I massen ved hjelp av blanderen 28, holdes massen, som fremdeles har den samme konsistensen (dvs. 5-25*), ved en på forhånd valgt pH og temperatur i et på forhånd bestemt tidsrom, slik at den ønskede blekingen bevirkes. Dette oppholdet kan ganske enkelt være i rørene som fører massen til et videre bearbeidingstrinn, eller kan være i en beholder som spesielt er utformet for dette formål, som f.eks. et konvensjonelt bleketårn 31 med oppadgående strøm. Typiske, men ikke begrensede, betingelser er: pH, 4,5-6,5; temperatur 35-80-C; holdetid 0,25-2 timer.

Siden massen i det vesentlige er fullstendig avgasset før den blandes med hydrosulfitt-blekekjemikaliene, kan blekevirk-ningen effektivt kontrolleres og den ønskede mengde blekekjemikalier kan tilsettes for å bevirke den ønskede blekingen. Avgassingen foregår, ifølge foreliggende oppfinnelse, på en enkel og effektiv måte, og med en minimal mengde utstyr. Massen, som har en konsistens på 8-15*, trekkes fra lagrlngstårnet 12, pumpes og avgasses samtidig ved hjelp av den fluidiserende sentrifugalpumpen 13, hvis hode kontrolleres ved hjelp av ventil 26 for å maksimalisere avgass-ingsvirkningen, føres straks til fluidiseringsblanderen 28 hvor hydrosulfitt-blekekjemikaliene tilsettes via rør 29, og føres deretter til et konvensjonelt lagringstårn 31, eller lignende, hvor den holdes ved en på forhånd bestemt pH og temperatur i et på forhånd fastsatt tidsrom for å oppnå den ønskede blekingen.

I utførelseseksemplene av foreliggende oppfinnelse, vist skjematisk i fig. 3 og 4, er blanderen 28 eliminert, isteden tilsettes hydrosulfitten direkte til massen inne i pumpen 13. I utførelsene ifølge fig. 3 og 4 er kontrollmekanismene for pumpen 13 ikke vist, for at illustrasjonen skal bli tyde-ligere .

I utførelsen i fig. 3 tilsettes hydrosulfitt-blekekjemikaliene via røret 33 direkte til utløpet av pumpen 13. Ved utløpet av pumpen 13 er massen effektivt avgasset, og når blekekjemikaliene tilsettes via en dyse, eller en tilsvarende innføringsdel vil de blandes med massen på grunn* av-massens turbulens ved dette punktet, og effektiv blekinga vil finne sted.

I utførelsen som er illustert i fig. 4 er pumpen 13 vist med rotorens rotasjonsakse horisontalt plassert. Dette illu-strerer at foreliggende oppfinnelse kan utføres uavhengig av pumperotorens orientering (dvs. horisontal eller vertikal).

I utførelsen vist i fig. 4 tilsettes hydrosulfitt-blekekjemikaliene via rør 35 ved innsugningen av pumpenil3. Igjen kan innføringen oppnås ved å anvende en egnet dyse eller lignende. Selv om massen ikke er fullstendig avgasset ved denne posisjonen, vil tilsats av blekekjemikaliene ved innsugningen tilveiebringe fullstendig blanding av blekekjemikaliene med massen når den pumpes av pumpen 13, og tiden som medgår fra kjemlkalietilsetningen ved Innsugningssiden av pumpen til effektiv avgassing bevirkes av pumpen, er i de fleste tilfeller kort nok til at medført luft ikke vil ha betydelige negative effekter på hydrosulfittens bleke-virkning. Dersom medført luft imidlertid har negative virkninger for en spesiell masse, benyttes utførelsene i fig.

1 og 3 istedenfor utførelsen i fig. 4.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for behandling av en mekanisk masse med hydrosulfitt-blekekjemikalier,karakterisertved at den innbefatter følgende rekkefølge av reaksjonstrinn: (a) samtidig pumping av avgassing av mekanisk masse ved en konsistens på 8-15*; (b) blanding, uten vesentlig luftinnføring, av den mekaniske massen med konsistens 8-15* og en effektiv mengde hydro-sulf itt-blekekjemikalier ; og (c) massen holdes ved en forhåndsbestemt pH og temperatur i et på forhånd fastsatt tidsrom, slik at den ønskede blekingen oppnås.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at hydrosulfitt-blekekjemikaliene som tilsettes i trinn (b) innbefatter buffer-, gelaterings-, og utskillingsmidler, og trinn (b) utføres ved å tilsette en til-strekkelig porsjon hydrosulfItt-blekekjemikalier til at hydrosulfitt-blekekjemikaliene utgjør 0,5-1,5*.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisertved at trinn (c) utføres ved å holde pH på 4,5-6,5 og å holde temperaturen på 35-80°C, og hvor det forhåndsbestemte tidsrommet er 0,25-2 timer.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at trinn (a) utføres ved å benytte en fluidiserende pumpe, og ved å kontrollere hodet av pumpen ved å strupe utløpet fra pumpen, slik at i det vesentlig fullstendig avgassing av massen finner sted.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at trinn (b) utføres umiddelbart etter trinn (a); og trinn (a) utføres ved å benytte en fluidiserende pumpe, og trinn (b) utføres ved å benytte en fluidiserende blander som adskiller seg tydelig fra pumpen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at trinn (c) utføres ved å føre massen til et bleketårn med oppadgående strøm etter passasje gjennom den f luidiserende blanderen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at trinnene (a) og (b) utføres ved å benytte en fluidiserende pumpe, og kjemikaliene tilsettes til utløpet av pumpen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at trinnene (a) og (b) utføres ved å benytte en fluidiserende pumpe, og kjemikaliene tilsettes til innsugningen av pumpen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at den mekaniske massen som behandles velges fra gruppen bestående av CTMP, TMP, CMP, og steinslipemasse.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at hydrosulfitt-blekekjemikaliene som tilsettes i trinn (b) innbefatter buffer-, gelaterings-, og utskillingsmidler, og trinn (b) utføres ved å tilsette en til-strekkelig porsjon hydrosulfitt-blekekjemikalier til at hydrosulfitt-blekekjemikaliene utgjør 0,5-1,5*.