FI123040B - Menetelmä hiennonetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin keittämiseksi ja menetelmän mukaisesti valmistettu sulfaattimassa - Google Patents

Description

5

MENETELMÄ HIENONNETUN SELLULOOSAPITOISEN KUITUMATERIAALIN KEITTÄMISEKSI JA MENETELMÄN MUKAISESTI VALMISTETTU

SULFAATTIMASSA

KEKSINNÖN TAUSTA TA YHTEENVETO

Valmistettaessa kemiallisesti massaa kuitupitoisesta selluloosamateriaalista paperin ja kartongin tuotantoa varten raaka-ainetta käsitellään korkeassa lämpötilassa kemikaaleilla, esimer-10 kiksi natrium- ja rikkiyhdisteillä. Tyypillisesti käsittely tehdään normaalia ilmanpainetta suuremmassa paineessa, jotta vesiliuokset säilyvät nestemäisessä muodossa. Kemikaalit reagoivat raaka-aineen orgaanisten ja epäorgaanisten ainesosien kanssa siten, että osa orgaanisista ja epäorgaanisista ainesosista liukenee, jolloin syntyy liuenneiden reaktiotuotteiden vesiliuos-suspensiossa olevista kuiduista muodostuva tuote. Tyypillisesti suspensio puhdistetaan ja kui-15 vataan, jolloin muodostuu olennaisesti puhtaita selluloosakuituja paperinvalmistusta varten.

Ennen hienonnetun kuitupitoisen selluloosamateriaalin varsinaista keittoa korkeassa lämpötilassa, esimerkiksi 140 - 180 °C:n lämpötilassa, hienonnettu selluloosapitoinen kuitumateriaali, yleensä lehti- tai havupuuhake (vaikka monia muitakin hienonnettuja selluloosapitoisia kui-2 0 tumateriaaleja käytetään), esikäsitellään (esimerkiksi höyrytetään) esimerkiksi materiaalin sisältämän ilman poistamiseksi, keittolipeän imeyttämiseksi materiaaliin ja lämmitysprosessin käynnistämiseksi. Vaikka aikaisemmin materiaalin lämpötila nostettiin esikäsittelyssä mahdollisimman nopeasti tai suurimmalla syöttölaitteen mahdollistamalla nopeudella, nyt on havaittu, että lämmityksen ei tarvitse olla nopea, vaan asteittaisempi, viileämpi käsittely on edul-i- 2 5 linen. Tällainen käsittely tuottaa selluloosamassaa, jonka kuituominaisuudet, esimerkiksi lu- c3 juus, ovat paremmat.

i

CD

O

δ Useissa samaan aikaan vireillä olevista patenttihakemuksista myönnetyissä patenteissa kuva- | taan menetelmää viileän esikäsittelyn toteuttamiseksi. Esimerkiksi yhdysvaltalaisessa patents 3 0 tissa 5,674,359 ja kanadalaisessa patentissa 2,169,108 kuvataan kaksivaiheinen viileä imey- o tysprosessi. Ensimmäisessä vaiheessa haketta käsitellään 80 - 110 °C:n lämpötilassa emäksel- o o lä, jolla on ensimmäinen pitoisuus. Toisessa vaiheessa haketta käsitellään toisella emäspitoi- suudella, joka on suurempi kuin ensimmäinen pitoisuus, 110 - 150 °C:n lämpötilassa. Hakkeen ja lipeän suspensio keitetään tämän jälkeen 150 - 180 °C:n lämpötilassa. Kanadalainen 2 patentti 2,174,874 (johon viitataan tekniikan tasona tässä yhteydessä) kuvaa myös menetelmän massan käsittelemiseksi viileässä lämpötilassa. Tässä patentissa kuvataan menetelmä hakkeen käsittelemiseksi järjestämällä imeytyksen aikana viileän emäksen lähde selluloosaa vahingoittavan puuhappojen neutraloimiseksi. Tämän lisäksi samaan aikaan vireillä olevassa, 5 10.10.1996 jätetyssä yhdysvaltalaisessa hakemuksessa 08/729,022 (johon viitataan tekniikan tasona tässä yhteydessä) kuvataan menetelmä hienonnetun kuitupitoisen selluloosamateriaalin käsittelemiseksi ja syöttämiseksi keittimeen verrattain alhaisessa lämpötilassa. Tässä hakemuksessa käytetään uudentyyppistä hakesiiloa, joka on kuvattu yhdysvaltalaisissa patenteissa 5,500,083, 5,617,975 ja 5,628,873, jota markkinoi Glens Fallsissa, New Yorkin osavaltiossa 10 sijaitseva Andritz Inc. tavaramerkillä DIAMONDBACK®, ja uudentyyppistä syöttöjärjestel-mää, joka on kuvattu yhdysvaltalaisissa patenteissa 5,476,572, 5,622,598 ja 5,635, (joihin viitataan tekniikan tasona tässä yhteydessä), jota markkinoi Andritz tavaramerkillä LO-LEVEL®.

15 Missään edellä mainituista kuvauksista ei kuitenkaan kuvata esillä olevan hakemuksen mukaista tehokkainta viileän esikäsittelyn suoritustapaa ja sitä seuraavaa lämmitystä keittoläm-pötilaan.

Yhdysvaltalaisissa patenteissa 5,489,363, 5,536,366, 5,547,012 ja 5,575,890 sekä 7.6.1995 2 0 jätetyssä vireillä olevassa hakemuksessa 08/484,315 (joihin kaikkiin viitataan tekniikan tasona tässä yhteydessä), kuvataan uudentyyppinen keittotapa ja -laitteisto, joita markkinoi Andritz tavaramerkillä LO-SOLIDS®. Tähän prosessiin kuuluu liuenneiden orgaanisten aineiden hallinta ja niiden määrän vähentäminen koko keittoprosessissa esimerkiksi massan lujuuden ja valkaistavuuden parantamiseksi ja keittoprosessin toimivuuden parantamiseksi, o ™ 25

CD

? Esillä olevassa keksinnössä yhdistetään ja täydennetään edellä kuvattujen prosessien ainutlaa- ° tuisia ominaisuuksia, jolloin saadaan esikäsittely- ja keittoprosessi, joka tuottaa entistä pa-

X

£ remmat kuituominaisuudet, esimerkiksi lujuuden, ja joka parantaa lämmön ja kemikaalien φ jakautumista, jolloin massan yhtenäisyyttä voidaan parantaa, ja joka parantaa keittoprosessin § 3 0 toiminnallisuutta ja minimoi energian ja keittokemikaalien tarpeen. Erääseen keksinnön mu- o oj kaiseen suoritusmuotoon selluloosapitoisen kuitumateriaalien keittämiseksi vuokeitossa kuu luu seuraavia vaiheita tai se sisältää seuraavat vaiheet, joita suoritetaan jatkuvatoimisesti ja peräkkäin: a) käsitellään selluloosapitoista kuitumateriaalia ensimmäisessä vaiheessa (esimer- 3 kiksi vyöhykkeessä) emästä sisältävällä nesteellä noin 60 - 120 °C:n (edullisesti 95 - 105 °C:n, esimerkiksi alle 100 °C:n) lämpötilassa, jolla nesteellä on ensimmäinen, yli 10 g/1 oleva emäspitoisuus (esimerkiksi noin 20 - 35 tai 25 - 35 g/1 oleva konsentraatio, ilmaistuna natri-umhydroksidina [NaOH]); ja b) käsitellään selluloosapitoista kuitumateriaalia toisessa vai-5 heessa (vyöhykkeessä) nesteellä, jolla on toinen, ensimmäistä pitoisuutta vähintään 5 g/1 pienempi emäspitoisuus (esimerkiksi noin 7 - 15 g/1 pienempi, esimerkiksi noin 10-20 g/1 oleva pitoisuus, ilmaistuna natriumhydroksidina [NaOH]) noin 120 - 160 °C:n lämpötilassa (esimerkiksi 130 - 150 °C); ja c) keitetään vaiheesta b) saatavaa selluloosamateriaalia noin 140 -180 °C:n lämpötilassa (esimerkiksi 150 - 170 °C) kemiallisen selluloosamassan (esimerkiksi 10 kraft-massan) tuottamiseksi. Keksintöön saattaa kuulua myös vaiheiden a) ja b) välissä suoritettava välivaihe d), jossa materiaalista poistetaan osa emäspitoisesta nesteestä (joka poistettu neste edullisesti korvataan nesteellä, jonka liuenneiden orgaanisten aineiden pitoisuus on huomattavasti alhaisempi kuin poistetussa lipeässä, lisäämällä esimerkiksi suodosta tai vettä). Käsittelyvaihe b) voidaan suorittaa vastavirtaisesti.

15

Keksinnön mukaiseen menetelmään saattaa kuulua myös muita kohtia tai muutoksia. Vaihe b) voidaan esimerkiksi suorittaa käyttämällä valkolipeää, ja vaihe a) voidaan suorittaa käyttämällä valko-, viher- tai mustalipeää (tai näiden sekoitusta). Vaihe c) voidaan suorittaa käyttämällä koko vaiheessa emäspitoisuutena 18 - 40 g/1 (esimerkiksi 18-25 g/1), ja keksintöön saattaa 2 0 kuulua lisävaihe, jossa materiaali pestään vaiheen c) jälkeen.

Vaiheet d), b) ja c) suoritetaan tyypillisesti pystysuorassa vuokeittimessä, ja vaihe a) voidaan suorittaa (mutta vain osittain) pystysuorassa vuokeittimessä (viileän imeytyksen loppuosa suoritetaan syöttöjärjestelmässä). Astioita voi luonnollisesti olla useita, esimerkiksi imey-cm 2 5 tysastia ja keitin.

i

CD

O

δ Vaihe b) voidaan suorittaa poistamalla nestettä keittimestä, lämmittämällä poistettu neste ja g kierrättämällä sitä takaisin keittimeen, jolloin poistettuun nesteeseen lisätään ennen lämmitys- h- tä ja kierrätystä suodosta tai vettä niin paljon, että se riittää korvaamaan vaiheessa d) poistetun o 3 0 nesteen ja lisäämällä poistettuun nesteeseen valkolipeää nesteen halutun emäspitoisuuden o varmistamiseksi.

(M

4

Esillä oleva keksintö kohdistuu myös edellä kuvatulla menetelmällä tuotettuun kraft-massaan, jonka kuituominaisuudet, esimerkiksi kuidun lujuus, ovat paremmat kuin tavanomaisia lämpötiloja ja emäspitoisuuksia vaiheissa a) ja b) käyttäen valmistetun kraft-massan.

5 Esillä olevan keksinnön eräs toinen suoritusmuoto kohdistuu menetelmään hienonnetun sellu-loosapitoisen kuitumateriaalisuspension käsittelemiseksi (käyttäen pystysuoraan vuokeitti-meen johtavaa syöttöjäqestelmää, jonka vuokeittimen yläosan lähellä on ensimmäinen ja toinen sihtikokoonpano, joka toinen sihtikokoonpano sijaitsee välimatkan päässä ensimmäisen sihtikokoonpanon alapuolella). Menetelmään kuuluu seuraavia jatkuvatoimisia ja peräkkäin 10 suoritettavia vaiheita: a) imeytetään selluloosapitoista kuitumateriaalia ainakin osittain syöttö-järjestelmässä alhaisessa lämpötilassa emäspitoisella nesteellä, jonka ensimmäinen emäspitoi-suus on ainakin 10 g/1 natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna noin 60 - 120 °C:n lämpötilassa (esimerkiksi 80 - 110 °C), ja johdetaan alhaisessa lämpötilassa imeytetty materiaali keittimen yläosaan; b) poistetaan materiaalista osa emäspitoisesta nesteestä ensimmäisen sihtiko-15 koonpanon avulla; c) käsitellään materiaalia ensimmäisen ja toisen sihtikokoonpanon välissä toisella nesteellä, jolla on toinen, ensimmäistä vähintään 5 g/1 pienempi, emäspitoisuus, noin 120 - 160 °C:n lämpötilassa; ja d) keitetään materiaali toisen sihtikokoonpanon alapuolella noin 140 - 180 °C:n lämpötilassa. Lämpötila- ja emäspitoisuustiedot ovat edullisesti samat kuin keksinnön ensimmäisessä suoritusmuodossa.

20

Menetelmään kuuluu tyypillisesti lisävaihe e), jossa poistetaan osa nesteestä suspensiosta kolmannen, ensimmäisen sihtikokoonpanon yläpuolella sijaitsevan, sihtikokoonpanon avulla, ja jossa vaiheessa poistettu neste kierrätetään syöttöjärjestelmään. Syöttöjärjestelmässä käytet-tiin tyypillisesti hakeputkeen yhdistettyä hakesiiloa, joka hakeputki on yhteydessä materiaalia cm 2 5 keittimen yläosaan syöttävään korkeapainesyöttölaitteeseen kytkettyyn ruuvipumppuun. Vai- i o he c) myös tyypillisesti suoritetaan alivaiheissa 1), jossa poistetaan nestettä suspensiosta toi- δ sen sihtikokoonpanon avulla, 2) kierrätetään ainakin suurin osa poistetusta nesteestä keittimen g sisäosaan noin toisen sihtikokokoonpanon tasolla, 3) lisätään kierrätettyjä! nesteeseen keitto- h- lipeää ja korvauslipeää lisälipeän tuottamiseksi ja 4), lämmitetään lisälipeä, jotka alivaiheet 1) δ 3 0 - 4) suoritetaan siten, että keittimeen kierrätetyn nesteen lämpötila on noin 140 - 160 °C, ja o o sen emäspitoisuus on noin 10-20 g/1 natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna. Alivaihe 3) suoritetaan edullisesti lisäämällä suodosta tai vettä korvausnesteeksi ja valkolipeää keittolipe-äksi.

5

Esillä oleva keksintö kohdistuu ensisijaisesti menetelmään, jonka avulla voidaan puuhakkeesta tai vastaavasta tuottaa kuituominaisuuksiltaan mahdollisimman hyvää kemiallista massaa käyttämällä imeytystä alhaisessa lämpötilassa ja haluttuja emäspitoisuuksia ja lämpötiloja massan käsittelyn tietyissä vaiheissa. Tämä ja keksinnön muut kohteet käyvät ilmi piirrosten 5 yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja oheisista patenttivaatimuksista.

PIIRROSTEN LYHYT KUVAUS

Kuva 1 esittää kaaviomaisesti järjestelmää, mukaan lukien keittimen yläosa, jonka avulla esil-10 lä oleva keksintö voidaan suorittaa; ja

Kuva 2 esittää kaaviomaisesti syöttöjärjestelmää, jota voidaan käyttää kuvan 1 keittimen kanssa keksinnön mukaisen menetelmän suorittamisessa.

15 PIIRROSTEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Kuva 1 esittää kaaviomaisesti esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen soveltuvaa esimerkinomaista järjestelmää. Kuten kuvassa 1 esitetään, lehti- tai havupuuhaket- ta tai muuta hienonnettua selluloosapitoista kuitumateriaalia höyrytetään hakesiilossa 10 2 0 (edullisesti DIAMONDBACK®-hakesiilo, jossa on yhdessä suunnassa suppeneva osuus ja sivupäästö), jonka jälkeen hakkeesta muodostetaan suspensio nesteen kanssa ja se johdetaan syöttöjärjestelmän 11 avulla linjaa 12 pitkin pystysuoran vuokeittimen 14 yläosaan 13. Jäijes- telmä 11 on edullisesti kuvassa 2 esitetty LO-LEVEL®-syöttöjärjestelmä, jota kuvataan tar- ·- kemmin kyseisen kuvan yhteydessä. Järjestelmässä 11 materiaalia käsitellään imeyttämällä o w 25 sitä alhaisessa lämpötilassa ensin emäspitoisella nesteellä, jolla on ensimmäinen emäspitoi-

CD

? suus, joka on natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna yli 10 g/1, edullisesti noin 20 - 35 g/1 ° (esimerkiksi 25 - 35 g/1), noin 60 - 120 °C:n lämpötilassa, esimerkiksi 80 - 110 °C:n lämpöti-

X

£ lassa tai 95 - 105 °C:n lämpötilassa, edullisesti alle 100 °C:n lämpötilassa. Materiaaliin imey- ^ tetään järjestelmässä 11 ja keittimen 14 yläosassa 13 emäspitoista lipeää, yleensä valkolipeää, g 30 mustalipeää, viherlipeää tai näiden sekoitusta.

o o

(M

Suspensio liikkuu alaspäin astiassa 14, ja se joutuu ensimmäisenä kosketuksiin tavanomaisen pohjakiertosihtijäijestelmän 15 kanssa. Sihtikokoonpano 15 poistaa osan materiaalisuspension 6 lipeästä ja kierrättää sen syöttöjärjestelmään 11 linjaa 16 pitkin. Suspensio virtaa alaspäin, ja sekä hake (nuoli 21) että neste (nuoli 22) virtaavat sihtikokoonpanolle 17.

Sihtikokoonpanon 17 (johon tämän jälkeen viitataan termillä "sihti") avulla voidaan suspensi-5 osta edullisesti poistaa osa nesteestä, sillä nesteen emäspitoisuuden on muututtava keittimen 14 yläosan 13 ja keittovyöhykkeen välillä. Sihdissä 17 on poistosihti, joka poistaa linjan 18 nestettä (johtamalla nestettä esimerkiksi paisutussäiliöön ja talteenottoon). Esimerkiksi imey-tyksen jälkeen linjassa 18 tehtävä lipeän poisto tehdään 80 - 120 °C:n lämpötilassa, noin 3-5 g/1 emäspitoisuudessa.

10

Suspension emäspitoisuus muuttuu sihdin 17 läheisyydestä alkaen. Sihtikokoonpanon 17 tasolla tai sen alapuolella olevassa vaiheessa (sihtikokoonpanojen 17, 25 välissä) materiaaliin johdetaan toista emäspitoista nestettä, jolla on toinen emäspitoisuus, joka on vähintään 5 g/1 pienempi kuin ensimmäisen (keittimen 14 yläosaan 13 materiaalin kanssa johdetun) nesteen 15 pitoisuus, esimerkiksi 7-15 g/1 pienempi. Toisen nesteen emäspitoisuus on tyypillisesti noin 10 - 20 g/1, ja sen lämpötila on noin 120 - 160 °C (esimerkiksi 130 - 150 °C), joten sihtien 17, 25 välisessä vyöhykkeessä tai vaiheessa olevan materiaalin lämpötila on noin 120 - 160 °C (esimerkiksi 130 - 150 °C).

2 0 Sihtien 17, 25 välisessä vyöhykkeessä on tyypillisesti vastavirtainen käsittely (joka tapahtuu luonnollisesti, jos sihti 17 on poistosihti, kuten kuvassa 1). Virtausnuolten 23 (materiaali) ja 24 (neste) vastakkaiset suunnat ilmaisevat vastavirtaisen käsittelyn.

Halutut olosuhteet saavutetaan sihtien 17, 25 välisessä vyöhykkeessä poistamalla nestettä cm 2 5 keittimestä 14 sihdin 25 avulla kierrätyslinjaan 26. Tässä vaiheessa voidaan suorittaa osittai- i o nen nesteenpoisto kuvan 1 katkoviivan 27 osoittamalla tavalla, jos liuenneiden orgaanisten δ aineiden (dissolved organic material, DOM) määrää lipeässä halutaan pienentää. Korvausli- g peää (alhainen DOM ja riittävä määrä korvaamaan linjaa 18 pitkin poistetun nesteen määrä) h-. lisätään kohdassa 28. Edullisesti korvausneste on suodosta tai vettä. Konsentraatioltaan sopi- co δ 3 0 vaa emäspitoista lipeää, tyypillisesti valkolipeää, lisätään myös kohdan 29 osoittamalla tavalla o o riittävästi varmistamaan toisen nesteen sopiva emäspitoisuus (esimerkiksi 10-20 g/1). Syöt- tökohtien 28, 29 alapuolella linjassa 26 oleva lisätty ja kierrätetty neste lämmitetään tavan- 7 omaisessa epäsuorassa lämmittimessä 30, ja se johdetaan edelleen linjaa 31 pitkin keittimen 14 sisäpuolelle, nesteen poiston tason lähelle.

Sihdin 25 jälkeen (t.s. sihdin 25 alapuolella) suspendoitu materiaali johdetaan keitto vyöhyk-5 keeseen tai vaiheeseen 32, jossa lämpötila on noin 140 - 180 °C (esimerkiksi 150 - 170 °C), ja tyypillisesti vähintään 5 °C korkeampi kuin toisen vyöhykkeen (sihtien 17 ja 25 välissä) lämpötila. Keiton aikana emäspitoisuus järjestetään yhdessä tai useassa myötä- tai vastavirta-vyöhykkeessä (joissa voidaan myös poistaa DOM-pitoisuudeltaan korkeaa lipeää ja korvata sitä DOM-pitoisuudeltaan alhaisemmalla lipeällä) sopivaksi kyseistä materiaalia varten, mutta 10 tyypillisesti emäspitoisuus on noin 15 - 40 g/1 (esimerkiksi 18-25 g/1).

Keittimeen 14 kuuluu tyypillisesti myös tavanomainen pesuvyöhyke, joka sijaitsee keitto-vyöhykkeen/keittovyöhykkeiden 32 alapuolella, ja lopuksi massa, esimerkiksi kraft-massa, jonka kuituominaisuudet (esimerkiksi lujuus) ovat paremmat kuin tavanomaisessa kraft-15 käsittelyn syöttölaitteen 11 ja sihdin 25 välisessä lämpötilassa ja emäsolosuhteissa tuotetun massan ominaisuudet, poistetaan linjaan 35 keittimen 14 alaosasta 36 sinänsä tunnetulla tavalla. Tyypillisesti massa edelleen pestään (ei kuvassa) ja valkaistaan, kuten kuvassa 1 on kaa-viomaisesti esitetty kohdassa 37.

2 0 Syöttöjäijestelmä 11, joka mahdollistaa keksinnön mukaisen alhaisessa lämpötilassa tapahtuvan imeytyksen ja jolla on monia muita etuja tavanomaisiin syöttöjärjestelmiin verrattuna, on kuvattu kuvassa 2, ja edullisesti siihen kuuluu LO-LEVEL® -syöttöjäijestelmä. Jos jotakin nestettä on jäähdytettävä halutun imeytyslämpötilan säilyttämiseksi, voidaan käyttää tavan-i- omaisia epäsuoria lämmönvaihtimia (jäähdyttimiä), jotka on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 1 ^ 25 numerolla 40.

i

CD

O

o Kuvan 2 syöttöjärjestelmä 11 sisältää edullisesti hakemittarin 42 tai muun mittauslaitteen £ (esimerkiksi mittausruuvin), joka on yhteydessä hakeputkeen 43, jonka alaosa on yhteydessä hakkeen ruuvipumpun 44 syöttöaukkoon. Pumppu 44 ja putki 43 ovat myös yhteydessä li- o 30 peäsäiliöön 45. Pumpulta 44 syötettävä materiaali johdetaan linjaa 46 pitkin tavanomaisen o o korkeapainesiirtolaitteen 48 (edullisesti Andritzin markkinoima High Pressure Feeder -syöttölaite) matalapainesyöttöaukolle 47. Matalapainepoistoaukon 49 kautta kulkee lähinnä nestettä linjaa 50 pitkin hiekanerottimelle 51, josta neste johdetaan edelleen putkisihdille 52.

8

Sihdin 52 yläosasta lähtevä linja 53 johtaa hakeputkelle 43 materiaalin suspendoimiseksi, kun taas alaosasta saatava linjassa 54 oleva erotettu lipeä johdetaan tasaussäiliöön 55. Pumppu 56 pumppaa nestettä tasaussäiliöstä 55 käytettäväksi tarvittaessa keittimessä 14.

5 Syöttölaitteen 48 korkeapainepuoleen kuuluu keskipakoispumppu 57, joka on yhteydessä linjan 58 avulla syöttölaitteen 48 korkeapainesyöttöaukkoon 59. Syöttölaitteen 48 korkeapaine-poistoaukko 60 on yhteydessä linjaan 12, joka johtaa keittimen yläosaan. Järjestelmän 11 lämpötilana pidetään noin 60 - 120 °C (esimerkiksi 95 - 105 °C).

10 Kuvassa 2 esitetty hakesiilo 10 on DIAMONDBACK®-hakesiilo, jossa on yhdessä suunnassa suppeneva osuus ja sivupäästö. Tyypillisesti materiaali syötetään hakesiiloon ilmalukon 62 avulla, käyttämällä esimerkiksi ruuvikuljetinta, jossa on painotettu portti, kuten samaan aikaan vireillä olevassa, 13.9.1996 jätetyssä yhdysvaltalaisessa hakemuksessa 08/714,431 on kuvattu.

15

Vaikka onkin edullista käyttää kuvissa 1 ja 2 kuvattuja laitteita esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen, voidaan käyttää myös imeytysastiaa (osana kaksiastiaista keitinjärjestelmää yksiastiaisen hydraulisen keittimen 14 sijasta) tai muuta tavanomaista laitteistoa.

20 Tästä kuvauksesta voidaan siis havaita, että esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa kuituominaisuuksiltaan aiempaa paremman kemiallisen massan, erityisesti kraft-massan, tuottamisen. Vaikka keksintöä onkin edellä kuvattu sen tällä hetkellä käytännöllisim-i- pänä ja edullisimpana pidetyssä suoritusmuodossa, on havaittava, että keksintö ei rajoitu ku- 2 5 vattuun suoritusmuotoon, vaan keksinnön suojapiiri on myönnettävä oheisten vaatimusten i

CD

cp laajimman tulkinnan mukaisesti siten, että se kattaa kaikki vastaavat menetelmät ja muunnok- 0 set.

cc

CL

h-·

CD

δ o o o

(M

Claims (18)

1. Menetelmä hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin keittämiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä suoritetaan jatkuvasti ja peräkkäin vaiheita 5 a), jossa käsitellään hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin suspensiota ensimmäisel lä emästä sisältävällä nesteellä noin 60 - 120 °C:n lämpötilassa, ja jonka ensimmäisen nesteen emäspitoisuus on yli 10 g/1 natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna; b) , jossa käsitellään hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin suspensiota toisella emästä sisältävällä nesteellä, jolla on toinen, ensimmäistä emäspitoisuutta natriumhydroksidi- 10 na [NaOH] ilmaistuna vähintään 5 g/1 pienempi emäspitoisuus, noin 120-160 °C:n lämpötilassa; ja c) , jossa vaiheesta b) saatavaa hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin suspensiota keitetään noin 140 - 180 °C:n lämpötilassa kemiallisen massan tuottamiseksi.

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe a) suoritetaan 95 - 105 °C:n lämpötilassa, vaihe b) suoritetaan 130 - 150 °C:n lämpötilassa ja vaihe c) suoritetaan noin 150 - 170 °C:n lämpötilassa, ja että vaiheen c) lämpötila on ainakin 5 °C korkeampi kuin vaiheen b) lämpötila. 2 0

3. Vaatimusten 1 tai 2 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaihe b) suori tetaan käyttäen valkolipeää ja vaihe a) suoritetaan käyttäen valko-, viher- tai mustalipeää.

4. Jonkin edellä mainitun vaatimuksen mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, i- että vaihe c) suoritetaan noin 18-40 g/1 emäspitoisuudessa. 0 oc (M 25 cp

5. Jonkin edellä mainitun vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vai- δ heen c) jälkeen suoritetaan lisävaihe, pesu, ja siitä, että vaihe b) suoritetaan vastavirtaisesti. cc CL h-.

6. Jonkin edellä mainitun vaatimuksen mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, CD δ 3 0 että vaihe a) suoritetaan siten, että ensimmäinen pitoisuus on noin 25 - 35 g/1 natriumhydrok-o o sidina [NaOH] ilmaistuna ja että vaihe b) suoritetaan siten, että toinen pitoisuus on noin 10 - 20 g/1 natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna ja että toinen pitoisuus on noin 7 - 15 g/1 pienempi kuin ensimmäinen pitoisuus natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna.

7. Vaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu vaiheiden a) ja b) välissä suoritettava lisävaihe d), jossa materiaalista poistetaan osa ensimmäisestä emäspitoisesta nesteestä. 5

8. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaiheet d), b) ja c) suoritetaan pystysuorassa vuokeittimessä.

9. Vaatimuksen 8 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaihe a) suorite-10 taan, mutta vain osittain, pystysuorassa vuokeittimessä.

10. Vaatimuksen 8 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu sutä, että vaihe b) suoritetaan poistamalla nestettä keittimestä, lämmittämällä poistettua nestettä ja kierrättämällä sitä takaisin keittimeen, lisäämällä poistettuun nesteeseen suodosta tai vettä ennen lämmitystä ja 15 kierrätystä niin paljon, että se riittää korvaamaan vaiheessa d) poistetun nesteen määrän, ja lisäämällä kierrätettyyn nesteeseen valkolipeää niin paljon, että se riittää varmistamaan nesteen halutun emäspitoisuuden.

11. Jonkin vaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, jossa käytetään pystysuoraa vuokei-2 0 tintä, jossa on sen yläosan läheisyyteen sovitetut ensimmäinen ja toinen sihtikokoonpano, joka toinen sihtikokoonpano on sovitettu välimatkan päähän ensimmäisen sihtikokoonpanon alapuolelle, edelleen tunnettu siitä, että vaiheiden a) ja b) välissä suoritetaan vaihe e), jossa osa emäspitoisesta nesteestä poistetaan materiaalista ensimmäisen sihtikokoonpanon avulla; ja -n- siitä, että vaihe c) suoritetaan toisen sihdin alapuolella. ° 25

12. Vaatimuksen 11 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaihe e) suorite- S taan nesteen poistamiseksi noin 80 - 120 °C:n lämpötilassa ja noin 3 - 5 g/l:n emäspitoisuu- Ee dessa. Ο Ι''. CO δ 3 0

13. Vaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu lisävaiheesta f), jossa suspen- o o siosta poistetaan osa nesteestä kolmannen, ensimmäisen sihtikokoonpanon yläpuolella sijait sevan, sihtikokoonpanon avulla, ja kierrättämällä vaiheessa f) poistettu neste syöttöjärjestel-mään.

14. Vaatimuksen 13 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaihe a) suoritetaan siten, että ensimmäinen emäspitoisuus on noin 20 - 35 g/1 natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna ja vaihe b) suoritetaan siten, että toinen emäspitoisuus on noin 10-20 g/1 natrium- 5 hydroksidina [NaOH] ilmaistuna.

15. Jonkin vaatimuksista 11-14 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaihe b) toteutetaan osittain alivaiheissa 1), jossa suspensiosta poistetaan nestettä toisen sihtiko-koonpanon avulla, 2) kierrätetään ainakin suurin osa poistetusta nesteestä keittimen sisäosaan 10 noin toisen sihtikokokoonpanon tasolle, 3) lisätään kierrätettyyn nesteeseen keittolipeää ja korvauslipeää lisälipeän tuottamiseksi ja 4), lämmitetään lisäneste, jotka alivaiheet 1) - 4) suoritetaan siten, että keittimeen kierrätetyn nesteen lämpötila on noin 140 - 160 °C, ja sen emäs-pitoisuus on noin 10 - 20 g/1 natriumhydroksidina [NaOH] ilmaistuna.

16. Jonkin vaatimuksista 11-15 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että vaihe a) suoritetaan käyttämällä keittimen syöttöjärjestelmänä hakeputkeen yhteydessä olevaa ha-kesiiloa, joka hakeputki on yhteydessä korkeapainesyöttölaitteeseen yhdistettyyn ruuvipump-puun. 2 0

17. Vaatimuksen 15 mukainen menetelmä, edelleen tunnettu siitä, että alivaihe 3) suorite taan lisäämällä suodosta tai vettä korvausnesteeksi ja valkolipeää keittolipeäksi.

18. Vaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä tehty kraft-massa, jonka kuituominaisuudet, i- mukaan lukien kuidun lujuus, ovat paremmat kuin sellaisen kraft-massan kuituominaisuudet, ° 25 joka on tehty prosessissa, jonka lämpötilat ja emäspitoisuudet vaiheissa a) ja b) eivät ole tässä i o hakemuksessa määritettyjen rajojen sisäpuolella. δ X en CL h-· CD δ o o o (M