NO870562L - Fremgangsmaate for fremstilling av masse av plante- og/eller trefibre og egnet som raastoff for blant annet papir, papp eller fiberplater. - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av masse av plante- og/eller trefibre og egnet som raastoff for blant annet papir, papp eller fiberplater.Info
- Publication number
- NO870562L NO870562L NO870562A NO870562A NO870562L NO 870562 L NO870562 L NO 870562L NO 870562 A NO870562 A NO 870562A NO 870562 A NO870562 A NO 870562A NO 870562 L NO870562 L NO 870562L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pressure
- dewatering
- mass
- bleaching
- fiber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 127
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 81
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 59
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 58
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 44
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 33
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 28
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical class O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 25
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 14
- 239000002761 deinking Substances 0.000 claims description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 9
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 claims description 5
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims description 3
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 claims description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 38
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 38
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 35
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 26
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N Nonylphenol Natural products CCCCCCCCCC1=CC=C(O)C=C1 IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- KIZFHUJKFSNWKO-UHFFFAOYSA-M calcium monohydroxide Chemical compound [Ca]O KIZFHUJKFSNWKO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004460 silage Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av
cellulosemasse og/ eller delignifisering av returfiber
Det tekniske område
Den foreliggende oppfinnelse angår kontinuerlig fremstilling
av cellulosemasse ved hjelp av en kombinert kjemisk og mekanisk metode for oppslutning av plante- og trefibre til cellulosemasse som råstoff for papir, papp, fiberplater og andre fiberholdige produkter. Den foreliggende fremgangsmåte er også velegnet for deinking, delignifisering og eventuell bleking av returfiber.
Teknikkens stand
Cellulosemasse har i årtier vært fremstilt ved den velkjente sulfittprosess eller den velkjente sulfatprosess. Begge prosesser fordrer idag meget store anlegg for å kunne gjennomføres økonomisk og det er meget kostbart å bygge nye cellulosefabrikker for fremstilling av cellulose ved sulfitt- eller sulfatpro-
sessen. Ikke desto mindre er det i de senere år blitt bygget endel nye store cellulosefabrikker i den industrialiserte del av verden og som efter igangkjøringen har gitt store økonomiske tap.
For tiden er enkelte lignende fabrikker under bygging i ut-
viklingsland, og det kan på forhånd med stor sannsynlighet sies at disse fabrikker vil påføre disse land store økonomiske tap og byrder i årene fremover.
Grunnen til dette er den kjensgjerning at dagens vanlige teknologi for kontinuerlig massefremstilling er blitt altfor kostbar i forhold til de priser som cellulosemarkedene har kunnet tilby i de siste tiår. Denne situasjon er nu særlig utilfredsstillende og uholdbar for utviklingsland som har behov for å bygge opp sin egen cellulose- og papirindustri.
Hvis nye, kontinuerlige fabrikker for fremstilling av cellulose skal kunne gjøres lønnsomme, må det foretas en grundig revisjon og fornyelse av cellulosefremstillings-prosessen med sikte på å oppnå en vesentlig reduksjon av investerings- og kapitalomkostningene pr. årstonn produksjonskapasitet. Dagens teknologi for kontinuerlig massefremstilling bygger hovedsakelig på sulfatprosessen som i de senere år har vunnet stadig større utbredelse på bekostning av sulfittprosessen. Dette forhold skyldes at sulfatprosessen er anvendelig for de fleste aktuelle fiberråstoffer, i motsetning til for eksempel sulfittprosessen. Dessuten er for dagens sulfatprosess også et etablert
system for gjenvinning av kokekjemikalier og forbrenning av organiske forbindelser i den såkalte "svartlut" tilgjengelig. Sulfatprosessen har derfor i de senere år vært ansett som den mest miljøvennlige prosess for fremstilling av cellulose.
Imidlertid hefter det fortsatt flere alvorlige ulemper v.ed prosessen, og disse kan listes opp som følger: 1. Sulfatprosessen har utviklet seg til å bli altfor kapital- krevende og forutsetter ekstremt store produksjons-kapasiteter som følge av den såkalte "economy of scale". Slike store anlegg stiller tilsvarende store krav til transportkapasitet og infrastruktur, men allikevel har anlegg over 200 000-250000 årstonn i de senere år gitt store økonomiske tap og hatt utilstrekkelig lønnsomhet. 2. For sulfatprosessen anvendes svovelforbindelser, og dette gir luktplager og forurensning av luften. Dessuten brukes i forbindelse med blekingen som regel klorholdige forbindelser som gir giftige og skadelige utslipp til omgivelsene. 3. En sulfatfabrikk er et komplisert system som er sammensatt av et stort antall sterkt forskjellige prosess- og maskinelementer og er oppdelt i adskilte avdelinger for henholdsvis kokeri, sileri, vaskeri og blekeri, hver med adskilte varme-, vann-, kjemikalie- og avløpssystemer.
Dagens sulfatfabrikk er vanligvis således kjennetegnet ved stående høye trykkokere hvor fibrene mates inn på toppen med høy, ikke pumpbar konsistens, for senere å passere vertikalt gjennom kokeren efter "fritt fall"-prinsippet , for derefter å bli for-tynnet til en pumpbar eller "blåsbar" konsistens i bunnen av kokeren.
4. Sulfatprosessens behov for volum og grunnareal er store fordi prosessen forløper for-
holdsvis langsomt. Dette skyldes at fibermassen underveis utsettes for forholdsvis liten bevegelse, og dette har igjen til følge at reaksjonene foregår langsommere enn hva tilfellet ville ha vært med mer bevegelse og turbulens ("vaskemaskineffekt").
5. De temperaturer og trykk som anvendes under massekokingen, er vanligvis bestemt av det faste forhold mellom trykk og temperatur i mettet damp som tradisjonelt blir anvendt som varmekilde i kokeren. 6. Stående, høye diffusører som vanligvis er forbundet med kompliserte varmegjenvinningssystemer, anvendes for "blåsing" av massen efter kokingen. 7. Gjentatt fortynning og fortykking av massen i forbindelse med mange forskjellige massekonsistenser under prosessen, ved intern befordring, siling, vasking og bleking, ut-føres ved hjelp av tungt og komplisert utstyr som ofte er plassert i forskjellige etasjer i høye, tunge og kostbare fabrikkbygninger. 8. Store mengder vann og utløpskjemikalier må tas hånd om i store, plasskrevende og kostbare gjenvinnings- og/eller renseanlegg. 9. Massefabrikken omfatter et meget stort antall- forskjellige maskiner, operasjoner og funksjoner som alle representerer mulige feilkilder og som krever tilsvarende tilsyn, vedlikehold samt et rikholdig og-kostbart lager av mange reservedeler.
Oppfinnelsens formål
Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte ved fremstilling av cellulosemasse og/eller de-lignif isering av returfiber med eventuell bleking,
inkludert eventuell deinking, idet frem-
gangsmåten ikke skal være beneftet med de meget store ulemper som er nevnt ovenfor i forbindelse med sulfatprosessen som representativ for den mest interessante og nærliggende teknikkens stand. Ved den foreliggende fremgangsmåte skal sammenlignet med dagens vanlige cellulosemassefremstillingsprosesser en sterk forenkling av prosessføringen og av prosessutstyret fås,hvilket reduserer behovet for kapital, plass, overvåkning og vedlikehold. Ved den foreliggende fremgangsmåte skal oppnås en utstrakt resirkulering og gjenbruk av kjemikalier og varmeenergi i kombinasjon med den såkalte "vaskemaskin"-
effekt, hvorved prosessen forløper langt hurtigere fra råstoff til ferdig cellulosemasse enn de for tiden vanlig anvendte prosesser. Den utstrakte resirkulering og gjenbruk av kjemikalier og varmeenergi skal sikre optimal driftsøkonomi for den foreliggende fremgangsmåte, og dessuten redusere vannforbruket hvorved utslipp til vann eventuelt kan falle bort. Det tas ved oppfinnelsen sikte på at utstyret for fremgangsmåtens utførelse og selve fremgangsmåtetrinnene skal kunne oppdeles i moduler
som med enkle interne modifikasjoner skal gi kombinasjons-muligheter for behandling av alle aktuelle fiberråstoffer. Videre tas det sikte på at slike moduler skal kunne monteres inn i rammer for standard transportcontainere, hvorved sikres enkel og billig montasje, transport, oppstarting og eventuelt flytting av anlegget fra sted til sted efter behov.
Oppsummering av oppfinnelsen
Oppfinnelsen angår en kontinuerlig fremgangsmåte for oppslutning og eventuell bleking av plante- og trefibre
og/eller for delignifisering og eventuelt deinking av returfiber under erholdelse av en masse som er egnet som råstoff for papir, papp, fiberplater og andre produkter som inneholder plante- og/eller trefibre, hvor det fiberholdige råmateriale innføres i en oppslutningssone og i denne oppsluttes i alkalisk oppslemning ved forhøyet temperatur og trykk under anvendelse av et alkalisk kokekjemikalium i kombinasjon med oxygen og eventuelt mindre mengder av andre tilleggstoffer, som for eksempel antrakinon, hvor kokekjemikaliene fjernes fra oppslutningsprosessen i form av en svartlut som går til deponering eller kjemikaliegjenvinning, og fremgangsmåten er særpreget ved at masseråstoffet i form av en pumpbar oppslemning under oppslutningen og den eventuelle bleking transporteres gjennom et lukket, sammenhengende og trykksatt rørsystem ved hjelp av massepumper som samtidig anvendes som blandeaggregat for oppslemningen og kjemikaliene, idet massen mens den transporteres gjennom rørsystemet utsettes for gjentatte avvanninger ved utpressing av væske og før hver avvanning, bortsett fra den siste avvanning,utspes med utpresset væske tilbakeført fra et ned-
strømsavvanningstrinn i prosessen og/eller fra et nedstrøms nnmno f ri nn r\ rr n ri Q +■ m a e; c? n m d T~| o rlctrt f ranennrforoc monn Om
rørsystemet utsettes for trinnvis økende trykk i ett eller flere pumpetrinn og foran det siste avvanningstrinn utspes og eventuelt avkjøles med friskvann og/eller blekeavlut tilført under trykk og at massen efter den siste avvanning i oppslutningstrykksystemet vaskes og eventuelt blekes i en fortsettelse av trykksystemet eller i trykkløs tilstand efter kald- eller varmblåsing..
Kortfattet beskrivelse av tegningene
På tegningene er vist tre forskjellige skjemaer for en ut-førelsesform som et eksempel på den foreliggende fremgangsmåte. Nærmere bestemt er på
Fig. 1 et flytskjema for oppslutningsdelen av fremgangsmåten vist, med fire avvanningstrinn og med trinnvis oppbygning av trykket fra det første avvanningstrinn til det fjerde avvanningstrinn , Fig. 2 viser skjematisk den relative trykkøkning i henhold til flytskjemaet vist på Fig. 1, fra oppslutningsprosessens begynnelse til dehs avslutning fra venstre til høyre på Figuren,og Fig. 3 viser et Sankey-diagram for prosessen i henhold til flytskjemaet vist på Fig. 1, for de tilførte og resirkulerte mengder av væsker eller kjemikalieoppløsninger. Fig. 4-16 vil bli omtalt nedenfor i forbindelse med beskrivelsen av prosessen.
Detaljert beskrivelse av prosessen og tegningene
En utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte vil nu
bli nærmere beskrevet under, henvisning til tegningene.
Ifølge Fig.l og 2 blir råstoff og friskvann tilført en oppløser og fra denne via en pumpe P-j og renseinnretning tilført til en pumpe P^hvori trykket på oppslemningen som har en konsistens av ca. 4%, økes til trykknivået p^. Fra pumpen P^skyves oppslemningen gjennom en avvanningsinnretning
som vil bli nærmere beskrevet nedenfor, hvori oppslemningen avvannes til en konsistens på ca. 20%. Den avvannede masse blir i røret mellom avvanningsinnretningen og en pumpe<p>_ utspedd med oppslutningsvæske som er blitt tilbakeført fra
senere trykkøkningstrinn og/eller trykkavvanningstrinn lenger nedstrøms i prosessen. Dessuten kan også ferske kjemi-kalieoppløsninger og/eller ytterligere varme tilsettes til oppslemningen i rørseksjonen mellom avvanningsinnretningen og pumpen P ^ . Den i avvanningsinnretningen utpressede væske føres i alt vesentlig til en varmeveksler hvori den utpressede væske (avlut eller avvann) føres i varmevekslingsforhoid til innført friskvann eller eventuelt avvann fra blekeri. Endel av luten som er blitt presset ut av avvanningsinnretningen ,
kan også tilføres oppløseren for i oppløseren å danne råstoff-oppslemningen med en konsistens på ca. 4%. Før oppslemningen kommer inn i pumpen P^ og derfra inn i avvanningsinnretningen
blir den tilført brukt kokekjemikalieoppløsning tilbakeført fra oppslutningsrøret umiddelbart efter pumpen P ^ som står for det nærmest påfølgende trykkøkningstrinn. Fra pumpetrinnet p^føres så massen til et nytt pumpetrinn p^hvori trykket på oppslemningen økes ytterligere og idet resirkulerte kokekjemikalier tilbakeføres til oppslemningen mellom de to pumpetrinn p^og p^, idet den tilbakeførte brukte kokelut til rør-avsnittet mellom pumpetrinnet p^og pumpetrinnet p^tas fra oppslutningsrøret umiddelbart efter det neste påfølgende trykkøkende pumpetrinn p,.. Fra pumpenP^overføres så oppslemningen fremdeles med en massekonsistens på ca. 4% til det neste trykkøkende pumpetrinn p^, og fra dette pumpetrinn føres oppslemningen videre, igjen under tilførsel av resirkulert
brukt kokelut, til trykkpumpenP^hvorfra oppslemningen føres gjennom den neste avvanningsinnretning hvori oppslemningen igjen avvannes til en massekonsistens av ca. 20%. Fra avvanningsinnretningen føres massen videre, igjen under utspedning for dannelse av masseoppslemning med en massekonsistens på ca. 4% med tilbakeført brukt kokelut, til en neste trykkøkningspumpe P^ og derfra inn i en neste avvanningsinnretning hvori oppslemningen igjen avvannes til en massekonsistens på ca. 20%. Fra avvanningsinnretningen føres oppslemningen videre til den siste viste trykkøkende pumpe Pg, igjen under utspedning av oppslemningen til en massekonsistens på ca. 4% ved tilførsel av væske som i dette tilfelle utgjøres av friskvann eller eventuelt avvann fra et blekeri hvortil
massen kan overføres efter at den er blitt fjernet fra oppslut-ningsseksjonen vist på Fig.l. Denne væske som tilføres før den trykkøkende pumpe Pg, er fortrinnsvis forholdsvis kjølig for å kunne avkjøle massen til en slik lav temperatur at når den endelig forlater
det trykksatte rørsystem, vil den ved atmosfæretrykk ha en temperatur under 100°C, dvs. at den ikke vil ekspandere, eller nærmere bestemt at den vil bli "kaldblåst" når den forlater det trykksatte rørsystem. Fra den trykkøkende pumpe P g kommer oppslemningen inn i den siste viste avvanningsinnretning hvori den igjen avvannes til en massekonsistens på ca. 20%.
Den avvannede oppslemning med massekonsistens på ca. 20% tas så ut av systemet via stengekjeglen ved enden av røret, idet denne stengekjegle er av kjent konstruksjon og gir et mot-trykk som styres av en luftfylt belg hvis regulerbare trykk utøves mot den kjegleformige stengeanordninqs grunnflate. Flytskjemaet ifølge Fig. 1 viser oppgradering av retur fiber eller fremstilling av ubleket cellulose av ett-årsvekster. Hovedkonsistensen under transporten gjennom rør-systemet er som nevnt ca. 4% og konsistensen efter avvanning ca. 20%. På flytskjemaet er vist 3 reaksjonsmoduler (Mn,1^ og M.J for delignifisering og 2 trinn for vasking (ved
P_ og P0). En blekeseksjon kan
tilkobles til systemet vist på Fig. 1, og for blekingen kan
samme fremgangsmåte benyttes som beskrevet ovenfor i forbindelse med oppgraderingen eller oppslutningen, men selvfølgelig ved anvendelse av kjemikalier av en art og i en tilstrekkelig mengde til å oppnå den ønskede bleking.
Den foreliggende fremgangsmåte er anvendelig for alle slags vegetabilske fibre, f.eks. bagasse, kenaaf , ris-halm, gummitrær, avfall fra palmeoljeproduksjon, bambus og for hårdved (løvtrær) og bløtved (nåletrær). Likeledes er fremgangsmåten velegnet for delignifisering og eventuell bleking av returfiber. Ved anvendelse av trykte returpapir-kvaliteter bevirker systemets utformning dessuten en deinking (avsverting) av råstoffet uten anvendelse av ekstra mekanisk tilleggsutstyr. Den foreliggende fremgangsmåte byr på et stort spektrum av reaksjonsmuligheter, som dekker produksjon av masse med en kvalitet som varierer i området fra mekanisk masse (MP) via termo-mekanisk masse (TMP) og kjemisk-termomekanisk masse (C-TMP) til rene kjemiske masser (CP).
Som nevnt gjelder det viste flytskjema ifølge Fig. 1 for oppslutning eller koking av ett-årsvekster, som halm, bagasse eller kenaaf .. For oppslutning eller koking av sagflis, løvved eller nåleved må prosessen suppleres med mekanisk bearbeiding i iraffinører. Efter raffinørene kan an
yendes trykksiler som skiller grov-
flisen fra akseptet og returnerer den utsorterte grovflis-
fraksjon til fornyet kjemisk og mekanisk oppslutning. Dette gir mulig-heter for en rekke alternative opplegg som kan tilpasses alle aktuelle fibersorter.
Som nevnt under oppfinnelsers formål tas det ved oppfinnelsen også sikte på at utstyret for fremgangsmåtens ut-førelse og selve fremgangsmåtetrinnene skal kunne oppdeles i moduler. På den vedlagte Fig. 4 er vist hovedprinsippene for
et eksempel på
den foreliggende fremgangsmåte, og på den/edlagte Fig. 5
er vist hvorledes flytskjemaet for ett-årsvekster kan
ut idet dette er bygget orp i tre moduler som hver omfatter en massepumpe og rørsystem, mens Fig. 6 viser et eksempel på flytskjemaet for fremstilling av cellulose fra sagflis, løvved eller nåleved. I forhold til flytskjemaet vist på Fig. 5 er flytskjemaet vist på Fig. 6 supplert med raffinører for mekanisk bearbeiding, og efter . raffinørene er trykksiler anordnet som skiller grovflisen fra
akseptet og returnerer den utsorterte grovflisfraksjon til fornyet kjemisk og mekanisk oppslutning.
Det er naturlig å anvende de tre moduler på Fig. 5
.og 6 for henholdsvis impregnering, delignifisering og
defibrering som utgjør den samlede oppslutning.
Efter denne impregnering, delignifisering og defibrering følger vasking ifølge Fig. 4, fremdeles i det lukkede, trykksatte system. Denne "Kokeri"-del avsluttes med trykksatt avvanning fortrinnsvis utført i en trykk-pluggavvanningsinnretning som vist på Fig. 1. Trykk-pluggavvannings-
innretningen vil bli nærmere beskrevet.
Massen fra oppslutningen kan overføres til vasking i
en modul, og overføringen av massen til en vaskemodul IV
er vist på Fig. 7. I
denne modul inngår 3 trykksatte avvanningspresser koblet i serie, men disse 3 trykksatte avvanningspresser kunne like gjerne være erstattet av 3 trykk-pluggavvanningsinnretninger med foranstilt trykkpumpe. Det fremgår av Fig. 7 at ferskvann eller avvann fra blekeri innføres før inngangen i den siste av de seriekoblede trykksatte avvanningspresser og at væsken som er blitt presset ut i denne, tilbakeføres til før inngangen i den annen trykksatte avvanningspresse. Dette gjøres for efter trykksatt avvanning å utspe oppslemningen til en massekonsistens som er egnet for den videre transport av massen, for eksempel ca. 4%.
Ifølge Fig. 4 overføres den vaskede masse, fremdeles
i et trykksatt system, til et blekeri, og på Fig. 8 er det vist hvordan denne overføring kan skje og hvorledes blekeriet i henhold til den viste utførelsesform også er bygget opp av tremoduler som hver innbefatter et rørsystem med trykkpumpe . Fra den siste blekerimodul VII
overføres den blekade masse, som vist på Fig. 4, til vasking, likeledes med 3 trykksatte avvanningspresser eller med 3 trykk-pluggavvanningsinnretninger (modulVIII) . Foran hver trykkvanning utspes masseoppslemningen med væske, idet friskvann eventuelt fra scrubber eller varmeveksler tilføres før den siste trykk-avvanningsinnretning, mens væske utpresset i den siste trykk-avvanningsinnretning tilbakeføres til trykkrørsystemet foran innløpet til den annen trykkavvanningsinnretning. Den i denne utpressede væske kan eventuelt tilbakeføres til trykkrør-systemet og innføres i den blekede masse før innløpet til den første trykkavvanningsinnretning.
Fra den siste trykkavvanningsinnretning overføres massen til lagring eller papirfabrikasjon.
Massen kan efter impregnering, delignifisering og defibrering også vaskes og
eventuelt blekes i et etterfølgende ikke trykksatt system. Slik
trykkløs vasking er vist skjematisk på Fig. 9. Massen fra kokeriet blir da først "blåst" før den kommer inn i en modul IV som er en vaskerimodul og hvori på samme måte som for den trykksatte vasking tre avvanningspresser er benyttet, men disse er selvfølgelig ikke trykksatt. Efter denne trykk-løse vasking kan massen forsåvidt overføres til bleking på vanlig måte, dvs. ikke trykksatt bleking, eller den kan over-føres for lagring eller papirfabrikasjon.
For en fabrikk for fremstilling av ubleket eller bleket cellulose med en kapasitet på ca. 30 000 årstonn, dvs. 100 døgntonn eller 4 tonn pr. time, som kan bygges opp av det her beskrevne system og gi lønnsom drift fordi investerings-omkostningene i anleggsplass og apparatur er forholdsvis beskjedne, er tall og dimensjoner som refererer seg til denne produksjonskapasitet, blitt angitt nedenfor. En fabrikk med denne produksjonskapasitet har en gunstig størrelse for nye fabrikker i utviklingsland.
Som tidligere nevnt er det i forbindelse med kokeridelen som vist på Fig. 5 og Fig. 6 naturlig å anvende modul I som impregneringsdel og modulene II og III for delignifisering og defibrering, med eller uten bruk av mekanisk defibrering i tillegg utført "in-line" med trykksatte raffinører. Som eksempler på arbeidsparametre for en slik fabrikk kan de følgende angis:
Det fremgår av tabellens nedre del at bruken av raf-finører og trykksiler er anvengig av det råstoff som skal bearbeides. Modulene er imidlertid bygget efter en standard-form som har avsatt plass for alternative maskinanvendelser.
Avslutningen av oppslutningsdelen kan utføres på to forskjellige måter, dvs. a) med tradisjonell blåsetank,
gjerne i kombinasjon med et skrubberanlegg for gjenvinning av varme fra frigjort damp, efterfulgt av en trykkløs avvanningsinnretning med tilbakeføring av utpresset kokevæske til gjenvinning og oppløser.
b) Med en trykksatt avvanningsinnretning kan opplegget forenkles vesentlig, hvilket også gir et mer sluttet system og
optimalisert varmeøkonomi.
Vasking av massen er gjerne ønskelig som en del av cellulosefremstillingen, efter den første delignifisering og defibrering av råstoffet, og efter blekingen. Ved den foreliggende fremgangsmåte kan vaskingen utføres i en spesiell vaskemodul som er bygget opp av 1, 2 eller 3 vasketrinn efter første avvanning, se modul IV på Fig. 7 eller 9.
Hva gjelder bleking av massen, kan såvel blekeriet
som det tilhørende vaskeri arbeide trykkløst hvis temperaturen i massestrengen ikke overstiger 100°C. I så fall kan den foreliggende fremgangsmåte efter vaskeriet i cellulosefabrikken (dvs. efter modul IV) utføres ved anvendelse av trykkløse avvanningspresser i blekeriets vaskedel. Dette forhold gjelder også hvis modul IV er trykksatt idet det her vil finne sted en "kaldblåsing" ut av den trykksatte modul på grunn av nedkjølingen som følge av tilsetning av injisert, kaldere vaskevann i form av friskvann eller som
avvann fra blekeriet.
Imidlertid muliggjør den foreliggende fremgangsmåte
en maksimal varmegjenvinning og -økonomisering ved en betydelig reduksjon av det samlede vannforbruk. Derved blir også utslippsforholdene tilsvarende forbedret. Optimal varmegjenvinning oppnås hvis kaldblåsingen av massen ut av trykksystemet flytfes til slutten av blekeriets vaskedel. Dette forutsetter imidlertid at trykksatt utstyr også kommer til anvendelse i blekeriet og det tilhørende vaskeri. Det foreligger derfor 2 trykkalternativer.
Det er imidlertid flere grunner til at trykksatt utstyr også bør anvendes for blekeriet og dets vaskeri. Dermed kan nemlig blekeriet med dets vaskeri bygges opp av de samme, identiske moduler som anvendes for cellulosefremstillingen og dens tilhørende vaskeri.
De maskinelle merkostnader for et trykksatt system er relativt beskjedne sammenlignet med anleggsprisen for et trykkløst system. Dette forhold må også ses på bakgrunn av det faktum at kapitalbehovet for et samlet trykksatt sytem for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte er beskjedent sammenlignet med kapitalbehovet for konvensjonelle cellulose-prosesser.
Anvendelse av trykksatte elementer gjennom hele det foreliggende system innebærer følgelig at en maksimal standardisering av de maskinelementer som må anvendes, kan gjennomføres. Denne standardisering innebærer på sin side betydelige fordeler og innsparinger hva angår driftstilsyn, vedlikehold og reservedeler.
På bakgrunn av det ovenstående vil derfor et trykksatt blekeri med tilhørende vaskeri se ut som vist på Fig. 8. Det skal imidlertid bemerkes at trykkpluggavvannere er å foretrekke.
Nedenfor er i tabell II endel arbeidsparametre for drift av et slikt blekeri som vist på Fig. 8 gjengitt.
Hvis blekingen utføres uten klor, dvs. bare med NaOH eller NH^OH, 0^og/eller"0^, vil avvannet fra blekeriet kunne brukes som vaskevann i cellulosefabrikkens vaskeri, og fra vaskeriet tilbakeføres avvannet til celluloseprosessens begynnelse .
Den foreliggende fremgangsmåte kan utføres med en
høy grad av selvregulering. Et kokeri og blekeri som arbeider i trykktrinn fremskaffet av massepumper koblet i serie, vil selv regulere trykkforskjellen gjennom resirkulering av kjemikaliene i motstrøm til fibermassens bevegelse gjennom anlegget.
En slik sammenkobling av kokeri og blekeri gir også
bare ett sted for utslipp av anvendte kjemikalier fra anlegget. Dette utslipp vil kunne plasseres lengst fremme, nesten ved prosessens begynnelse, og denne "svartlut" som tas ut kan som nevnt føres i varmevekslingsforhold til friskvann og/eller avvann fra blekeriet, som vist på Flg. 1, 2 og 3.
I henhold til Sankey-diagrammet vist på Fig. 3 vil
den anvendte kokevæskemengde som slippes ut av systemet,
være tilnærmet lik den (frisk-)vannmengde som tilsettes ved anleggets ende som vaskevann for massen efter blekingen.
Dersom betydelige mengder klor anvendes i blekeriet,
vil returstrømmen av
avvann og kjemikalier fra blekeriet og dets vaskeri måtte brytes før cellulosefabrikken og ledes ut av systemet.
Denne oppdeling forutsetter nytt vannforbruk i cellulosefabrikkens vaskeri. Dermed vil en slik oppdeling på grunn av kloranvendelse i blekeriet nødvendigvis måtte føre til øket vannforbruk. Allikevel vil den foreliggende fremgangs måte kunne utføres med et vesentlig lavere vannforbruk enn hva tilfellet er i vanlige cellulosefabrikker.
Ved moderate tilsetninger av klor i blekeriet vil kjemikalie-væsken likevel kunne returneres videre til kokeridelen og brukes som endel av oppslutningsvæsken.
Det fremgår forøvrig av Fig. 1 at kjemikalietilsetningen og/eller varmetilsetningen foretas umiddelbart foran massepumpene, hvorved oppnås flere fordeler, som følger: a) Prosesstrykket økes for å kunne anvende prosesstempera-turer over 100°C. b) Trykkøkningen skjer trinnvis over massepumpene som er anordnet i serie, med økning til neste trykktrinn for hver
gjennomgang av ny massepumpe.
c) Øket trykk på hvert trinn muliggjør også resirkulering og anvendelse av motstrømsprinsippet mellom fiberstrøm og
kjemiekaliepumping gjennom hele anlegget.
d) Råstoff og kjemikalier får en intens blanding som stadig gjentas. På grunn av den oppnådde omrøring og
resirkulasjon av fibrene blir disse "vasket" mer eller mindre rene for lignin ved kjemikaliepåvirkning og agitasjon.
Modulene som er vist på Fig. 5, 6, 7, 8 og 9, er vist med reaksjonsrør anordnet efter hverandre. For hver modul er som eksempelvist 4 reaksjonsrørdeler som sammen utgjør en "pakke".
Denne rørpakke sammen med en massepumpe, eventuelt også med
raffinører. og sil, kan bygges inn innen rammen av en standard transportcontainer, og dette på samme måte for alle moduler som følger efter hverandre. En slik innbygging i en standard transportcontainer er perspektivisk antydet på^ig. 10.
Det fremgår også av de ovenstående tabeller at oppholds-tiden i hver reaksjonsrørpakke i hver modul er ca. 10 minutter. En egnet dimensjonering for disse reaksjonsrør er som følger:
En egnet rørkvalitet er ST23-33 med rørtykkelse 13 mm i rustfritt stål. En slik rørkvalitet vil tåle et arbeidstrykk på 20 bar og en arbeidstemperatur på 175°C. Eventuelt kan rør av kvalitet ST23-43 med godstykkelse 12 mm i syrefast stål anvendes.
De på Fig. 1, 2 og 3 viste ventiler er trykkstyrte automatventiler som åpner seg ved et forhåndsinnstilt trykk. På grunn av at trykkøkningen ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte finner sted i trinn, vil disse ventiler automatisk regulere tilbakestrømningen i prosessen og dermed motstrømmen mellom fiberflyt og prosesskjemikalier, mengdemessig bestemt av den mengde væske (vann) som trykkes inn i siste trinn i prosessen, se Fig. 5, 6, 7 8 og9. Prinsippet for den selvregulerte trykkfordelingen ved ut-førelsen av den foreliggende fremgangsmåte fremgår tydelig av Fig. 1 og 2.
Den tilsatte friskvannsmengde vil også ved dette opplegg bestemme mengden av utsluppet svartlut fra systemet og dermed også konsentrasjonen av faststoff i svartluten.
De trykkstyrte automatventiler mellom de forskjellige trykkøkningstrinn vist på Fig. 2 vil foruten å sørge for automatisk regulering av tilbakestrømningen i prosessen og dermed motstrømmen mellom fiberflyt og prosesskjemikalier, også regulere mottrykket og derved trykkfallet over de trykksatte avvanningsinnretninger, dvs. at de vil sørge for en styring av avvanningsgraden eller den fra masseoppslemningen utpressede væskemengde.
Noen eksempler på kjemiske prosessbetingelser for den foreliggende fremgangsmåte når denne omfatter koking (eventuelt deinking), vasking, bleking og vasking, er angitt i den nedenstående Tabell III.
Det fremgår av tabellen at ved koking anvendes en temperatur varierende fra 90 til 150°C avhengig av det påmatede fibermateriale, og som kokekjemikalium anvendes natriumhydroxyd eller ammoniakk, oxygen og eventuelle kokehjelpe-tilsetningsmidler, som anthrakinon (AQ). Den samlede koke-tid varierer fra 8 til 60 minutter avhengig av det påmatede fibermateriale, men en tilfredsstillende delignifisering
med eventuell deinking av returfiber vil finne sted i løpet av 2-40 minutter.
Blekingen foretas i alkalisk miljø med klor eller peroxyd (oxygenbleking), og temperaturen ved blekingen holdes mellom 70 og 120°C. Vaskingen mellom kokingen og blekingen kan foretas ved en temperatur av 70-140°C, og vasketiden kan variere fra 0,5 til 15 minutter. Efter blekingen foretas
så en avsluttende vasking. Det fremgår av tabellen at hele tiden føres fiberstrøm og væskestrøm i motsatte retninger i forhold til hverandre, og da hele prosessen foregår i et trykksatt lukket system, vil også ammoniakk være velegnet som kokekjemikalium.
For det trykksatte system som den foreliggende fremgangsmåte utføres i, er det blitt angitt at avvanningen foretas som en trykkavvanning. Det er videre blitt angitt at denne avvanning kan foretas i en såkalt "trykk-pluggavvanner" eller i en trykksatt skruepresse.
På Fig. 11 er prinsippet for en slik trykk-pluggavvanningsinnretning med foranstilt trykkpumpe vist. I henhold til Fig. 11 er trykket p (minus friksjonsmotstanden mellom glidende masseplugg og rørvegg) større enn trykketPjjj-Derved vil massepluggen som befinner seg inne i det sentrale perforerte rør trykkes ut av systemet forbi den til høyre på tegningen anordnede kjegleformige utmatningsregulerings-innretning mens utpresset væske med trykket p vil bli til-bakeført til ett eller flere steder oppstrøms i prosessen som angitt ved pilretningen ved inngangen til det viste sirkulasjonsrør.
Som den første og senere intermitterende avvannings-anordning innen systemet kan den anordning anvendes som er vist på Fig. 12. Denne tilsvarer avvanningsinnretningen som er vist på Fig. 11, men det er på Fig. 12 vist at for den videre transport av massen efter avvanningen i trykk-plugg-avvanningsinnretningen, blir massen utspedd med prosessvæske som tilbakeføres til trykkrørsystemet via de to viste rørben, for igjen å utspe massen som nu har et trykk på p til en lav massekonsistens, f.eks. ca. 4%.
Disse "trykk-pluggavvannere" er uten bevegelige deler og er dimensjonert for driftstrykk opp til ca. 16 bar, på samme måte som pumpene som kan være standard sentrifugal-pumper for masse og konstruert for lavkonsistens eller mellom-konsistensmassesuspensjon,dvs. i området 3-15%. Pumpene skal være sertifisert for trykk opp til 15-16 bar for å tåle det trykk som oppstår når flere pumper kobles i serie innen systemet. Trykkhøyden for én pumpe bør være i området 10-20 m eller mer. Videre vil pumpehjulenes turtall og diameter med fordel være slik dimensjonert at periferi-hastigheten ikke vil underskride 25-30 m/sekund for å oppnå
den ønskede blande- og dispergeringseffekt mellom fibermateriale, prosessvæske og de anvendte kjemikalier og gasser som tilsettes til trykkrørsystemet flere steder underveis.
Styrkekravene til det indre, perforerte rør i trykk-pluggavvannerne er imidlertid ikke så store som til det ytre omgivende rør som er formet som et skall rundt det perforerte rør og som dermed også funksjonerer som beskyttelse rundt dette. Det ytre rør må derfor imøtekomme alle sikkerhets-forskrifter som gjelder for de anvendte arbeidstrykk. Det indre rør kan for eksempel bestå av syrefast materiale med en veggtykkelse av 1-2 mm. Perforeringen kan med fordel gis en spesiell utformning for å unngå en gjentetting av hullene, og hullene kan åpne seg ca. 60° i væskestrømmens bevegelsesretning, se Fig. 13.
For den siste avvanning som foretas ved utførelsen av
den foreliggende fremgangsmåte, kan også en trykksatt skruepresse anvendes. Prinsippet for en slik skruepresse er vist på Fig. 14. Massesuspensjonen kommer inn via den foranstilte pumpe, med et trykk p^, og den utpressede væske tilbakeføres til prosessen med et trykk p2som er lavere enn trykket p^.
Til høyre på Figuren er atmosfæretrykket angitt ved p^.
Videre skal det bemerkes at for den første avvanning
som foretas ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte, kan en ikke trykksatt presse anvendes som i prinsippet er anordnet som vist på Fig. 14, men med en enklere mekanisk utførelse idet p2vil være tilnærmet det ytre atmosfæretrykk Pr
Oppløsningen av den fortykkede masse skjer hele tiden
med returnert væske, motstrøms til fiberflyten, slik dette fremgår av Sankey-diagrammet vist på Fig. 3.
Et flytskjema som er et mer detaljert flytskjema, men
som ellers svarer til flytskjemaet vist på Fig. 1, er vist på Fig. 15. Spesielt er de tre reaks jonsmoduler, M^, M.^°9M3vist mer detaljert på Fig. 15, og det fremgår av denne at foran hver pumpe er en rørblander for blanding av kjemikalie-væske og masseoppslemning og efter hver pumpe en innretning av samme utførelse anordnet, men innretningen virker da som kjemikaliefordeler. Det er igjen vist hvorledes den utpressede væske fra den første avvanningsinnretning til venstre på Fig. 15 tilbakeføres for varmeveksling med innkommende friskvann eller eventuelt avvann fra blekeri. Det friskvann eller eventuelt avvann fra blekeri som er blitt ført i varmevekslingsforhold til svartluten utpresset i den første avvanningsinnretning til venstre på Fig. 15, blir via ventilen R ? innført under trykk i rørblanderen foran pumpen Pg (for vasketrinn 2), og væske som er blitt utpresset i den siste avvanningsinnretning efter pumpen PQo, tilbakeføres blant annet til rørblandeinn-retningen (vasketrinn 1) som er anordnet foran pumpen V^.
For ytterligere å illustrere den foreliggende fremgangs-måtes kombinasjon av motstrømsprinsipp og kjemikalietilsetning er på Fig. 16 en prinsipptegning over prosessføringen vist. Igjen er prinsipptegningen basert på hovedtrinnene delignifisering (og eventuelt deinking), vasking, bleking og vasking, og antall sirkulasjons- og retursløyfer (som er avhengig av antall pumper og avvannere som benyttes) samt antall tilset-ningssteder for kjemikalier vil være forskjellige for de for skjellige råstoffer og avhengig av de fibermasser som skal produseres. Det fremgår av prinsipptegningen vist på Fig. 16 at på grunn av motstrømsprinsippet som anvendes ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte som kan gis betegnelsen "The Tube Pulping System" eller forkortet TPS-prosessen, kan fremstillingen av cellulose integreres innen systemet slik at det vaskevann som injiseres i systemet ved prosessens avslutning, på sin vandring mot prosessens begynnelse først omdannes til blekevæske og senere til kokevæske ved tilsetning av varme og kjemikalier underveis. Den samme væske vil underveis også ta med seg oppløst substans fra råstoffet og bringer dette ut av systemet når kokevæsken forlater systemet ved prosessens begynnelse, slik det fremgår av Sankey-diagrammet vist på Fig. 3.
Underveis bevirker pumpene resirkulering og gjenbruk
av kokevæske og kjemikalier og dessuten blanding og disper-gering av de tilsatte friske mengder av kjemikalier og gass i kokevæsken, omrøring og dermed "vaskemaskineffekt" innen systemet og dessuten intern varmegjenvinning.
Det er tidligere blitt nevnt at ved den foreliggende fremgangsmåte vil vannforbruket bli sterkt redusert i forhold til det vannforbruk som finner sted ved vanlige cellulose-kokeprosesser. Dette er gjort mulig ved at den samme massekonsentrasjon brukes gjennom hele prosessen, og på grunn av at prosessen (TPS-prosessen) utføres i et sammenhengende,
lukket og trykksatt rørsystem hvori både impregnering, koking og eventuelt bleking av massen utføres, at trykksatte avvannings-' innretninger brukes "in-line" for avvanning av massen og
resirkulering og gjenbruk av kjemikalier og varme og at samme konsentrasjon brukes gjennom hele prosessen, hvorved maskinelt utstyr forenkles tilsvarende, kan en cellulosefremstilling uten utslipp til vann muliggjøres.
Nedenfor er vist et regneeksempel på vannforbruket ved fremstilling av masse ved TPS-prosessen med en utbytteprosent på rundt 50.
Det forutsettes at det til TPS-prosessen innføres rå-
stoff med et tørrstoffinnhold av 33% og at råstoffmengden er 2 kg tørrtenkt. Ved begynnelsen av TPS-prosessen utpresses svartlut i den første trykk-avvanningsinnretning, og svartluten vil inneholde ca. 1 kg oppløst fast substans. Ved slutten av TPS-prosessen, dvs. umiddelbart foran den siste trykksatte avvanningsinnretning, injiseres vann (vaskevann), og vannmengden settes foreløpig til X liter pr. kg produsert cellulose. Cellulosen som tas ut antas å ha samme tørrstoffinnhold som råstoffet, nemlig 33%, og fra de 2 kg råstoff som opprinnelig ble innført, vil 1 kg fiber og 1 kg oppløst fast substans være tilbake. Den faste substans vil bli oppløst i den injiserte væske, og efter den siste trykkavvanningsinnretning vil 1 kg fiber fjernes fra systemet, mens den injiserte væske med den i denne oppløste fast substans vil bli presset ut i den siste trykk-avvanningsinnretning og ført motstrøms mot fiberflyten mot begynnelsen av prosessen. Den teoretisk minste vannmengde som må anvendes for å få de nevnte forhold for den produserte cellulose, den tilbakeførte væske og den uttatte svartlut, kan forenklet utregnes som følger: Hvis svartluten antas å inneholde 15% oppløst faststoff og dermed er ferdig for inndampning, vil den minste teoretiske
være:
X , 15 v _ 100 , _ ,
"lOO-" * 15 = ' vann/kg fiber
produsert, eller 6,7 tonn vann/tonn cellulose produsert.
Denne meget lave tilførte væskeverdi pr. tonn
produsert cellulose er betydelig lavere enn
det vanlige vannforbruk ved fremstilling av cellulose ved de vanlige cellulosefremstillingsprosesser.
Det forhold at den foreliggende TPS-prosess utføres
i et sammenhengende og lukket trykksystem gjør den velegnet for anvendelse av kokevæsker, f.eks. NH^OH, som lett avgir flyktige gasser. I og med at avluten også forlater prosessen bare på ett sted, kan avgassingen av væsken skje regulert og samtidig kombineres med kjemikalie- og varmegjenvinning.
Kjemikaliegjenvinningen av væske som lett avgir gasser, for eksempel NH^OH, kan utføres ved at avluten før den forlater trykksystemet, tilsettes et basiskavdrivningsmiddel.
Ved bruk av NH^OH som kokevæske kan CaO eller CaOH, i pulver-form eller som oppslemning, anvendes. Når avluten derefter forlater trykksystemet, frigjøres NH3~gass som ledes bort fra den øvrige prosess for derefter å bli absorbert i friskvann i et vaskeanlegg, hvorved dannes nytt kokekjemikalium, dvs. NH^OH, samtidig som NH3-gassens varme gjenvinnes.
Ved den foreliggende fremgangsmåte er motstrømsprinsippet anvendt optimalt mellom kjemikaliestrøm og fiberflyt. Det ferskvann som ved prosessens avslutning tilsettes som vaskevann, beveger seg fremover mot massens bevegelsesretning og til-føres varme og kjemikalier underveis. Væskemengden utfører dermed underveis vasking, eventuelt bleking og ny vasking, derefter oppslutning, delignifisering, eventuelt deinking,
og impregnering av råstoffet, før den forlater trykksystemet
ved prosessens begynnelse. Væsken har nu karakter av "svartlut" og går derefter til utslipp eller gjenvinning, fortrinnsvis efter varmeveksling mot tilført frisk
væske for prosessen.
Denne utførelsesform for impregnering, eventuelt deinking, delignifisering, bleking og vasking er gjort mulig på grunn av TPS-prosessens mekaniske oppbygning samt det forhold at det for prosessen anvendes de samme basiskjemikalier og den samme massekonsistens for alle trinn gjennom hele prosessen (bortsett fra de intermitterende og kortvarige for-tykninger og tilhørende fortynninger av massen).
Det anvendte motstrømsprinsipp muliggjør en deinking eller avsverting av returfiber fra forskjellige trykkpapir-kvaliteter innen TPS-systemet uten innsettelse av ekstra mekanisk tilleggsutstyr. Deinkingen som understøttes av tilsatte spesielle kjemikalier på dette trinn i prosessen, finner sted i massen før denne kommer til delignifisering og eventuell bleking. Et egnet kjemikalium for å befordre deinkingen er et ikke-ionisk overflateaktivt nonylfenol-alkylenoxydaddukt.
Ved den foreliggende fremgangsmåte kan også såkalte "eksplosjonsmasser" fremstilles ved at massen bringes til å forlate trykksystemet uten forutgående kjøling av væske-fiberblandingen til under 100°C før den kommer ut i atmosfæretrykk. Særegenheten ved den foreliggende fremgangsmåte er i denne sammenheng at den også muliggjør "eksplosjoner" av masser fra for eksempel forholdsvis høye trykk av 15-20 bar (alt efter antall trykkpumper i systemet) med relativt lave temperaturer i trykksystemet, dvs. 110-150°C, fordi trykk og temperaturer innen det her anvendte TPS-system kan velges uavhengige av hverandre, dvs. i motsetning til hva forholdet er ved konvensjonell cellulosefremstilling hvor trykk og temperatur retter seg efter den konvensjonelt anvendte mettede damp. Fordelene ved lave temperaturer under prosessen er at cellulosen dermed ikke så lett vil bli forringet og skadet ved den forutgående kjemikaliebehandling, i motsetning til hva tilfellet er ved ekstremt høye temperaturer svarende til temperaturer for mettet damp ved så høye trykk som 15-20 bar.
På Fig. 1, 2 og 3 er den første trykkøkningsinnretning
i TPS-systemet pumpen P2-Denne kan imidlertid suppleres med ekstra trykkpumper koblet i serie hvis den ønskede temperatur i systemet skulle gjøre en tilsvarende trykkøkning nødvendig for å hindre damputvikling innen systemet.
Det er forøvrig et generelt kjennetegn ved den foreliggende TPS-prosess og apparatsystemet som anvendes for utførelsen av denne at de meget fleksibelt kan tilpasses til de forskjellige råstoffer som skal behandles og til de fibermasser som skal produseres.
Når bleking med 02er angitt, skal dette selvfølgelig også dekke bleking med tilsetning av kjemikalier som vil avgi O^ t f.eks. peroxyder.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for oppslutning og eventuell bleking av plante- og trefibre og/eller for delignifisering og eventuelt deinking av returfiber under erholdelse av en masse som er egnet som råstoff for papir, papp, fiberplater og andre produkter som inneholder plante - og/eller trefibre, hvor det fiberholdige råmateriale innføres i en oppslutningssone og i denne oppsluttes i alkalisk oppslemning ved forhøyet temperatur og trykk under anvendelse av et alkalisk kokekjemikalium i kombinasjon med oxygen og eventuelt mindre mengder av andre tilleggssstoffer, som for eksempel antrakinon, og hvor kokekjemikaliene fjernes fra oppslutningsprosessen i form av en svartlut som går til deponering eller kjemikaliegjenvinning, karakterisert ved at masseråstoffet i form av en pumpbar oppslemning under oppslutningen og den eventuelle bleking transporteres gjennom et lukket, sammenhengende og trykksatt rørsystem ved anvendelse av massepumper som samtidig anvendes som blandeaggregat for oppslemningen og kjemikaliene, idet massen mens den transporteres gjennom rørsystemet utsettes for gjentatte avvanninger ved utpressing av væske og før hver avvanning, bortsett fra den siste avvanning i prosessen, utspes med utpresset væske tilbakeført fra et nedstrømsavvanningstrinn i prosessen og/eller fra et nedstrømspumpetrinn, og idet massen mens den transporteres gjennom rørsystemet utsettes for trinnvis økende trykk i ett eller flere pumpetrinn og foran det siste avvanningstrinn utspes og eventuelt avkjøles med friskvann og/eller blekeavlut tilført under trykk, og at massen efter den siste av vanning i oppslutningstrykksystemet vaskes og eventuelt blekes i en fortsettelse av trykksystemet eller i trykkløs tilstand efter kald- eller varmblåsing.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at råstoffet oppsluttes og blekes under anvendelse av identisk apparatsammenstilling for oppslutningen og blekingen.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fiberråstoffet føres gjennom hele prosessen med opprettholdelse av i det vesentlige den samme massekonsentrasjon bare avbrutt av en kortvarig øket massekonsentrasjon umiddelbart efter hvert trykk-avvanningstrinn.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,
karakterisert ved at det samme basiske hovedkjemikalium anvendes gjennom hele prosessen.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,
karakterisert ved at natriumhydroxyd eller ammoniumhydroxyd anvendes som det basiske hovedkjemikalium.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,
karakterisert ved at den utføres under anvendelse av gjensidig uavhengige trykk- og temperaturinn-stillinger.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den utføres under anvendelse av trykk som ved den anvendte arbeidstemperatur ligger betydelig over det trykk som ville ha forekommet for mettet vanndamp ved samme temperatur.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den ferdigbehandlede fibermasse fjernes fra det trykksatte rørsystem under "eksplosjons"-betingeIser.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8, karakterisert ved at kjemikalietilsetningen foretas på forskjellige stadier av prosessen og på forskjellige trykktrinn.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-9, karakterisert ved at ammoniumhydroxyd anvendes som alkalisk hovedkjemikalium og at det til svartluten efter utpressingen av denne, men før den tas ut av trykksystemet, tilsettes kalsiumbasert alkali, slik at ammoniakkgass avdrives fra svartluten når den utsettes for trykkopphevelse.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO870562A NO870562L (no) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | Fremgangsmaate for fremstilling av masse av plante- og/eller trefibre og egnet som raastoff for blant annet papir, papp eller fiberplater. |
| NO872836A NO872836L (no) | 1987-02-12 | 1987-07-07 | Trykksatt avvanningspresse for fibersuspensjoner. |
| GB8802413A GB2200928B (en) | 1987-02-12 | 1988-02-03 | Process for digesting plant and wood fibers with delignification thereof , or for delignification of secondary fibers from chemical or mechan ical pulps |
| AU12912/88A AU1291288A (en) | 1987-02-12 | 1988-02-11 | Process for production of cellulose pulp and/or delignification of secondary fibers |
| EP88907543A EP0302110A1 (en) | 1987-02-12 | 1988-02-11 | Process for production of cellulose pulp and/or delignification of secondary fibers |
| JP63501682A JPH01502206A (ja) | 1987-02-12 | 1988-02-11 | セルロースパルプの製造方法および/または再生繊維の脱リグニン法 |
| PCT/NO1988/000011 WO1988006201A1 (en) | 1987-02-12 | 1988-02-11 | Process for production of cellulose pulp and/or delignification of secondary fibers |
| CN88100825A CN88100825A (zh) | 1987-02-12 | 1988-02-12 | 纤维素纸浆的连续生产方法和/或二次纤维的脱木素方法以及纤维的分级方法 |
| FI884696A FI884696A0 (fi) | 1987-02-12 | 1988-10-12 | Foerfarande foer framstaellning av en cellulosamassa och/eller foer avlaegsning av lignin fraon sekundaerfibrer. |
| NO884546A NO884546L (no) | 1987-02-12 | 1988-10-12 | Fremgangsmaate for fremstilling av cellulosemasse og/ellerdelignifisering av returfibre. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO870562A NO870562L (no) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | Fremgangsmaate for fremstilling av masse av plante- og/eller trefibre og egnet som raastoff for blant annet papir, papp eller fiberplater. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO870562D0 NO870562D0 (no) | 1987-02-12 |
| NO870562L true NO870562L (no) | 1988-08-15 |
Family
ID=19889661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO870562A NO870562L (no) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | Fremgangsmaate for fremstilling av masse av plante- og/eller trefibre og egnet som raastoff for blant annet papir, papp eller fiberplater. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO870562L (no) |
-
1987
- 1987-02-12 NO NO870562A patent/NO870562L/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO870562D0 (no) | 1987-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4248662A (en) | Oxygen pulping with recycled liquor | |
| US5415734A (en) | Process for bleaching pulp without using chlorine containing chemicals | |
| US4155806A (en) | Method for continuous alkaline delignification of lignocellulose material in two or more steps, the final of which with oxygen | |
| RU2126470C1 (ru) | Способ непрерывной варки волоконного материала | |
| CA1043515A (en) | Method for controlling batch alkaline pulp digestion in combination with continuous alkaline oxygen delignification | |
| US7867363B2 (en) | Continuous digester system | |
| US6719878B1 (en) | Method for avoiding mechanical damage of pulp | |
| Leponiemi | Non-wood pulping possibilities-a challenge for the chemical pulping industry | |
| NO300928B1 (no) | Cellulosemasse basert på resirkulert bölgepapp, bleket masse, fremstilling av massen og installasjon | |
| EP0056263B1 (en) | A method for improving the washing of cellulose pulps produced from lignocellulosic material | |
| CN100402745C (zh) | 一种以禾草类植物为原料制备的漂白化学浆及其制备方法 | |
| JP7292296B2 (ja) | 溶解パルプの製造方法 | |
| JPH07505926A (ja) | 上質パルプ及び白い紙製品 | |
| WO1995009945A1 (en) | Method of treating chemical paper pulp without using chlorine-containing chemicals | |
| GB2200928A (en) | Pulp manufacture | |
| US5277760A (en) | Process for the manufacture of pulp for paper, and fiberboard products using alkaline cooking chemical and oxygen in a closed, continuous and pressurized tube system | |
| US6280567B1 (en) | System and method for treatment of cellulose-containing material prior to pulp digestion | |
| JP3217065B2 (ja) | パルプの連続蒸解法 | |
| CN100402743C (zh) | 一种利用挤浆机对禾草类高硬度浆进行处理的方法 | |
| NO870562L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av masse av plante- og/eller trefibre og egnet som raastoff for blant annet papir, papp eller fiberplater. | |
| WO1995032331A1 (en) | Sulphidic impregnation of chips for alkaline pulping | |
| CN101451312B (zh) | 一种以禾草类植物为原料制备漂白化学浆的方法 | |
| US2977274A (en) | Digestion of pulp | |
| US6113742A (en) | Digester having screening arrangement for isothermal cooking of fibrous material | |
| RU2793493C2 (ru) | Способ изготовления растворимой древесноволокнистой массы |