NO813009L - Fremgangsmaate og innretning for oksygen-avlignifisering av masse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedører en fremgangsmåte og en innretning for oksygenavlignifisering av fibrøse materialer, mer særskilt mediumkonsistens-oksygenavlignifisering av blekbar masse og andre fibrøse materialer under utnyttelse av en serie rør-reaksjonssoner. Vanlige prosesser for kjemisk oppslutning av fibrøse råmaterialer benytter vanligvis svovelholdige blandinger, mens det i vanlige blekeprosesser har vært benyttet blandinger som inneholder klor. Dagens miljøvernkrav har resultert i leting etter miljøvennlige prosesser som kan gi de ønskede masseutbytter og- kvaliteter. Man har konsen-trert seg meget om bruk av oksygen sammen med alkaliske kjemikalier for avlignifisering av masse og andre fibrøse materialer.

Således har eksempelvis flere undersøkte oksygenavlignifisering av høykonsistens-masse (dvs. 20 - 30% konsistens).

Se i denne forbindelse Eachus, TAPPI Volume 58, s. 151-154 (september 1975) og Hasvold, 1978 International Sulfite Conference, Montreal, Canada (13. september 1978). Andre

har benyttet oksygenavlignifisering ved lavkonsistens-oppslutning eller bleking. Med lavkonsistens menes her 1 - 5% konsistens. Se Paper Trade Journal s. 37-39

(15. juli 1978).

I den senere tid har man også undersøkt prosesser for oksygenavlignifisering av massesil-rejekt og grovrejekt.

Slike silrejekt og grovrejekt har hittil ofte vært ansett

som ubrukbart og har derfor gått til avvanning med etter-følgende brenning eller dumping. Imidlertid rapporterer Kirschner i Paper Trade Journal, s. 32 (15. november 1978)

bruk av en lavkonsistens-oksygenavlignifiseringsprosess for kraft og sulfitsilrejekter som gir en blekbar masse. Hasvold har rapportert (1978 International Sulfite Conference, Montreal, Canada, 13. september 1978) en oksygen-prosess som gir avlignifisering av sulfitgrovrejekt ved en massekonsistens på 25%.

De fleste som av undersøkelsesforhold har enten benyttet

høy- eller lavkonsistens- oksygenavlignifiseringsprisesser, ente for masse eller for silrejekter og grovrejekt, men begge disse .prosesser har ulemper. Lavkonsistens-drift krever et stort reaktorvolum for å gi massen en akseptabel oppholdstid. Lavkonsistens-drift er også meget energikrevende, som følge av beholdet for å pumpe store massevolumer og •

høyt dampforbruk for oppvarming av massen i reaktoren. I tillegg vil den lave konsentrasjon av oppløst faststoffer i den forbrukte væske øke fordampningsomkostningene i de kjemiske gjenvinningsprosesser. Høykonsistens-drift krever på sin side vanligvis spesielt avvanningsutstyr for oppnåelse av denhøyere konsistens. Det er også kjent at høykonsistens-drift av et oksygenavlignifiseringssystem kan resultere i overheting av massen som følge av den eksoterme avlignifiseringsreaksjon, såvel som massedegradering og til og med forbrenning av massen.

Oksygenavlignifisering av masse med mediumkonsistens (dvs. 8-20% konsistens) ville være fordelaktig fordi meget av det eksisterende fabrikkutstyr, herunder massevaskeutstyr og avvanningsutstyr, er konstruert for drift i dette konsistens-område, slik at man ikke krever spesielt utstyr i denne forbindelse. Enkelte har rapportert tilfredsstillende resultater for mediiumkonsistens-drift i laboratoriums-målestokk, med utnyttelse av roterende autoklaver uten blandeutstyr. (Se eksempelvis Annergren et Al. 1979 Pulp Bleaching Conference, Toronto, Canada 11.-14. juni 1979; Saukkonen et al TAPPI volume 58, s. 117 (1975); og Chang et

al TAPPI volume 56, s.97 (1973)). Slikt utstyr egner seg imidlertid ikke ved oppskalering til kommersiell målestokk. Atter andre melder om at de har møtt på alvorlige problemer selv i liten laboratoriemålestokk. Eksempelvis rapporterer Eachus, TAPPI Volume 58, s. 151 (1975) at oksygenavligni- ■ fisering ved mediumkonsistens ikke er praktisk, pga. det høye alkalikrav, oksygenutarming og en begrenset avlignifisering.

Chang et al konkluderer i TAPPI 57, s.123 (1974) at mediumkonsistens-drift gir betydelig lavere avlignifiserings-virkning enn høykonsistens-drift, og at man også får ujevn avlignifisering. Selvom forfatterne foreslår at disse problemer kan overvinnes ved bruk av høyere oksygentrykk i reaksjonskaret så byr bruken av slike høye trykk på flere ulemper. Slike ulemper er større omkostninger for reaksjonskaret (tykkere vegger), større vanskeligheter med hensyn til matingen av massen mot det høyere trykk, og øket fare for gasslekkasjer.

Vertikale rør-oksygenreaktorer som arbeider med mediumkonsistens er kjent for forsøksdrift (se Annergren et al 1979 Pulp Bleaching Conference, Toronto, Canada 11.-14.

juni 1979; og Kleppe et al, TAPPI volume 59, s. 77 (1976).). Slike vertikale rørkonstruksjoner har imidlertid betydelige svakheter. Her kan nevnes kanalisering av gass og masse opp gjennom tårnet og også behovet for en med høy hastighet arbeid-ende mekanisk blander for dispergering av oksygen i massen. Slik høyhastighetsblanding kan føre til massedegradering og krever dessuten stor energitilførsel.

Man vil derfor forstå at det foreligger et behov for en enkel og effektiv fremgangsmåte for oksygenavlignifisering av fibrøst materiale, herunder masse såvel som silrejekt og grovrejekt, hvilken fremgangsmåte ikke er beheftet med de problemer som tidligere kjent teknikk har.

Ifølge et aspekt ved foreliggende oppfinnelse blir medium-konsis tens-masse ved en konsistens på fra 8 - 20% sammen med alkaliske materialer ført inn i en i hovedsaken horisontal reaksjonssone. Oksygen tilsettes for avlignifisering av massen mens blandingen av oksygen, masse, og alkaliske materialer agiteres og transporteres gjennom reaksjonssonen. Innretningen for avlignifisering av massen innbefatter en rørformet reaksjonssone, midler for innføring av oksygen gass og alkaliske materialer i reaksjonssonen, en pumpeanordning for innføring av masse i reaksjonssonen, og midler for transport og agitering av blandingen av masse, oksygen og alkaliske materialer gjennom reaksjonssonen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en mediumkonsistens-prosess og en innretning hvor det benyttes en eller flere i hovedsaken horisontale, agiterte rør-reaksjonssoner som gir hurtig oksygen avlignifisering med lave^alkalimengder, minimalt oksygenbehov, og som gir masse med høy viskositet. Bruk av roterende skruer eller vinger i en eller flere reaksjonssoner gir den agitering som er nødvendig for å få en god innblanding av oksygenet i massen og de alkaliske kjemikalier,

og gir også mulighet for styring av masseopphoIdstiden i hver reaksjonssone.

Med mediumkonsistens menes her at konsistensen til massen

som tilføres til og holdes i reaksjonssonen er fra 8 - 20%, fortrinnsvis 10 - 15%. Disse tall nevnes for å skille begrepet fra høykonsistenssystemer og lavkonsistenssysterner, hvor man opererer med konsistens på 20%, fortrinnsvis 25 - 30%, henholdsiv mindre enn 8%, fortrinnsvis 1-5%. Oksygenav-lignif iseringssys ternet ifølge foreliggende oppfinnelse kan benyttes for avlignifisering av en hvilken som helst massetype, herunder mekaniske masser, termomerkaniske masser, halvkjmiske eller modifiserte mekaniske masser, kjemiske masser og sekundærfiber. I tillegg kan også strå, lim og bagasse avlignifiseres, og det samme gjelder for massefabrikksil-rejekt og grovrejekt. Fortrinnsvis er utgangs-materialene for prosessen ubleket tremasse såsom nåletre-kraftmasse med Kappa-tall mellom 20 og 50 eller løvtre-kraftmasse med Kappa-tall mellom 10 og 30, høyutbyttemasse (dvs. 55-60% utbytte) kokt til nær fiberfrigjøringspunktet, såsom nåletre-kraftmasse med Kappa-tall mellom 50 og 60

eller løvtre-kraftmasse med Kappa-tall mellom 25 og 50,

eller fiberisert massefabrikksil-rejekt og grovrejekt.

I samsvar med oppfinnelsen kan masse eller annet fibrøst materiale sendes direkte fra blåsetanken i en flis- eller råmateriale-koker til brunslipvaskere som arbeider i medium-konsistensområdet. I de tilfeller hvor det benyttes en masse med et høyt utgangs-Kappa-tall, såsom høyutbytte-kraftmasse, kan massen eventuelt sendes til et ytterligere raffinerings-trinn før eller etter den forlater brukslipvaskerne. I de tilfeller hvor massen har gått gjennom en sil kan silrejektet og/eller grovrejektet fiberiseres i et ytterligere raffiner-ingstrinn og deretter blandes med hovedmassestrømmen igjen for oksygenavlignifisering. Massen føres så, med en mediumkonsistens på mellom 8-20%, fortrinnsvis 10-15%, inn i et i hovedsaken horisontalt rørformet reaksjonskar hvor massen bringes i kontakt med oksygengass og alkaliske kjemikalier. En tykkmassepumpe benyttes for å føre massen inn i reaksjonskaret. Bruk av en tykkmassepumpe hindrer gasstrykktap fra karet og gir ingen alvorlig komprimering av massen, slik at man kan oppnå jevn oksydinnvirkning og avlignifisering.

Oksygen kan innføres i avlignifiseringssystemet enten ved

et innsprøytningssted eller ved flere innsprøytningssteder. Typisk kan oksygengass føres inn på den nedre siden av reaksjonskaret. Delvist forbrukt gass kan eventuelt tas ut fra avlignifiseringssystemet ved lufting til atmosfæren, eller kan samles opp for recyklering. I tillegg kan delvist forbrukt gass trekkes ut og benyttes for kalkovnanrikning, avvannsbehandling, eller for andre formål. Organiske forbindelser eller karbonmonoksyder som oppstår under avligni-fiserings-reaksjonen kan fjernes ved at gassen føres gjennom et katalysatorsjikt før gjentatt bruk.

Alkaliske oppslutningskjemikalier innføres også i rekasjons-karet for å hjelpe til med avlignifiseringen. Eksempler på alkaliske kjemikalier som egner seg for bruk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse er natriumhydroksyd, natriumkarbonat, natriumborat-forbindelser, ammoniakkoksydisert kradt-hvitlut, og blandinger derav. Fortrinnsvis blir i det minste en del av den totale alkaliske kjemikaliemengde tilsatt massen før massen går gjennom tykkmassepumpen og inn i den første reaksjonssone. Derved sikrer man at massen har en alkalisk pH-verdi når den går inn i den første reaksjonssone, og man får også en smøring av massen slik at pumpingen lettes. En del av den totale kjemikaliemengde tilføres den første reaksjonssone fra et eller flere innsprøytningssteder langs toppen av karet. Magnesiumsulfat eller andre kjente beskyttende kjemikalier eller katalysatorer for opprettholdelse av viskositeten og styrken til massen, kan ikkføres i massen, enten før eller etter tykkmassepumpen.

Damp tilføres også til massen før den går inn i tykkmassepumpen. Dampen vil hjelp til med å støte ut overskudds luft fra massen før avlignifiseringen. Ekstra damp kan føres inn i reaksjonskaret etter behov for å opprettholde den ønskede reaksjonstemperatur, selv om den eksoterme avlignifiseringsreaksjon vil dekke en vensentlig del av varme-behovet.

Når masse med en konsistens på 8-20%, fortrinnsvis 10-15%,

er ført inn i reaksjonskaret ved hjelp av tykkmassepumpen, vil en roterende skrue eller flere vinger bevirke en agitering av massen, oksygenet og de alkaliske kjemikalier. Man har funnet at en enkelt skruevinge som strekker seg gjennom hele reaksjonssonen vil gi den nødvendige varsomme agitering for oppnåelse av jevn og rak avlignifisering. Tilfredsstillende avlignifisering oppnås ved en rotasjon av skruen med en hastighet påmindre enn omdreininger pr. minutt, fortrinnsvis 1-6 omdreininger pr. minutt. I en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan det benyttes et eller flere ekstra, i hovedsaken horisontale rørformede reaksjonskar for oppnåelse av ytterligere avlignifisering av massen.

Reaksgonstemperaturen, alkalimengden, type alkaliske kjemikalier, oksygen-partialtrykk, og oppholdstid vil være avhengig av den materialtype som behandles og av den ønskede avlignifiseringsgrad. Vanligvis vil temperaturenligge mellom 80° og 160°C, kjemikalimengden vil være 1-20% beregnet som Na20 på ovnstørt materiale, og aksialpartialtrykket vil ligge mellom 2 til 14 kg/cm . Egnet oppholdstid vil ligge mellom 5 og 120 minutter.

Det er som det vilfremgå av det som er sagt foran en hensikt med foreliggende oppfinnelse å oppnå jevn og rask avlignifisering av en masse med mediumkonsisten, med bruk av minimale alkalimengder og minimalt oksygenforbruk, for tilveiebringelse av en masse med høye styrkeegenskaper. At dette oppnås vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av oppfinnelsen under spesiell henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser et skjematisk flytdiagram for fremgangsmåten

ifølge oppfinnelsen,

fig. 2a og 2b viser skjematiske flytdiagram for alternative

utførelser av oppfinnelsen,

fig. 3 viser forholdet mellom masseviskositet og Kappa-tall

for mediumkonsistens-oksygenavlignifisering av masse

i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 viser forholdet "mellom masseviskositet og Kappa-tall

for ulike massekonsistenser,

fig. 5 viser endringer i Kappa-tallet i forhold til den alkaliske kjemikaliemengde, for agitert og uagitert

avlignifiseringsprosesser, og

fig. 6 viser forholdet mellom den alkaliske kjemikalimengde

og Kappa-tallreduksjonen for ulike massekonsistenser.

I fig. 1 blir masse med en konsistens på 8 til 20%, fortrinnsvis 10-15% ført fra brunslip-massevaskere og inn i et første horisontalt reaksjonskar eller rør 10 ved hjelp av en tykkmassepumpe 12. Skrå reaksjonsrør kan også benyttes, men skråvinkelen bør ikke overskride ca. 45° hvis man ønsker å unngå komprimering og avvanning av massen i den nedre enden av røret. Komprimering og avvanning vil forstyrre den jevne oksygeninnblandingen. Det viste reaksjonskar er vist som et sylindrisk reaktorrør, men også ikke-sylindriske rør,

såsom et dobbeltskruesystem, kan benyttes.

Pumpen 12 kan være en Moyno pumpe som leveres av Robbins&Myers Inc., Springfield, Ohio, USA. Alternativt kan pumpen 12 være en Cloverotor pumpe som leveres fra Impco Division of Ingersoll-Rand Co., Nashua, New Hampshire, USA, eller en tykkmassepumpe som fremstilles av Warren Pumps Inc., Warren, Massachusetts, USA.

Man har funnet at disse pumper kan mate massen inn i reaksjons-røret mot trykket i røret uten alvorlig komprimering av massen og uten gasstap fra røret, andre innmatingsinnretninger, såsom sluserotorer eller skruematere er uønskede i denne forbindelse. En sluserotor vil gi vesentlige gasstap fra reak-sjonsrøret fordi de enkelte sluseseksjoner vil være utsatt for det høye oksygentrykk i reaktoren og deretter åpne seg mot stmosfæretrykket på utsiden av reaktoren. Bruk av en skrue-mater vil gi alvorlig komprimering og avvanning av massen slik at man ikke får den ønskede effektive oksygenanriking i det ønskede konsistensområdet.

Før massen føres inri i tykkmassepumpen 12 kan damp føres inn

i massen gjennom ledningen 14. Dampen hjelper til med å

støte ut overskuddsluft fra massen og hever også temperaturen noe i massen. Det er dessuten ønskelig å tilføre i det minste en del av den totale alkaliske materialmengde før massen går inn i pumpen 12. Slik tilsetting av alkalisk materiale kan skje gjennom ledningen 16. Det alkaliske materiale tjener til å smøre massen for å lette pumpingen og til å sikre at massen vil ha en alkalisk pH-verdi når den går inn i reak-sjonsrøret 10. Alternativt kan alt alkalisk materiale tilsettes på dette sted.

Vanligvis vil denne totale alkaliske materialmengde ligge mellom 1 og 20 vekt% beregnet som Na20 på den ovntørre vekten til det rå fibrøse materiale. Eksempler på alkaliske materialer som egner seg for bruk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse er natriumhydroksyd, natriumkarbonat, natriumborat-blandinger, ammoniakk, oksydisert kraft-hvitlut og blandinger derav, selv om andre kjente alkaliske oppslutnings-væsker også kan benyttes.

Når massen er kommet inn i reaksjonsrøret 10 vil den under-kastes en oksygenavlignifiseringsreaksjon. Oksygengass innføres i reaksjonsrøret 10 gjennom ledningen 18. Alternativt kan oksygen innføres på flere steder langs røret 10. Typisk holdes et oksygenpartialtrykk i systemet på mellom ca. 2 og

2

ca. 14 kg/cm .

Forbrukt gass kan fjernes fra systemet ved lufting til atmosfæren. Alternativt kan gassen gjienvinnes for resirkulering til reaksjonsrørene, eller gassen kan benyttes for andre formål, eksempelvis for kalkovnanrikning eller for behandling av avfallsvann. Organiske damper eller karbonmonoksyder som oppstår under avlignifiseringsreaksjonen, kan fjernes ved å føre gassen gjennom et katalysatorsjikt.

Avlignifiseringsreaksjonen skjer ved blanding av massen, oksygen og den alkaliske væske som innføres gjennom ledningen 20 og sprøytes over massen langs røret. Ved å tilsette den alkaliske væske gradvis langs lengden av røret i stedet for på et sted, slik det ellers er vanlig ved høykonsistens-oksygenavlignifisering, oppnås bedre masseviskositet og -styrke. En annen fordel med den gradvise tilsetning av den alkaliske væske er at den eksoterme avlignifiseringsreaksjonen kan styres lettere og at man reduserer faren for lokal overheting.

En tilfredsstillende og varsom agitasjon kan oppnås ved å rotere skruen 22 med drivmidlet 23 med en rotasjonshastighet på mindre enn ca. 15 rpm, fortrinnsvis 1-6 rpm. Fortrinnsvis drives systemet slik at det foreligger et gassrom på toppen av reaksjonskaret 10 og karet er mindre enn fylt med masse. Den samlede oppholdstid for massen i systemet kan variere avhengig av massetype og massekondisjon og av den avlignifiseringsgrad som ønskes. Oppholdstider mellom 5 og 120 minutter har vist seg å være tilfredsstillende. Damp kan innføres i reaksjonskaret gjennom ledningen 46 for å holde temperaturen der i det foretrukne området mellom 80° og 160°C.

Etter avsluttet avlignifiseringsreaksjon går massen ut fra karet 10 gjennom utløpet 26 og til en blåsetank 28. Massen går så ut under utnyttelse av en vanlig blåsevisker.

I en annen utførelse av oppfinnelsen, vist i fig. 2a, hvor det er benyttet samme henvisningstall som i fig. 1 for like komponenter, blir masse fra vaskeren 50 ført gjennom raffi-nøren 52 for ytterligere fiberisering før massen går til tykkmassepumpen 12. Masse konsistensen fra vaskeren 50 vil være i mediumområdet og massen kan raffineres og føres til reaksjonskaret med samme konsistens, uten at det er nødvendig med avvanning. Raffinøren 52 kan benyttes i de tilfeller hvor den avlignifisering som skal utføres er for en masse med høyt start-Kappatall, såsom f.eks. en høyytelse-løvtrekraftmasse med et start-Kappatall på større enn ca. 50.

I fig. 2a er det vist bruk av et eller flere etterfølgende,

i hovedsaken horisontale reaksjonskar, såsom karet 30, for ytterligere avlignifisering av massen. Som vist vil masse som går ut fra den ene enden av karet 10 falle ned i karet 30, hvor massen føres langs karet med en varsom agitering under påvirkning av den roterende skrue 32. Skruen har som antydet en skrueformet skovle eller vinge 34 og drives med en egnet drivanordning 33. Damp kan tilføres gjennom ledningen 4 8 for å opprettholde temperaturen i karet 30 innenfor det foretrukne området på mellom 80 til 160°C. Oksygen kan

tilføres gjennom ledningen 18a etter behov.

Nok en utførelse av oppfinnélsen er vist i fig. 2b hvor det også er benyttet samme henvisningstall som i fig. 1 for-til-svarende komponenter. I fig. 2b føres massen fra et koke-trinn gjennom ledningen 54 til silen 56 hvor grovrejekt, flis og andre urenheter fjernes. Den aksepterte masse går gjennom ledningen 58 inn i vaskeren 50, mens rejektet går til raffinøren 52 for ytterligere behandling før det føres sammen med hovedmassestrømmen gjennom ledningen 60. Denne sammenførte eller kombinerte massestrøm vaskes og oksygen-avlignif iseres som beskrevet ovenfor for tilveiebringelse av en blekbar masse.

I det etterfølgende skal det gis enkelte klargjørende eksempler.

Eksempel 1

En såkalt "Northeastern softwood kraft pulp" med et start-Kappatall på 29,3 og en viskositet på 26,9 centipoise ble oksygenavlignifisert i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Reaksjonsbetingelsene var 10% massekonsistens, et totalt gasstrykk på o 7 kg/cm 2og en tilsetting av natriumhydroksyd i en mengde på 3 vekt% basert på tørr masse. Oppholdstiden i reaksjonssonen ble variert fra 8 til 16 til 39 minutter ved å variere hastigheten til den roterende skrue i reaktoren. Innmatingshastigheten for massen ble innstilt til henholdsvis 1542 kg/dag og 4536 kg/dag. Resultatene er vist i fig. 3. Diagrammet viser et lineært forhold mellom masseviskositet og Kappatall ved opptil 60% avlignifisering, idet

Dette resultatet er overraskende fordi høye masseviskositeter, som indikerer høy massestyrke, ble oppnådd ved realtiv høy avlignifiseringsprosent. Kommersielle systemer for høy-konsistens-oksygenavlignifisering er begrenset til ca. 50% avlignifisering som følge av de alvorlige massestyrke-tap (målt som sterkt redusert masseviskositet) man opplever uten-for dette punkt.

Med mediumkonsistens-oksygenavlignifiseringsprosessen ifølge foreliggende oppfinnelse, med en i hovedsaken kontinuerlig og varmsom agitering av massen, kan således mer lignin fjernes fra massen uten tap av massestyrke. Dette kan gi vesentlige reduksjoner i driftskostnader og kapitalkostnader sammenlignet med høykonsistens-prosesser, fordi kostandene i forbindelse med bleking reduseres og behovet for et konvensjonelt klor-bleketrinn kan elimineres.

Eksempel 2

Mediumkonsistens (15%)-oksygenavlignifisering ble utført av

en løvtre-kraftmasse med en startviskositet på 29,5, under utnyttelse av foreliggende oppfinnelse. Avlignifiserings-reaks jonen ble foretatt over 20 minutter ved 110°C og med et totalt gasstrykk på ca. 10,5 kg/cm 2. For sammenlignings-formål ble samme masse avlignifisert under de samme beting-elser, med unntagelse av at i et tilfelle ble massen holdt på en lavkonsistens (2%) under raksjonen og i et annet tilfelle ble den holdt på en høykonsistens (28%) under reaksjonen.

Resultatene er vist i fig. 4. Som diagrammet viser vil den mediumkonsistens-avlignifiserte masse ved samme Kappatall ha høyere viskositet enn tilfellet er for såvel høykonsistens som lavkonsistens-massen.

Eksempel 3

Løvtre-kraftmasse med et start-Kappatall på 29,5 ble oksygen-avlignif isert i en 2 liters autoklav ved 110°C og et oksygen-gasstrykk på ca. 10,5 kg/cm 2over en tid tilstrekkelig til

å oppnå et sluttkappatall på 18,5. Flere forsøk ble kjørt med varierende massekonsistenser fra 2% til 15% og til 28%. Resultatene er vist i nedenstående tabell I

For et driftssystem vil det være nødvendig å sørge for lufting av reaktorgassene for å fjerne brennbare reaksjonsprodukter såsom karbonmonoksyd og hydrokarboner. Den resulterende uttynning av gassen i reaktoren med oksygen gir sikre til-standsbetingelser.

Ved hjelp av tallene fra tabell I ble det foretatt beregninger for å bestemme oksygenmengden som.er nødvendig for å holde reaktoren i en sikker tilstand, dvs. 30% av den nedre eksplo-sjonsgrense for brennbare produkter. Disse resultatene er vist nedenfor i tabell II.

Resultatene viser at mediumkonsistens-prosessen har lavere oksygenkrav.

Eksempel 4

En høyytelse-løvtrekraftmasse nær fiberfrigjøringen og med

et start-Kappatall på 59,4 ble oksygenavlignifisert i en autoklav ved temperaturer på mellom 100 - 130°C og med et totalt gasstrykk på 8,4 kg/cm 2. Massen ble holdt på mediumkonsistens over en reaksjonstid på ca. 15 minutter,

og tilsettingen av alkaliske (kaustiske) kjemikalier ble vari--ert fra 2-6 vekt% basert på ovnstørr masse.

Som vist i fig. 5 viser kurven A, hvor massen ble kontinuerlig og varsomt agitert i autoklaven, en større reduksjon i Kappatallet (indikerer større avlignifiseringsgrad) enn

kurven B, som viser resultatene uten agitering. Dette viser klart betydningen av varsom agitering av massen under av-lignif isering ved mediumkonsistens for å bedre avlignifiseringen av massen.

Eksempel 5

Forsøk ble gjennomført med en løvtre-kraftmasse med et start-Kappatall på 29,5 for å bestemme virkningen av massens konsistens på avlignifiseringen i forbindelse med en gitt tilsetting av alkaliske kjemikalier og en gitt reaksjonstid. Forsøket ble gjennomført i en 2 liters autoklav ved 110°C og et gasstrykk på 10,5 kg/cm 2, med en tid på 20 minutter. Lavkonsistens (2%)-forsøk ble gjennomført med kraftig agitering (rotasjon

av røreren med 1250 rpm) mens mediumkonsistens (15%)- og høykonsistens (28%)-forsøkene ble gjennomført uten agitering. Resultatene er vist ifig. 6.

Overraskende var avlignifiseringsgraden for mediumkonsistens-og høykonsistensforsøkene nesten identiske ved en gitt'kaustisk tilsetningsmengde. Lavkonsistens-forsøkene ga vesentlig mindre avlignifisering. For en lavkonsistens-prosess er det derfor klart at det kreves en lengre reaksjonstid for oppnåelse av samme reduksjon i Kappatallet som man oppnår for enten en mediumkonsistens- eller en høykonsistens-prosess.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig oksygenavlignifisering av mediumkonsistens-masse, karakterisert ved at masse med en konsistens på fra 3 til 20% og alkaliske materialer føres inn i en i hovedsaken horisontal reaksjonssone, at oksygen tilsettes til reaksjonssonen for avlignifisering av massen, og ved at massen transporteres gjennom reaksjonssonen med agitering av blandingen av masse, oksygen og alkaliske materialer over en tid tilstrekkelig for oppnåelse av avlignifisering.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste en del av de alkaliske materialer tilsettes massen før massen føres inn i reaksjonssonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at massekonsistensen er fra 10 - 15%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at massen transporteres og agiteres ved hjelp av en roterende skrue som dreier seg med mindre enn ca. 15 rpm.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingen av masse, oksygen og alkaliske materialer føres til en eller flere etterfølgende, i hovedsaken horisontale, agiterte reaksjonssoner, med en tid tilstrekkelig for oppnåelse av ytterligere avlignifisering.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at massen fiberiseres like før den føres inn i reaksjonssonen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at massen siles og at silrejektene fiberiseres og føres sammen igjen med massen like før massen innføres i reaksjonssonen.

8. Innretning for kontinuerlig oksygenavlignifisering av mediumkonsistens-masse, karakterisert ved at den innbefatter' en rørformet reaksjonssone med midler for agitering og transport av massen gjennom reaksjonssonen, en anordning for innføring av oksygengass i reaksjonssonen, en anordning.for innføring av alkaliske kjemikalier i reaksjonssonen, og en pumpeanordning for innføring av masse med en konsistens på 8-20% inn i reaksjonssonen.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved en anordning for fiberisering av massen før den føres inn i reaksjonssonen.

10. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved en anordning for siling av massen, en anordning for fiberisering av silrejektet. fra silanordningen, og en anordning for gjenforening av det fiberiserte rejekt med massen før massen føres inn i reaksjonssonen.

11. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at agitering- og transportmidlene innbefatter en roterende skrue som strekker seg i hovedsaken over hele lengden av reaksjonssonen.