SE532470C2 - Slutblekning av oxygendelignifierad massa med ozon, klordioxid och peroxid - Google Patents

Description

30 532 470 2 eftersom stegen utförs vid olika pH-värden, normalt pH 35-4 i klordioxidsteget och pH 10-11 iperoxidsteget.

Det har rapporterats att under speciella omständigheter är det möjligt att kombinera ett klordioxidblekningssteg med ett peroxidblekningssteg utan någon mellanliggande tvättning, se Suess m fl, Short sequence bleaching without penalties- options for Eucalyptus pulp, Appita 2005, s. 461-468. Detta kan utföras när en löwedsmassa har blekts, med användning av ett vid hög temperatur drivet klordioxidblekningssteg (Dm) följt av ett extraktionssteg som är integrerat med ett peroxidblekningssteg, till ett sådant lågt kappatal att enbart 5-7,5 kg aktivt Cl/ton krävs i klordioxidblekningssteget. l detta speciella fall är det möjligt att uppnå nästan samma resultat som vid blekning med användning av en sekvens som innefattar ett klordioxidblekningssteg som är integrerat med ett peroxidblekningssteg (dvs utan någon mellanliggande tvättning) såsom vid blekning med användning av en sekvens som innefattar ett klordioxidblekningssteg följt av tvättning och ett peroxidblekningssteg.

Suess m fl beskriver även en alternativ metod som innefattar direkt kombination av ozon med väteperoxid och en extraktion följt av en kombination av klordioxidblekning och peroxidblekning. Kombinationen av ozon med väteperoxid och en direkt extraktion sägs resultera i en relativt hög ljushet (69 % ISO) och ett lågt kappatal (<3) efter extraktionssteget. Dock sägs slutblekning kräva en stor tillsats av klordioxid. En total insats av 5 kg 03, 20 kg ClOg, 8 kg H20; och 19 kg NaOH krävdes för att uppnå en ljushet av mer än 90 % lSO. Såsom ett resultat av det stora behovet av klordioxid fastslår Suess m fl att det är omöjligt att eliminera tvätten mellan klordioxidblekningssteget och peroxidblekningssteget.

Därför föreslår Suess m fl att inkludera ett klordioxidsteg före ozonblekningssteget och därmed nä ett kappatal under 2 efter extraktionen. Detta reducerar behovet av klordioxid i det följande klordioxidsteget som kommer att utvecklas till ett poleringssteg i stället för ett delignifieringssteg. Det mindre behovet av aktivt klor i klordioxidsteget efter extraktionssteget gör det sålunda möjligt att kombinera nämnda klordioxidsteg med det slutliga peroxidsteget utan någon mellanliggande tvättning. Den föreslagna blekningssekvensen kommer att inkludera fem steg och totalt tre tvättar. Ett ktordioxidblekningssteg före ozonblekningen skulle dock leda till förekomst av klorider i filtratet efter 15 25 30 532 *WG 3 extraktlonssteget, vilket skulle göra det svårare att återanvända filtratet för tvättning efter syresteget och/eller förbränna det.

Det primära syftet med uppfinningen är att tillhandahålla en kostnadseffektiv ozonblekningsmetod av en massa till en slutlig ljushet av mer än 88 % ISO.

Sammanfattning Det ovan identifierade syftet uppnås med hjälp av metoden för att bleka en massa i enlighet med det självständiga kravet 1. Föredragna utföringsformer definieras i de osjälvständiga patentkraven.

Metoden för att bleka en massa enligt föreliggande uppfinning lnnehålter ett färre tvättsteg eftersom peroxidblekningssteget är integrerat med det föregående klordioxidblekningssteget. Därmed reduceras investeringskostnaderna väsentligt. Vidare möjliggör metoden enligt uppfinningen en effektivare hantering av extraktet från extraktionssteget, vilket följer ozonblekningssteget, eftersom extraktet är fritt från klorider.

Enligt en föredragen utföringsform tillsätts lVlgS04 till meSS-efi alldeles före. eller under, klordioxidblekningssteget. Denna tillsats resulterar i en högre ljushet vid samma klordioxidförbrukning jämfört med om MgSO4 tillsätts till peroxidblekningssteget. Därmed är det även möjligt att reducera mängden klordioxid som krävs för en önskad slutlig ljushet om en sådan tillsats av MgSO4 görs till massan.

Ehuru metoden enligt uppfinningen är avsedd för blekning av lövvedsmassa förmodas den även vara lämplig för blekning av andra massor, så som barrvedsmassa.

Detaljerad beskrivning l föreliggande beskrivning ska termen integrerad tolkas såsom följande direkt efter det föregående steget utan någon mellanliggande tvättning.

Metoden enligt uppfinningen innefattar att underkasta en oxygendelignifierad och tvättad massa ett ozonbleknlngssteg följt av en extraktlon.

I motsats till blekningsmetoden som föreslås av Suess m fl innehåller metoden enligt föreliggande beskrivning inte någon klordioxidblekning före ozcnblekningen.

Därför kommer det inte att vara några problem att återanvända filtratet som 15 20 25 30 532 475 4 resulterar från extraktionssteget eller att förstöra filtratet med hjälp av förbränning, vilket skulle vara fallet om filtratet skulle innehålla klorider. Klorider i filtratet skulle göra det aggressivt och därför öka risken för korrosion.

Ozonblekningen som används i blekningsmetoden enligt föreliggande beskrivning utförs företrädesvis på en massa med en massakonsistens av 30- 45 %, hellre 35-40 %, som även är känd såsom högkonsistensmassa. Detta leder till ett mindre behov av klordioxid i det påföljande klordioxidblekningssteget jämfört med om ozonblekningen utförs på en våt massa, så som en massa med en konsistens av 10-12 %.

Ozonblekningssteget följs av ett extraktionssteg som är integrerat med ozonblekningen. Företrädesvis görs inga tillsättningar av peroxider under dessa steg eftersom det inte anses nödvändigt för att uppnå det önskade resultatet.

Efter extraktionssteget tvättas massan och underkastas därefter ett klordioxidblekningssteg, Klordioxidblekningen utförs lämpligen vid ett pH-värde av 2,5-4,5, företrädesvis 3-4,5 och vid en temperatur av 70-90 °C, företrädesvis 75- 85 °C, med en tillsats av klordioxid som motsvarar 5-25 kg aktivt Cl/ton, företrädesvis 10-25 kg aktivt Cl/ton, hellre 15-22 kg aktivt Cl/ton. Tiden som krävs för Klordioxidblekningen beror på de faktorer som givits ovan och kan enkelt fastställas av fackmannen.

Klordioxidblekningen följs av ett peroxidblekningssteg, varvid nämnda peroxidblekningssteg är integrerat med nämnda klordioxidblekningssteg, dvs ingen tvättning av massan görs mellan klordioxidblekningssteget och peroxidblekningssteget. Eftersom ingen tvätt krävs mellan dessa två steg, reduceras investeringskostnaderna väsentligen till följd av behovet av en färre tvätt jämfört med känd tekniken.

Det har konstaterats att det, i motsats till den åsikt som uttrycks i Suess m fl, är möjligt att integrera klordioxidblekningssteget och peroxidblekningssteget medan en effektiv blekningssekvens alltjämt åstadkoms. Även om jämförelsevis stora klordioxidtillsättningar görs under klordioxidblekningssteget kommer peroxidblekningssteget fortfarande att vara effektivt och kan öka den slutliga ljusheten hos massan med ungefär 2-3 % ISO.

Peroxidblekningssteget kan lämpligen utföras vid ett pH-värde av 9-12, företrädesvis pH 95-11, och vid väsentligen samma temperatur som klordioxidsteget. Mängden H20; kan lämpligen vara 1-8 kg/ton massa, 10 15 20 25 30 532 ßÛÜ 5 företrädesvis 2~6 kg/ton. Tiden som krävs för peroxidblekningssteget kan enkelt fastställas av fackmannen.

Det är allmänt känt att magnesium i forrn av MgSO4 kan tillsättas massan under ett peroxidblekningssteg för att stabilisera nämnda steg. Tilisatsen av lVlgSO4 möjliggör en ökad ljushet och viskositet hos massan. Dessutom är mängden restperoxid efter blekningssteget på en högre och stabilare nivå än i fallet peroxidblekning utan en sådan tillsättning.

Dock har det förvånande konstaterats att tillsats av MgSO4 till massan redan i klordioxidblekningssteget kan förbättra blekningssekvensen ytterligare vad gäller föreliggande blekningsmetod. Samma resultat har inte observerats när det gäller en blekningssekvens som innehåller ett tvättsteg mellan klordioxidbleknings- och peroxidblekningsstegen.

Följaktligen tillsätts, enligt en föredragen utföringsform av metoden för att bleka en massa enligt föreliggande beskrivning, MgSO4 till massan alldeles före eller under klordioxidblekningssteget. Det har konstaterats att en sådan tillsättning kan leda till cirka 0,5 % högre ljushet vid samma klordioxidförbrukning jämfört med om MgSO4-tillsättningen görs i peroxidsteget. Vid jämförelse vid samma ljushet, till exempel 90 % ISO, innebär detta att ungefär 2 kg aktivt Cl/ton massa kan sparas om en sådan tillsättning görs.

Lämpligen kan 0,5-4 kg/ton MgSOit sättas till massan för nämnda klordioxidblekningssteg, företrädesvis används 1-3 kg/ton.

Exempel 1 En lövvedsmassa oxygendelignifierades och blektes därefter med HC- ozon till ett kappatal av 3,3. Data för massan efter kokning, oxygendelignifieringssteg och ozonblekningssteg visas i Tabell 1.

Massan blektes därefter med användning av en sekvens Sim av ett klordioxidblekningssteg följt av ett peroxidblekningssteg utan någon mellanliggande tvätt i enlighet med uppfinningen. Massan blektes även i en konventionell referenssekvens SRem som innefattar ett klordioxidblekningssteg, ett tvättsteg följt av ett peroxidblekningssteg, för jämförelse. Data för sekvenserna och resultaten visas i Tabell 2. 10 532 ÃTFÜ 6 Tabell 1 Efter Efter oxygen- Efter ozon- kokning delignifiering blekning Ozon [kg/odt*] - - 5,5 Kappatal 16,7 10,4 3,3 Ljushet [% ISO] 32,8 45,3 65,8 viskositet [ml/g] 781 726 555 *) odt = "oven dried ton" = absolut torrt ton Samma ljushet och viskositet åstadkoms med användning av både blekningssekvensen enligt uppfinningen och den konventionella blekningssekvensen. När det gäller blekningssekvensen enligt uppfinningen, krävdes dock ytterligare 2 kg Na0H/ton för att uppnå samma slutliga pH-värde.

Resultaten visar att det är möjligt att reducera investeringskostnaderna med användning av blekningsmetoden enligt uppfinningen eftersom den inte kräver något mellanliggande tvättsteg och följaktligen en färre tvätt.

Dessutom är den uppmätta eftergulningen (Aljushet) mycket lägre när det gäller blekningssekvensen enligt uppfinningen. Uppmätta data skulle möjligtvis kunna anses vara något osäkra men indikerar att förbättrad Aljushet kunde åstadkommas med blekningsmetoden enligt uppfinningen. 532 1170 7 Tabell 2 SRen 31mm Klordioxidblekningssteg Massakonsistens [%] 12 12 Tid [minuter] 120 120 Temperatur [°C] 70 70 ClOz [kg aktivt Cl/ton] 20 20 Ljushet [% ISO] 87,5 87,5 viskositet [ml/g] 576 576 Peroxidblekningssteg Massakonsistens [%] 12 1 1 Tid [minuter] 120 120 Temperatur [°C] 80 80 H2O2 [kg/ton] 5 5 NaOH [kg/ton] 8 10 MgSO4 [kg/ton] 1 1 Restperoxid [kg/ton] 1,9 1 ,2 Slutligt pH-värde 10,8 10,8 Ljushet [% ISO] 90,9 90,9 ALjushet [% ISO] 1,9 1,2 viskositet [ml/g] 543 545 Exem pei 2 En lövvedsmassa oxygendeiignifierades i en fabrik och laboratorieblektes med HC-ozon till ett kappatal av 3,3. Viskositeten var 520 mi/g.

Massan underkastades därefter två olika avslutande blekningssekvenser i vilka en av sekvenserna, Sim, är enligt uppfinningen och en är en referenssekvens. SRefg. Sim innefattade ett klordioxidblekningssteg följt av ett med nämnda klordioxidblekningssteg integrerat peroxidblekningssteg medan referenssekvensen SRefg innefattade ett klordioxidblekningssteg, tvättning och därefter ett peroxidblekningssteg. Försök gjordes med magnesiumsulfattillsatser (MgS04) i de olika stegen av blekningssekvenserna.

Tabell 3 visar data för sex försök A-F för referenssekvensen SRefg medan Tabell 4 innefattar data för sex försök G-L för sekvensen enligt uppfinningen Sim. 532 470 8 Tabell 3 3Ref2 Å 5 c D E F C|O2 [kg aktivt Cl/ton] 10 10 15 15 20 20 T/igso., tillsatt nu klordioxidblekningssteg 0 2 0 2 0 2 [kg/odt] NaOH tillsatt till 6 6 6 6 6 6 peroxidblekningssteg [kg/odt] MgSO4 tillsatt till 2 0 2 0 2 0 peroxidblekningssteg [kg/odt] HgOz-sats [kg/odt] 5 5 5 5 5 5 HzOz-förbrukning [kg/odt] 1,7 1,9 1,6 1,9 1,8 2,0 Slutligt pH-värde efter 10,7 11,0 10,8 11,1 10,8 11,0 peroxidblekning Ljusne: 1% iso] 88,5 88,8 90,1 90,0 99,8 90,7 LXiskositet [ml/g] 510 505 512 511 503 502 Tabell 4 sinvz G H l J K L' CIO; [kg aktivt Cl/ton] 10 10 15 15 20 20 MgSOi tillsatt till klordioxidblekningssteg 0 2 0 2 0 2 [kg/odt] NaOH tillsatt till 9 9 9 9 9 9 peroxidblekningssteg [kg/odt] lVlgSO4 tillsatt till 2 0 2 0 2 0 peroxidblekningssteg [kglodt] Hzoz-sais [kg/odqw" " s 5 5 5 5 5 Hzoz-förbrukning [kg/eat] 2,5 2,3 3,1 2,3 2.7 1-9 Sl tl' t H- ä d ft u 'g p V r e e er 10,4 10,8 10,7 10,8 10,4 10,7 Lçleroxidblekning Ljüšiiêt [98 iso] 88,5 88,8 88,8 89,8 90,8 90,7 viskositet [ml/g] 505 508 502 508 491 503 532 476 Från resultaten ovan är det uppenbart att när det gäller referenssekvensen, SRefg, resulterade tillsats av MgSO4 i klordioxidsteget respektive i peroxidbleknlngssteget i ungefär samma ljushet vid samma klordioxidförbrukning. När det gäller sekvensen enligt uppfinningen, dvs där ingen tvättning utförs mellan klordioxidblekningssteget och peroxidblekningssteget, resulterade dock tillsats av MgSO4 i klordioxidblekningssteget i en väsentligt högre ljushet vid en viss klordioxidförbrukning jämfört med om tillsättningen av lVlgS04 gjordes i peroxidblekningssteget (utom när det gäller 10 kg aktivt Cl/ton där ungefär samma ljushet åstadkoms).

Resultaten för sekvensen enligt uppfinningen visar därför att, om jämförelse görs vid samma ijushet, en tillsats av MgSO4 i klordioxidblekningssteget reducerar den nödvändiga mängden klordioxid för nämnda blekning.

Resultaten visar även att enbart mindre skillnader i viskositet uppträder beroende på när tillsatsen av NlgSO4 görs. Dessutom var peroxidförbrukningen den högsta när lVlgSO4~tillsatsen gjordes i peroxidsteget när det gäller sekvensen enligt uppfinningen.

Claims (8)

532 470 PATENTKRAV

1. Metod för att bleka en massa innefattande följande steg: (i) att underkasta en oxygendelignifierad och tvättad massa ett ozonblekningssteg direkt följt av ett extraktionssteg utan någon mellanliggande tvätt, där ingen klordloxidblekning av massan har utförts före nämnda ozonblekningssteg, (ii) att underkasta den ozonblekta massan ett klordioxidblekningssteg, och (iii) att underkasta den klordioxidblekta massan ett peroxidblekningssteg direkt efter nämnda klordioxidblekningssteg utan någon mellanliggande tvätt.

2. Metod enligt krav 1, i vilken ozonblekningen utförs så att massan kommer att ha ett kappatal av 3-4 efter nämnda extraktionssteg.

3. Metod enligt något av föregående krav, i vilken massan har en konsistens av 30-45 % under ozonblekningen.

4. Metod enligt något av föregående krav, i vilken ozonblekningssteget är fritt från tillsatser av peroxid.

5. Metod enligt något av föregående krav, i vilken MgSO4 tillsätts till massan direkt före eller under klordioxidblekningssteget.

6. Metod enligt krav 5, i vilken MgSO4 tillsätts i en halt av 0,5-4 kg/odt, företrädesvis 1-3 kg/odt.

7. Metod enligt något av föregående krav, ivilken massan är en lövvedsmassa. 533 ÅTÜ

8. - Metod enligt krav 7, i vilken massan är en eukaiyptusbaserad massa.