RU2102547C1 - Method of preparing bleached pulp and a method for delignification and bleaching of lignocellulose material - Google Patents
Method of preparing bleached pulp and a method for delignification and bleaching of lignocellulose material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102547C1 RU2102547C1 SU5011189A SU5011189A RU2102547C1 RU 2102547 C1 RU2102547 C1 RU 2102547C1 SU 5011189 A SU5011189 A SU 5011189A SU 5011189 A SU5011189 A SU 5011189A RU 2102547 C1 RU2102547 C1 RU 2102547C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass
- ozone
- delignification
- viscosity
- delignified
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 373
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 title claims description 144
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 66
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 205
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 143
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 claims abstract description 46
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 46
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 24
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 21
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- MAYPHUUCLRDEAZ-UHFFFAOYSA-N chlorine peroxide Inorganic materials ClOOCl MAYPHUUCLRDEAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 121
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 119
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 119
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 92
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 76
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 72
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 claims description 53
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 46
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 42
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 claims description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 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 27
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims description 27
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 26
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 25
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 17
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 claims description 17
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 13
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000011122 softwood Substances 0.000 claims description 5
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 5
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical group OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 2
- 238000004182 chemical digestion Methods 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 48
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 15
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 14
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 241000894007 species Species 0.000 description 9
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 6
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 6
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 229910001902 chlorine oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000003717 Boswellia sacra Nutrition 0.000 description 1
- 240000007551 Boswellia serrata Species 0.000 description 1
- 235000012035 Boswellia serrata Nutrition 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004863 Frankincense Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012042 active reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 229940090961 chromium dioxide Drugs 0.000 description 1
- IAQWMWUKBQPOIY-UHFFFAOYSA-N chromium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Cr+4] IAQWMWUKBQPOIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N chromium(IV) oxide Inorganic materials O=[Cr]=O AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- GOYYUYNOGNSLTE-UHFFFAOYSA-N copper;2-azanidylethylazanide Chemical compound [Cu+2].[NH-]CC[NH-].[NH-]CC[NH-] GOYYUYNOGNSLTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- VDQVEACBQKUUSU-UHFFFAOYSA-M disodium;sulfanide Chemical compound [Na+].[Na+].[SH-] VDQVEACBQKUUSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910001504 inorganic chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N propylbenzene Chemical group CCCC1=CC=CC=C1 ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004076 pulp bleaching Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1057—Multistage, with compounds cited in more than one sub-group D21C9/10, D21C9/12, D21C9/16
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
- D21C9/153—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications with ozone
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения отбеленной целлюлозной массы и к новому и экологически приемлемому способу делигнификации и отбелки лигноцеллюлозной массы, при котором отпадает необходимость в применении газообразного хлора и получается целлюлозная масса приемлемой прочности. Применение подобного способа также позволяет уменьшить количество веществ, загрязняющих окружающую среду. The invention relates to a method for producing bleached pulp and to a new and environmentally acceptable method of delignification and bleaching of lignocellulosic pulp, which eliminates the need for chlorine gas and produces a pulp of acceptable strength. The application of this method also allows you to reduce the amount of pollutants.
В состав древесины входят два основных компонента, это волокнистый углеводород или целлюлозная часть и неволокнистый компонент. Полимерные цепи, образующие волокнистую целлюлозную часть древесины, ориентированы одинаково и образуют прочные ассоциативные связи с соседними цепями. Неволокнистая часть древесины содержит трехмерный полимерный материал, состоящий в основном из фенилпропановых звеньев, называемых также лигнином, некоторая часть лигнина находится между целлюлозных волокон, осуществляя их прочную связь, однако основная часть лигнина распределена внутри самих волокон. The wood consists of two main components, it is a fibrous hydrocarbon or cellulosic part and a non-fibrous component. The polymer chains forming the fibrous cellulose part of the wood are oriented identically and form strong associative bonds with neighboring chains. The non-fibrous part of the wood contains a three-dimensional polymer material, consisting mainly of phenylpropane units, also called lignin, some of the lignin is located between the cellulose fibers, making them strong bond, however, the main part of the lignin is distributed inside the fibers themselves.
Чтобы древесину можно было использовать при производстве бумаги, ее следует прежде всего измельчить до волокнистой массы. Подобная масса представляет собой волокна древесины, которые можно суспендировать и потом осадить на сетке, получая в результате лист бумаги. Для превращения древесины в волокнистую массу ее подвергают физической или химической обработке либо их комбинированному действию с целью изменить химическую форму древесины и придать готовому продукту желаемые свойства. Итак, существует два основных метода получения из древесины волокнистой массы это механический и химический методы. Путем механической обработки древесину разделяют на отдельные волокна. При химической обработке древесную щепу варят с химическими растворами, чтобы растворить часть лигнина и в результате удалить его. Наиболее широко используемые методы химической обработки можно классифицировать так: (1) натронный способ варки; (2) сульфитный способ варки, и (3) сульфатный способ или крафт-процесс; последний способ нашел наиболее широкое применение, известны самые различные его модификации, подробно описанные ниже. So that wood can be used in paper production, it should first be crushed to pulp. A similar mass is a fiber of wood that can be suspended and then deposited on a grid, resulting in a sheet of paper. To turn wood into pulp, it is subjected to physical or chemical treatment or their combined action in order to change the chemical form of wood and give the finished product the desired properties. So, there are two main methods for producing pulp from wood: mechanical and chemical methods. By machining the wood is divided into separate fibers. During chemical processing, wood chips are boiled with chemical solutions to dissolve part of the lignin and, as a result, remove it. The most widely used chemical processing methods can be classified as follows: (1) the soda method of cooking; (2) a sulfite method of cooking, and (3) a sulfate method or craft process; the latter method has found the widest application, its various modifications are known, which are described in detail below.
Натронный способ варки хорошо известен. В нем применяют гидроксид натрия (NaOH), действующий в качестве активного реагента, размягчающего лигнин и способствующего его удалению. Сульфитный способ варки также хорошо известен (см. например, "Справочник технолога по целлюлозе и бумаге", глава 6 "Сульфитная варка" (TAPPI, США). The soda method of cooking is well known. It uses sodium hydroxide (NaOH), which acts as an active reagent that softens lignin and helps to remove it. Sulphite cooking is also well known (see, for example, “Pulp and Paper Process Manual”,
Основным химическим процессом, применяемым при производстве бумаги, является сульфитный способ варки, а также различные его вариации. В соответствии с основным сульфатным способом варки, описанным в "Справочнике технолога по целлюлозе и бумаге", глава 7 "Крафт-процесс" (TAPPI, США), осуществляют варку древесной щепы в водном растворе гидроксида натрия (NaOH) и сульфида натрия (Na2S). Этот способ показал себя высокоэффективным при варке южных хвойных пород древесины, а также при варке легкообрабатываемых видов древесины, а именно северных лиственных и хвойных пород. Применение крафт-процесса, как правило, позволяет получать сравнительно высокопрочный материал, так как при его использовании целлюлозная компонента древесины подвергается меньшему разрушению.The main chemical process used in the manufacture of paper is the sulfite method of cooking, as well as its various variations. In accordance with the main sulfate cooking method described in the Handbook of pulp and paper technologist,
Различные модификации крафт-процесса позволяют достичь еще меньшей деструкции полимерной структуры целлюлозных волокон, благодаря чему прочность получаемой бумаги оказывается выше, чем при стандартном крафт-процессе. Один из модифицированных способов сульфатной варки называют методом "расширенной делигнификации", он охватывает множество модифицированных крафт-процессов, например добавку химикатов в строго обусловленной последовательности или в различных точках варочного котла или в различные отрезки времени, либо удаление и последующую подачу варочных растворов в заданной последовательности, с тем, чтобы обеспечить более эффективное удаление лигнина при одновременном смягчении химического воздействия варочных растворов на целлюлозные волокна. Другой модификацией крафт-процесса является процесс, при котором к сульфатному варочному щелоку добавляют небольшое количество антрахинона, чтобы ускорить делигнификацию и ограничить воздействие на целлюлозные волокна. Various modifications of the Kraft process can achieve even less degradation of the polymer structure of cellulose fibers, so that the strength of the resulting paper is higher than with a standard Kraft process. One of the modified sulphate cooking methods is called the “extended delignification” method; it covers many modified kraft processes, for example, the addition of chemicals in a strictly defined sequence or at different points in the digester or at different times, or the removal and subsequent supply of cooking solutions in a given sequence in order to provide more efficient lignin removal while mitigating the chemical effects of cooking liquors on cellulose fibers . Another modification of the kraft process is the process in which a small amount of anthraquinone is added to the sulphate cooking liquor in order to accelerate delignification and limit the effect on cellulose fibers.
Кроме них, известно множество других методов делигнификации, например, модифицированная непрерывная варка по Камюру (МСС), описанная В.А.Кортелайненом и Э. А. Баклундом в TAPPI, том 68 (II), 70 (1985); метод ускоренного замещения при нагреве Белуа (РДН), описанный Р.С.Грантом в TAPPI, том 66 (3), 120 (1983); и варка с холодным выдувом Сэндса, описанная Б.Петерсоном и Б.Эрнерфельдом в "Целлюлозе и бумаге", том 59 (II), 90 (1985). In addition to them, many other delignification methods are known, for example, the modified Kamyur continuous cooking (MSS) described by V. A. Kortelainen and E. A. Backlund in TAPPI, Volume 68 (II), 70 (1985); Belois's method of accelerated substitution upon heating (RDN), described by R. S. Grant in TAPPI, Volume 66 (3), 120 (1983); and Sands cold-blown cooking, described by B. Peterson and B. Ernerfeld in Pulp and Paper, Volume 59 (II), 90 (1985).
В результате варки древесины по основному или модифицированному крафт-процессу образуется суспензия, окрашенная в темный цвет и потому называемая небеленой массой. Темный цвет небеленой массы приписывают тому, что во время варки удаляется не весь лигнин, он химически модифицируется и образует хромофорные группы. Чтобы осветлить небеленую массу, т.е. сделать ее пригодной для использования в качестве печатной или писчей бумаги, необходимо продолжать удалять остаточный лигнин за счет добавки делигнифицирующих материалов и путем химического превращения остаточного лигнина в бесцветные соединения, используя процесс, известный под названием отбелки или осветления. As a result of cooking wood according to the main or modified kraft process, a suspension is formed that is painted in dark color and therefore is called an unbleached mass. The dark color of the unbleached mass is attributed to the fact that not all lignin is removed during cooking, it is chemically modified and forms chromophore groups. To lighten an unbleached mass, i.e. to make it suitable for use as printing or writing paper, it is necessary to continue to remove residual lignin by adding delignifying materials and by chemically converting residual lignin into colorless compounds using a process known as bleaching or lightening.
Однако обычно по завершении химической обработки, проводимой во время варки древесины, и до начала отбелки целлюлозную массу помещают в отдельный выдувной резервуар. Внутри выдувного резервуара снимают давление, создаваемое в ходе начальной химической обработки лигноцеллюлозного материала, и отделяют волокнистую массу. Полученную волокнистую массу подвергают нескольким промывкам для удаления сочетания из остаточных химикатов и растворимых материалов (вроде лигнина), отделяемых от волокнистых материалов во время варки. Весьма часто целлюлозную массу подвергают нескольким сортировкам, направленным на то, чтобы отделить неизмельченную древесину для дальнейшей обработки (переварка, механическое измельчение и т.д.). However, usually at the end of the chemical treatment carried out during the cooking of the wood, and before the start of bleaching, the pulp is placed in a separate blow tank. Inside the blow tank, the pressure created during the initial chemical treatment of the lignocellulosic material is removed and the pulp is separated. The resulting pulp is subjected to several washes to remove a combination of residual chemicals and soluble materials (such as lignin) that are separated from the fibrous materials during cooking. Quite often, the pulp is subjected to several sortings aimed at separating the unmilled wood for further processing (digestion, mechanical grinding, etc.).
После промывки получают остаток, обычно называемый черным щелоком, его собирают, концентрируют и затем экологически безопасным способом прокаливают в регенерационном котле. Технология сбора, концентрирования и сжигания черного щелока является типовой, она хорошо известна. After washing, a residue is obtained, usually called black liquor, it is collected, concentrated and then calcined in an environmentally friendly way in a recovery boiler. The technology for collecting, concentrating and burning black liquor is standard, it is well known.
Процессы делигнификации и отбелки проводят на промытой волокнистой массе на протяжении нескольких этапов, используя выбранные сочетания химических реагентов. Ранее предлагались самые различные сочетания химических обработок. Кроме того, отдельные этапы обработки могут перегруппировываться, и число подобных сочетаний и перестановок почти беспредельно. Поэтому для упрощения при дальнейших пояснениях различных процессов и систем применимы буквенные коды, которыми будем пользоваться для описания применяемых конкретных реагентов и последовательностей этапов. The delignification and bleaching processes are carried out on the washed pulp for several stages, using the selected combination of chemical reagents. Previously, a variety of combinations of chemical treatments were offered. In addition, individual processing steps can be rearranged, and the number of such combinations and permutations is almost unlimited. Therefore, to simplify with further explanations of the various processes and systems, letter codes are applicable, which we will use to describe the specific reagents used and the sequences of steps.
Далее там, где удобно, будут использоваться следующие буквенные коды:
C хлорирование реакция с газообразным хлором в кислой среде;
E щелочная обработка растворение продуктов реакции с NaOH;
Eо окислительно-щелочная обработка растворение продуктов реакции с NaOH и кислородом;
D двуокись хлора реакция с ClO2 в кислой среде;
P пероксид реакция с пероксидами в щелочной среде;
O кислород реакция с газообразным кислородом в щелочной среде;
Ом модифицированный кислород равномерная щелочная обработка целлюлозной массы малой или средней концентрации, после чего следует реакция высококонцентрированной массы с кислородом;
Z озон реакция с озоном;
Zм- однородная реакция с озоном;
C/D смеси хлора и двуокиси хлора;
H гипохлорит реакция с гипохлоритом в щелочном растворе.Further, where convenient, the following letter codes will be used:
C chlorination reaction with chlorine gas in an acidic environment;
E alkaline treatment dissolution of reaction products with NaOH;
E o oxidation-alkaline treatment dissolution of reaction products with NaOH and oxygen;
D chlorine dioxide reaction with ClO 2 in an acidic environment;
P peroxide reaction with peroxides in an alkaline environment;
O oxygen reaction with gaseous oxygen in an alkaline environment;
O m modified oxygen uniform alkaline treatment of pulp of small or medium concentration, followed by the reaction of highly concentrated mass with oxygen;
Z ozone reaction with ozone;
Z m - a homogeneous reaction with ozone;
C / D mixtures of chlorine and chlorine dioxide;
H hypochlorite reaction with hypochlorite in an alkaline solution.
Ом и Zм представляют собой модифицированные процессы по данному изобретению, их описание дано далее в тексте.O m and Z m are modified processes according to this invention, their description is given later in the text.
На протяжении многих лет для делигнификации и отбелки древесной массы применяют газообразный хлор. Over the years, chlorine gas has been used to delignify and bleach wood pulp.
Хотя газообразный хлор представляет собой эффективное отбеливающее вещество, однако с ним трудно обращаться, и он является потенциально опасным как для оборудования так и для персонала. Например, в сточных водах, поступающих из процессов хлорной отбелки, в качестве побочных продуктов этих процессов содержится большое количество хлоридов. Под воздействием хлоридов оборудование быстро корродирует, из-за чего на изготовление таких установок приходится направлять дорогостоящие материалы. Вместе с тем наличие хлоридов внутри установки препятствует рециркуляции фильтрата по завершении этапа хлорирования в системе с замкнутым циклом, если не использовать регенерационные системы со сложными и потому дорогими модификациями. Но понятие о потенциальном экологическом воздействии хлорированных органических соединений, входящих в состав сточных вод и признанных токсичными для людей и животных согласно решениям Агентства США по охране окружающей среды, претерпело значительные изменения в смысле ужесточения требований и стандартов, соблюдение которых может оказаться невозможным при использовании типовых методов отбелки и контроля за загрязнением окружающей среды. Although chlorine gas is an effective bleaching agent, it is difficult to handle and is potentially hazardous to both equipment and personnel. For example, wastewater from chlorine bleaching processes contains large amounts of chlorides as by-products of these processes. Under the influence of chlorides, equipment quickly corrodes, which is why expensive materials have to be sent to the manufacture of such plants. At the same time, the presence of chlorides inside the unit prevents the filtrate from being recycled after the completion of the chlorination step in a closed-loop system, if regeneration systems with complex and therefore expensive modifications are not used. But the concept of the potential environmental impact of chlorinated organic compounds in wastewater and found to be toxic to humans and animals according to decisions of the US Environmental Protection Agency has undergone significant changes in the sense of stricter requirements and standards, the observance of which may not be possible using standard methods bleaching and pollution control.
Чтобы избежать перечисленных неудобств, стараются уменьшить или совсем исключить применение газообразного хлора и хлорсодержащих соединений на многоэтапных процессах отбелки лигноцеллюлозного материала. Дополнительным фактором, усложняющим предпринимаемые попытки, является необходимость в соблюдении высокого уровня белизны волокнистого полуфабриката. To avoid these inconveniences, they try to reduce or completely eliminate the use of gaseous chlorine and chlorine-containing compounds in multi-stage processes for bleaching lignocellulosic material. An additional factor complicating the attempts made is the need to maintain a high level of whiteness of the fibrous prefabricated product.
Поэтому усилия были направлены на разработку такого процесса отбелки, при котором вместо хлорсодержащих веществ для отбелки массы применяют кислород. Использование кислорода позволяет вести рециркуляцию сточных вод с этого этапа наряду со значительным уменьшением количества применяемого газообразного хлора. Было предложено несколько процессов отбелки и делигнификации древесной массы с помощью кислорода, например, патенты США N 2926114, по кл. 162/16 за 1960 г. и N 3024158 по кл. 162/17 за 1962 г. патент США N 3274049 по кл. 162/65 за 1966 г. патент США N 3384533 по кл. 162/65 за 1968 г. патент США N 3423282 по кл. D 21 C 9/10 (162/65) за 1969 г. и др. патент США N 3661699 по кл. D 21 C (162/65) за 1972 г. публикация П.Кристенсена "Отбелка сульфатных масс с помощью перекиси водорода", Norsk Skoqindustri, 268-271 (1973). Therefore, efforts were directed to the development of such a bleaching process, in which oxygen is used to bleach the mass instead of chlorine-containing substances. The use of oxygen allows the recycling of wastewater from this stage along with a significant reduction in the amount of chlorine gas used. Several processes have been proposed for bleaching and delignification of wood pulp using oxygen, for example, US patent N 2926114, CL. 162/16 for 1960 and N 3024158 according to cl. 162/17 for 1962, US patent N 3274049 for CL. 162/65 for 1966 US patent N 3384533 CL. 162/65 for 1968, US patent N 3423282 for CL. D 21 C 9/10 (162/65) for 1969 and other US patent N 3661699 for CL. D 21 C (162/65) for 1972, publication of P. Christensen, “Bleaching of Sulphate Masses Using Hydrogen Peroxide,” Norsk Skoqindustri, 268-271 (1973).
В патенте США N 4806203 по кл. D 21 C 3/26 (162/19) за 1989 г. предлагаются способы предварительной щелочной обработки целлюлозной массы до кислородной делигнификации. In US patent N 4806203 according to CL. D 21
Однако использование кислорода нельзя считать полностью удовлетворительным решением проблемы, связанной с использованием газообразного хлора. Кислород не является столь же селективным делигнифицирующим веществом, как газообразный хлор, из-за чего применение типовых методов делигнификации с помощью кислорода позволяет лишь в ограниченной степени уменьшить перманганатное число целлюлозной массы до начала непропорционального, т.е. неприемлемого воздействия на волокна целлюлозы. Кроме того, по завершении кислородной делигнификации остаточный лигнин как правило удаляли методами хлорной отбелки, чтобы получить полностью отбеленную массу; при этом использовали намного меньшее количество хлора. Однако даже при столь малых концентрациях хлора из-за замкнутого рабочего цикла вскоре достигались совершенно недопустимые уровни концентрации корродирующих хлоридов. However, the use of oxygen cannot be considered a completely satisfactory solution to the problem associated with the use of gaseous chlorine. Oxygen is not as selective a delignifying agent as chlorine gas, which is why the use of standard methods of delignification with oxygen allows only to a limited extent to reduce the permanganate number of the pulp to a disproportionate start, i.e. unacceptable effects on cellulose fiber. In addition, upon completion of oxygen delignification, residual lignin was typically removed by chlorine bleaching methods to obtain a completely bleached mass; a much smaller amount of chlorine was used. However, even at such low concentrations of chlorine due to the closed working cycle, completely unacceptable levels of the concentration of corrosive chlorides were soon reached.
Чтобы избежать применения отбеливающих веществ с содержанием хлора, предлагали удалять остаточный лигнин с помощью озона. Вначале озон казался идеальным материалом для отбелки лигноцеллюлозных материалов, однако исключительно высокие окислительные свойства озона и его сравнительно высокая стоимость до последнего времени сильно ограничивали разработку удовлетворительных процессов озонной отбелки лигноцеллюлозных материалов и в особенности южных хвойных пород. Озон легко вступает в реакцию с лигнином, эффективно уменьшая перманганатное число, однако, он во многих случаях вызывает разрушение углеводорода, содержащегося в целлюлозных волокнах, и значительно уменьшает прочность полученной целлюлозной массы. Вместе с тем озон чрезвычайно чувствителен к таким параметрам процесса, как pH, влияющим на его окислительную и химическую стабильность, из-за чего подобные изменения могут значительно изменить реакционную способность озона в отношении лигноцеллюлозных материалов. To avoid the use of bleaching agents with a chlorine content, it was proposed to remove residual lignin using ozone. At first, ozone seemed to be an ideal material for bleaching lignocellulosic materials, however, the extremely high oxidizing properties of ozone and its relatively high cost until recently had severely limited the development of satisfactory processes for ozone bleaching of lignocellulosic materials, and especially southern conifers. Ozone easily reacts with lignin, effectively reducing the permanganate number, however, in many cases, it destroys the hydrocarbon contained in cellulose fibers and significantly reduces the strength of the resulting pulp. However, ozone is extremely sensitive to process parameters such as pH, which affect its oxidative and chemical stability, which is why such changes can significantly change the reactivity of ozone with respect to lignocellulosic materials.
С самого начала нашего века, когда впервые распознали делигнифицирующие свойства озона, многие исследователи вели важную и непрерывную работу по созданию промышленно приемлемого способа отбелки лигноцеллюлозных материалов с помощью озона. Результатом этой работы стали многочисленные статьи и патенты, где сообщалось о попытках осуществить озонную отбелку в непромышленных масштабах. К примеру, в патенте США N 2466633, кл. 162/65 за 1949 г. описан процесс отбелки, при котором озон пропускают через целлюлозную массу, где абсолютную влажность поддерживают в пределах от 25 до 55% а pH от 4 до 7. From the very beginning of our century, when the delignifying properties of ozone were first recognized, many researchers have carried out important and continuous work to create an industrially acceptable method for bleaching lignocellulosic materials using ozone. The result of this work was numerous articles and patents, which reported attempts to implement ozone bleaching on a non-industrial scale. For example, in US patent N 2466633, CL. 162/65 for 1949 describes a bleaching process in which ozone is passed through a pulp, where the absolute humidity is maintained in the range from 25 to 55% and the pH is from 4 to 7.
Другие предложения по отбелке без применения хлора описаны в публикации С. Ротенберга, Д.Робинсона и Д.Джиосонбо "Отбелка кислородсодержащих целлюлозных масс с помощью озона", TAPPI, 182-185 (1975) Z, ZeZ, Zp и ZPa (Pa надуксусная кислота); и в публикации Р.Соселэнда "Отбелка технической целлюлозы кислородом и озоном", "Канадское обозрение по целлюлозе и бумаге". T153-58 (1974) OZEP, OP и ZP. Other chlorine-free bleaching proposals are described in S. Rotenberg, D. Robinson, and D. Jiosonbo's publication, “Ozone-Bleaching of Oxygen-Based Pulp Pulps,” TAPPI, 182-185 (1975) Z, ZeZ, Zp, and ZPa (Pa Peracetic Acid ); and R. Soseland’s publication, Oxygen and Ozone Whitening of Industrial Pulp, Canada Pulp and Paper Review. T153-58 (1974) OZEP, OP and ZP.
В патенте США N 4196043, D 21 C 9/10 (162/30K) за 1980 г. раскрыт многоэтапный способ отбелки, в котором также сделана попытка избавиться от применения соединений хлора; в нем содержатся примеры, специально относящиеся к твердолиственным породам. Специалистам хорошо известно, что твердолиственные породы отбеливаются легче многих хвойных пород. Предложенный там способ характеризуется применением от одного до трех этапов получения с помощью крафт-процесса массы озонной отбелки и заключительной обработки щелочной перекисью водорода, при этом каждый этап отделяется щелочной экстракцией. Подобную последовательность можно сокращенно описать как ZEZEP. В соответствии с этим способом сточную воду с каждого этапа собирают и рециркулируют для использования в ходе операций по отбелке, предпочтительно на более раннем этапе. В патенте также описан так называемый противоток сточных вод. In US patent N 4196043, D 21 C 9/10 (162 / 30K) for 1980 disclosed a multi-stage bleaching method, which also made an attempt to get rid of the use of chlorine compounds; it contains examples specifically related to hardwood. Specialists are well aware that hardwoods are easier to bleach than many conifers. The method proposed there is characterized by the use of one to three stages of obtaining, using the Kraft process, a mass of ozone bleaching and final treatment with alkaline hydrogen peroxide, with each stage being separated by alkaline extraction. A similar sequence can be abbreviated as ZEZEP. According to this method, wastewater from each step is collected and recycled for use in bleaching operations, preferably at an earlier stage. The patent also describes the so-called counterflow of wastewater.
Тем не менее, несмотря на все проведенные исследования до настоящего времени не известно о каком-либо промышленно осуществимом способе производства лигноцеллюлозных масс посредством озоновой отбелки, особенно южных мягких хвойных пород; имеются лишь сообщения о многочисленных провалах. Nevertheless, despite all the studies carried out to date, it is not known about any industrially feasible method for the production of lignocellulosic masses through ozone bleaching, especially southern soft conifers; there are only reports of numerous failures.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в создании новых сочетаний из этапов варки и отбелки, позволяющих устранить ранее встречавшиеся трудности, перечисленные выше, при исключении выпуска хлорированных органических соединений, а также минимизация цвета и биологической потребности в кислороде для производства высокосортной беленой целлюлозы в промышленных масштабах. The problem to which this invention is directed, is to create new combinations of the stages of cooking and bleaching, eliminating the previously encountered difficulties listed above, with the exception of the release of chlorinated organic compounds, as well as minimizing the color and biological demand for oxygen for the production of high-grade bleached pulp on an industrial scale.
Существо изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION
Техническим результатом изобретения является создание многоэтапного процесса делигнификации и отбелки лигноцеллюлозной массы без применения отбеливающих веществ с содержанием хлора для значительного уменьшения или исключения окружающей среды при оптимизации физических свойств целлюлозной массы способом, эффективным с точки зрения энергии и затрат. Данное изобретение может применяться практически со всеми породами дерева, в том числе и с трудными для отбелки южными мягкими хвойными породами. The technical result of the invention is the creation of a multi-stage process of delignification and bleaching of lignocellulosic pulp without the use of bleaching substances with a chlorine content to significantly reduce or eliminate the environment while optimizing the physical properties of pulp in a way that is effective in terms of energy and cost. This invention can be applied with almost all species of wood, including those with difficult to bleach southern soft coniferous species.
Способ по данному изобретению состоит из трех или более этапов, при этом внутри этапов и между ними возможны различные вариации. Все эти этапы можно описать следующим образом. The method according to this invention consists of three or more steps, while various variations are possible within and between the steps. All these steps can be described as follows.
В первый этап входит делигнификация древесной щепы в лигноцеллюлозную массу с применением одного из известных процессов химической варки, после чего следует удаление путем промывки растворенных органических веществ и варочных химикатов для их рецикла и регенерации. Затем обычно осуществляется сортирование массы, чтобы удалить пучки волокон, не разделившиеся во время варки. Этап делигнификации проводят таким образом, чтобы из мягких хвойных пород получить целлюлозную массу с перманганатным числом от 20 до 24 (желательно 21), вязкость в растворе куприэтилендиамина ("СЕД") приблизительно от 21 до 28 и белизну по приблизительно от 15 до 25. Из твердых лиственных пород США обычно получают целлюлозную массу с перманганатным числом от 10 до 14 (желательно 12,5) и СЕД вязкостью приблизительно 21-28. The first stage includes the delignification of wood chips into lignocellulosic pulp using one of the well-known chemical cooking processes, followed by removal by washing of dissolved organic substances and cooking chemicals for their recycling and regeneration. Then, the sorting of the mass is usually carried out in order to remove bundles of fibers that did not separate during cooking. The delignification step is carried out in such a way as to obtain a softwood pulp with a permanganate number from 20 to 24 (preferably 21), a viscosity in a solution of cupriethylenediamine ("SED") from about 21 to 28, and a whiteness from about 15 to 25. Of U.S. hardwood typically produces pulp with a permanganate number of 10 to 14 (preferably 12.5) and an SED viscosity of about 21-28.
К возможным вариантам реализации первого этапа относятся, не ограничиваясь ими:
а) сульфатная варка с применением непрерывной или циклической стадии;
б) непрерывная сульфатная варка с расширенной делигнификацей при поэтапной добавке щелочи и заключительной противоточной варке;
в) циклическая сульфатная варка с расширенной делигнификацией и с применением методов быстрого вытеснения щелока и холодной продувки; или
г) сульфатная варка с применением антрахинона для достижения расширенной делигнификации с применением непрерывной или циклической стадии.Possible options for the implementation of the first stage include, but are not limited to:
a) sulfate cooking using a continuous or cyclic stage;
b) continuous sulphate cooking with expanded delignification during the phased addition of alkali and final countercurrent cooking;
c) cyclic sulfate cooking with extended delignification and using methods of rapid displacement of liquor and cold purging; or
g) sulfate cooking using anthraquinone to achieve enhanced delignification using a continuous or cyclic stage.
Упомянутые выше в пунктах б) и в) методы расширенной делигнификации могут содержать к примеру технологические приемы варки по Камюру МСС, Белуа РДН и Сэндсу, рассмотренные во вводной части данного описания. В зависимости от конкретного типа используемого лигноцеллюлозного материала также могут применяться упомянутые выше натронный и сульфитный процессы. The methods of extended delignification mentioned in paragraphs b) and c) above may contain, for example, Kamyur cooking techniques of the MCC, Belois RDN and Sands, discussed in the introductory part of this description. Depending on the particular type of lignocellulosic material used, the above soda and sulfite processes may also be used.
На втором этапе способа проводится кислородная делигнификация для дальнейшего удаления лигнина, не сопровождающаяся значительной потерей прочности целлюлозных волокон. На этом этапе может проводиться удаление путем промывки растворенных органических веществ и щелочей для рецикла и регенерации. По завершении кислородной делигнификации также производится сортировка целлюлозной массы. At the second stage of the method, oxygen delignification is carried out to further remove lignin, which is not accompanied by a significant loss in strength of cellulose fibers. At this stage, removal can be carried out by washing the dissolved organic substances and alkalis for recycling and regeneration. Upon completion of the oxygen delignification, the pulp is also sorted.
На этапе кислородной делигнификации пермангантное число целлюлозной массы с повышенной концентрацией уменьшается по меньшей мере, приблизительно на 45% (для О) и на 60% (для Ом) без заметных повреждений целлюлозной компоненты. Кроме того, отношение перманганатного числа к вязкости обычно уменьшается, по меньшей мере, на 25% При обработке целлюлозной массы достигается перманганатное число равное или меньше 10, при обработке целлюлозной массы из хвойных пород с использованием Ом легко достижимо перманганатное число от 7 до 10 и вязкость приблизительно равная или более 13. При обработке целлюлозной массы из лиственных пород после этапа кислородной делигнификации достигается перманганатное число от 5 до 8 и вязкость приблизительно равная или более 13.At the stage of oxygen delignification, the permanent number of pulp with an increased concentration decreases by at least about 45% (for O) and by 60% (for O m ) without noticeable damage to the cellulose component. In addition, the ratio of permanganate number to viscosity is usually reduced by at least 25%. When processing pulp, a permanganate number equal to or less than 10 is achieved. When processing pulp from softwood using O m, a permanganate number from 7 to 10 is easily achievable and a viscosity of approximately equal to or greater than 13. When processing pulp from hardwood after the oxygen delignification step, a permanganate number of 5 to 8 and a viscosity of approximately equal to or greater than 13 are achieved.
К возможным вариантам реализации второго этапа относятся, не ограничиваясь ими:
а) типовая кислородная делигнификация, куда входит кислородно- щелочная обработка массы при малой, средней или большой концентрации целлюлозной массы (O); или
б) предпочтительный вариант щелочной обработки при концентрации массы от малой до средней, т.е. менее приблизительно 10 вес. после чего для массы с большой концентрацией (т.е. более приблизительно 20 вес.) следует кислородная обработка (Ом).Possible options for the implementation of the second stage include, but are not limited to:
a) typical oxygen delignification, which includes oxygen-alkaline treatment of the pulp at low, medium or high concentration of pulp (O); or
b) a preferred alkaline treatment at a low to medium mass concentration, i.e. less than about 10 weight. then for the mass with a high concentration (i.e. more than about 20 wt.) follows oxygen treatment (O m ).
В качестве целлюлозной массы, белизна которой может не превышать 35% СЕВ (часто называемой полубеленой массой), можно использовать массу, обработанную вплоть до 2 этапа. As a pulp, the whiteness of which can not exceed 35% CEB (often called semi-whitened mass), you can use the mass processed up to 2 stages.
На третьем этапе способа проводится кислотная отбелка газообразным озоном (Z или Zм) при соблюдении определенных параметров процесса для достижения высокоизбирательного удаления и отбелки лигнина для минимального разрушения целлюлозы. К числу параметров процесса относятся хелатообразователи для контроля за ионами металлов, контроль pH, контроль размера частиц, контроль консистенции массы, концентрации озона и контакта между газом и целлюлозной массой. До начала обработки озоном к целлюлозной массе могут добавляться хелатообразователи, например щавелевая кислота, диэтилентриаминпентауксусная кислота (ДТРА) или этилендиаминтетрауксусная кислота ("ЕДТА") для связывания с заключенными в ней ионами металла. Желательно регулировать величину pH от 1 до 4, осуществляя это до начала третьего этапа. С этой целью к целлюлозной массе можно добавлять достаточное количество кислого материала, также предпочтительно, чтобы консистенция массы находилась в пределах от 35 до 45 мас. а хлопьям из волокон желательно придать размер приблизительно в 5 мм или менее, осуществляя это до этапа озонной делигнификации. Сюда же входит стадия промывки растворенных органических веществ для рецикла и регенерации.At the third stage of the method, acid bleaching with gaseous ozone (Z or Z m ) is carried out subject to certain process parameters to achieve highly selective removal and bleaching of lignin for minimal destruction of cellulose. Process parameters include chelating agents for controlling metal ions, pH control, particle size control, mass consistency control, ozone concentration and contact between the gas and the pulp. Before treatment with ozone, chelating agents can be added to the pulp, such as oxalic acid, diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) or ethylenediaminetetraacetic acid ("EDTA") to bind to the metal ions contained in it. It is advisable to adjust the pH from 1 to 4, doing this before the start of the third stage. For this purpose, a sufficient amount of acidic material can be added to the pulp, it is also preferable that the consistency of the pulp is in the range from 35 to 45 wt. and fiber flakes, it is desirable to give a size of approximately 5 mm or less, carrying out this before the stage of ozone delignification. This also includes the stage of washing the dissolved organic substances for recycling and regeneration.
На протяжении этапа обработки озоном желательно, чтобы температура массы поддерживалась равной нормальной или по меньшей мере ниже приблизительно 120oF (48,9oC). Озон может поступать в виде озонсодержащего газа, куда может входить к примеру кислород или воздух. Если используется смесь кислорода с озоном, то желательно, чтобы концентрация озона приблизительно от 1 до 8 об. тогда как в смеси озона с воздухом допустима концентрация приблизительно от 1 до 4 об. Перемещение делигнифицированной массы внутри реакционного резервуара осуществляется так, чтобы озон оказывал равномерное воздействие на все ее частицы.Throughout the ozone treatment step, it is desirable that the temperature of the mass be maintained at normal or at least below about 120 ° F (48.9 ° C). Ozone can come in the form of an ozone-containing gas, which, for example, can include oxygen or air. If a mixture of oxygen and ozone is used, it is desirable that the ozone concentration is from about 1 to about 8 vol. whereas in a mixture of ozone with air, a concentration of about 1 to 4 vol. The delignified mass is moved inside the reaction tank so that ozone has a uniform effect on all its particles.
Было обнаружено, что целлюлозные массы с перманганатным числом более приблизительно 10 после второго этапа не подходят для использования на описываемом третьем этапе, поскольку для уменьшения перманганатного числа до желаемого уровня требуется большое количество озона, что обычно нежелательно влияет на свойства целлюлозных волокон. Если озонируется целлюлозная масса с перманганатным числом менее 10, то используется меньшая концентрация озона и наблюдается самое незначительное разрушение целлюлозы. У продукта, полученного на этапе озонирования из целлюлозной массы из хвойных или лиственных пород, перманганатное число приблизительно 5 или менее 5 и как правило находится в пределах от 3 до 4 (предпочтительно 3,5), вязкость превышает 10, и белизна СЕ составляет, по меньшей мере, 50% (обычно у хвойной древесины приблизительно 54% и выше, у лиственной 63% и выше). It was found that pulp with a permanganate number greater than about 10 after the second stage is not suitable for use in the described third stage, since a large amount of ozone is required to reduce the permanganate number to the desired level, which usually undesirably affects the properties of the cellulose fibers. If a pulp with a permanganate number of less than 10 is ozonized, then a lower concentration of ozone is used and the most insignificant destruction of cellulose is observed. The product obtained at the stage of ozonation from pulp from coniferous or deciduous species has a permanganate number of about 5 or less than 5 and usually ranges from 3 to 4 (preferably 3.5), the viscosity exceeds 10, and the CE brightness is, according to at least 50% (usually in coniferous wood about 54% and above, in deciduous 63% and above).
К возможным вариантам реализации третьего способа относятся, не ограничиваясь ими:
а) обработка подкисленной массы при противоточном контакте с озоном в кислородсодержащем газе или воздухе; или
б) обработка подкисленной массы при контакте с параллельным потоком озона в кислородсодержащем газе или воздухе.Possible options for implementing the third method include, but are not limited to:
a) processing the acidified mass in countercurrent contact with ozone in an oxygen-containing gas or air; or
b) processing the acidified mass upon contact with a parallel stream of ozone in an oxygen-containing gas or air.
Затем может проводиться дополнительный этап отбелки для придания целлюлозной массе желаемого полностью отбеленного состояния, когда уровень белизны достигает приблизительно 70-95% благодаря применению одного из хорошо себя зарекомендовавших процессов отбелки и щелочения. К числу возможных вариантов реализации относятся:
а) типовая стадия щелочения с промывкой, после чего следует перекисная стадия с промывкой, т.е. ЕР;
б) типовые стадии щелочения и промывки, после которых следуют типовая обработка двуокисью хлора с промывкой, то есть ED;
в) типовые стадии щелочения и промывки, после которых следует типовая обработка двуокисью хлора с промывкой, далее повторное щелочение и обработка двуокисью хлора, т.е. EDED; или
г) стадия щелочения, усиленная либо кислородом, либо кислородом и перекисью, после которой следует типовая обработка двуокисью хлора, т.е. (Eо)D или (Eор)D.Then, an additional bleaching step can be carried out to give the pulp mass the desired fully bleached state when the whiteness reaches approximately 70-95% due to the use of one of the well-established bleaching and alkalization processes. Possible implementation options include:
a) a typical alkaline stage with washing, followed by a peroxide stage with washing, i.e. EP;
b) typical stages of alkalization and washing, followed by a typical treatment with chlorine dioxide with washing, that is, ED;
c) typical stages of alkalization and washing, followed by a typical treatment with chlorine dioxide with washing, then re-alkalization and treatment with chlorine dioxide, i.e. EDED or
d) the alkalization stage, enhanced either by oxygen, or by oxygen and peroxide, followed by a typical treatment with chlorine dioxide, i.e. (E o ) D or (E op ) D.
В качестве дополнительного варианта реализации на стадии щелочения может осуществляться соединение в основном делигнифицированной массы с достаточным количеством щелочного материала в водно-щелочном растворе на определенное время и при определенной температуре в соответствии с имеющимся количеством щелочного материала для растворения значительной доли лигнина, оставшейся в массе. Затем часть водно-щелочного раствора можно извлечь для удаления практически всего растворенного лигнина. As an additional implementation option, at the stage of alkalization, a mainly delignified mass can be combined with a sufficient amount of alkaline material in an aqueous-alkaline solution for a certain time and at a certain temperature in accordance with the available amount of alkaline material to dissolve a significant fraction of the lignin remaining in the mass. Then part of the aqueous alkaline solution can be removed to remove almost all of the dissolved lignin.
По завершении этапа щелочения делигнифицированную целлюлозную массу можно направить на дополнительный этап отбелки для повышения ее белизны, по меньшей мере, до 70% В число предпочтительных отбеливателей входят двуокись хлора или перекись. Upon completion of the alkalization step, the delignified pulp can be sent to an additional bleaching step to increase its whiteness by at least 70%. Preferred bleaches include chlorine dioxide or peroxide.
Наибольшая степень белизны достигается в вариантах реализации (Eо)D, (Eор)D или EDED. В варианте ED фильтрат, полученный после обработки двуокисью хлора, нельзя направлять в рецикл для химической регенерации без предварительной обработки из-за наличия неорганических хлоридов. Вместе с тем такой фильтрат является единственным, уходящим из процесса, и потому достигается значительное уменьшение объема сточных вод, наличия в нем хлорированных органических соединений, СОD и ВОD. Вполне можно добиться значений количества красителя менее 2 фунтов на тонну, ВОD5 менее 2 фунтов на тонну и общего содержания органических хлоридов менее 2 и предпочтительно менее 0,8. Кроме того, фильтрат после обработки двуокисью хлора можно направить на мембранное фильтрование, которое и позволит завершить рецикл. В варианте ЕР на этапе отбелки не происходит образования хлорированных материалов и практически все жидкие фильтраты можно рециркулировать и регенерировать, благодаря чему получается процесс без сточных вод.The greatest degree of whiteness is achieved in the implementation options (E o ) D, (E op ) D or EDED. In the ED embodiment, the filtrate obtained after treatment with chlorine dioxide cannot be recycled for chemical regeneration without pretreatment due to the presence of inorganic chlorides. However, such a filtrate is the only one leaving the process, and therefore a significant reduction in the volume of wastewater, the presence of chlorinated organic compounds, COD and BOD in it is achieved. It is entirely possible to achieve dye levels of less than 2 pounds per ton, BOD 5 less than 2 pounds per ton and a total organic chloride content of less than 2 and preferably less than 0.8. In addition, the filtrate after treatment with chlorine dioxide can be sent to membrane filtration, which will complete the recycling. In the EP embodiment, at the bleaching stage, the formation of chlorinated materials does not occur and almost all liquid filtrates can be recycled and regenerated, which results in a process without wastewater.
На фиг. 1 в виде блок-схемы показаны предпочтительные способы согласно данному изобретению, при этом сплошной линией изображен поток целлюлозной массы, а пунктиром поток сточных вод; на фиг.2 предпочтительный способ по данному изобретению; на фиг.3 вид устройства для озонирования по фиг.2, в разрезе, выполненном по линии 3-3; на фиг.4 вид предпочтительного устройства для озонирования по фиг.2 в разрезе, выполненном по линии З-З; на фиг.5 - сравнение потоков рецикла и отходов в различных способах обработки целлюлозы. In FIG. 1 shows, in a block diagram, preferred methods according to the invention, the solid line depicting the flow of pulp and the dashed stream of wastewater; figure 2 preferred method according to this invention; figure 3 is a view of the device for ozonation of figure 2, in section, made along the line 3-3; figure 4 is a view of the preferred device for ozonation of figure 2 in section, made along the line ZZ; 5 is a comparison of recycling and waste streams in various pulp processing methods.
Изобретение относится к новым способам делигнификации и отбелки целлюлозной массы, позволяющим минимизировать степень разрушения целлюлозной доли древесины и потому получать продукт, обладающий прочностными свойствами, приемлемыми для производства бумаги и различных изделий из нее. Для удобства в понимании усовершенствований, достигаемых при использовании заявленного способа делигнификации и отбелки, далее будут представлены определения нескольких параметров, участвующих на различных стадиях во всех процессах делигнификации и отбелки. The invention relates to new methods of delignification and bleaching of pulp, allowing to minimize the degree of destruction of the pulp fraction of wood and therefore to obtain a product with strength properties acceptable for the production of paper and various products from it. For convenience in understanding the improvements achieved by using the inventive method of delignification and bleaching, definitions of several parameters involved at various stages in all delignification and bleaching processes will be presented below.
Во всем описании используются следующие определения. Throughout the description, the following definitions are used.
Под "консистенцией" понимается количество целлюлозных волокон в суспензии, выраженное в процентном отношении от общего веса абсолютно сухого волокна и воды. Его иногда называют концентрацией целлюлозной массы. Консистенция массы зависит от работы используемого обезвоживающего оборудования и его типа. В основе последующих определений лежат определения, приведенные Рюдхольмом в публикации "процессы варки" Interscience Publishers, 1965, с. 862-863, и монографии TAPPI N 27, "Отбелка целлюлозной массы", издание Технической Ассоциации Целлюлозной и Бумажной промышленности, 1963, с.186-187. By "consistency" is meant the amount of cellulosic fibers in suspension, expressed as a percentage of the total weight of absolutely dry fiber and water. It is sometimes called the concentration of pulp. The consistency of the mass depends on the operation of the dewatering equipment used and its type. The following definitions are based on the definitions given by Rüdholm in the publication "Cooking Processes" Interscience Publishers, 1965, p. 862-863, and monographs
В понятие "малая консистенция" входит диапазон от 6% обычно это от 3 до 5% Такую суспензию накачивать обычным центробежным насосом, ее получают с помощью сгустителей и фильтров без отжимных валов. The concept of "small consistency" includes a range from 6%, usually from 3 to 5%. This suspension is pumped with a conventional centrifugal pump, it is obtained using thickeners and filters without squeezing shafts.
В понятие "средняя консистенция" входит диапазон приблизительно от 6 до 20% точкой раздела внутри этого диапазона служит значение в 15% Получить консистенцию ниже 15% можно с помощью фильтров. Именно такую консистенцию имеет масса, выходящая из барабанного вакуум-фильтра в системе промывки небеленой массы и в системе отбелки. Консистенция суспензии, поступающей из промывного аппарата, будь то вакуум-фильтр для промывки сульфатной целлюлозы или аппарат для промывки после отбелки, составляет от 9 до 15% Если консистенция больше 15% то для обезвоживания требуются отжимные валы. Рюдхольм считает, что обычный диапазон для средней консистенции равен 10-18% тогда как Рэпсон указывает 9-15% Суспензию можно накачивать специальными машинами, хотя при высоких температурах и под давлением она представляет собой однородную жидкую фазу. The concept of "average consistency" includes a range of about 6 to 20%, a section point within this range is a value of 15%. You can get a consistency below 15% using filters. It is this consistency that the mass exiting the drum vacuum filter has in the washing system of the unbleached mass and in the bleaching system. The consistency of the suspension coming from the washer, whether it be a vacuum filter for washing sulfate pulp or a washing machine after bleaching, is from 9 to 15%. If the consistency is more than 15%, squeezing shafts are required for dewatering. Rüdholm believes that the usual range for the average consistency is 10–18%, while Rapson indicates 9–15%. The suspension can be pumped with special machines, although at high temperatures and under pressure it is a homogeneous liquid phase.
В понятие "большая консистенция" входит диапазон более 20 и вплоть до 50% Рюдхольм считает обычным диапазон от 25 до 35% по мнению Рэпсон 20-35% Подобную консистенцию можно получить лишь при использовании прессов. Волокна целлюлозы полностью поглотили жидкую фазу, и целлюлозную массу можно накачивать лишь на очень малые расстояния. The concept of "large consistency" includes a range of more than 20 and up to 50%. Rüdholm considers the range from 25 to 35% to be common, according to Rapson 20-35%. Such a consistency can be obtained only by using presses. Cellulose fibers have completely absorbed the liquid phase, and the pulp can be pumped only at very short distances.
Далее, в настоящем описании понятие "варка" используется в своем обычном смысле, указывая на варку лигноцеллюлозного материала для получения небеленой целлюлозы. В понятие варки включаются крафт-процесс, а также крафт-процесс с использованием антрахинона, в результате варки достигается делигнификация. Further, in the present description, the term "cooking" is used in its usual sense, indicating the cooking of lignocellulosic material to produce unbleached pulp. The concept of cooking includes a kraft process, as well as a craft process using anthraquinone, as a result of cooking delignification is achieved.
Понятие "модифицированный крафт-процесс" включает в себя расширенную делигнификацию и все другие модифицированные крафт-процессы за исключением крафт-процесса с применением антрахинона, поскольку этот процесс приобрел особый статус и известен под особым названием. Под понятие расширенной делигнификации не подпадает этап кислородной делигнификации, следующий по завершении варки; его предпочтительней называть первым этапом процесса делигнификации для отбелки или осветления массы. The concept of “modified kraft process” includes extended delignification and all other modified kraft processes with the exception of the kraft process using anthraquinone, since this process has acquired a special status and is known by its special name. The concept of extended delignification does not include the stage of oxygen delignification, following the completion of cooking; it is preferable to call the first stage of the delignification process for bleaching or clarification of the mass.
Затем здесь упоминаются два основных типа измерений, используемых для определения завершения процесса варки или отбелки, это "степень делигнификации" и "белизна" целлюлозной массы. Понятие о степени делигнификации обычно используется в связи с процессом варки и начальными этапами отбелки. По мере того, как количество лигнина падает, этот показатель становится менее точным, что свойственно последним этапам отбелки. Коэффициент белизны обычно используют в связи с процессом отбелки, так как он становится более точным по мере светления целлюлозной массы, когда ее отражательная способность увеличивается. Then, two main types of measurements used to determine the completion of the cooking or bleaching process are mentioned here, these are the “degree of delignification” and “whiteness” of the pulp. The concept of the degree of delignification is usually used in connection with the cooking process and the initial stages of bleaching. As the amount of lignin decreases, this indicator becomes less accurate, which is characteristic of the last stages of bleaching. The whiteness coefficient is usually used in connection with the bleaching process, since it becomes more accurate as the pulp becomes lightened when its reflectivity increases.
Существует несколько методов замера степени делигнификации, однако многие из них представляют собой лишь вариации перманганатного теста. При нормальном перманганатном тесте получается перманганатное число (K), т.е. число кубических сантиметров децинормального перманганатного раствора калия, поглощенного одним граммом абсолютно сухой массы при определенных условиях. Перманганатное число определяется по стандартному тесту TAPPI T-214. There are several methods for measuring the degree of delignification, however, many of them are only variations of the permanganate test. In a normal permanganate test, a permanganate number (K) is obtained, i.e. the number of cubic centimeters of decinormal permanganate potassium solution absorbed by one gram of absolutely dry mass under certain conditions. The permanganate number is determined by the standard TAPPI T-214 test.
Существует также несколько методов замера белизны целлюлозной массы. Этот параметр обычно представляет меру отражательной способности, и его величина выражается в процентах по определенной шкале. Стандартным методом является белизна СЕ, выражаемая как процентное отношение от максимальной белизны СЕ, определяемой по стандартной методике TAPPI ТРД-103. There are also several methods for measuring the whiteness of pulp. This parameter usually represents a measure of reflectivity, and its value is expressed as a percentage on a particular scale. The standard method is CE whiteness, expressed as a percentage of the maximum CE whiteness determined by the standard TAPPI TRD-103 methodology.
Кроме того, в соответствующих местах будет использоваться буквенный код, описанный выше в разделе "Предпосылки к созданию изобретения"; на протяжении всего подробного описания он будет обозначать различные этапы обработки целлюлозной массы. In addition, the letter code described above in the section "Background to the invention" will be used in appropriate places; throughout the detailed description, it will denote the various stages of pulp processing.
На приведенных далее значениях перманганатного числа, вязкости и белизны, полученных при использовании предлагаемого способа варки, делигнификации и отбелки, будет показана способность данного способа к улучшению степени удаления лигнина из целлюлозной массы при минимизации возникающего при этом разрушения целлюлозы. The following values of permanganate number, viscosity and whiteness obtained using the proposed method of cooking, delignification and bleaching will show the ability of this method to improve the degree of removal of lignin from the pulp while minimizing the resulting destruction of cellulose.
По завершении этапа кислородной делигнификации и до начала отбелки имеется частично делигнифицированная масса с перманганатным числом приблизительно от 5 до 10, предпочтительно от 7 до 10 для растущих в США хвойных пород и от 5 до 7 для лиственных. Вязкость частично делигнифицированной массы приблизительно превышает 10, обычно более 13 и предпочтительно по меньшей мере 14 (для массы из хвойных пород) или 15 (для лиственных). Частично делигнифицированный материал обладал хорошей прочностью и требуемой вязкостью и потому мог выдерживать воздействие озона. Частично делигнифицированную массу подвергали действию озона для дальнейшего делигнифицирования массы, в результате чего перманганатное число массы уменьшалось приблизительно до 3-4 как для хвойных, так и для лиственных пород, при этом белизна массы увеличивалась по меньшей мере до 50-70% У целлюлозной массы из хвойных пород обычно достигалась белизна приблизительно 54% и выше, тогда как у лиственных пород достигались значения более 63% Дальнейшее увеличение белизны целлюлозной массы достигалось щелочением и дополнительной отбелкой с помощью двуокиси хлора или перекиси. At the end of the oxygen delignification step and prior to bleaching, there is a partially delignified mass with a permanganate number of about 5 to 10, preferably 7 to 10 for softwood growing in the USA and 5 to 7 for hardwood. The viscosity of the partially delignified mass is approximately 10, usually more than 13 and preferably at least 14 (for coniferous mass) or 15 (for hardwood). The partially delignified material had good strength and the required viscosity and therefore could withstand the effects of ozone. The partially delignified mass was subjected to ozone to further delignify the mass, as a result of which the permanganate mass number was reduced to approximately 3-4 for both coniferous and deciduous species, while the whiteness of the mass increased to at least 50-70%. conifers usually reached whiteness of about 54% and higher, while hardwoods reached values of more than 63%. Further increase in pulp whiteness was achieved by alkalization and additional bleaching with Iew chlorine dioxide or peroxide.
Для удобства понимания данного изобретения на фиг.1 в схематической форме показаны различные этапы, используемые при варке, делигнификации и осветлении массы согласно данному изобретению. Как видно из фиг.1, в данном изобретении предлагается многоэтапный процесс, при котором:
(а) осуществляют варку лигноцеллюлозного материала, причем применяемые при варке химикаты могут регенерироваться и повторно использоваться с помощью известных методов;
(б) промывают массу для удаления химических отходов от варочного раствора вместе с остаточным лигнином и, как правило, сортируют целлюлозную массу для удаления тех пучков волокон, что не разделились во время варки;
(в) осуществляют кислородно-щелочную делигнификацию массы (т.е. О или Ом);
(г) промывают частично делигнифицированную массу, полученную на этапе (в), для удаления растворенных органических соединений;
при необходимости в этот момент можно провести сортировку и направить на рецикл по меньшей мере часть сточных вод с этого этапа на предшествующий этап;
(д) осуществляют хелатообразование и подкисление целлюлозной массы для связывания ионов металла и регулирования pH до заданного уровня;
(е) осуществляют контакт массы с озоном (т.е. Z или Zм) для дальнейшей делигнификации и частичной отбелки материала;
(ж) промывают озонированную массу, направляя в рецикл по меньшей мере часть сточных вод с этого этапа на предшествующий;
(з) осуществляют щелочную обработку для удаления остаточного лигнина;
(и) промывают обработанную массу, рециркулируют по меньшей мере часть сточных вод к предшествующему этапу;
(к) добавляют второй отбеливающий реагент (т.е. D или P для осветления и отбеливания массы);
(л) промывают осветленную массу для получения отбеленного продукта, белизна которого составляет приблизительно 70-90% и
(м) рециркулируют по меньшей мере часть сточных вод с этапа отбелки P к предшествующему этапу; или сливают сточные воды с этапа отбелки D или после соответствующей обработки рециркулируют сточные воды к предыдущему этапу.For ease of understanding of the present invention, figure 1 shows in schematic form the various steps used in cooking, delignification and clarification of the mass according to this invention. As can be seen from figure 1, the present invention proposes a multi-stage process in which:
(a) cooking lignocellulosic material, and the chemicals used in the cooking can be regenerated and reused using known methods;
(b) the mass is washed to remove chemical waste from the cooking solution along with residual lignin, and, as a rule, the pulp mass is sorted to remove those fiber bundles that did not separate during cooking;
(c) carry out oxygen-alkaline delignification of the mass (i.e., O or O m );
(g) washing the partially delignified mass obtained in step (c) to remove dissolved organic compounds;
if necessary, at this moment it is possible to sort and direct at least part of the wastewater from this stage to the previous stage for recycling;
(e) chelating and acidifying the pulp to bind metal ions and adjust the pH to a predetermined level;
(e) contacting the mass with ozone (i.e., Z or Z m ) for further delignification and partial bleaching of the material;
(g) washing the ozonated mass by recycling at least a portion of the wastewater from this stage to the previous one;
(h) carry out alkaline treatment to remove residual lignin;
(i) washed the treated mass, recycle at least part of the wastewater to the previous step;
(k) adding a second whitening reagent (i.e., D or P to lighten and bleach the mass);
(l) washing the clarified mass to obtain a bleached product whose whiteness is approximately 70-90% and
(m) recycle at least part of the wastewater from the bleaching step P to the previous step; or drain the wastewater from the bleaching step D, or after appropriate treatment, recycle the wastewater to the previous step.
1. Варка
Первым этапом в способе по данному изобретению, в котором могут применяться процедуры, способствующие удалению лигнина из лигноцеллюлозных материалов при минимизации разрушения целлюлозы, является варка. Конкретный способ варки, используемый в данном изобретении, в значительной степени зависит от типа лигноцеллюлозного материала и точнее от типа древесины, используемой в качестве исходного материала. Из фиг.1 видно, что варочный раствор, применяемый в ходе варки, может регенерироваться и повторно использоваться по известной методике. После этого этапа обычно следует промывка для удаления большей части растворенных органических соединений и варочных химикатов для рецикла и регенерации, а также этап сортировки, при котором целлюлозная масса проходит через сортировальное устройство для удаления тех пучков из волокон, что не разделились во время варки.1. Cooking
The first step in the method of this invention, in which procedures can be used to remove lignin from lignocellulosic materials while minimizing cellulose degradation, is cooking. The particular cooking method used in this invention is highly dependent on the type of lignocellulosic material and more specifically on the type of wood used as the starting material. Figure 1 shows that the cooking solution used during cooking can be regenerated and reused by a known method. After this step, washing is usually followed to remove most of the dissolved organic compounds and cooking chemicals for recycling and regeneration, as well as a sorting step in which the pulp passes through a sorting device to remove bundles of fibers that did not separate during cooking.
Практически, со всеми сортами древесины можно использовать крафт-процесс, поскольку получаемый при этом материал обладает приемлемыми физическими свойствами, хотя по цвету небеленая масса темней. Almost all types of wood can use the Kraft process, as the resulting material has acceptable physical properties, although the unbleached mass is darker in color.
В зависимости от исходного лигноцеллюлозного материала результаты, получаемые по типовому крафт-процессу, можно улучшить, применив метод расширенной делигнификации или крафт-процесс с добавкой антрахинона. Этот метод предпочтительней, когда надо получить более высокую степень уменьшения перманганатного числа у целлюлозной массы без нежелательного ухудшения ее прочностных и вязкостных свойств. Depending on the initial lignocellulosic material, the results obtained using a typical kraft process can be improved by applying the extended delignification method or the Kraft process with the addition of anthraquinone. This method is preferable when it is necessary to obtain a higher degree of reduction of the permanganate number of the pulp without undesirable deterioration of its strength and viscosity properties.
При использовании крафт-процесса с добавкой антрахинона конкретное количество антрахинона в варочном растворе должно составлять по меньшей мере приблизительно 0,01 мас. при расчете по абсолютно сухому весу вывариваемой древесины, при этом вообще предпочтительны количества от 0,02 до 0,1% Включение антрахинона в крафт-процесс в значительной степени способствует удалению лигнина, не оказывая вредного влияния на прочностные свойства остаточной целлюлозы. Кроме того, дополнительные затраты на антрахинон частично компенсируются экономией средств на химикатах в последующих этапах Zm, E и D или P.When using the Kraft process with the addition of anthraquinone, the specific amount of anthraquinone in the cooking solution should be at least about 0.01 wt. when calculating the absolutely dry weight of the wood being digested, the amounts from 0.02 to 0.1% are generally preferred. The inclusion of anthraquinone in the Kraft process significantly contributes to the removal of lignin, without adversely affecting the strength properties of residual cellulose. In addition, the additional costs of anthraquinone are partially offset by the savings in chemicals in the subsequent steps Z m , E and D or P.
В качестве варианта или дополнения к крафт-процессу с применением антрахинона также можно воспользоваться методами расширенной делигнификации Камюра, Белуа или Сэндса, предложенными для котлов периодической варки. Перечисленные методы также позволяют удалять больше лигнина из целлюлозной массы во время варки, не оказывая вредного влияния на желаемые прочностные свойства остаточной целлюлозы. As an option or addition to the craft process using anthraquinone, you can also use the extended delignification methods of Camur, Belois or Sands, proposed for batch boilers. These methods also allow you to remove more lignin from the pulp during cooking, without adversely affecting the desired strength properties of the residual cellulose.
2. Кислородная делигнификация
Следующий этап в способе по данному изобретению является частью процесса отбелки, который в первую очередь направлен на удаление остаточного лигнина из обрабатываемой небеленой массы. В соответствии со способом по данному изобретению, на этой стадии осуществляется этап кислородной делигнификации. На этом этапе удаляются оксигенированные материалы, их можно, подобно варочному раствору, собрать, сконцентрировать и затем экологически безвредным образом прокалить в типовом регенерационном котле. Как видно из фиг.1, рециркулирует по меньшей мере часть жидкой фазы.2. Oxygen delignification
The next step in the method according to this invention is part of the bleaching process, which is primarily aimed at removing residual lignin from the processed unbleached mass. According to the method of the invention, an oxygen delignification step is carried out at this stage. At this stage, oxygenated materials are removed, they can, like a cooking solution, be collected, concentrated and then calcined in an environmentally friendly way in a typical regeneration boiler. As can be seen from figure 1, recycles at least part of the liquid phase.
Было обнаружено, что этап кислородной делигнификации можно проводить таким образом, который способствует удалению больших количеств остаточного лигнина в небеленой массе, не оказывая нежелательного ухудшения ее вязкости. Вообще описываемый способ реализуется путем обработки небеленой массы, выходящей с этапа варки с консистенцией от малой до средней, при использовании такого количества щелочи, которое требуется для этапа кислородной делигнификации с тем, чтобы обеспечить равномерное поступление щелочи и затем увеличить консистенцию и делигнификацию до больших величин. Наиболее предпочтительная высококонсистентная делигнификация, однако вместо нее также можно использовать низко- или среднеконсистентную кислородную делигнификацию. It was found that the stage of oxygen delignification can be carried out in such a way that helps to remove large amounts of residual lignin in the unbleached mass, without causing an undesirable deterioration in its viscosity. In general, the described method is implemented by processing an unbleached mass leaving the cooking stage with a consistency of small to medium, using the amount of alkali that is required for the oxygen delignification step to ensure a uniform alkali supply and then increase the consistency and delignification to large values. The most preferred high consistency delignification, however, low or medium oxygen delignification can also be used instead.
Этап высококонсистентной делигнификации желательно осуществлять в присутствии водного щелочного раствора при консистенции массы приблизительно от 25 до 35% предпочтительно приблизительно 27% Подобный усовершенствованный способ (Ом) обеспечивает удаление по меньшей мере 60% остаточного лигнина из небеленой массы в сравнении с 45-50% удаляемыми при типовых этапах кислородной делигнификации, при этом отсутствует ранее неизбежное ухудшение относительной вязкости. В силу особенностей модифицированного процесса он представляет собой предпочтительный кислородный процесс, используемый в способе по данному изобретению.The highly consistent delignification step is preferably carried out in the presence of an aqueous alkaline solution with a consistency of mass of from about 25 to 35%, preferably about 27%. Such an improved method (O m ) ensures the removal of at least 60% of the residual lignin from the unbleached mass compared to 45-50% removed at typical stages of oxygen delignification, while there is no previously inevitable deterioration in relative viscosity. Due to the nature of the modified process, it is the preferred oxygen process used in the method of this invention.
В этап обработки модифицированного кислородного процесса (Ом) входит по сути равномерное соединение древесной массы, предпочтительно небеленой массы от крафт-процесса, с водным щелочным раствором при поддержании консистенции массы по меньшей мере равной приблизительно 10% и предпочтительнее менее 5 мас. Желательно, чтобы водный щелочной раствор присутствовал в количестве, достаточном для получения приблизительно от 0,5 до 4 мас. активной щелочи после сгущения при расчете на абсолютно сухой небеленой массе, еще более предпочтительно значение приблизительно 2,5% активной щелочи по массе после сгущения при расчете по абсолютно сухой небеленой массе.The processing step of the modified oxygen process (O m ) involves essentially uniformly combining the wood pulp, preferably the unbleached pulp from the Kraft process, with an aqueous alkaline solution while maintaining a pulp consistency of at least about 10% and more preferably less than 5 wt. It is desirable that the aqueous alkaline solution is present in an amount sufficient to obtain from about 0.5 to 4 wt. active alkali after thickening when calculated on an absolutely dry unbleached mass, even more preferably a value of about 2.5% active alkali by weight after thickening when calculated on an absolutely dry unbleached mass.
На этом этапе водный щелочной раствор равномерно распределяется по всей низкоконсистентной массе, при этом все волокна небеленой массы должны испытывать равномерно действие щелочного раствора. Совершенно неожиданно было обнаружено, что обработанная подобным образом небеленая масса в основном не делигнифицируется на этапе обработки, однако делигнификация небеленой массы на последующем этапе высококонсистентной делигнификации более эффективна, чем у небеленой массы, обрабатываемой при высокой консистенции в щелочных растворах согласно типовым способам. При этом устраняются локальные неоднородности в распределении щелочи у типовой высококонсистентной массы и исключается сопровождающая их неоднородная кислородная делигнификация. At this stage, the aqueous alkaline solution is evenly distributed throughout the low-consistency mass, while all fibers of the unbleached mass should experience uniformly the action of the alkaline solution. It was completely unexpectedly found that a similarly treated unbleached mass is generally not delignified at the processing stage, however, the delignification of an unbleached mass at the subsequent stage of highly consistent delignification is more effective than that of an unbleached mass processed at high consistency in alkaline solutions according to standard methods. In this case, local inhomogeneities in the alkali distribution of a typical highly consistent mass are eliminated, and the heterogeneous oxygen delignification accompanying them is excluded.
Желательно, чтобы в этап гомогенного распределения входило равномерное соединение массы с водным щелочным раствором по меньшей мере приблизительно 1 мин, а предпочтительный не более приблизительно 15 мин. Можно считать, что время обработки менее 1 мин, как правило, недостаточно для достижения равномерного распределения, тогда как время обработки более 5 мин не даст существенного выигрыша. Preferably, the homogeneous distribution step includes uniformly combining the mass with an aqueous alkaline solution for at least about 1 minute, and preferably not more than about 15 minutes. We can assume that the processing time of less than 1 min, as a rule, is not enough to achieve uniform distribution, while the processing time of more than 5 minutes will not give a significant gain.
Щелочную обработку массы согласно данному изобретению можно осуществлять в широком температурном диапазоне. Практика показала, что обработку можно осуществлять при температуре приблизительно от комнатной до приблизительно 150oF (65,6oC), при этом наиболее предпочтительны температуры от 90 до 150oF (32,3 65,6oC). Можно применять как атмосферное, так и повышенное давление. Этап обработки завершается, когда водный щелочной раствор равномерно распределяется по всей низкоконсистентной массе. Количество водно-щелочного раствора, присутствующего на этапе обработки, может варьироваться в широких пределах в соответствии с конкретными параметрами процесса реакции делигнификации. При этом эффективное количество щелочного раствора будет зависеть в первую очередь от того, какая степень делигнификации желательна на этапе кислородной отбелки, а также от силы используемого раствора. Желательно, чтобы в число водных щелочных растворов входил раствор гидроксида натрия с концентрацией приблизительно от 20 до 120 г/л. Такой раствор смешивают с низкоконсистентной массой с тем, чтобы концентрация щелочного материала в полученной смеси была приблизительно между 6,5 и 13,5 г/л, предпочтительно приблизительно 9 г/л.The alkaline treatment of the mass according to this invention can be carried out in a wide temperature range. Practice has shown that processing can be carried out at a temperature of from about room temperature to about 150 ° F. (65.6 ° C.), with temperatures from 90 to 150 ° F. (32.3 65.6 ° C.) being most preferred. Both atmospheric and elevated pressure can be used. The processing step is completed when the aqueous alkaline solution is evenly distributed throughout the low-consistency mass. The amount of aqueous-alkaline solution present in the processing step can vary widely within the limits of the specific parameters of the delignification reaction process. In this case, an effective amount of an alkaline solution will depend primarily on the degree of delignification desired at the stage of oxygen bleaching, as well as on the strength of the solution used. It is desirable that the number of aqueous alkaline solutions include a solution of sodium hydroxide with a concentration of from about 20 to 120 g / L. Such a solution is mixed with a low consistency mass so that the concentration of alkaline material in the resulting mixture is between about 6.5 and 13.5 g / l, preferably about 9 g / l.
Если продолжительность обработки составляет от 5 до 15 мин при консистенции массы от 3 до 5% и температуре от 120 до 150oF (48,9-65,6oC) при указанной концентрации щелочного материала, то достигается его равномерное распределение по всей небеленой массе.If the processing time is from 5 to 15 minutes with a consistency of the mass from 3 to 5% and a temperature of from 120 to 150 o F (48.9-65.6 o C) at the specified concentration of alkaline material, then it is uniformly distributed throughout the unbleached mass.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения, водно-щелочной раствор гидроксида добавляют к низкоконсистентной массе в таком количестве, которое достаточно для получения приблизительно от 15 до 30 мас. гидроксида натрия при расчете по совершенно сухой массе. Также могут использоваться и иные щелочные растворы с эквивалентным содержанием, например, белый щелок из типового цикла крафт-процесса с регенерацией. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, an aqueous-alkaline hydroxide solution is added to the low consistency mass in an amount that is sufficient to obtain from about 15 to 30 wt. sodium hydroxide when calculated on a completely dry mass. Other alkaline solutions with an equivalent content can also be used, for example, white liquor from a typical cycle of a regenerative kraft process.
После этапа низкоконсистентной щелочной обработки консистенция обрабатываемой массы увеличивается не менее чем до 20% и предпочтительно от 25 до 35% Для повышения консистенции массы могут применяться известные методы, например прессование древесной массы для удаления из нее жидкости. Первоначально образовавшаяся масса является небеленой массой, причем по крайней мере часть жидкости, полученной из щелочного раствора на этапе повышения консистенции массы, рециркулирует на этап щелочной обработки. After the low consistency alkaline treatment step, the consistency of the treated mass increases to not less than 20% and preferably from 25 to 35%. To increase the consistency of the mass, known methods can be applied, for example, pressing wood pulp to remove liquid from it. The initially formed mass is an unbleached mass, and at least a portion of the liquid obtained from the alkaline solution at the stage of increasing the consistency of the mass is recycled to the alkaline processing stage.
Далее на высококонсистентной массе проводится кислородная делигнификация. Чтобы оказать воздействие на делигнификацию, могут применяться известные методы растворения газообразного кислорода в жидкой фазе высококонсистентной массы. В соответствии с данным изобретением может применяться любой из известных методов. Однако желательно, чтобы при кислородной делигнификации по данному изобретению подавался газообразный кислород с избыточным давлением приблизительно от 80 до 100 фунтов на кв. дюйм в жидкую фазу высококонсистентной массы, при этом температура массы поддерживается в пределах приблизительно от 90 до 130oC. Среднее время контакта высококонсистентной массы с газообразным кислородом желательно поддерживать равным приблизительно от 20 до 60 мин.Further, oxygen delignification is carried out on a highly consistent mass. In order to influence delignification, known methods for dissolving gaseous oxygen in the liquid phase of a highly consistent mass can be applied. Any of the known methods may be used in accordance with this invention. However, it is desirable that gaseous oxygen with an overpressure of about 80 to 100 psi be supplied during oxygen delignification of the present invention. inch into the liquid phase of the high consistency mass, while the temperature of the mass is maintained in the range of about 90 to 130 ° C. The average contact time of the high consistency mass with gaseous oxygen is preferably kept at about 20 to 60 minutes.
Если следовать предпочтительному процессу по данному изобретению, то можно после этапа кислородной делигнификации добиться уменьшения перманганатного числа, по меньшей мере, на 60% при этом не пострадает целлюлозная часть массы. В качестве сравнения отметим, что при типовой кислородной делигнификации можно достичь уменьшения в перманганатном числе приблизительно на 50% прежде чем начнется разрушение целлюлозы. Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить делигнификацию по меньшей мере на 20% в сравнении с типовыми делигнификационными процессами, т.е. от 50 до 60% уменьшения перманганатного числа у поступающей массы. При минимальном разрушении целлюлозы можно добиться уменьшения на 70% и более. То, что разрушения целлюлозы не происходит, очевидно из минимального изменения вязкости массы, обрабатываемой согласно данному изобретению. If you follow the preferred process according to this invention, it is possible after the stage of oxygen delignification to achieve a reduction in permanganate number by at least 60%, while the cellulose part of the mass will not be affected. As a comparison, we note that with typical oxygen delignification, a reduction in permanganate number of about 50% can be achieved before cellulose breakdown begins. Thus, the proposed method allows to increase delignification by at least 20% in comparison with typical delignification processes, i.e. from 50 to 60% reduction in permanganate number in the incoming mass. With minimal destruction of cellulose, a reduction of 70% or more can be achieved. The fact that the destruction of cellulose does not occur, is obvious from a minimal change in the viscosity of the mass processed according to this invention.
В начале этапа кислородной делигнификации перманганатное число массы лежит в пределах от 10 до 26 в зависимости от типа древесины (например, при варке по Крафту приблизительно 10-14, желательно 12,5 для лиственных пород, для хвойных пород от 20 до 24, предпочтительно 21), тогда как после кислородной делигнификации перманганатное число обычно находится в диапазоне от 5 до 10. At the beginning of the oxygen delignification stage, the permanganate mass number ranges from 10 to 26 depending on the type of wood (for example, when cooking according to Kraft, approximately 10-14, preferably 12.5 for hardwoods, for conifers from 20 to 24, preferably 21 ), whereas after oxygen delignification the permanganate number is usually in the range from 5 to 10.
На фиг. 2 в схематичной форме показан способ обработки по данному изобретению. С помощью представленных на нем этапов изображается предпочтительная схема, позволяющая извлечь максимум преимуществ из данного изобретения. Древесная щепа 2 поступает в варочный котел 4, где варится в варочном растворе, например в гидроксиде натрия или сульфиде натрия. Из варочного узла 4 поступает небеленая масса 8 и черный щелок 6, где содержатся продукты реакции растворения лигнина. Небеленая масса обрабатывается в промывных установках, в состав которых предпочтительно входят выдувной резервуар 10 и промывной аппарат 12, где удаляется остаточный рабочий раствор, содержащийся в массе. Известны самые различные способы промывки небеленой массы, например диффузионная промывка, ротационная промывка под давлением, горизонтальная фильтрация и разбавление и экстракция. Все перечисленные способы находятся в пределах охвата данного изобретения. Кроме того, весьма часто осуществляется сортирование небеленой массы как до, так и после этапа промывки для удаления крупных кусков неразмолотой древесины для специальной обработки. In FIG. 2 shows in schematic form the processing method of the present invention. Using the steps presented therein, a preferred scheme is depicted, allowing to extract the maximum benefits from this invention. Wood chips 2 enters the
Далее промытую древесину подают в обработочную установку 14, где она обрабатывается щелочным раствором, при этом ее консистенция поддерживается на уровне менее приблизительно 10% и предпочтительно менее 5% Процесс согласно данному изобретению также охватывает средства для подачи свежего каустика 16 на стадию обработки для поддержания желаемого уровня. Обработанную массу 18 подают на сгустительную установку 20, где повышается консистентность массы, например, путем прессовки, по меньшей мере до 20 мас. и предпочтительно от 25 до 35% Жидкость 22, удаляемую из сгустителя 20, желательно возвращать в промывную установку 12 для дальнейшего использования. Высококонсистентную "опрессованную" небеленую массу 24, полученную в сгустителе 20, направляют в реактор 26 для кислородной делигнификации, где она контактирует с газообразным кислородом 28. Делигнифицированную небеленую массу 30 желательно пропускать через выдувной резервуар 32 и направлять далее на вторую промывную установку 34, где масса промывается водой для удаления растворенных органических соединений и получения высококачественной слабоокрашенной массы 36. Желательно по меньшей мере часть эффлюента 38 с этапа промывки возвращать в промывную установку 12 для использования в ней. В свою очередь сточные воды 13 с промывной установки 12 можно рециркулировать по отдельности или совместно с эффлюентом 38, либо его частью к выдувному резервуару 10 или линии черного щелока 6. Частично делигнифицированную массу, полученную на этапе кислородной делигнификации, можно сортировать для удаления из нее пучков волокон, не разделившихся ранее, для последующей обработки, например механического дефибрирования. Оттуда массу 36 можно направить на последующие этапы отделки, чтобы получить полностью отбеленный продукт. Next, the washed wood is fed to a
В соответствии с наиболее предпочтительным способом по данному изобретению, изображенному на фиг. 2, для наиболее успешного применения озонной отбелки варку древесины по Крафту можно проводить перед процедурой низкоконсистентной модифицированной щелочной обработки и высококонсистентной делигнификацией (Ом), описанной выше. Как отмечалось выше, при использовании хвойных пород такое сочетание приводит к получению массы с перманганатным числом приблизительно или меньше 10, предпочтительно 9, и вязкостью более 13. В качестве варианта также можно осуществлять варку древесины по крафт-процессу с добавкой антрахинона, после чего следует этап типовой кислородной делигнификации (т. е. О, когда осуществляется высококонсистентная щелочная обработка, после чего следует высококонсистентная кислородная делигнификация), в результате чего получается масса со схожими свойствами. Вместо варки по крафт-процессу с добавкой антрахинона можно использовать процессы расширенной делигнификации, после чего следует этап стандартной кислородной делигнификации для получения массы с желаемыми свойствами. Также весьма эффективной, хотя и менее предпочтительной с точки зрения увеличенных затрат, является сочетание крафт-процесса с технологией расширенной делигнификации, например, процессами Камюра МСС, Белуа РДН и Сэндса, описанными во вводной части данного описания, после чего следует типовая кислородная делигнификация.According to the most preferred method of this invention depicted in FIG. 2, for the most successful application of ozone bleaching, Kraft wood cooking can be carried out before the low consistency modified alkaline treatment and high consistency delignification (O m ) procedure described above. As noted above, when using coniferous species, this combination leads to a mass with a permanganate number of approximately or less than 10, preferably 9, and a viscosity of more than 13. Alternatively, it is also possible to cook wood using a kraft process with the addition of anthraquinone, followed by the step typical oxygen delignification (i.e., when a highly consistent alkaline treatment is performed, followed by a highly consistent oxygen delignification), resulting in a mass with similar properties tvam. Instead of cooking using the Kraft process with the addition of anthraquinone, extended delignification processes can be used, followed by the standard oxygen delignification step to obtain a mass with the desired properties. Also very effective, although less preferable from the point of view of increased costs, is the combination of the Kraft process with advanced delignification technology, for example, the Camura MCC, Belois RDN and Sands processes described in the introductory part of this description, followed by a typical oxygen delignification.
Можно применять самые различные сочетания из этапов варки и делигнификации при условии, что они позволяют достичь указанное выше перманганатное число и вязкость до начала озонного этапа. You can apply a variety of combinations of the stages of cooking and delignification, provided that they allow you to achieve the above permanganate number and viscosity before the ozone stage.
Применять типовую варку по Крафту в рамках данного изобретения с последующей типовой кислородной делигнификацией вообще нежелательно, за исключением некоторых лиственных пород вроде осины, сравнительно легко поддающихся делигнификации и отбелке, поскольку при использовании перечисленных типовых технологий обычно требуется большее количество озона на этапе озонирования, чему сопутствует большое разрушение целлюлозы. It is generally undesirable to use Kraft type cooking in the framework of this invention with subsequent typical oxygen delignification, with the exception of some hardwoods such as aspen, which are relatively easy to delignify and bleach, because using the above typical technologies usually require more ozone at the ozonation stage, which is accompanied by a large cellulose breakdown.
Благодаря применению данного изобретения, можно уменьшить потребление озона, если воспользоваться несколькими альтернативными методиками, например стандартным крафт-процессом с последующим модифицированным этапом кислородной делигнификации (Ом), или модифицированным крафт-процессом с расширенной делигнификацией (например, процессы Камюра МСС, Белуа РДН и Сэндса), после которых следует этап типовой кислородной делигнификации (О), или крафт-процессом с добавкой антрахинона, после которого следует этап типовой кислородной делигнификации (О), рассмотренной выше.Thanks to the application of this invention, it is possible to reduce ozone consumption by using several alternative methods, for example, a standard Kraft process followed by a modified oxygen delignification step (O m ), or a modified Kraft process with extended delignification (for example, Camura processes MSS, Belois RDN and Sands), followed by the stage of a typical oxygen delignification (O), or a Kraft process with the addition of anthraquinone, followed by a stage of a typical oxygen delignification tion (O) discussed above.
Еще большего уменьшения в потреблении озона можно достичь, если применить модифицированный крафт-процесс с расширенной делигнификацией (Камюр МСС, Белуа РДН и Сэндс) с последующим этапом модифицированной кислородной делигнификации (Ом), либо применить крафт-процесс с добавлением антрахинона и с расширенной делигнификацией (Камюр МСС, Белуа РДН или Сэндс) с последующим этапом типовой кислородной делигнификации (О). В случае применения всех перечисленных технологических решений в одном процессе, т.е. крафт-процесс с добавкой антрахинона с расширенной делигнификацией (Камюр МСС, Белуа РДН или Сэндс) с последующим этапом модифицированной кислородной делигнификации (этап Ом) можно дополнительно уменьшить потребление озона. В свою очередь уменьшение количества потребляемого озона позволяет поддерживать вязкость массы на приемлемом уровне.An even greater reduction in ozone consumption can be achieved by using a modified Kraft process with extended delignification (Kamyur MSS, Belois RDN and Sands) followed by a stage of modified oxygen delignification (O m ), or using a Kraft process with the addition of anthraquinone and with extended delignification (Kamyur MSS, Belois RDN or Sands) followed by a typical oxygen delignification (O) step. In the case of applying all of the listed technological solutions in one process, i.e. Kraft process with the addition of anthraquinone with extended delignification (Kamur MSS, Belois RDN or Sands), followed by a stage of modified oxygen delignification (stage О m ), it is possible to further reduce ozone consumption. In turn, reducing the amount of ozone consumed allows maintaining the viscosity of the mass at an acceptable level.
Перечисленные выше преимущества от описанного выше модифицированного этапа отбелки с высококонсистентной кислородной делигнификацией (Ом) можно наглядно показать путем сравнения значений вязкости и перманганатных чисел, полученных на южных хвойных породах, на родственных процессах с идентичными условиями. Так, применение крафт-процесса в его типовом виде с типовой отбелкой при высококонсистентной кислородной делигнификации позволяет получать целлюлозные массы, перманганатное число которых лежит приблизительно в пределах от 12 до 14, а вязкость равна приблизительно 15. Подобное перманганатное число слишком велико для осуществления последующей делигнификации с применением озонной стадии по данному изобретению. Если же применять типовой крафт-процесс с модифицированной отбелкой, то полученная масса будет иметь перманганатное число, меньшее приблизительно 9, тогда как вязкость массы будет превышать 12-14. Такое перманганатное число позволяет использовать массу на стадии озонной отбелки по данному изобретению.The above advantages from the modified bleaching stage described above with highly consistent oxygen delignification (O m ) can be visually shown by comparing the viscosity and permanganate numbers obtained on southern conifers, on related processes with identical conditions. So, the use of the Kraft process in its typical form with typical bleaching with highly consistent oxygen delignification allows one to obtain cellulosic pulp, the permanganate number of which lies in the range from 12 to 14, and a viscosity of approximately 15. Such a permanganate number is too large for subsequent delignification with the use of the ozone stage according to this invention. If you use a typical Kraft process with modified bleaching, then the resulting mass will have a permanganate number less than about 9, while the viscosity of the mass will exceed 12-14. This permanganate number allows you to use the mass at the stage of ozone bleaching according to this invention.
В соответствии с данными изобретением следующий этап представляет собой озонную делигнификацию и отбелку кислородно делигнифицированной небеленой массы. Подобное озонирование осуществляется в озонном реакторе, подробно описанном ниже в изображенном на фиг.2, 3 и 4. До того, как начнется обработка массы озоном, ее следует кондиционировать с тем, чтобы гарантировать наиболее эффективную селективную делигнификацию массы и минимизировать химическое воздействие озона на целлюлозу. Поступающая масса 36 направляется в смесительный резервуар 40, где она разбавляется до малой консистенции. К низкоконсистентной массе добавляется кислота 42, например серная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота и т.д, чтобы уменьшить pH массы в смесительном резервуаре 40 приблизительно до 1-4 и предпочтительно до 2-3. Регулирование величины pH проводится по той причине, что как известно относительная эффективность озонной отбелки массы зависит от pH смеси. Более низкие величины pH не дадут никакого положительного эффекта при последующей обработке массы, когда как увеличение pH более 4-5 приведет к уменьшению вязкости и увеличению потребления озона. According to the invention, the next step is ozone delignification and bleaching of an oxygen delignified unbleached mass. Such ozonation is carried out in an ozone reactor, described in detail below in FIGS. 2, 3 and 4. Before treatment of the mass with ozone begins, it should be conditioned in order to guarantee the most effective selective delignification of the mass and minimize the chemical effect of ozone on cellulose . The
Подкисленную массу обрабатывают хелатообразователем 44 для образования комплексов любых металлов или их солей, которые могут присутствовать в массе. Подобный хелатообразователь применяют для того, чтобы сделать металлы менее реактивными или вредоносными в озонном реакторе с тем, чтобы они не приводили к распаду озона и соответственно к ухудшению удаления лигнина и уменьшению вязкости целлюлозы. The acidified mass is treated with
Сами по себе хелатообразователи известны, это, например поликарбоксилат и его производные, например, ди-, три-, и тетракарбоксилаты, амиды и т.д. К числу предпочтительных хелатообразователей из соображений цены и эффективности относятся ДТРА, ЕДТА и щавелевая кислота. Количество хелатообразователей лежит приблизительно в пределах от 0,1 до 0,2 мас. от веса абсолютно сухой массы, хотя при больших концентрациях ионов металла могут потребоваться дополнительные количества. Chelating agents themselves are known, for example, polycarboxylate and its derivatives, for example, di-, tri-, and tetracarboxylates, amides, etc. Preferred chelating agents for cost and effectiveness reasons are DTRA, EDTA and oxalic acid. The number of chelating agents is approximately in the range from 0.1 to 0.2 wt. by weight of absolutely dry weight, although at high concentrations of metal ions, additional quantities may be required.
Для контроля за эффективностью процесса озонной отбелки используется ряд взаимосвязанных параметров, куда входит уровень pH и количество солей металлов в массе. Другим очень важным параметром является консистенция массы в ходе процесса озонной отбелки. В подвергаемой отбелке массе должно содержаться достаточно воды, причем вода должна существовать как непрерывная фаза у всех отдельных волокон, т.е. волокно должно быть в достаточной степени насыщено водой. Наличие воды в волокнах обеспечивает перенос озона из газообразной озонной атмосферы на обработку внешней поверхности волокон, и что более важно, водная фаза обеспечивает перенос озона к менее доступной внутренней области отдельных волокон, гарантируя тем самым более полное удаление лигнина из волокон. To monitor the effectiveness of the ozone bleaching process, a number of interrelated parameters are used, which include the pH level and the amount of metal salts in the mass. Another very important parameter is the consistency of the mass during the ozone bleaching process. The bleached mass should contain enough water, and water should exist as a continuous phase in all individual fibers, i.e. the fiber must be sufficiently saturated with water. The presence of water in the fibers ensures the transfer of ozone from the gaseous ozone atmosphere to the processing of the outer surface of the fibers, and more importantly, the aqueous phase ensures the transfer of ozone to the less accessible inner region of the individual fibers, thereby guaranteeing a more complete removal of lignin from the fibers.
С другой стороны, консистенция не должна быть настолько малой, что озон начнет растворяться и начнется его химический распад вместо отбелки массы. On the other hand, the consistency should not be so small that the ozone will begin to dissolve and its chemical decay will begin instead of bleaching the mass.
Было обнаружено, что предпочтительный диапазон консистенции, в особенности для южных хвойных пород США, находится в пределах от 25 до 50% при этом оптимальные результаты получаются в диапазоне от 35 до 45% На достижение предпочтительных результатов именно при таких пределах указывает относительная величина делигнификации, сравнительно малая степень деградации целлюлозы и заметное увеличение белизны обработанной массы. It was found that the preferred range of consistency, especially for southern US conifers, is in the range of 25 to 50%, while optimal results are obtained in the range of 35 to 45%. Relative value of delignification indicates the achievement of the preferred results precisely at these limits. a small degree of degradation of cellulose and a noticeable increase in the brightness of the treated mass.
Также важным контрольным фактором является температура реакции, при которой проводится озонная обработка. Озонный этап можно эффективно проводить вплоть до некоторой критической температуры, при которой реакция вызывает чрезмерную деградацию целлюлозы. Критическая температура в большой степени зависит от конкретного типа древесины, а также от истории предшествующей обработки массы. Таким образом, максимальная температура волокон, при которой должна проводиться реакция, не должна превышать температуру, при которой происходит чрезмерная деградация целлюлозы, для южных хвойных пород США максимум равен 120-150oF (48,9-65,6oC).An important control factor is the reaction temperature at which ozone treatment is carried out. The ozone stage can be effectively carried out up to a certain critical temperature at which the reaction causes excessive cellulose degradation. The critical temperature to a large extent depends on the specific type of wood, as well as on the history of previous processing of the mass. Thus, the maximum temperature of the fibers at which the reaction should be carried out should not exceed the temperature at which excessive degradation of cellulose occurs, for southern US softwoods, the maximum is 120-150 o F (48.9-65.6 o C).
Применяемый в ходе отбелки газообразный озон можно использовать в виде смеси озона с кислородом и/или инертным газом, либо использовать в виде смеси озона с воздухом. Количество озона, которое можно включать в газ, ограничивается стабильностью озона в данной смеси. Для использования в данном изобретении подходят озонно-газовые смеси, содержащие приблизительно 1-8 мас. озона в смеси озона с кислородом или приблизительно 1-4 мас. озона в смеси озона с воздухом. В сравнительно небольших по размерам реакторах и при более коротком времени реакции могут использоваться большие концентрации озона в смеси для обработки эквивалентных количеств массы, что позволяет уменьшить капитальные затраты на оборудование. Однако озоно-газовые смеси с содержанием меньшего количества озона не столь дороги в производстве и позволяют уменьшить рабочие затраты. Ozone gas used during bleaching can be used as a mixture of ozone with oxygen and / or an inert gas, or used as a mixture of ozone with air. The amount of ozone that can be included in the gas is limited by the stability of the ozone in the mixture. For use in this invention are suitable ozone-gas mixtures containing approximately 1-8 wt. ozone in a mixture of ozone with oxygen or about 1-4 wt. ozone in a mixture of ozone with air. In relatively small reactors and with a shorter reaction time, large concentrations of ozone in the mixture can be used to process equivalent amounts of mass, which can reduce the capital cost of equipment. However, ozone-gas mixtures with less ozone are not so expensive to produce and can reduce operating costs.
Другим фактором контроля является относительный вес озона, используемого для отбелки заданного количества массы. Это количество определяется, по крайней мере частично, тем количеством лигнина, которое следует удалить во время процесса озонной отбелки при балансе по относительной величине деградации целлюлозы, допустимой во время озонной отбелки. В соответствии с предпочтительным способом по данному изобретению, используется такое количество озона, которое прореагирует приблизительно с 50-70% лигнина, имеющегося в массе. На этапе озонной отбелки не происходит удаления всего лигнина в массе, что подтверждается перманганатным числом, равным 3-4 после этого этапа, поскольку отсутствие всего лигнина в реакционной зоне может привести к избыточной реакции озона с целлюлозой, что значительно уменьшит степень полимеризации целлюлозы. В соответствии с предпочтительным способом по данному изобретению добавляемое количество озона при расчете по весу сухой массы составляет приблизительно от 0,2 до 1% чтобы достичь уровня лигнина в 3-4 перманганатных числа. Могут потребоваться и большие количества, если в системе будут присутствовать значительные количества растворенных твердых веществ. Another control factor is the relative weight of the ozone used to bleach a given amount of mass. This amount is determined, at least in part, by the amount of lignin that should be removed during the ozone bleaching process with a balance of the relative amount of cellulose degradation allowed during ozone bleaching. In accordance with the preferred method of this invention, an amount of ozone is used that will react with approximately 50-70% of the lignin present in the mass. At the ozone bleaching stage, there is no removal of all lignin in the mass, which is confirmed by a permanganate number equal to 3-4 after this stage, since the absence of all lignin in the reaction zone can lead to an excessive reaction of ozone with cellulose, which will significantly reduce the degree of cellulose polymerization. According to a preferred method of the invention, the amount of ozone added, calculated on a dry weight basis, is from about 0.2 to 1% in order to achieve a lignin level of 3-4 permanganate numbers. Large quantities may be required if significant amounts of dissolved solids are present in the system.
Время реакции, потребное на озонное отбеливание, определяется желаемой скоростью завершения реакции озонной отбелки, на что указывает полное или практически полное поглощение используемого озона. Это время варьируется в зависимости от концентрации озона в озонно-газовой смеси, причем сравнительно более концентрированные озонные смеси реагируют намного быстрей, и от того относительного количества лигнина, которое желательно удалить. The reaction time required for ozone bleaching is determined by the desired rate of completion of the ozone bleaching reaction, as indicated by the complete or almost complete absorption of the ozone used. This time varies depending on the concentration of ozone in the ozone-gas mixture, with relatively more concentrated ozone mixtures reacting much faster, and on the relative amount of lignin that is desired to be removed.
Желательно, чтобы это время было меньше двух минут, однако процедура может оказаться дольше в зависимости от других параметров реакции. It is desirable that this time be less than two minutes, however, the procedure may be longer depending on other reaction parameters.
Важной особенностью данного изобретения является равномерная отбелка массы. Частично эта особенность достигается измельчением массы на отдельные частицы хлопья с достаточно малым диаметром и достаточно малой плотностью, с тем, чтобы озонно-газовая смесь полностью проникала почти во все волоконные хлопья, т.е. хлопья из волоконных агломератов. Во время измельчения невозможно полностью разделить массу на отдельные волокна. Как правило, полученные при измельчении частицы имеют сравнительно компактную сердцевину, окруженную множеством выступающих наружу волокон. В данном изобретении размер частиц определяется через наименьший диаметр сравнительно шероховатой сердцевины. Частицы упомянутой массы с повышенной консистенцией измельчают до такого размера, который облегчает равномерный контакт с озоном при отсутствии существенного разрушения целлюлозных компонентов массы. An important feature of this invention is the uniform bleaching of the mass. This feature is partially achieved by grinding the mass into separate particles of flakes with a sufficiently small diameter and sufficiently low density, so that the ozone-gas mixture completely penetrates almost all fiber flakes, i.e. fiber agglomerate flakes. During grinding, it is not possible to completely separate the mass into individual fibers. As a rule, the particles obtained by grinding have a relatively compact core surrounded by a multitude of protruding fibers. In the present invention, the particle size is determined through the smallest diameter of the relatively rough core. Particles of said mass with increased consistency are crushed to a size that facilitates uniform contact with ozone in the absence of significant destruction of the cellulosic components of the mass.
Однородность отбелки в значительной степени зависит и от некоторых иных параметров процесса, однако было обнаружено, что если размер частиц ограничивается максимум 5 мм, а предпочтительно даже меньше, например 3 мм, то можно легко добиться равномерной обработки значительного числа частиц, свидетельством чего служит незначительное число темных неотбеленных хлопьев. Если размер частиц превышает 5 мм, то отбелка оказывается неоднородной, свидетельством чего служит большое количество темных неотбеленых центров. Отсюда понятна важность такого измельчения, когда размер основной доли хлопьев составляет в среднем 5 мм для их равномерной обработки озоном. The homogeneity of bleaching largely depends on some other process parameters, however, it was found that if the particle size is limited to a maximum of 5 mm, and preferably even less, such as 3 mm, it is easy to achieve uniform processing of a significant number of particles, as evidenced by a small number dark unbleached flakes. If the particle size exceeds 5 mm, the bleaching is heterogeneous, as evidenced by a large number of dark unbleached centers. Hence, the importance of such grinding, when the size of the main share of flakes is on average 5 mm for their uniform treatment with ozone, is understood.
Другой важный параметр процесса связан с тем, что во время озонного отбеливания на частицы должна действовать озонная отбеливающая смесь при таком перемешивании, которое обеспечивает доступ озонно-газовой смеси ко всем поверхностям хлопьев наряду с одинаковым доступом озонно-газовой смеси ко всем хлопьям. Перемешивание массы в озонно-газовой смеси позволяет получить более высокие результаты по однородности в сравнении с результатами, полученными при статическом слое, когда некоторые хлопья оказываются изолированными от газообразного озона другими хлопьями и потому отбеливаются в меньшей степени. Another important parameter of the process is related to the fact that during ozone bleaching, the particles should be affected by the ozone bleaching mixture with such a stirring that the ozone-gas mixture has access to all surfaces of the flakes along with the same access of the ozone-gas mixture to all flakes. Stirring the mass in the ozone-gas mixture allows one to obtain higher homogeneity results in comparison with the results obtained with the static layer, when some flakes are isolated from other gaseous ozone flakes and therefore are whitened to a lesser extent.
Благодаря перемещению хлопьев достигается их более равномерная обработка озонно-газовой смесью. В результате из массы удаляется желаемое количество лигнина, при этом не происходит чрезмерного разрушения целлюлозы в волокнах, из которых состоят хлопья. Исследования показали, что контроль за озоновой обработкой в соответствии с данным изобретением за счет использования частиц с контролируемым размером, а также за счет их турбулентного перемещения в ходе озоновой обработки обеспечивает у готовой массы такие вариации в белизне, перманганатном числе и вязкости, которые не превышают 5% Для сравнения заметим, что при неоднородной обработке, типичной для реакторов со статическим слоем (т.е. в реакторах, где во время озоновой обработки частицы не перемешиваются), одни участки слоя избыточно отбеливаются, тогда как другие почти не вступают в реакцию из-за неоднородности потока газообразного озона в реакторе со статическим слоем. Thanks to the movement of the flakes, their more uniform treatment with the ozone-gas mixture is achieved. As a result, the desired amount of lignin is removed from the mass, without over-breaking the cellulose in the fibers that make up the flakes. Studies have shown that control of the ozone treatment in accordance with this invention through the use of particles with a controlled size, as well as due to their turbulent movement during ozone treatment, provides the finished mass with such variations in whiteness, permanganate number and viscosity that do not exceed 5 % For comparison, we note that in the non-uniform treatment typical of reactors with a static layer (i.e., in reactors where particles are not mixed during ozone treatment), some sections of the layer are excessively sprinkled, while others almost do not react due to the heterogeneity of the flow of gaseous ozone in the reactor with a static layer.
В случае обработки озоном высококонсистентной массы необходимо обращать особое внимание на измельчение волокон массы и на правильность контакта между отдельными волокнами и поток газа, иначе неизбежно произойдет неоднородная озонная отбелка волокон. В данном изобретении подобная неоднородная обработка обозначается буквой "Z". Использование модифицированной технологии озоновой обработки по данному изобретению, когда волокна измельчаются до размера приблизительно 5 мм или меньше и вступают в правильный и равномерный контакт с газообразным озоновым потоком, обозначается Zм.In the case of ozone treatment of a highly consistent mass, special attention must be paid to grinding the fibers of the mass and to the correct contact between the individual fibers and the gas flow, otherwise inhomogeneous ozone bleaching of the fibers will inevitably occur. In this invention, such heterogeneous processing is indicated by the letter "Z". The use of the modified ozone treatment technology of the present invention, when the fibers are ground to a size of about 5 mm or less and come into regular and uniform contact with the gaseous ozone stream, is denoted by Z m .
Белизна массы на выходе из озонового реактора составляет по меньшей мере 50% обычно она находится в пределах от 50 до 70% причем белизна лиственных пород обычно превышает 55% Перманганатное число массы как хвойных, так и лиственных пород, лежит в пределах от 3 до 4 (предпочтительно 3,5), что полностью удовлетворительно для массы на данной стадии изобретения. The whiteness of the mass at the outlet of the ozone reactor is at least 50%, usually it is in the range from 50 to 70%, and the whiteness of hardwood usually exceeds 55%. The permanganate mass number of both coniferous and hardwood is in the range from 3 to 4 ( preferably 3.5), which is completely satisfactory for the mass at this stage of the invention.
На фиг. 2, 3 и 4 изображено устройство, наиболее приспособленное к озоновой обработке согласно данному изобретению. Как было сказано выше, промытая масса 36 направляется к смесителю 40, где она обрабатывается кислотой 42 и хелатообразователем 44. Подкисленная и хелированная малоконсистентная масса 46 подается в сгустительную установку 48, где из нее удаляется избыточная жидкость 50, это может быть двойной валковый пресс, где консистентность массы увеличивается до заданного уровня. По меньшей мере часть избыточной жидкости 50 можно рециркулировать к смесителю 40, а остальное направить к выдувному резервуару 32. Далее полученная высококонсистентная масса 52 проходит через шнековый питатель 54, выполняющий роль газового уплотнения для газообразного озона, и через измельчительную установку 56, например разрыхлитель, где масса измельчается до хлопьев 60 предопределенного размера, который не должен превышать 5 мм, о чем было сказано выше. Измельченные частицы вводятся далее в камеру динамической реакции с озоном 58 при помощи транспортера 62, приводимого в движение двигателем 64. Транспортер 62 специально сконструирован для перемещения и транспортировки частиц массы 60 с тем, чтобы вся поверхность частиц была открыта действию озонно-газовой смеси 66 во время движения. Из фиг. 2 видно, что после обработки хлопья 60 свободно падают в растворительный резервуар 68. In FIG. 2, 3 and 4 depict the device most suited to ozone treatment according to this invention. As mentioned above, the washed
На фиг. 3 представлен вид озонового реактора 58 в разрезе, откуда видно расположение частиц массы 60 при перемещении через реактор транспортером 62. На фиг.4 показан предпочтительный транспортер в разрезе, причем для перемещения измельченных частиц через реакционную камеру 58 использована лопастная конструкция. In FIG. 3 is a cross-sectional view of the
На фиг.2 показано, что обрабатываемая озоном масса движется в одном направлении с озонно-газовой смесью. В качестве варианта та часть массы, которая должна отбеливаться в большей степени, может вначале контактировать со вновь поступающей озоновой смесью, содержащей максимальное количество озона за счет пропускания озоносодержащего газа в противотоке с массой 60. Поступающая в реактор масса имеет наибольшее содержание лигнина и первоначально контактирует с уходящим и почти отработанным потоком озонно-газовой смеси, что позволяет почти целиком поглотить озон. Такой метод является весьма эффективным для отбора озона из смеси озона с кислородом или озона с воздухом. Figure 2 shows that the ozone-treated mass moves in the same direction as the ozone-gas mixture. Alternatively, that part of the mass that needs to be whitened to a greater extent may first come into contact with the newly introduced ozone mixture containing the maximum amount of ozone due to the passage of the ozone-containing gas in countercurrent with
Если озон 66 контактирует с массой в противотоке, что показано на фиг.2, то оставшийся газообразный озон 70 можно регенерировать из разбавительного резервуара 68. В резервуар 68 добавляется вода 72, она уменьшает консистенцию массы до более низкого уровня для облегчения перемещения отбеленной массы 74 на последующих этапах обработки, а также выполняет роль уплотнителя для газообразного озона. If
Из резервуара 68 отработавший газообразный озон 70 направляется к стадии предварительной обработки 76 с газом-носителем, где добавляется газ-носитель 78 в виде кислорода или воздуха. Полученная смесь 80 подается к генератору озона 82, где и генерируется такое количество озона, которое требуется для получения желаемой концентрации. Далее необходимая смесь озона с воздухом 66 направляется к озоновому реактору 58 для делигнификации и отбелки массы. From
По завершении этапа озоновой отбелки вся по сути делигнифицированная масса 74 снова промывается в промывной установке 84, что показано на фиг.2, причем по меньшей мере часть регенерируемой воды 86 рециркулирует к промывной установке 34, благодаря чему значительно улучшается защита окружающей среды, поскольку исключается наличие сточных вод. At the end of the ozone bleaching stage, the entire essentially
После озонирования отбеленная низкоконсистентная масса 74 содержит уменьшенное количество лигнина и потому имеет меньшее перманганатное число и приемлемую вязкость. Конкретные величины перманганатного числа и вязкости зависят от той обработки, которой подвергалась масса. К примеру, масса из хвойных пород с юга США, обработанная по типовому крафт-методу, вначале делигнифицируется по методу модифицированной высококонсистентной кислородной делигнификации (Ом), а затем далее делигнифицируется озоном, предпочтительно с помощью модифицированной однородной озоновой обработки (Zм), при этом ее перманганатное число равняется приблизительно 3-4, а вязкость приблизительно 10. Масса из хвойных пород с юга США, подвергнутая варке по крафт-процессу с добавкой антрахинона и затем модифицированная высококонсистентной кислородной отбелке (Ом) и модифицированной озоновой обработке (Zm), как правило, имеет перманганатное число приблизительно 2 и вязкость более 12.After ozonation, the bleached
Полученная масса 74 заметно белей, чем исходная масса. К примеру, масса из южных хвойных пород после варки имеет белизну приблизительно от 15 до 25% после процесса кислородной отбелки белизна составляет приблизительно от 25 до 45% и после процесса озоновой отбелки белизна составляет приблизительно от 50 до 70%
Щелочная обработка
Затем промытую массу 88 соединили с достаточным количеством щелочного материала 90 в реакционном резервуаре 92 для осуществления щелочной обработки. Массу 88 подвергли действию водного щелочного раствора на определенное время и при определенной температуре, согласованной с имеющимся количеством щелочного материала для растворения в резервуаре 92 значительной доли лигнина, оставшегося в массе. Процесс щелочения также повышает белизну массы, как правило на 2 пункта по шкале белизны СЕ. Далее обработанную массу 94 направили в промывную установку 96, где с массы был смыт водно-щелочной раствор с тем, чтобы удалить практически весь растворенный лигнин и в результате получить массу, практически не содержащую лигнина. Этот этап хорошо известен специалистам, и вероятно нет надобности в каких-либо дополнительных комментариях. Иллюстрацию предпочтительных параметров щелочения этого этапа можно найти в примерах. По меньшей мере часть регенерируемого щелочного раствора рециркулирует в промывной установке 84. То, что на этом этапе также отсутствуют сточные воды, способствует значительному улучшению охраны окружающей среды.The resulting mass of 74 is noticeably whiter than the initial mass. For example, the mass of southern conifers after cooking has a whiteness of about 15 to 25% after the oxygen bleaching process, the whiteness is about 25 to 45%, and after the ozone bleaching process, the whiteness is about 50 to 70%
Alkaline treatment
Then, the washed
В ряде случаев и в особенности тогда, когда надо достичь наибольшей белизны, этап щелочной обработки можно усилить, введя в него кислородную обработку (Eо). Каких-либо комментариев по этому этапу, также хорошо известному специалистам, не требуется.In some cases, and especially when it is necessary to achieve the greatest whiteness, the alkaline treatment step can be enhanced by introducing oxygen treatment (E о ) into it. Any comments on this stage, also well known to specialists, are not required.
Дополнительные стадии отбелки. Additional bleaching stages.
Весьма часто в производстве бумаги конечная белизна, лежащая в диапазоне от 50 до 65, совершенно неудовлетворительна. Чтобы дополнительно поднять белизну до более предпочтительного диапазона приблизительно от 70 до 95% массу подвергают осветлительной отбелке, которая в первую очередь обеспечивает превращение хромофорных групп лигнина в бесцветное состояние. Quite often in the production of paper, the final whiteness, lying in the range from 50 to 65, is completely unsatisfactory. In order to further raise the whiteness to a more preferred range of from about 70 to 95%, the mass is subjected to brightening bleaching, which primarily ensures the transformation of the ligin chromophore groups into a colorless state.
После щелочений и промывки массы можно провести осветлительную отбелку щелоченой и обработанной озоном массы, для этой цели могут применяться самые различные материалы. На фиг.2 показано, что промытая масса 100 соединяется с выбранным отбеливателем 102 в отбеливательном резервуаре 104. Предпочтительным отбеливателем является двуокись хлора или перекись. После отбелки массу 106 промывают водой 114 в промывной установке 108, а эффлюент либо рециркулируют 110, либо сбрасывают 112. В случае рециркуляции по меньшей мере часть водного потока 110 направляют в промывную установку 96. Полученную отбеленную массу 116 можно собрать и использовать для самых различных назначений. After alkalizing and washing the mass, it is possible to bleach the alkaline and ozone treated masses; for this purpose, a variety of materials can be used. Figure 2 shows that the washed
Одним из основных материалов, широко применявшихся в прошлом и являющимся высокоэффективным и в настоящее время, является двуокись хлора (д) (см. фиг. 1). В соответствии с данным изобретением за счет применения соответствующего количества двуокиси хлора можно получить высокопрочную массу, белизна которой превышает приблизительно 80% Поскольку содержание лигнина в массе, поступающей на стадию обработки двуокисью хлора, сравнительно мало, то осветлительную отбелку можно проводить в присутствии всего лишь от 0,25 до 1% двуокиси хлора из расчета по весу совершенно сухой массы. One of the main materials that have been widely used in the past and are highly effective at the present time is chlorine dioxide (e) (see Fig. 1). In accordance with this invention, by using an appropriate amount of chlorine dioxide, a high-strength mass can be obtained whose whiteness exceeds approximately 80%. Since the lignin content in the mass entering the chlorine dioxide treatment step is relatively small, bleaching can be carried out in the presence of as little as 0 , 25 to 1% chlorine dioxide based on the weight of the completely dry mass.
Желательно, чтобы в двуокиси хлора, применяемой в процессе осветления, отсутствовал газообразный хлор. Менее желателен вариант, когда используется двуокись хлора, содержащая незначительные количества газообразного хлора, что тем не менее не приводит к увеличению сброса вредных веществ по той причине, что в массе, поступающей на этот этап после озоновой отбелки, присутствует сравнительно малое количество лигнина. Эффлюент, поступающий с последнего этапа отбелки данного изобретения, когда применяют двуокись хлора, чрезвычайно мал, и его можно безопасно сбрасывать, что показано на фиг.2. Preferably, chlorine dioxide used in the clarification process does not contain chlorine gas. A less desirable option is when chlorine dioxide is used, which contains insignificant amounts of chlorine gas, which nevertheless does not increase the discharge of harmful substances because a relatively small amount of lignin is present in the mass entering this stage after ozone bleaching. The effluent from the last bleaching step of the present invention, when chlorine dioxide is used, is extremely small and can be safely discharged, as shown in FIG. 2.
Если же сброс сточных вод с последнего этапа отбелки двуокисью хлора совершенно недопустим, то такой поток можно дополнительно очистить путем обработки в процессе мембранной фильтрации как обратный осмос. При подобной технологии получается чистый фильтрат, который можно рециркулировать назад к предшествующим этапам отбелки для дальнейшего использования. Благодаря этому уменьшается потребность в чистой воде. Кроме того, объем концентрированных хлоридных потоков, получаемых после мембранной фильтрации, сравнительно мал. If the discharge of wastewater from the last stage of bleaching with chlorine dioxide is completely unacceptable, then such a stream can be further purified by treatment in the process of membrane filtration as reverse osmosis. With this technology, a clean filtrate is obtained, which can be recycled back to the previous bleaching stages for further use. This reduces the need for clean water. In addition, the volume of concentrated chloride streams obtained after membrane filtration is relatively small.
Может возникнуть случай, когда потребуется получить массу с чрезвычайно высокой белизной, например 92-95 СЕВ, тогда можно применить несколько дополнительных стадий отбелки. Наиболее часто выбор останавливается на дополнительном щелочении и обработке двуокисью хлора, т.е. получается последовательность отбелки ОмZмEDED.A case may arise when it is necessary to obtain a mass with extremely high whiteness, for example, 92-95 CEV, then several additional bleaching stages can be applied. Most often, the choice is based on additional alkalization and treatment with chlorine dioxide, i.e. it turns out the bleaching sequence O m Z m EDED.
Вместо того, чтобы для заключительной отбелки применять двуокись хлора, можно при осветлительной отбелке применить перекись водорода, что также показано на фиг.1. В этом случае получается цикл отбелки при полном отсутствии хлора (например последовательность типа ОмZмЕР), тогда как во время процесса отбелки не образуются хлорированные материалы, а продукт выщелачивания можно рециркулировать, не прибегая к сложной фильтровальной аппаратуре. Вместе с тем при использовании пероксидов в качестве отбеливателя необходимо уменьшать перманганатное число массы как из хвойных, так и из лиственных пород до уровня приблизительно 6 до этапа озонирования с тем, чтобы после этапа пероксидной отбелки в качестве конечного продукта получить массу с приемлемой белизной, например, более 80% так как перекись действует не столь эффективно как двуокись хлора. В тех случаях, когда надо получить процесс, в котором совершенно не применяется хлор, ни двуокись хлора, перекись может дать удовлетворительные результаты.Instead of using chlorine dioxide for the final bleaching, hydrogen peroxide can be used in bleaching bleaching, which is also shown in FIG. In this case, a bleaching cycle is obtained in the complete absence of chlorine (for example, a sequence of the type О m Z m ЕР), while chlorinated materials are not formed during the bleaching process, and the leaching product can be recycled without resorting to complex filtering equipment. At the same time, when using peroxides as a bleach, it is necessary to reduce the permanganate mass number from both coniferous and deciduous species to about 6 prior to the ozonation stage so that after the peroxide bleaching stage as a final product a mass with acceptable whiteness is obtained, for example, more than 80% since peroxide is not as effective as chlorine dioxide. In cases where it is necessary to obtain a process in which chlorine or chlorine dioxide is not used at all, peroxide can give satisfactory results.
Конкретные типы пероксидных осветлителей и их применение на этом этапе хорошо известны, и потому для специалиста не составит трудности подобрать необходимую концентрацию, тип и способ использования перекиси. Наиболее предпочтительна перекись водорода. The specific types of peroxide clarifiers and their use at this stage are well known, and therefore it will not be difficult for a specialist to select the necessary concentration, type and method of using peroxide. Most preferred is hydrogen peroxide.
Белизна промытой и дополнительно осветленной массы составляет от 70 до 95% предпочтительно от 80 до 95% По своим физическим свойствам подобная масса близка к массе, полученной по типовым процессам СЕDЕD или ОС/DЕD. The whiteness of the washed and additionally clarified mass is from 70 to 95%, preferably from 80 to 95%. According to its physical properties, such a mass is close to the mass obtained by standard processes CEDED or OS / DED.
Рецикл сточных вод
В любом технологическом процессе с целлюлозной массой одним из существенных факторов, влияющих на экономическую эффективность или суммарные затраты на процесс, является обезвреживание фильтрата. Также существует проблема доступа к соответствующему источнику воды и проблема обработки сточных вод до их сброса.Sewage recycling
In any technological process with pulp, one of the significant factors affecting economic efficiency or the total cost of the process is the neutralization of the filtrate. There is also the problem of access to an appropriate source of water and the problem of treating wastewater before it is discharged.
Чтобы уменьшить потребность в воде в данном процессе, желательно направлять в рецикл как можно больше сточных вод. Подобную практику нельзя применять в процессах, где используется хлор или двуокись хлора, так как в сточных водах, получаемых при этих процессах, в больших количествах содержаться хлориды, получаемые от побочных продуктов перечисленных химикатов. Поэтому рециркуляция таких сточных вод ведет к образованию хлоридов, которые, в свою очередь, приводят к коррозии оборудования или к применению дорогостоящих материалов. Кроме того, такие сточные воды должны проходить серьезную обработку до момента сброса, на что требуются дополнительные расходы, связанные с оборудованием и химикатами. To reduce the need for water in this process, it is advisable to recycle as much wastewater as possible. This practice cannot be applied in processes where chlorine or chlorine dioxide is used, since the wastewater produced by these processes contains large amounts of chlorides from the by-products of these chemicals. Therefore, the recycling of such wastewater leads to the formation of chlorides, which, in turn, lead to corrosion of the equipment or to the use of expensive materials. In addition, such wastewater must undergo serious treatment until it is discharged, which requires additional costs associated with equipment and chemicals.
На фиг. 5 показано, что применение типового процесса СЕDED или способа ОС/DЕD приводит к серьезным затруднениям при сбросе сточных вод, полученных на этапах промывки, из-за наличия в них больших уровней хлорсодержащих соединений. Выше уже отмечалось, что эти потоки нельзя рециркулировать, желательно их обрабатывать до сброса в окружающую среду. Рециркуляцию сточной воды можно применить, желая уменьшить количество используемой воды. Но тогда оборудование может пострадать от ускорения коррозии, вызываемой повышенным уровнем хлора в рециркулируемом эффлюенте. In FIG. Figure 5 shows that the application of the typical CEDED process or the OS / DED method leads to serious difficulties in the discharge of wastewater obtained at the washing stages, due to the presence of high levels of chlorine-containing compounds in them. It has already been noted above that these flows cannot be recycled, it is advisable to process them before discharge into the environment. Wastewater recycling can be used to reduce the amount of water used. But then the equipment may suffer from accelerated corrosion caused by increased levels of chlorine in the recycled effluent.
В противоположность этому, в результате использования процесса ОмZмED согласно данному изобретению образуется самое минимальное количество хлорированного материала в промывной воде, а такую воду можно безопасно сбрасывать, не нарушая основные экологические стандарты. В качестве варианта сточные воды можно обрабатывать обратным осмосом для получения еще более чистого фильтрата, который можно рециркулировать к предшествующим этапам отбелки, что показано на чертеже, при этом не происходит увеличения концентрации хлоридов. На этапе промывки массы, по существу не содержащей лигнина, отделяют массу от полученной промывной воды и направляют, по меньшей мере, часть упомянутой промывной воды на этап промывки по существу делигнифицированной массы. При этом на этапе промывки по существу делигнифицированной массы упомянутую массу промывают водой от промывки массы, по существу не содержащей лигнина, отделяют массу от полученной промывной воды и направляют, по меньшей мере, часть упомянутой промывной воды на этап промывки частично делигнифицированной массы.In contrast, by using the O m Z m ED process of the present invention, the smallest amount of chlorinated material is formed in the wash water, and such water can be safely discharged without violating basic environmental standards. Alternatively, the wastewater can be treated with reverse osmosis to obtain an even cleaner filtrate, which can be recycled to the previous bleaching steps, as shown in the drawing, without an increase in chloride concentration. In the washing step of a substantially lignin-free mass, the mass is separated from the obtained washing water and at least a portion of said washing water is directed to the washing step of the substantially delignified mass. At the same time, at the stage of washing the essentially delignified mass, the mass is washed with water from the washing of the mass essentially free of lignin, the mass is separated from the obtained washing water, and at least a part of the said washing water is directed to the washing stage of the partially delignified mass.
На этапе промывки частично делигнифицированной массы упомянутую массу промывают водой от промывки по сути делигнифицированной массы, отделяют массу от полученной промывной воды и направляют, по меньшей мере, часть упомянутой промывной воды на этап промывки массы. At the stage of washing the partially delignified mass, the said mass is washed with water from the washing of the essentially delignified mass, the mass is separated from the obtained washing water, and at least a part of the said washing water is directed to the mass washing step.
Кроме того, на этапе промывки массы упомянутую массу промывают водой от промывки частично делигнифицированной массы, отделяют массу от полученной промывной воды, собирают упомянутую промывную воду и концентрируют ее до прокаливания в котле-утилизаторе. Если желательно проводить стадию отбелки D, то для уменьшения потребности в двуокиси хлора можно предпринимать дополнительные шаги. Так, можно использовать этап Eо, способствующий достижению более высоких степеней белизны, хотя применение гидроксида натрия и кислорода ведет к увеличению затрат. Кроме того, известны промышленные технологии получения двуокиси хлора, при которых минимизируются уровни остаточного хлора (например, процесс R8 с процессом R3). Именно такие химикаты с уменьшенным уровнем хлора предпочтительно применять на этапе D, чтобы уменьшить уровень хлоридов в сточных водах.In addition, at the stage of washing the mass, the said mass is washed with water from washing the partially delignified mass, the mass is separated from the obtained washing water, the said washing water is collected and concentrated before calcination in the recovery boiler. If it is desired to carry out the bleaching stage D, then additional steps can be taken to reduce the need for chlorine dioxide. So, you can use stage E about , contributing to the achievement of higher degrees of whiteness, although the use of sodium hydroxide and oxygen leads to increased costs. In addition, industrial technologies for producing chlorine dioxide are known in which residual chlorine levels are minimized (for example, process R8 with process R3). It is such chemicals with a reduced level of chlorine that are preferably used in step D to reduce the level of chlorides in wastewater.
Чтобы получить дополнительные существенные преимущества перед известными техническими решениями, можно вместо процесса ОмZмED использовать процесс ОмZмЕР, при этом уменьшается количество получаемых хлорированных соединений. В результате сточные воды можно рециркулировать, не опасаясь проблемы, связанной с ростом концентрации хлоридов в потоках сточных вод.In order to obtain additional significant advantages over the known technical solutions, it is possible to use the process O m Z m EP instead of the O m Z m ED process, and the amount of chlorinated compounds obtained is reduced. As a result, wastewater can be recycled without fear of the problem associated with an increase in chloride concentration in wastewater streams.
Итак, способ по данному изобретению обладает существенными достоинствами в смысле уменьшения объема сточных вод, СОD, ВОD и хлорированных органических соединений, а также в смысле цвета. Поскольку в сточных водах, поступающих с этапов промывки, содержится значительно меньше хлоридов в сравнении с известными процессами, где используется хлор, то по вентиляционным системам не будут поступать хлорированные органические соединения или газы, требующие обработки до сброса в атмосферу. So, the method according to this invention has significant advantages in terms of reducing the volume of wastewater, COD, BOD and chlorinated organic compounds, as well as in the sense of color. Since the wastewater from the washing stages contains significantly less chlorides in comparison with the known processes where chlorine is used, chlorinated organic compounds or gases that require treatment before discharge to the atmosphere will not enter the ventilation systems.
Для более полного понимания принципов данного изобретения рассмотрим последующие примеры, представленные исключительно с иллюстративной, а не ограничительной целью. Если отсутствуют иные указания, то везде в примерах процентное содержание химикатов рассчитывается по весу абсолютного волокна (ОD). Кроме того, специалисту должно быть ясным, что точное достижение заданного уровня белизны затруднительно, так как отклонение белизны в пределах плюс минус 2% от заданного значения считается допустимым. Во всех примерах, где имеется стадия D, за исключением примера 11, использовался раствор двуокиси хлора с отношением диоксида к газообразному хлору 6:1. For a more complete understanding of the principles of this invention, consider the following examples, presented solely for illustrative and not restrictive purpose. Unless otherwise indicated, everywhere in the examples the percentage of chemicals is calculated by weight of absolute fiber (OD). In addition, the specialist should be clear that the exact achievement of a given level of whiteness is difficult, since a deviation of whiteness within plus or minus 2% of a given value is considered acceptable. In all examples where Stage D is present, with the exception of Example 11, a chlorine dioxide solution with a ratio of dioxide to gaseous chlorine of 6: 1 was used.
Пример 1 (сравнительный). Щепу ладанной сосны подвергли периодической варке в условиях, указанных в табл.I, для получения массы по типовому крафт-процессу. Полученная масса имела перманганатное число 22,6 при вязкости 27,1 сП. Затем массу подвергали типовой обработке кислородом (таблицы II и V), после чего последовала отбелка до заключительной заданной белизны в 83 GEB с использованием типовой последовательности ОС/DЕD (табл.III) и последовательности отбелки OZмED (табл.IV и V). Стадия озоновой отбелки проводилась при консистентности в 35% и поступлении озона в 0,61%
Как видно из приведенных далее табл.VI и VII, в результате проведения при этих условиях отбелки OZмED получается масса, обладающая приемлемыми прочностными свойствами в сравнении с массой, обработанной по ОС/DЕD до белизны 83% В этих условиях масса OZмED имеет предельную вязкость 9,7 сП. Прочностные свойства измерялись на массе OZмED, когда заключительное поступление на стадии D составляло 2,5% Желаемая белизна достигалась лишь при избыточной загрузке двуокиси хлора. Из реакции массы OZмE на обработку двуокисью хлора видно, что большую белизну можно достичь лишь повышенной подачей озона, что ведет к значительной потере вязкости и прочности.Example 1 (comparative). Incense pine wood chips were periodically cooked under the conditions indicated in Table I to obtain a mass according to a typical Kraft process. The resulting mass had a permanganate number of 22.6 at a viscosity of 27.1 cP. The mass was then subjected to a typical oxygen treatment (Tables II and V), followed by bleaching to a final whiteness of 83 GEB using a typical OS / DED sequence (Table III) and an OZ m ED bleaching sequence (Tables IV and V). The ozone bleaching stage was carried out with a consistency of 35% and an ozone intake of 0.61%
As can be seen from the following tables VI and VII, as a result of bleaching OZ m ED under these conditions, a mass is obtained that has acceptable strength properties in comparison with a mass processed by OS / DED to a brightness of 83%. Under these conditions, the mass of OZ m ED has ultimate viscosity 9.7 cP. Strength properties were measured on a mass of OZ m ED, when the final supply in stage D was 2.5%. The desired whiteness was achieved only with an excess charge of chlorine dioxide. From the reaction of the mass OZ m E to the treatment with chlorine dioxide, it can be seen that a large whiteness can only be achieved by increased ozone supply, which leads to a significant loss of viscosity and strength.
Пример 2. В лабораторной варочной установке периодического действия по методу Крафта с добавкой антрахинона получили небеленую массу из щепы ладанной сосны, см. табл.VIII. Перманганатное число полученной небеленой массы было равно 18,3, вязкость 20,6 сП. В ходе варки по крафт-процессу с добавкой антрахинона была получена масса с существенно меньшим содержанием лигнина, чем у массы по примеру 1, свидетельством чего служит перманганатное число, при этом не наблюдалось ухудшения прочность массы, свидетельством чего служит его вязкость. Example 2. In a laboratory cooking apparatus of periodic action according to the Kraft method with the addition of anthraquinone, an unbleached mass was obtained from incense pine wood chips, see Table VIII. The permanganate number of the obtained unbleached mass was 18.3, and the viscosity was 20.6 cP. During cooking by the Kraft process with the addition of anthraquinone, a mass with a significantly lower lignin content was obtained than that of Example 1, as evidenced by the permanganate number, while there was no deterioration in the strength of the mass, as evidenced by its viscosity.
Затем небеленую массу подвергли отбелке с применением типовой последовательности ОС/DED и последовательности OZмED, представленной в табл.II, III, IV и V до получения требуемой белизны в 83% СЕВ. За счет применения крафт-процесса с добавкой антрахинона была получена требуемая масса с малым перманганатным числом и желаемыми вязкостными свойствами, требуемыми для озоновой отбелки. Стадия озоновой отбелки осуществлялась при консистенции в 35% при поступлении озона в 0,35% на последней D стадии для достижения заданной белизны применялся 1,6% ClO2.Then, the unbleached mass was bleached using the typical OS / DED sequence and the OZ m ED sequence shown in Tables II, III, IV, and V to obtain the desired whiteness in 83% CEB. Due to the use of the Kraft process with the addition of anthraquinone, the required mass was obtained with a small permanganate number and the desired viscosity properties required for ozone bleaching. The ozone bleaching stage was carried out with a consistency of 35%, with an ozone input of 0.35% at the last D stage, 1.6% ClO 2 was used to achieve the desired whiteness.
Как видно из представленных далее табл.IX и X, наблюдается улучшение оптических свойств, измеряемых по отбельной реакции, на последней стадии обработки двуокисью хлора, при этом прочностные свойства также остаются удовлетворительными в сравнении со значениями, полученными по методу ОС/DЕD. As can be seen from the following Tables IX and X, there is an improvement in the optical properties measured by the bleaching reaction at the last stage of chlorine dioxide treatment, while the strength properties also remain satisfactory in comparison with the values obtained by the OS / DED method.
Пример 3 (сравнительный). Небеленую массу, полученную по крафт-процессу и имеющую перманганатное число приблизительно 24, подвергли прессованию до консистенции приблизительно 30-39 мас. для получения высококонсистентного мата. Этот мат сбрызнули 10%-ным раствором гидроокиси натрия в количестве, достаточном для получения приблизительно 2,5 мас. гидроокиси натрия в расчете по весу сухого вещества. Для разбавления добавили воду в количестве, достаточном для получения консистенции приблизительно в 27% Далее мат из высококонсистентной небеленой массы подвергли кислородной делигнификации при следующих условиях: температура 110oC, продолжительность 30 мин, избыточное давление кислорода 80 фунтов на кв.дюйм.Example 3 (comparative). The unbleached mass obtained by the Kraft process and having a permanganate number of approximately 24 was pressed to a consistency of approximately 30-39 wt. to obtain a highly consistent mat. This mat was sprayed with a 10% sodium hydroxide solution in an amount sufficient to obtain approximately 2.5 wt. sodium hydroxide based on the weight of dry matter. To dilute, water was added in an amount sufficient to obtain a consistency of approximately 27%. Further, the mat from a highly consistent unbleached mass was oxygen delignified under the following conditions: temperature 110 ° C,
Пример 4. Небеленую массу из примера 3 ввели в обработочный резервуар вместе с достаточным объемом 10%-ного раствора NaOH для осуществления 30%-ной добавки NaOH при расчете по массе сухого вещества. Чтобы добиться в обработочном резервуаре консистенции небеленой массы приблизительно в 3 мас. туда добавляли достаточное количество воды. Массу и водный раствор гидроксида натрия тщательно перемешивали при комнатной температуре с помощью ленточно-винтовой мешалки на протяжении приблизительно 15 мин. Обработанную небеленую массу затем отпрессовывали до консистенции приблизительно 27 мас. После прессования количество гидроксида натрия в волокнах было равно приблизительно 2,5% как в примере 3. Далее обработанную небеленую массу делигнифицировали в соответствии с описанной в примере 3 процедурой кислородной делигнификации. Сравнительные данные представлены в табл.XI. Example 4. The unbleached mass from Example 3 was introduced into the treatment tank together with a sufficient volume of a 10% NaOH solution to carry out a 30% NaOH addition based on the dry weight. In order to achieve an unbleached mass of approximately 3 wt.% In the treatment tank. enough water was added there. The mass and aqueous sodium hydroxide solution were thoroughly mixed at room temperature with a tape-screw mixer for approximately 15 minutes. The treated unbleached mass was then pressed to a consistency of approximately 27 wt. After pressing, the amount of sodium hydroxide in the fibers was approximately 2.5% as in Example 3. Next, the treated unbleached pulp was delignified in accordance with the oxygen delignification procedure described in Example 3. Comparative data are presented in table XI.
Из сравнения данных, полученных в примерах 3 и 4, можно заметить, что в результате применения предпочтительного способа по данному изобретению с использованием низкоконсистентной щелочной добавки, после чего следовала высококонсистентная кислородная обработка (Ом), была получена отбеленная масса с большей делигнификацией (меньшим перманганатным числом), чем по известным методам, при этом не наблюдалось сколь-нибудь существенного изменения прочностных свойств.From a comparison of the data obtained in examples 3 and 4, it can be noted that as a result of applying the preferred method according to this invention using a low-consistency alkaline additive, followed by a highly consistent oxygen treatment (O m ), a bleached mass with a greater delignification (less permanganate) was obtained number) than by known methods, and no significant change in the strength properties was observed.
Поскольку масса, полученная по данному процессу, имеет меньшее перманганатное число, то последующие этапы отбелки можно подрегулировать под массу с меньшим содержанием лигнина и большей белизной. Поэтому для стадий отбелки в этом случае требуется меньше отбеливателей, либо меньшее время отбеливания в сравнении с массой, не обработанной по данному изобретению. Since the mass obtained by this process has a lower permanganate number, the subsequent bleaching steps can be adjusted to a mass with a lower lignin content and higher whiteness. Therefore, for the bleaching stages in this case, less bleaching agents are required, or a shorter bleaching time is compared with the mass not treated according to this invention.
Пример 5. Массу, полученную из сосны по процессу Ом из примера 4 данного изобретения, сравнили с массой, полученной по типовой методике (O), (т.е. при отсутствии этапа низкоконсистентной щелочной обработки). Средняя дозировка каустика для высококонсистентной кислородной делигнификации небеленой массы составляла 45 фунтов на тонну сухого вещества (фунт-т) или 2,3% При таком уровне среднее уменьшение перманганатного числа после реактора кислородной делигнификации составляло 10 единиц. При том же уровне каустика, подаваемого к массе в соответствии с предпочтительным этапом обработки, среднее уменьшение перманганатного числа во время делигнификации составляло 13 единиц, т.е. налицо улучшение на 30% в сравнении с типовым способом.Example 5. The mass obtained from pine by the process of O m from example 4 of the present invention, compared with the mass obtained by the standard method (O), (ie, in the absence of a stage of low-alkaline treatment). The average caustic dosage for highly consistent oxygen delignification of the unbleached mass was 45 pounds per tonne dry matter (lb-t) or 2.3%. At this level, the average decrease in permanganate number after the oxygen delignification reactor was 10 units. At the same level of caustic supplied to the mass in accordance with the preferred processing step, the average decrease in permanganate number during delignification was 13 units, i.e. there is a 30% improvement over the standard method.
Предпочтительность предлагаемой делигнификации также можно показать на сравнении вязкости массы. Среднее перманганатное число и вязкость у типовой массы составляет 12,1 и 14,4 сП соответственно. Согласно способу предпочтительной обработки по данному изобретению среднее перманганатное число при одинаковой вязкости (14,0 сП) составляло 8,3. The preference of the proposed delignification can also be shown by comparing the viscosity of the mass. The average permanganate number and viscosity of a typical mass is 12.1 and 14.4 cP, respectively. According to the preferred processing method of this invention, the average permanganate number at the same viscosity (14.0 cP) was 8.3.
Делигнификационную избирательность также можно выразить через изменение вязкости в функции изменения перманганатного числа между небеленой массой и соответственно обработанной. Когда изменение перманганатного числа начинает превышать 10 единиц, происходит весьма быстрое падение кислородной делигнификационной избирательности. Уменьшение избирательности наблюдается при быстром увеличении изменения вязкости при заданном изменении перманганатного числа. К примеру, когда изменение перманганатного числа составляет 12 единиц, то можно ожидать, что соответствующее изменение вязкости составит от 12 до 13 сП. В отличие от этого при одинаковом изменении перманганатного числа (12), полученном на делигнифицированной массе, обработанной согласно данному изобретению, изменение вязкости составило приблизительно 6 сП. Изменение вязкости с изменением перманганатного числа происходит почти постоянно до того, как изменение доходит до 16-17 единиц для массы, полученной по предпочтительному способу обработки. Результаты представлены в табл.XII. The delignification selectivity can also be expressed through a change in viscosity as a function of a change in the permanganate number between the unbleached mass and the correspondingly processed one. When the change in permanganate number begins to exceed 10 units, a very rapid drop in oxygen delignification selectivity occurs. A decrease in selectivity is observed with a rapid increase in viscosity changes for a given change in permanganate number. For example, when the change in permanganate number is 12 units, it can be expected that the corresponding change in viscosity will be from 12 to 13 cP. In contrast, with the same change in the permanganate number (12) obtained on the delignified mass treated according to this invention, the change in viscosity was approximately 6 cP. A change in viscosity with a change in permanganate number occurs almost constantly before the change reaches 16-17 units for the mass obtained by the preferred processing method. The results are presented in table XII.
Пример 6. На рабочей установке 600 т/день по производству тонкой бумаги из ложной сосны изготовили массу, применив модифицированный процесс кислородной делигнификации (Ом) при условиях, указанных в табл.II в сочетании с равномерной щелочной обработкой, описанной в примерах 4 и 5 и при условиях, представленных в таблице XIII ниже. Свойства массы, полученной на этапе кислородной обработки по новому способу, требовали дополнения процессом отбелки с использованием озона, описанным в предпочтительном варианте реализации изобретения. После стадии кислородной обработки перманганатное число массы равнялось 7,9 (после типовой стадии кислородной обработки перманганатное число равняется приблизительно 12). Вязкость делигнифицированной массы составляла приблизительно 15 сП, при этом не наблюдалось ее значительного уменьшения после делигнификации, проведенной по методике модифицированного кислородного процесса. Далее массу подвергли дальнейшей отбелке с помощью озона, применив один из вариантов реализации с целью получить массу, обладающую требуемой конечной прочностью и оптическими свойствами.Example 6. At a 600 t / day production facility for producing fake pine thin paper, a pulp was made using a modified oxygen delignification process (O m ) under the conditions indicated in Table II in combination with the uniform alkaline treatment described in Examples 4 and 5 and under the conditions presented in table XIII below. The properties of the mass obtained at the stage of oxygen treatment according to the new method required the addition of a bleaching process using ozone described in the preferred embodiment of the invention. After the oxygen treatment step, the permanganate mass number was 7.9 (after the typical oxygen treatment step, the permanganate number is about 12). The viscosity of the delignified mass was approximately 15 cP, while its significant decrease was not observed after the delignification carried out by the method of the modified oxygen process. Next, the mass was subjected to further bleaching using ozone, using one of the implementation options in order to obtain a mass having the required final strength and optical properties.
Отбелка массы по методике С/DЕD была завершена в лабораторных условиях, что показано в табл.XIV и использована при сравнении свойств. Mass bleaching using the C / DED method was completed in the laboratory, as shown in Table XIV and used to compare properties.
Стадия озоновой отбелки проводилась на опытной установке, изображенной на фиг.2. Рабочие условия опытного реактора представлены в табл.XV. Stage ozone bleaching was carried out on a pilot plant, depicted in figure 2. The operating conditions of the experimental reactor are presented in table XV.
Затем отбеленная в опытной установке масса была обработана щелочением и двуокисью хлора в лабораторных условиях, описанных в табл.V, в результате была получена готовая отбеленная масса с заданной белизной. Загрузка на последнем D этапе составляла лишь 1,0% ClO2.Then, the bleached mass in the experimental setup was treated with alkali and chlorine dioxide in the laboratory conditions described in Table V, and as a result, the finished bleached mass with a given whiteness was obtained. Download at the last D stage was only 1.0% ClO 2 .
В табл.XVI и XVII представлены данные для сравнения прочностных и оптических свойств массы, отделенной с помощью озона, и массы, обработанной по типовой методике ОС/DЕD. Tables XVI and XVII present data for comparing the strength and optical properties of the mass separated using ozone and the mass processed according to the standard OS / DED method.
Пример 7. Чтобы привести дополнительный пример полезности и применимости процесса по данному изобретению, с помощью озона на опытной установке, описанной выше в примере 6, была осуществлена отбелка волокон из лиственных южных пород, состоящих в основном из эвкалипта и дуба. Масса, полученная на рабочей установке 600 ТРД, после этапа типовой кислородной обработки была обработана озоном в опытном реакторе. Example 7. To give an additional example of the usefulness and applicability of the process according to this invention, using ozone in the pilot plant described above in example 6, fiber bleaching from southern deciduous species, consisting mainly of eucalyptus and oak, was performed. The mass obtained at the working unit 600 turbojet engine, after the stage of a typical oxygen treatment was treated with ozone in the experimental reactor.
Перманганатное число массы после кислородного этапа равнялось 5,7, вязкость 14,1. The permanganate mass number after the oxygen stage was 5.7, and the viscosity was 14.1.
Часть массы со стадии кислородной обработки была отбелена по типовой последовательности С/DЕD в лабораторных условиях для получения сравнительных данных. Условия в последовательности С/DЕD приведены в табл.XVIII. Part of the mass from the oxygen treatment stage was bleached according to the typical C / DED sequence in laboratory conditions to obtain comparative data. The conditions in the C / DED sequence are given in Table XVIII.
Условия обработки в озоновом реакторе представлены в табл.XIX. Масса, полученная с опытной установки после стадии Zм, была в заключение подвергнута отбелке по типовым этапам E и D до требуемой белизны, условия на этих этапах представлены в табл. XX. Загрузка ClO2 на этапе D составляла лишь 0,35% от сухого вещества. Прочностные и отбельные свойства даны в сравнении в табл.XXI и XXII.The processing conditions in the ozone reactor are presented in table XIX. The mass obtained from the pilot plant after stage Z m , was finally subjected to bleaching at typical stages E and D to the desired whiteness, the conditions at these stages are presented in table. XX. The ClO 2 charge in step D was only 0.35% of the dry matter. Strength and bleaching properties are given in comparison in table XXI and XXII.
Пример 8. Сравнительные испытания, аналогичные испытаниям по примеру 5, были проведены со смешанной массой из лиственных пород, куда входили в основном эвкалипт и дуб. В этом случае также было обнаружено, что достигается значительно большее уменьшение перманганатного числа в реакторе кислородной делигнификации с применением модифицированного кислородного процесса (Ом) в сравнении с типовой кислородной обработкой (О). Средняя дозировка каустика для лиственных пород составляла 27 фунтов/т, или 1,4% Уменьшение перманганатного числа на этапе кислородной обработки составило 5 единиц. При использовании каустика на том же уровне в модифицированном процессе кислородной обработки наблюдалось среднее уменьшение перманганатного числа на 7,3 единицы, т.е. налицо рост почти в 50%
Это же преимущество в делигнификационной избирательности можно показать на сравнении вязкости массы. Среднее перманганатное число и вязкость составляли 7,6 и 16 сП соответственно. Согласно данному изобретению было получено перманганатное число 6 при вязкости 17,7. Кроме того, было обнаружено, что перманганатное число при той же вязкости массы, что у необработанного материала (16 сП), составляло 5,8.Example 8. Comparative tests similar to the tests of example 5 were carried out with a mixed mass of hardwood, which included mainly eucalyptus and oak. In this case, it was also found that a much larger decrease in the permanganate number in the oxygen delignification reactor using a modified oxygen process (O m ) is achieved compared to a typical oxygen treatment (O). The average caustic dosage for hardwood was 27 lbs / ton, or 1.4%. The decrease in permanganate number at the oxygen treatment stage was 5 units. When using caustic at the same level in a modified oxygen treatment process, an average decrease in permanganate number by 7.3 units was observed, i.e. almost 50% increase
The same advantage in delignification selectivity can be shown by comparing the viscosity of the mass. The average permanganate number and viscosity were 7.6 and 16 cP, respectively. According to the present invention, a permanganate number of 6 was obtained at a viscosity of 17.7. In addition, it was found that the permanganate number at the same mass viscosity as that of the untreated material (16 cP) was 5.8.
Делигнификационную избирательность также можно выразить через изменение вязкости в функции изменения перманганатного числа у небеленой массы и массы, прошедшей через модифицированную кислородную обработку. При сравнении массы после типовой обработки с массой, полученной по данному изобретению, отмечено значительное уменьшение делигнификационной избирательности при повышенной степени делигнификации. При изменении перманганатного числа на 4 единицы среднее изменение вязкости составляло 4 сП у массы, произведенной по типовому процессу. В противоположность ей изменение перманганатного числа у массы, полученной по модифицированному кислородному методу при таком же изменении вязкости составляло 7 единиц. Таким образом, избирательность модифицированного метода составляла 1,8 единиц перманганатного числа сантипуаз, избирательность типового процесса 1 единица, перманганатного числа - сантипуаз, т.е. увеличение равно 80% Результаты представлены в табл.XXIII. The delignification selectivity can also be expressed in terms of the change in viscosity as a function of the change in the permanganate number of the unbleached mass and the mass passed through the modified oxygen treatment. When comparing the mass after a typical treatment with the mass obtained according to this invention, a significant decrease in delignification selectivity was noted with an increased degree of delignification. When the permanganate number changed by 4 units, the average viscosity change was 4 cP for the mass produced by the standard process. In contrast, the change in permanganate number in the mass obtained by the modified oxygen method with the same change in viscosity was 7 units. Thus, the selectivity of the modified method was 1.8 units of the permanganate centipoise number, the selectivity of the typical process was 1 unit, the permanganate number was centipoise, i.e. an increase of 80%. The results are presented in table XXIII.
Пример 9. В опытной установке был проведен ряд экспериментов на массе, полученной из установки 600 т/день по производству тонкой бумаги, с типовой стадией кислородной делигнификации (О). Эксперименты должны проиллюстрировать влияние pH в процессе озоновой отбелки на южных лиственных породах. Условия работы реактора поддерживались постоянными, они приведены в табл.XXIV, единственной переменной был лишь pH на озоновой стадии. Example 9. In the experimental setup, a series of experiments were carried out on the mass obtained from the installation of 600 tons / day for the production of thin paper, with a typical stage of oxygen delignification (O). The experiments should illustrate the effect of pH during ozone bleaching on southern hardwoods. The operating conditions of the reactor were maintained constant, they are listed in Table XIV, the only variable was only the pH at the ozone stage.
Из табл. XXV можно видеть, сколь велико влияние pH в процессе озоновой отбелки, причем малые значения pH улучшают избирательность процесса отбелки. From the table. XXV, one can see how great the influence of pH is during ozone bleaching, and low pH values improve the selectivity of the bleaching process.
Пример 10. Представляет интерес привести ряд свойств, иллюстрирующих положительное влияние процесса ОZмED при производстве полностью отбеленной массы. Были собраны типовые рабочие данные и замеры по сточным водам у различных рабочих установок, где использовались методы отбелки СЕDЕD и ОС/DЕD массы из сосны. Все эти значения сравнивались со значениями, относящимися к сточным водам, полученным при методике ОZмED с использованием массы ОмED и сточных вод, полученных в примере 1. Данные по типовой методике СЕDЕD см. табл. XXVI, данные по типовой методике ОС/DЕD см. табл.II и III, данные по методике OZмED, см. в табл.IV и V.Example 10. It is of interest to cite a number of properties illustrating the positive influence of the OZ m ED process in the production of fully bleached pulp. Typical operating data and wastewater measurements were collected from various operating plants, where CEDED and OS / DED pulp bleaching methods were used. These values were compared with values belonging to the wastewater obtained by the method OZ ED m using a weight ED O m and wastewater obtained in Example 1. Data on typical procedure SEDED cm. Table. XXVI, data on the standard OS / DED methodology, see Tables II and III, data on the OZ m ED methodology, see Tables IV and V.
Заметим, что в методике СЕDЕD сточные воды представляют сочетание сточных вод с этапов С, E1, D1, K2 и D2. В методике ОС/DЕD сточные воды представляют сочетание сточных вод с этапов C/D, E и D, а сточные воды в методике OZмED представляют лишь сточные воды со стадии D. Как видно из приведенной табл. XXVII, метод озоновой отбелки позволяет значительно уменьшить влияние сточных вод с этапа отбелки на окружающую среду. Для определения цвета применялся метод ЕРА 110.2. Из полученных данных можно видеть, что данное изобретение позволяет получить сточные воды с содержанием красителя не более 2 фунтов на тонну, величина ВОD5 не превышает 2 фунтов на тонну и количество органических хлоридов в сумме не более 2, а предпочтительно менее приблизительно 0,8.Note that in the CEDED method, wastewater is a combination of wastewater from stages C, E 1 , D 1 , K 2 and D 2 . In the OS / DED method, wastewater is a combination of wastewater from stages C / D, E and D, and wastewater in the OZ m ED method is only wastewater from stage D. As can be seen from the table. XXVII, the ozone bleaching method can significantly reduce the impact of wastewater from the bleaching stage on the environment. To determine the color, the EPA 110.2 method was used. From the obtained data it can be seen that this invention allows to obtain wastewater with a dye content of not more than 2 pounds per ton, the value of BOD 5 does not exceed 2 pounds per ton and the amount of organic chlorides in the amount of not more than 2, and preferably less than about 0.8.
Пример 11. Массу из сосны, полученную по крафт-процессу, подвергли отбелке с помощью трех модификаций основного метода OZED. В первом случае (ZмED) масса отбеливалась в соответствии с данными табл.IV и V при типовой обработке кислородом, модифицированной обработке озоном, щелочении и обработке двуокисью хлора согласно последовательности R-3 при отношении ClO2/Cl2 6,1. Во втором случае использовался модифицированный кислородный процесс (Ом), причем на последней стадии применялась двуокись хрома по R-3. В третьем случае также использовался модифицированный кислородный процесс (Ом), при этом на последней стадии использовался раствор двуокиси хлора в отношении 95: 1 по R-8. Из табл.XXVIII виден положительный экологический эффект при использовании модифицированного кислородного процесса (Ом). Также виден положительный эффект у отбелочного раствора R-8.Example 11. The mass of pine obtained by the Kraft process, was bleached using three modifications of the main method OZED. In the first case (Z m ED), the mass was bleached in accordance with the data in Tables IV and V during a typical oxygen treatment, a modified treatment with ozone, alkali and treatment with chlorine dioxide according to sequence R-3 with a ClO 2 / Cl 2 ratio of 6.1. In the second case, a modified oxygen process (O m ) was used, with R-3 chromium dioxide being used at the last stage. In the third case, a modified oxygen process (O m ) was also used, while in the last stage a solution of chlorine dioxide in a ratio of 95: 1 in R-8 was used. From Table XXVIII, a positive environmental effect is seen when using the modified oxygen process (O m ). The positive effect of the R-8 bleaching solution is also visible.
Пример 12. По крафт-процессу и крафт-процессу с добавкой антрахинона из ладанной сосны получили целлюлозную массу в соответствии с условиями, приведенными в табл.I и VIII выше. Массу подвергли типовой, а также модифицированной кислородной делигнификации согласно условиям из примеров 4 и 5 с тем, чтобы показать эффект от сочетания этих процессов (для расширенной делигнификации с минимальным воздействием на прочность массы) во время озоновой отбелки. Из табл. XXIX видно, что эти процессы дают аддитивный эффект. Можно добиться очень малых перманганатных чисел при действиях по методике ОмZмE при малом влиянии на конечную вязкость. И, наоборот, можно значительно уменьшить количество озона, необходимое для достижения заданного в методике ОмZмE перманганатного числа 3,5 для ранее описанных процессов отбелки. Кроме того, в силу аддитивного эффекта получается масса, которую можно полностью отбелить по методике ОмZмЕР, где на перекисной стадии требуется очень малое перманганатное число.Example 12. According to the Kraft process and the Kraft process with the addition of anthraquinone from incense pine, pulp was obtained in accordance with the conditions given in Tables I and VIII above. The mass was subjected to typical as well as modified oxygen delignification according to the conditions of examples 4 and 5 in order to show the effect of a combination of these processes (for extended delignification with minimal impact on the strength of the mass) during ozone bleaching. From the table. XXIX shows that these processes give an additive effect. It is possible to achieve very small permanganate numbers when acting according to the method of O m Z m E with little effect on the final viscosity. Conversely, it is possible to significantly reduce the amount of ozone required to achieve the permanganate number 3.5 specified in the O m Z m E method for the previously described bleaching processes. In addition, due to the additive effect, a mass is obtained which can be whitened completely using the O m Z m EP method, where a very small permanganate number is required at the peroxide stage.
Пример 13. Массу из хвойной породы, например ладанной сосны, отбелили до заданной белизны в 83 GEB с применением типовой методики СЕDЕD, представленной в табл. XXVI, с применением типовой методики ОС/DЕDЕ, представленной в табл. II и III и с применением методики ОZмED, представленной в табл.IV и V. С целью проверки способности к удалению загрязнений с помощью данного метода в сравнении с отбелкой по методике СЕDЕD и ОС/DЕD к исходной небеленой массе добавили размолотый загрязняющий материал на основе древесины при уровне 0,75 мас. У всех трех методик свойства по удалению загрязнений оказались эквивалентными при замере по эффективной черной площади, коре и щепе.Example 13. A mass of conifers, such as frankincense, was bleached to a given whiteness of 83 GEB using the standard CEDED method presented in Table. XXVI, using the standard OS / DEDE methodology presented in Table. II and III, and using the OZ m ED method presented in Tables IV and V. In order to test the ability to remove contaminants using this method, compared with bleaching using the CEDED and OS / DED methods, the ground polluted material was added to the unbleached mass based on wood at a level of 0.75 wt. In all three methods, the properties for removing contaminants were equivalent when measured by the effective black area, bark and wood chips.
Пример 14. Этот пример иллюстрирует возможность применения процесса по данному изобретению при озоновой отбелке. Отбеленную массу можно получить с самыми разными значениями белизны за счет соответствующих сочетаний озона и двуокиси хлора при минимизации загрязнений окружающей среды и уменьшения рабочих затрат. Из приведенной табл. XXX видно, что при различных сочетаниях озона и двуокиси хлора можно получить продукты, белизна которых превышает 65% GEB, при это сохраняются требуемые прочностные свойства. Example 14. This example illustrates the applicability of the process according to this invention in ozone bleaching. Bleached mass can be obtained with a variety of whiteness values due to appropriate combinations of ozone and chlorine dioxide while minimizing environmental pollution and reducing operating costs. From the above table. XXX shows that with various combinations of ozone and chlorine dioxide, it is possible to obtain products whose whiteness exceeds 65% GEB, while maintaining the required strength properties.
Хотя из представленного выше видно, что изобретение обеспечивает достижение поставленных целей, однако специалисту очевидна возможность различных модификаций и вариантов. Although it can be seen from the foregoing that the invention achieves its goals, it is obvious to the skilled person that various modifications and variations are possible.
Claims (98)
38. Способ по п.35 или 36, отличающийся тем, что на этапе отбелки белизна массы, практически не содержащей лигнина, повышается по меньшей мере приблизительно до 80
39. Способ по п.35 или 36, отличающийся тем, что на этапе отбелки белизна массы, практически не содержащей лигнина, повышается по меньшей мере приблизительно до 90%
40. Способ делигнификации и отбелки лигноцеллюлозного материала, отличающийся тем, что частично делигнифицируют лигноцеллюлозный материал для получения массы, имеющей перманганатное число приблизительно 10 или менее и вязкость более приблизительно 13 сПз, и далее делигнифицируют массу некоторым достаточным количеством озона в течение времени, достаточного для получения практически делигнифицированной массы, имеющей перманганатное число приблизительно 5 или менее, вязкость более приблизительно 10 сПз и белизну по меньшей мере приблизительно 50%
41. Способ по п.40, отличающийся тем, что лигноцеллюлозный материал является хвойной древесиной и его частично делигнифицируют до массы, имеющей перманганатное число приблизительно 7 10 и вязкость более 13 сПз до начала последующей озоновой делигнификации.37. The method according to p. 35 or 36, characterized in that at the stage of bleaching the whiteness of the mass, practically not containing lignin, increases at least to about 70%
38. The method according to clause 35 or 36, characterized in that at the stage of bleaching the whiteness of the mass, practically not containing lignin, increases at least to about 80
39. The method according to p. 35 or 36, characterized in that at the stage of bleaching the whiteness of the mass, practically not containing lignin, increases at least to about 90%
40. A method for delignifying and bleaching lignocellulosic material, characterized in that the lignocellulosic material is partially delignified to obtain a mass having a permanganate number of about 10 or less and a viscosity of more than about 13 cPs, and then the mass is delignified with some sufficient ozone for a time sufficient to obtain a substantially delignified mass having a permanganate number of about 5 or less, a viscosity of more than about 10 cPs and a whiteness of at least approximately 50% flax
41. The method according to p. 40, characterized in that the lignocellulosic material is coniferous and partially delignified to a mass having a permanganate number of approximately 7 10 and a viscosity of more than 13 cPs before the subsequent ozone delignification.
48. Способ по п.47, отличающийся тем, что белизну повышают по меньшей мере приблизительно до 80%
49. Способ по п.47, отличающийся тем, что белизну повышают по меньшей мере приблизительно до 90%
50. Способ по п.45, отличающийся тем, что лигноцеллюлозный материал частично делигнифицируют с помощью кислородной делигнификационной обработки.47. The method according to p. 45, characterized in that it further comprises the step of bleaching a mass practically free of lignin with chlorine dioxide or peroxide to increase the brightness of at least up to about 70%
48. The method according to item 47, wherein the whiteness is increased at least to about 80%
49. The method according to item 47, wherein the whiteness is increased at least to about 90%
50. The method according to item 45, wherein the lignocellulosic material is partially delignified using oxygen delignification treatment.
54. Способ по п.53, отличающийся тем, что белизну увеличивают по меньшей мере приблизительно до 80%
55. Способ по п.53, отличающийся тем, что белизну увеличивают по меньшей мере приблизительно до 90%
56. Способ по п.53, отличающийся тем, что лигноцеллюлозный материал является хвойной древесиной и делигнифицируется до перманганатного числа приблизительно 8 9 и вязкости более 14 сПз до проведения дополнительной озоновой делигнификации.53. The method of delignification and bleaching of lignocellulosic material, characterized in that it comprises stages in which lignocellulosic material is partially delignified to obtain pulp, and the mass consistency is reduced to less than 10 weight. treat the low-consistency mass with a certain amount of alkaline material in an aqueous-alkaline solution for a certain time at a certain temperature, associated with the amount of alkaline material to achieve a substantially uniform distribution of alkaline material throughout the mass; increase the consistency of the mass to at least 20 weight. at the end of the processing stage, the mass of increased consistency, containing alkaline material, is subjected to highly consistent oxygen delignification to obtain a partially delignified mass with a permanganate number of approximately 9 or less and a viscosity of more than 13 cPs, then the said partially delignified mass is delignified with an effective amount of ozone over time, sufficient to obtain a substantially delignified mass having a permanganate number of about 5 or less, a viscosity more than 10 cPs and a whiteness of at least about 50% connect the practically delignified mass with some sufficient alkaline material in an aqueous alkaline solution for a certain time at a certain temperature, linked to the amount of alkaline material to dissolve a significant part of the lignin remaining in the mass a portion of the aqueous alkaline solution is recovered in order to essentially remove all dissolved lignin and obtain a mass substantially free of lignin, and practical bleach Ski containing no lignin mass to increase its whiteness of at least about 70%
54. The method according to item 53, wherein the whiteness is increased to at least about 80%
55. The method according to item 53, wherein the whiteness is increased to at least about 90%
56. The method according to item 53, wherein the lignocellulosic material is coniferous and delignified to a permanganate number of approximately 8 9 and a viscosity of more than 14 cPs before additional ozone delignification.
64. Способ по п.53, отличающийся тем, что консистенция массы, обрабатываемой водно-щелочным раствором до этапа кислородной делигнификации, лежит в пределах приблизительно 1 4,5%
65. Способ по п.53, отличающийся тем, что консистенцию массы увеличивают в пределах приблизительно 25 35 вес. до этапа кислородной делигнификации.63. The method according to item 53, wherein the ratio of the permanganate number to the viscosity of the mass is reduced during the stage of oxygen delignification by at least 25%
64. The method according to item 53, wherein the consistency of the mass treated with an aqueous-alkaline solution prior to the stage of oxygen delignification, lies in the range of approximately 1 to 4.5%
65. The method according to item 53, wherein the consistency of the mass is increased in the range of approximately 25 to 35 weight. to the stage of oxygen delignification.
71. Способ по п.70, отличающийся тем, что белизну увеличивают по меньшей мере приблизительно до 80%
72. Способ по п.70, отличающийся тем, что белизну увеличивают по меньшей мере приблизительно до 90%
73. Способ по п.70, отличающийся тем, что во время этапа кислородной делигнификации перманганатное число массы повышенной консистенции уменьшается по меньшей мере на 60% без существенных разрушений целлюлозных компонентов этой массы.70. The method of delignification and bleaching of lignocellulosic material, characterized in that it comprises the steps of obtaining an unbleached mass with a permanganate number of approximately 10 24 due to the implementation of the Kraft process, a Kraft process with the addition of anthraquinone or extended delignification of lignocellulosic material, reduce the consistency of said masses up to about 1 45 weight. treat the mass of reduced consistency with a certain amount of alkaline material in an aqueous alkaline solution, where the concentration of alkaline material is in the range of about 20 120 g / l over a period of 1 15 minutes and at a temperature of about 90 150 o F (32.3 65.6 o C ) so that during this stage the concentration of alkaline material in the mass of reduced consistency is in the range of 6.5 to 13 g / l to ensure a substantially uniform distribution of alkaline material throughout the mass, the consistency of the alkali-treated mass is increased blizitelno 35 to 25 wt. subjecting the mass to an increased consistency of highly consistent oxygen delignification without changing the viscosity of the mass to obtain a partially delignified mass with a permanganate number of about 10 or less and a viscosity of 13 cPs or less and a viscosity of 13 cPz or more, while the ratio of the permanganate number of said mass to its viscosity during oxygen delignification decreases by at least about 25%; then said oxygen-delignified mass with an effective amount of ozone is delignified and a time sufficient to obtain a substantially delignified mass with a permanganate number of about 5 or less, a viscosity of about 10 cPs or more and a whiteness of at least about 50% connect the practically delignified mass with a sufficient amount of alkaline material in an aqueous alkaline solution for a certain time and at a certain temperature, linked to a given amount of alkaline material, a part of the aqueous-alkaline solution is removed to dissolve a significant part of the lignin remaining in the mass. and in order to remove practically dissolved lignin from there and obtain a mass practically free of lignin, and essentially lignin-free mass is bleached by increasing whiteness to at least up to about 70%
71. The method according to item 70, wherein the whiteness is increased to at least about 80%
72. The method according to item 70, wherein the whiteness is increased to at least about 90%
73. The method according to p. 70, characterized in that during the stage of oxygen delignification, the permanganate mass number of increased consistency is reduced by at least 60% without significant damage to the cellulosic components of this mass.
91. Способ по п.90, отличающийся тем, что белизну массы увеличивают по меньшей мере приблизительно до 80%
92. Способ по п.90, отличающийся тем, что белизну массы увеличивают по меньшей мере приблизительно до 90%
93. Способ по п.90, отличающийся тем, что на этапе варки осуществляется крафт-процесс, а на этапе кислородной делигнификации перманганатное число массы уменьшается по меньшей мере приблизительно на 60% без существенного разрушения целлюлозных компонентов массы или без существенного изменения ее вязкости.90. A method for delignifying and bleaching lignocellulosic material, characterized in that it comprises stages in which the lignocellulosic material is partially delignified by digesting to obtain pulp and the oxygen is delignified to obtain a partially delignified mass with a permanganate number of approximately 10 or less with a viscosity of approximately greater than 13 cPs, a chelating agent is added to said mass so as to render the metal ions contained therein essentially incapable of reactions with ozone, regulate the pH of the said mass within about 1 to 4 by adding a sufficient amount of acidic material, increase the consistency of the said mass to about 25 50% grind the said mass with increased consistency to particles with a diameter of less than about 5 mm, further delignify the said mass with increased consistency by means of a sufficient amount of ozone for a sufficient time, moving the crushed mass in such a way that the whole mass is tested the action of ozone to produce an essentially delignified mass having a permanganate number of about 5 or less, a viscosity of more than 10 cPs and a GE whiteness of at least about 50% combine the practically delignified mass with a sufficient amount of alkaline material in an aqueous alkaline solution for a certain time and at a certain temperature, coupled with the available amount of alkaline material to dissolve a significant part of the lignin remaining in the mass, a part of the aqueous-alkaline solution is removed in order to remove almost all of the dissolved lignin and obtain a practically lignin-free mass, and the practically lignin-free mass is bleached with chlorine dioxide to increase its whiteness by at least about 70%
91. The method according to p. 90, characterized in that the whiteness of the mass is increased at least to about 80%
92. The method according to p. 90, characterized in that the whiteness of the mass is increased to at least about 90%
93. The method according to p. 90, characterized in that the cooking process is carried out at the cooking stage, and at the stage of oxygen delignification the permanganate mass number is reduced by at least about 60% without significant destruction of the cellulosic components of the mass or without a significant change in its viscosity.
103. Способ по п.102, отличающийся тем, что белизну повышают по меньшей мере приблизительно до 80%
104. Способ по п.102, отличающийся тем, что белизну увеличивают по меньшей мере приблизительно до 90%
105. Способ по п.102, отличающийся тем, что варку материала осуществляют с помощью крафт-процесса, а на этапе кислородной делигнификации перманганатное число уменьшается по меньшей мере приблизительно на 60% без существенного повреждения целлюлозных компонентов массы или без существенного изменения ее вязкости.102. A method for delignifying and bleaching lignocellulosic material, characterized in that it comprises stages in which the lignocellulosic material is partially delignified by cooking to obtain a pulp and oxygen is delignified to obtain a partially delignified mass having a permanganate number of approximately 10 or less and a viscosity of more than 13 centipoise, add a chelating agent to the mass to make the metal ions present in it incapable of reaction with ozone, regulating comfort pH of the said mass in the range of about 1 to 4, adding a sufficient amount of acidic material, increase the consistency of the said mass to about 25 50% grind the mass of high consistency to a diameter of less than about 5 mm, further delignify the mass of high consistency with a sufficient amount of ozone for a sufficient time to obtain essentially delignified mass having a permanganate number of about 5 or less, a viscosity of more than 10 cPs and white well, at least about 50% combines a practically delignified mass with a sufficient amount of alkaline material in an aqueous-alkaline solution for a certain time and at a certain temperature linked to a given amount of alkaline material to dissolve a significant part of the lignin remaining in the mass, a part of the aqueous-alkaline is recovered solution in order to remove essentially all of the dissolved lignin and obtain a mass practically free of lignin, and bleach a mass practically free of lignin with the help of peroxide to increase its whiteness of at least about 70%
103. The method according to p. 102, characterized in that the whiteness is increased at least to about 80%
104. The method according to p. 102, characterized in that the whiteness is increased at least to about 90%
105. The method according to p. 102, characterized in that the cooking of the material is carried out using the Kraft process, and at the stage of oxygen delignification the permanganate number is reduced by at least about 60% without significant damage to the pulp components of the mass or without a significant change in its viscosity.
110. Способ по п. 90 или 102, отличающийся тем, что на этапе отбелки белизну массы увеличивают по меньшей мере до 50%
111. Способ по п.110, отличающийся тем, что белизну массы увеличивают по меньшей мере до 83%
112. Способ делигнификации и отбелки лигноцеллюлозного материала, отличающийся тем, что он содержит этапы, на которых частично делигнифицируют лигноцеллюлозный материал за счет варки для получения массы, промывают указанную массу и делигнифицируют указанную массу с кислородом для получения частично делигнифицированной массы, имеющей перманганатное число приблизительно 10 или менее и вязкость более 13 сПз, промывают частично делигнифицированную массу, дополнительно делигнифицируют упомянутую частично делигнифицированную массу с достаточным количеством озона на протяжении времени, достаточного для получения по сути делигнифицированной массы, имеющей перманганатное число приблизительно 5 или менее, вязкость более 10 сПз и белизну по меньшей мере приблизительно 50% промывают практически делигнифицированную массу, соединяют практически делигнифицированную массу с достаточным количеством щелочного материала в водно-щелочном растворе на протяжении определенного времени и при определенной температуре, увязанной с данным количеством щелочного материала для растворения значительной части лигнина, остающегося в массе, извлекают часть водно-щелочного раствора с тем, чтобы удалить практически весь растворенный лигнин и получить массу, практически не содержащую лигнина, промывают массу, практически не содержащую лигнина, отбеливают эту массу посредством двуокиси хлора или перекиси с тем, чтобы увеличить белизну массы по меньшей мере приблизительно до 70% и промывают отбеленную массу.109. The method according to p. 90 or 102, characterized in that at the stage of ozone delignification, the permanganate mass number is reduced by at least 50%
110. The method according to p. 90 or 102, characterized in that at the stage of bleaching, the whiteness of the mass is increased to at least 50%
111. The method according to p, characterized in that the whiteness of the mass is increased to at least 83%
112. The method of delignification and bleaching of lignocellulosic material, characterized in that it comprises stages in which the lignocellulosic material is partially delignified by cooking to obtain a mass, the specified mass is washed and the specified mass is delignified with oxygen to obtain a partially delignified mass having a permanganate number of about 10 or less and a viscosity of more than 13 centipoise, wash the partially delignified mass, additionally delignify the partially delignified mass with sufficient full-time amount of ozone for a time sufficient to obtain a substantially delignified mass having a permanganate number of about 5 or less, a viscosity of more than 10 cPs and a whiteness of at least about 50%, washed the practically delignified mass, combine the practically delignified mass with a sufficient amount of alkaline material in aqueous-alkaline solution for a certain time and at a certain temperature, linked to a given amount of alkaline material for dissolution a significant part of the lignin remaining in the mass, a part of the aqueous-alkaline solution is removed in order to remove almost all of the dissolved lignin and obtain a mass practically free of lignin, the mass which is practically free of lignin is washed, this mass is bleached with chlorine dioxide or peroxide to in order to increase the whiteness of the mass to at least about 70% and wash the bleached mass.
114. Способ по п.112, отличающийся тем, что белизну увеличивают по меньшей мере приблизительно до 90%
115. Способ по п.112, отличающийся тем, что на этапе промывки беленой массы осуществляют промывку упомянутой массы чистой водой и отделяют массу от полученных сточных вод.113. The method according to p. 112, characterized in that the whiteness is increased to at least about 80%
114. The method according to p. 112, characterized in that the whiteness is increased to at least about 90%
115. The method according to p. 112, characterized in that at the stage of washing the bleached mass, the said mass is washed with clean water and the mass is separated from the obtained wastewater.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| USUS90/02823 | 1990-05-17 | ||
| PCT/US1990/002823 WO1991018145A1 (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Environmentally improved process for bleaching lignocellulosic materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2102547C1 true RU2102547C1 (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=22220868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5011189A RU2102547C1 (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Method of preparing bleached pulp and a method for delignification and bleaching of lignocellulose material |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0483163B1 (en) |
| JP (1) | JP2825346B2 (en) |
| KR (1) | KR920703922A (en) |
| CN (1) | CN1043798C (en) |
| AT (1) | ATE122421T1 (en) |
| AU (1) | AU638017B2 (en) |
| BR (1) | BR9007533A (en) |
| CA (1) | CA2063591C (en) |
| DE (1) | DE69019350T2 (en) |
| ES (1) | ES2073027T3 (en) |
| NO (1) | NO300929B1 (en) |
| PT (1) | PT98487B (en) |
| RU (1) | RU2102547C1 (en) |
| SE (1) | SE9200107L (en) |
| WO (1) | WO1991018145A1 (en) |
| ZA (1) | ZA915969B (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2339752C2 (en) * | 2003-06-30 | 2008-11-27 | Андритц Ой | Method of cellulose stock treatment with cellulose bleaching |
| RU2419700C2 (en) * | 2006-07-21 | 2011-05-27 | Налко Компани | Method to prepare bleached paper material and paper item (its version) |
| RU2574958C1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Твин Технолоджи Компани" | Method of producing cellulose |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5472572A (en) * | 1990-10-26 | 1995-12-05 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Reactor for bleaching high consistency pulp with ozone |
| US5441603A (en) * | 1990-05-17 | 1995-08-15 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Method for chelation of pulp prior to ozone delignification |
| US5328564A (en) * | 1990-09-17 | 1994-07-12 | Kamyr, Inc. | Modified digestion of paper pulp followed by ozone bleaching |
| JP2002517173A (en) * | 1991-01-03 | 2002-06-11 | ユニオン キャンプ パテント ホウルディング インコーポレイテッド | Bleaching method of lignocellulose pulp without chlorine |
| SE468355B (en) * | 1991-04-30 | 1992-12-21 | Eka Nobel Ab | CHEMISTRY OF CHEMICAL MASS THROUGH TREATMENT WITH COMPLEX PICTURES AND OZONE |
| ATE156539T1 (en) † | 1991-05-24 | 1997-08-15 | Union Camp Patent Holding | TWO-STAGE REACTOR FOR BLEACHING PULP AND METHOD FOR BLEACHING WITH OZONE |
| US5364503A (en) * | 1992-02-20 | 1994-11-15 | Macmillan Bloedel Limited | Nitric oxide treatment for ozone bleaching |
| CA2089516A1 (en) * | 1992-02-21 | 1993-08-22 | Kaj Henricson | Chlorine free pulping and bleaching sequence |
| SE469387B (en) * | 1992-05-11 | 1993-06-28 | Kamyr Ab | SEATING WHITE PILLOW WITHOUT USING CHLORIC CHEMICALS |
| WO1994008087A1 (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-14 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Improved bleaching of high consistency lignocellulosic pulp |
| US5403441A (en) * | 1992-11-13 | 1995-04-04 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Method for controlling an ozone bleaching process |
| SE501613C2 (en) * | 1993-08-03 | 1995-03-27 | Kvaerner Pulping Tech | Method of integrating bleaching and recycling in pulp production |
| WO1995006772A1 (en) * | 1993-09-02 | 1995-03-09 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Improved method for bleaching lignocellulosic pulp |
| WO1995006773A1 (en) * | 1993-09-03 | 1995-03-09 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Medium consistency ozone brightening of high consistency ozone bleached pulp |
| US5810973A (en) * | 1993-09-21 | 1998-09-22 | Beloit Technologies, Inc. | Apparatus for producing small particles from high consistency wood pulp |
| SE502172C2 (en) * | 1993-12-15 | 1995-09-04 | Mo Och Domsjoe Ab | Process for the preparation of bleached cellulose pulp with a chlorine-free bleaching sequence in the presence of carbonate |
| ATE176285T1 (en) * | 1994-06-27 | 1999-02-15 | Champion Int Corp | IMPROVED METHOD FOR RECOVERING FILTRATES FROM SHEET METAL EQUIPMENT |
| US5672247A (en) * | 1995-03-03 | 1997-09-30 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Control scheme for rapid pulp delignification and bleaching |
| US5736004A (en) * | 1995-03-03 | 1998-04-07 | Union Camp Patent Holding, Inc. | Control scheme for rapid pulp delignification and bleaching |
| US5944952A (en) * | 1995-07-26 | 1999-08-31 | Beloit Technologies, Inc. | Method for bleaching high consistency pulp with a gaseous bleaching reagent |
| CN1050642C (en) * | 1996-06-25 | 2000-03-22 | 华南理工大学 | Everyday production 30-150 ton high concentration paper pulp bleaching method by using hydrogen peroxide |
| US6077396A (en) * | 1997-05-16 | 2000-06-20 | Lariviere; Christopher J. | Apparatus for fluffing and contacting high consistancy wood pulp with a gaseous bleaching reagent |
| ID23571A (en) * | 1997-08-25 | 2000-05-04 | Praxair Technology Inc | METHOD OF OZONE APPLICATION IN ECF BLEACHING |
| FR2910027B1 (en) * | 2006-12-13 | 2009-11-06 | Itt Mfg Enterprises Inc | PROCESS FOR WHITENING CHEMICAL STRIPPING PASTES BY FINAL OZONE TREATMENT AT HIGH TEMPERATURE |
| FI119062B (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-15 | Upm Kymmene Corp | Process for the manufacture of mechanical pulp |
| JP4973284B2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-07-11 | 栗田工業株式会社 | Pulp cleaning agent, pulp manufacturing method, and pulp cleaning method |
| US8497097B2 (en) * | 2010-08-11 | 2013-07-30 | Georgia Tech Research Corporation | Chlorine dioxide treatment of biomass feedstock |
| CN104313933A (en) * | 2014-09-23 | 2015-01-28 | 华南理工大学 | Green bleaching method of sulfate bagasse slurry |
| CN115112831A (en) * | 2022-04-12 | 2022-09-27 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | Method for measuring dissolving performance of pulp for lyocell fibers and filtering device |
| CN115584653B (en) * | 2022-12-12 | 2023-03-10 | 河南禾力能源有限公司 | Method for extracting alpha-cellulose by furfural residues |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024158A (en) * | 1958-07-02 | 1962-03-06 | Kimberly Clark Co | Manufacture of cellulosic products |
| US3384533A (en) * | 1963-09-19 | 1968-05-21 | Air Liquide | Delignification and bleaching of chemical and semichemical cellulose pulps with oxygen and catalyst |
| US4196043A (en) * | 1970-12-21 | 1980-04-01 | Scott Paper Company | Kraft pulp bleaching and recovery process |
| US4806203A (en) * | 1985-02-14 | 1989-02-21 | Elton Edward F | Method for alkaline delignification of lignocellulosic fibrous material at a consistency which is raised during reaction |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1090510A (en) * | 1976-06-02 | 1980-12-02 | Arthur W. Kempf | Delignification and bleaching of a lignocellulosic pulp slurry with ozone |
| JPS5390402A (en) * | 1977-01-12 | 1978-08-09 | Kogyo Gijutsuin | Pulp bleaching method |
| FI67413C (en) * | 1977-04-27 | 1985-03-11 | Myrens Verksted As | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV FINFOERDELAD FIBERHALTIG ELLER CELLULOSAHALTIG MASS SAMT ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET |
| US4216054A (en) * | 1977-09-26 | 1980-08-05 | Weyerhaeuser Company | Low-consistency ozone delignification |
| NO142091C (en) * | 1977-10-17 | 1980-06-25 | Myrens Verksted As | PROCEDURE FOR OZONE TREATMENT OF REFINO MECHANICAL AND THERMOMECHANICAL MASS. |
| JPS5679797A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-30 | Weyerhaeuser Co | Bleaching of cellulose fiber |
| US4619733A (en) * | 1983-11-30 | 1986-10-28 | Kooi Boon Lam | Pollution free pulping process using recycled wash effluent from multiple bleach stages to remove black liquor and recovering sodium hydroxide from the black liquor |
| CA2015296C (en) * | 1989-05-31 | 2001-08-07 | Karnail Atwal | Pyranyl cyanoguanidine derivatives |
| CA2053035C (en) * | 1990-10-12 | 1997-09-30 | Repap Enterprises Inc. | Chlorine-free wood pulps and process of making |
-
1990
- 1990-05-17 RU SU5011189A patent/RU2102547C1/en active
- 1990-05-17 BR BR909007533A patent/BR9007533A/en not_active IP Right Cessation
- 1990-05-17 CA CA002063591A patent/CA2063591C/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-17 KR KR1019920700104A patent/KR920703922A/en not_active Abandoned
- 1990-05-17 EP EP90908787A patent/EP0483163B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-17 ES ES90908787T patent/ES2073027T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-17 AT AT90908787T patent/ATE122421T1/en not_active IP Right Cessation
- 1990-05-17 AU AU56768/90A patent/AU638017B2/en not_active Ceased
- 1990-05-17 DE DE69019350T patent/DE69019350T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-17 WO PCT/US1990/002823 patent/WO1991018145A1/en not_active Ceased
- 1990-05-17 JP JP2508269A patent/JP2825346B2/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-07-29 PT PT98487A patent/PT98487B/en not_active IP Right Cessation
- 1991-07-30 ZA ZA915969A patent/ZA915969B/en unknown
- 1991-08-07 CN CN91108650A patent/CN1043798C/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-01-15 SE SE9200107A patent/SE9200107L/en not_active Application Discontinuation
- 1992-01-16 NO NO920217A patent/NO300929B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024158A (en) * | 1958-07-02 | 1962-03-06 | Kimberly Clark Co | Manufacture of cellulosic products |
| US3384533A (en) * | 1963-09-19 | 1968-05-21 | Air Liquide | Delignification and bleaching of chemical and semichemical cellulose pulps with oxygen and catalyst |
| US4196043A (en) * | 1970-12-21 | 1980-04-01 | Scott Paper Company | Kraft pulp bleaching and recovery process |
| US4806203A (en) * | 1985-02-14 | 1989-02-21 | Elton Edward F | Method for alkaline delignification of lignocellulosic fibrous material at a consistency which is raised during reaction |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2339752C2 (en) * | 2003-06-30 | 2008-11-27 | Андритц Ой | Method of cellulose stock treatment with cellulose bleaching |
| RU2419700C2 (en) * | 2006-07-21 | 2011-05-27 | Налко Компани | Method to prepare bleached paper material and paper item (its version) |
| RU2574958C1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Твин Технолоджи Компани" | Method of producing cellulose |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2063591C (en) | 1998-02-03 |
| ATE122421T1 (en) | 1995-05-15 |
| JPH05500243A (en) | 1993-01-21 |
| BR9007533A (en) | 1992-04-28 |
| SE9200107L (en) | 1992-03-13 |
| WO1991018145A1 (en) | 1991-11-28 |
| DE69019350D1 (en) | 1995-06-14 |
| EP0483163A1 (en) | 1992-05-06 |
| ZA915969B (en) | 1992-04-29 |
| NO920217D0 (en) | 1992-01-16 |
| DE69019350T2 (en) | 1996-02-15 |
| JP2825346B2 (en) | 1998-11-18 |
| CN1069304A (en) | 1993-02-24 |
| NO300929B1 (en) | 1997-08-18 |
| CN1043798C (en) | 1999-06-23 |
| NO920217L (en) | 1992-03-05 |
| KR920703922A (en) | 1992-12-18 |
| PT98487A (en) | 1993-01-29 |
| PT98487B (en) | 1998-06-30 |
| EP0483163A4 (en) | 1992-08-05 |
| SE9200107D0 (en) | 1992-01-15 |
| ES2073027T3 (en) | 1995-08-01 |
| AU5676890A (en) | 1991-12-10 |
| AU638017B2 (en) | 1993-06-17 |
| EP0483163B1 (en) | 1995-05-10 |
| CA2063591A1 (en) | 1991-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2102547C1 (en) | Method of preparing bleached pulp and a method for delignification and bleaching of lignocellulose material | |
| US5296099A (en) | Environmentally improved process for bleaching lignocellulosic materials with oxygen, ozone and chlorine dioxide | |
| US5164043A (en) | Environmentally improved process for bleaching lignocellulosic materials with ozone | |
| US5211811A (en) | Process for high consistency oxygen delignification of alkaline treated pulp followed by ozone delignification | |
| US5002635A (en) | Method for producing pulp using pre-treatment with stabilizers and refining | |
| US5188708A (en) | Process for high consistency oxygen delignification followed by ozone relignification | |
| US5409570A (en) | Process for ozone bleaching of oxygen delignified pulp while conveying the pulp through a reaction zone | |
| FI105213B (en) | Method for production of bleached pulp from lignocellulose material | |
| FI69656C (en) | FOERFARANDE FOER FOERBAETTRAD TVAETTNING AV UR LIGNOCELLULOSAMATERIAL FRAMSTAELLDA CELLULOSAMASSOR. | |
| EP0542147B1 (en) | Cleaning and bleaching of secondary fiber | |
| DE69327999T2 (en) | Recovery of oxygen-rich gas from bleaching processes using ozone | |
| EP0519061B1 (en) | Split alkali addition for high consistency oxygen delignification | |
| EP0494519A1 (en) | High yield pulping process | |
| US5441603A (en) | Method for chelation of pulp prior to ozone delignification | |
| CA1147909A (en) | Method for delignifying and/or bleaching cellulose pulp | |
| KR950013196B1 (en) | How to improve the lignin removal selectivity of pulp during the process of removing lignin by high density oxygen | |
| CA2247532A1 (en) | Process for bleaching a paper pulp with ozone and chlorine dioxide | |
| CA2236004A1 (en) | Hot water extraction for pulp bleaching sequences | |
| RU2071518C1 (en) | Method of oxygen delignification of nonbleached pulp | |
| WO1995006772A1 (en) | Improved method for bleaching lignocellulosic pulp | |
| EP0540091B1 (en) | Wash press modification for oxygen delignification process | |
| AU647485B2 (en) | Pulp alkali addition process for high consistency oxygen delignification | |
| NZ239171A (en) | Manufacture of bleached pulp by chemical digestion, partial delignification with oxygen, then substantial delignification with ozone | |
| EP0503304A1 (en) | Process for the delignification of cellulose-containing material | |
| WO1991000386A1 (en) | A method for bleaching kraft pulp with a mixture of oxygen and peroxide |