RU2698735C2 - Methods for increasing pulp cooking efficiency - Google Patents
Methods for increasing pulp cooking efficiency Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698735C2 RU2698735C2 RU2017103170A RU2017103170A RU2698735C2 RU 2698735 C2 RU2698735 C2 RU 2698735C2 RU 2017103170 A RU2017103170 A RU 2017103170A RU 2017103170 A RU2017103170 A RU 2017103170A RU 2698735 C2 RU2698735 C2 RU 2698735C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- borohydride
- pulp
- paper
- cellulose
- present
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000010411 cooking Methods 0.000 title claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims abstract description 30
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 32
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 18
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 14
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 claims description 11
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 5
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 5
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 25
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 229910010277 boron hydride Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract 1
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 33
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 17
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 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 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 229940076442 9,10-anthraquinone Drugs 0.000 description 8
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- XQIMLPCOVYNASM-UHFFFAOYSA-N borole Chemical compound B1C=CC=C1 XQIMLPCOVYNASM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N sodium polysulfide Chemical compound [Na+].S HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004262 Ethyl gallate Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010850 salt effect Methods 0.000 description 1
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
- 239000002888 zwitterionic surfactant 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
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0007—Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
-
- 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
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- 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
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/22—Other features of pulping processes
- D21C3/222—Use of compounds accelerating the pulping processes
-
- 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
- D21C9/1084—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications
Настоящая заявка является частично продолжающей заявкой патентной заявки США №13/839,091, поданной 15 марта 2013 года.This application is partly a continuation of the patent application US No. 13/839,091, filed March 15, 2013.
Настоящая заявка также является частично продолжающей заявкой патентной заявки США №12/400,326, поданной 9 марта 2009 года.This application is also partly continuing application of US patent application No. 12 / 400,326, filed March 9, 2009.
Указание на финансируемые из федерального бюджета исследования или разработкиIndication of federal research or development funded by the federal budget
Не установлено.Not installed.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к соединениям, способам и устройствам для повышения эффективности варки целлюлозы. Процесс варки целлюлозы с сульфидом натрия (крафт-процесс) и без сульфида натрия (натронный процесс) может быть улучшен с помощью определенных добавок, таких как 9,10-антрахинон (AQ) или полисульфид натрия. Такие добавления обеспечивают поступление энергии и экономию химикатов во время процесса варки, а также экономию химикатов на последующих этапах отбеливания. Это достигается, в особенности, путем обеспечения более низких чисел Каппа и более высоких выходов продукта, что позволяет осуществлять варку при более низких температурах / за более короткое время, а процесс отбеливания с меньшим количеством химикатов. Однако, существующие добавления имеют серьезные недостатки, что требует дальнейших разработок в данной области. Так, полисульфид не достаточно эффективен и требуется в больших количествах; антрахинон в настоящее время ограничен и где-то даже полностью запрещен в силу природоохранительного и здравоохранительного законодательства. В результате существует необходимость в новой добавке, которая может частично или полностью заменить антрахинон в процессе (натронном или крафт-процессе) варки целлюлозы.The present invention relates to compounds, methods and devices for increasing the efficiency of pulping. The pulping process with and without sodium sulfide (kraft process) and sodium sulfide (soda process) can be improved with certain additives, such as 9,10-anthraquinone (AQ) or sodium polysulfide. Such additions provide energy and chemicals during the cooking process, as well as chemicals in the subsequent bleaching stages. This is achieved, in particular, by providing lower Kappa numbers and higher product yields, which allows cooking at lower temperatures / in a shorter time, and a bleaching process with fewer chemicals. However, existing additions have serious drawbacks, which requires further development in this area. So, polysulfide is not effective enough and is required in large quantities; Anthraquinone is currently restricted and somewhere even completely banned due to environmental and health legislation. As a result, there is a need for a new additive that can partially or completely replace anthraquinone in the process (soda or kraft process) of pulping.
Уровень техники, описанный в данном разделе, не дает оснований считать, что любой патент, публикация или другая информация, на которую есть ссылка в данном документе, является прототипом настоящего изобретения, если это специально не оговорено. Кроме того, данный раздел не должен толковаться таким образом, что был проведен поиск или что не существует никакой другой относящейся к делу информации, как определено в «Своде федеральных нормативных актов», раздел 37, часть 1.56(a).The prior art described in this section does not give reason to believe that any patent, publication or other information referred to in this document is a prototype of the present invention, unless specifically noted. Furthermore, this section should not be construed in such a way that a search has been conducted or that there is no other relevant information, as defined in the Code of Federal Regulations, section 37, part 1.56 (a).
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
С целью решения давно назревших, но еще не решенных задач, описанных выше, по крайней мере один вариант осуществления изобретения направлен на процесс переработки целлюлозы. Указанный способ состоит в добавке химического соединения к целлюлозе, проходящей процесс делигнификации, причем указанное химическое соединение содержит небольшое количество борогидрида (ВН) (предпочтительно борогидрида натрия) относительно абсолютно сухой массы целлюлозы. Указанное химическое соединение может быть добавлено к белому щелоку и подаваться в варочный котел вместе с щелоком до того, как начнется вывод оборудования на заданный температурный режим. Борогидрид (ВН) может быть в форме щелочного раствора в воде. Количество борогидрида (ВН) относительно абсолютно сухой массы целлюлозы может составлять менее 0.1% на активной базе. Раствор борогидрида (ВН), то есть продукта, добавляемого к щелоку, может быть в достаточной мере щелочным, поэтому он устойчив при нормальных условиях и не выделяет водород. Количество борогидрида (ВН) может быть недостаточным для того, чтобы эффективно участвовать в отбеливании целлюлозы.In order to solve the long-overdue, but not yet solved problems described above, at least one embodiment of the invention is directed to the pulp processing process. The method comprises adding a chemical compound to the cellulose undergoing the delignification process, said chemical compound containing a small amount of borohydride (BH) (preferably sodium borohydride) with respect to the absolutely dry pulp mass. The specified chemical compound can be added to the white liquor and fed into the digester along with the liquor before the equipment starts to return to the specified temperature regime. Borohydride (BH) may be in the form of an alkaline solution in water. The amount of borohydride (BH) relative to the absolutely dry pulp mass may be less than 0.1% on an active basis. The solution of borohydride (BH), that is, the product added to the liquor, can be sufficiently alkaline, therefore it is stable under normal conditions and does not emit hydrogen. The amount of borohydride (BH) may be insufficient to effectively participate in the bleaching of cellulose.
По крайней мере один вариант осуществления изобретения направлен на способ переработки древесной щепы. Указанный способ состоит в добавке химического соединения к субстрату, содержащему лигнин, в процессе варки и в дальнейшем применении к указанному субстрату последующего этапа отбеливания. Указанное химическое соединение содержит небольшое количество борогидрида (ВН) относительно абсолютно сухой массы субстрата. Борогидрид (ВН) добавляется в такой момент процесса варки целлюлозы, когда еще не произошел контакт черного щелока с субстратом и когда не более чем приблизительно 0.001%-10% гемицеллюлозы, первоначально присутствовавшей в форме древесной щепы в субстрате, отделилось от субстрата. Указанное количество должно быть достаточно большим, чтобы выборочно восстановить по крайней мере 0.001%-10% или приблизительно альфа-карбонильных групп лигнина в субстрате, тем самым делая их более восприимчивыми к дальнейшему расщеплению хинонметидных бета-О-4 связей в процессе варки целлюлозы, но это количество не должно быть достаточно большим, чтобы значительно деактивировать по крайней мере 0.001%-10% или приблизительно хромофоров в самом лигнине. Этап отбеливания включает добавление отбеливающего вещества в количестве, не превышающем то, которое недостаточно для того, чтобы вызвать значительное осветление полученной в результате бумажной массы в условиях отсутствия 9,10-антрахинона (AQ), но присутствия небольшого количества борогидрида (ВН), при котором полученная в результате бумажная масса осветляется.At least one embodiment of the invention is directed to a method for processing wood chips. The specified method consists in adding a chemical compound to a substrate containing lignin during the cooking process and in the subsequent application to the specified substrate of the subsequent stage of bleaching. The specified chemical compound contains a small amount of borohydride (BH) relative to the absolutely dry mass of the substrate. Borohydride (BH) is added at a point in the pulping process when black liquor has not yet come into contact with the substrate and when no more than approximately 0.001% -10% of hemicellulose, originally present in the form of wood chips in the substrate, has separated from the substrate. The indicated amount should be large enough to selectively restore at least 0.001% -10% or approximately alpha-carbonyl groups of lignin in the substrate, thereby making them more susceptible to further cleavage of quinonomethide beta-O-4 bonds during pulping, but this amount should not be large enough to significantly deactivate at least 0.001% -10% or approximately the chromophores in the lignin itself. The bleaching step involves adding a bleaching agent in an amount not exceeding that which is not sufficient to cause significant clarification of the resulting pulp in the absence of 9,10-anthraquinone (AQ), but the presence of a small amount of borohydride (BH), in which the resulting paper pulp is clarified.
По крайней мере один вариант осуществления изобретения направлен на повышение эффективности натронного или крафт-процесса варки целлюлозы. Указанный способ может включать этап добавления химического соединения к варочному щелоку, включающему борогидрид натрия в щелочи, перед процессом варки целлюлозы; причем указанный способ обеспечивает экономию свежего белого щелока, более низкое число Каппа, усиление яркости, низкий уровень отбраковки и более высокий выход целлюлозы. Указанное химическое соединение может включать 10-40% щелочи и 5-25% борогидрида. Указанный способ может далее включать добавление поверхностно-активного вещества в целлюлозную массу. Указанный способ может далее включать добавление полисульфида в целлюлозную массу.At least one embodiment of the invention is aimed at improving the efficiency of the soda or kraft pulping process. The method may include the step of adding a chemical compound to the cooking liquor, including sodium borohydride in alkali, before the pulping process; moreover, this method saves fresh white liquor, lower Kappa number, increased brightness, low rejection rate and a higher yield of pulp. The specified chemical compound may include 10-40% alkali and 5-25% borohydride. The method may further include adding a surfactant to the pulp. The method may further include adding polysulfide to the pulp.
Низкая дозировка характеризуется тем, что она вызывает избирательное поражение борогидридом (ВН) функциональных групп в лигнине в субструктурах, критически важных для дальнейшего усиления делигнификации в процессе варки целлюлозы, и пассивирование гемицеллюлоз в направлении химического распада в том же самом процессе. Указанный способ может исключать использование борогидрида (ВН) в количестве, достаточном для отбеливания целлюлозы.The low dosage is characterized by the fact that it causes selective damage by borohydride (BH) of functional groups in lignin in substructures critical for further enhancing delignification during pulping, and passivation of hemicelluloses in the direction of chemical decomposition in the same process. The specified method may exclude the use of borohydride (BH) in an amount sufficient to bleach cellulose.
Дополнительные свойства и преимущества описаны в настоящем документе и будут очевидны из дальнейшего Подробного описания.Additional features and advantages are described herein and will be apparent from the further Detailed Description.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Подробное описание изобретения, приведенное ниже, дается со ссылкой на следующие чертежи:A detailed description of the invention below is given with reference to the following drawings:
На Фигуре 1 дан график исходных данных отношения белого щелока к общему количеству щелока; показано 3-дневное испытание в течение 9-дневного периода.The Figure 1 is a graph of the source data of the ratio of white liquor to the total amount of liquor; A 3-day trial over a 9-day period is shown.
На Фигуре 2 дан график, показывающий процент экономии щелочи в испытании с количеством продукта 1.5 фунта на тонну (0.07% в качестве продукта, 0.08% в качестве активных веществ) в течение одного дня.Figure 2 is a graph showing the percentage of alkali savings in the test with the amount of product 1.5 pounds per ton (0.07% as a product, 0.08% as active substances) for one day.
В интересах раскрытия настоящего изобретения сходные номера на фигурах соответствуют сходным характеристикам, если не указано иное. Рисунки являются только иллюстративным примером принципов настоящего изобретения и не призваны ограничивать настоящее изобретение конкретными представленными вариантами осуществления изобретения.In the interests of the disclosure of the present invention, like numbers in the figures correspond to similar characteristics, unless otherwise indicated. The figures are only an illustrative example of the principles of the present invention and are not intended to limit the present invention to the particular embodiments presented.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ниже приведенные определения показывают, как термины используются в данной заявке, и в особенности, как надо толковать формулу изобретения. Данные определения даны только для удобства и не призваны ограничивать какие-либо определения определенной категорией.The following definitions show how the terms are used in this application, and in particular how to interpret the claims. These definitions are for convenience only and are not intended to limit any definitions to a specific category.
Термин «AQ» означает 9,10-антрахинон.The term “AQ” means 9,10-anthraquinone.
Термин «ВН» означает борогидрид; он включает, помимо прочего, ионы борогидрида, добавленные к любым анионам, таким как, в частности, анионы щелочных металлов и щелочноземельных металлов; он может быть в форме твердого вещества и/или раствора.The term “BH” means borohydride; it includes, but is not limited to, borohydride ions added to any anions, such as, in particular, anions of alkali metals and alkaline earth metals; it may be in the form of a solid and / or solution.
Термин «этап основной делигнификации» означает фазу крафт-процесса варки целлюлозы, при которой большая часть делигнификации происходит как реакция первого порядка и с селективностью выше по сравнению с первоначальной делигнификацией, что более подробно описано в учебном пособии «Справочник по целлюлозно-бумажной технологии», автор Г.А. Смук, издательство Angus Wilde, Ванкувер, (1990), стр. 75-85.The term “main delignification step” means the phase of the Kraft pulping process, in which most of the delignification occurs as a first-order reaction and with selectivity higher than the initial delignification, which is described in more detail in the manual “Pulp and Paper Technology Guide”, author G.A. Smook, Angus Wilde, Vancouver, (1990), pp. 75-85.
Термин «делигнификация» означает один или несколько процессов по удалению лигнина из древесины на любом этапе бумажного производства.The term "delignification" means one or more processes to remove lignin from wood at any stage of papermaking.
Термин «отбеливание» означает один или несколько процессов по обесцвечиванию целлюлозной массы или бумаги путем удаления и/или химического разрушения хромофорных групп из целлюлозной массы или бумаги, причем отбеливание может включать, помимо прочего, удаление или разрушение по крайней мере части лигнина, первоначально присутствующего в целлюлозной массе или бумаге, причем отбеливание может включать, помимо прочего, добавление сильных окисляющих и/или восстанавливающих агентов, таких как двуокись хлора.The term “bleaching” means one or more processes to bleach the pulp or paper by removing and / or chemically degrading chromophore groups from the pulp or paper, and bleaching may include, but is not limited to, removing or destroying at least a portion of the lignin originally present in pulp or paper, wherein bleaching may include, but is not limited to, the addition of strong oxidizing and / or reducing agents, such as chlorine dioxide.
Термин «осветление» означает процесс удаления большей части красящих веществ в бумаге или целлюлозной массе, причем способы измерения белизны включают, помимо прочего, способ определения цвета по шкале ASTM Е313 и описание, данное в книге «Измерение и контроль оптических свойств бумаги», издательство Technidyne Corporation, Нью-Олбани, штат Индиана, (1996), стр. 16-18.The term "lightening" means the process of removing most of the coloring matter in paper or pulp, and methods for measuring whiteness include, but are not limited to, the ASTM E313 color determination method and the description given in the book "Measuring and Monitoring the Optical Properties of Paper" by Technidyne Corporation, New Albany, Indiana, (1996), pp. 16-18.
Термин «малая доза» или «низкая доза» означает количество менее чем 0.25% активных веществ по отношению к абсолютно сухой массе целлюлозного материала, причем это количество включает, помимо прочего, низкую дозировку продукта 0.05-0.5%) (или ниже) (что может составлять 0.005-0.06%) активных веществ в типичном 10-12% щелочном растворе) по отношению к абсолютно сухой массе целлюлозы.The term "small dose" or "low dose" means the amount of less than 0.25% of the active substance relative to the absolutely dry mass of cellulosic material, and this amount includes, but is not limited to, a low dosage of the product 0.05-0.5%) (or lower) (which may amount to 0.005-0.06%) of active substances in a typical 10-12% alkaline solution) in relation to the absolutely dry pulp mass.
Термин «пассивировать» означает приводить первый материал в пассивное или неактивное состояние по отношению ко второму материалу до возникновения контакта между этими двумя материалами таким образом, что без указанной пассивации первый и второй материал реагировали бы друг с другом, находясь в контакте.The term “passivate” means to bring the first material into a passive or inactive state with respect to the second material before contact occurs between the two materials in such a way that without this passivation the first and second material would react with each other while in contact.
Термин «состоящий преимущественно из» означает, что указанные способы и химические соединения могут включать дополнительные шаги, компоненты, ингредиенты или что-то подобное, но только в том случае, если эти дополнительные шаги, компоненты и/или ингредиенты не меняют существенно основные и новаторские характеристики заявленных способов и химических соединений.The term "consisting predominantly of" means that these methods and chemical compounds may include additional steps, components, ingredients or the like, but only if these additional steps, components and / or ingredients do not significantly change the basic and innovative characteristics of the claimed methods and chemical compounds.
Термин «бумажная масса» означает субстрат, который прошел через процесс варки целлюлозы и готов, или будет готов, для загрузки в бумагоделательную машину, что описано более подробно в учебном пособии «Справочник для технологов целлюлозно-бумажного производства», 3-е издание, автор Г.А. Смук, издательство Angus Wilde Publications Inc., (2002), стр. 190-204.The term “pulp” means a substrate that has gone through the pulping process and is ready, or will be ready, to be loaded into a paper machine, which is described in more detail in the manual “A Handbook for Pulp and Paper Production Technologists”, 3rd edition, author G.A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., (2002), pp. 190-204.
Термин «бумажная продукция» означает конечный продукт бумажного производства. Он включает, помимо прочего, писчую бумагу и/или бумагу для полиграфии, бумагу для печатающих устройств, бумажные салфетки, плотную бумагу, картон, упаковочную бумагу.The term "paper products" means the final product of paper production. It includes, but is not limited to, writing paper and / or printing paper, printer paper, paper towels, heavy paper, cardboard, wrapping paper.
Термин «бумажное производство» означает любой этап производства бумажной продукции из древесной целлюлозы, включая образование водянистой целлюлозно-бумажной массы, отвод воды из этой массы с целью образования листа и сушку листа. Этапы формирования бумажной массы, водоотвод и сушка могут осуществляться любым способом, известным специалистам в данной области. Бумажное производство может также включать этап варки, то есть изготовление целлюлозы из лигноцеллюлозного сырья, а также этап отбеливания, то есть химическую обработку целлюлозы с целью улучшения оптической яркости; бумажное производство более подробно описано в следующих ссылках: «Справочник для технологов целлюлозно-бумажного производства», 3-е издание, автор Г.А. Смук, издательство Angus Wilde Publications Inc., (2002) и «Справочник воды Nalco» (3-е издание), автор Даниэль Флинн, издательство МакНро Хилл (2009), стр. 32.1-32.44.The term “papermaking” means any step in the production of paper products from wood pulp, including the formation of an aqueous pulp and paper pulp, the removal of water from this pulp to form a sheet, and drying the sheet. The stages of the formation of paper pulp, drainage and drying can be carried out by any method known to specialists in this field. Papermaking may also include a cooking step, that is, making pulp from lignocellulosic raw materials, as well as a bleaching step, i.e. chemically treating the pulp to improve optical brightness; paper production is described in more detail in the following links: “A Handbook for Pulp and Paper Production Technologists”, 3rd edition, author G.A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., (2002) and Nalco Water Handbook (3rd Edition), by Daniel Flynn, McNroe Hill Publishing House (2009), pp. 32.1-32.44.
Термин «субстрат» означает массу, содержащую лубяные/целлюлозные волокна, проходящие или прошедшие любой этап бумажного производства, причем субстраты включают дерево, древесную щепу, целлюлозу, бумажную массу, бумажное полотно, бумажный мат, измельченную щелочную целлюлозу, бумажный лист и бумажную продукцию.The term "substrate" means a mass containing bast / cellulose fibers that go through or have gone through any stage of papermaking, the substrates including wood, wood chips, pulp, paper pulp, paper web, paper mat, pulped alkaline cellulose, paper sheet and paper products.
Термин «поверхностно-активное вещество» - это широкий по значению термин, который включает анионные, неионные, катионные и цвиттерионные поверхностно-активные вещества. Описание разрешенных поверхностно-активных веществ дано в словаре Кирк-Отмер «Энциклопедия Химической Технологии», 3-е издание (2005), том 8, стр. 900-912 и в книге МасКатчена «Эмульгатеры и детергенты», оба из этих изданий включены в данный документ посредством ссылки.The term “surfactant” is a broad term that includes anionic, nonionic, cationic and zwitterionic surfactants. Permitted surfactants are described in the Kirk-Othmer Dictionary of Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Edition (2005),
Термин «растворимый в воде» означает материалы, которые растворимы в воде по крайней мере до 3% по весу при температуре 25% Цельсия.The term "water soluble" means materials that are soluble in water at least 3% by weight at a temperature of 25% Celsius.
В случае, если вышеуказанные определения или описание, данное в указанной заявке, противоречит (явно или скрытно) общепринятому значению, данному в словаре или указанному в источнике, на который есть ссылка в настоящей заявке, заявка и особенно формула изобретения должны пониматься в соответствии с определением или описанием, данным в настоящей заявке, а не в соответствии с общепринятым значением, словарным значением или со значением из источника, на который есть ссылка в настоящей заявке. В свете вышесказанного, в случае если термин может быть понят только так, как он толкуется в словаре, тогда нужно использовать одно из следующих изданий (в той очередности, как они даны здесь): «Измерение и контроль оптических свойств бумаги», издательство Technidyne Corporation, Нью-Олбани, штат Индиана, (1996), «Справочник для технологов целлюлозно-бумажного производства», 3-е издание, автор Г.А. Смук, издательство Angus Wilde Publications Inc., (2002) и словарь Кирк-Отмер «Энциклопедия Химической Технологии», 5-е издание (2005) (издательство Wiley, John & Sons, Inc.) для толкования терминов в данной формуле изобретения.If the above definitions or description given in the said application contradicts (explicitly or secretly) the generally accepted meaning given in the dictionary or indicated in the source referred to in this application, the application and especially the claims should be understood in accordance with the definition or the description given in this application, and not in accordance with the generally accepted meaning, vocabulary meaning or with the value from the source referred to in this application. In light of the above, if a term can be understood only as it is interpreted in the dictionary, then one of the following publications should be used (in the order given here): “Measurement and control of the optical properties of paper”, Technidyne Corporation , New Albany, Indiana, (1996), “A Handbook for Pulp and Paper Production Technologists,” 3rd Edition, author G.A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., (2002) and the Kirk-Othmer Dictionary of Encyclopedia of Chemical Technology, 5th Edition (2005) (Wiley, John & Sons, Inc.) for the interpretation of the terms in this claims.
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения химическое соединение, включающее небольшое количество восстановительного продукта, добавляется к субстрату в процессе бумажного производства с целью экономии свежего белого щелока, уменьшения числа Каппа, усиления яркости и выхода целлюлозы. Указанное химическое соединение может быть добавлено перед процессом варки целлюлозы, включая крафт-процесс. Указанная добавка может вести к значительной экономии химических веществ. Указанное химическое соединение может включать борогидридное соединение. Указанное борогидридное соединение может включать борогидрид в стабилизированной форме (то есть в форме, которая допускает потерю менее чем 10% активности после не менее трех месяцев при нормальных условиях). Указанное борогидридное соединение может включать борогидрид натрия. Примером указанного борогидридного соединения может служить имеющийся на рынке продукт Borol фирмы Dow.In at least one embodiment of the present invention, a chemical compound comprising a small amount of a reducing product is added to the substrate during papermaking in order to save fresh white liquor, reduce Kappa numbers, enhance brightness and yield of pulp. Said chemical compound may be added prior to the pulping process, including the kraft process. Said additive can lead to significant chemical savings. Said chemical compound may include a borohydride compound. Said borohydride compound may include borohydride in a stabilized form (i.e., in a form that allows less than 10% activity to be lost after at least three months under normal conditions). Said borohydride compound may include sodium borohydride. An example of this borohydride compound is the commercially available Dow Borol product.
Указанное химическое соединение может вводиться в субстрат посредством белого щелока на самом раннем этапе бумажного производства. Эффект достигается путем активизации лигнина на ранней стадии и стабилизации гемицеллюлозы на этапе вывода оборудования на заданный температурный режим. Борогидрид (ВН) - это сильный восстановитель, который вступает в реакцию с карбонильными группами в лигнине и гемицеллюлозах до объемного этапа варки целлюлозы, давая дополнительные пути для деполимеризации лигнина на более поздних этапах варки целлюлозы. По-видимому, в отличие от того, как борогидрид (ВН) ведет себя в больших дозах, при низких дозах он избирательно воздействует на функциональные группы в целлюлозе, тем самым активируя лигнин и пассивируя гемицеллюлозы по отношению к последующим реакциям до и в течение объемного этапа варки целлюлозы. Вот почему он оказывается неожиданно активным при очень малых дозах.The specified chemical compound can be introduced into the substrate through white liquor at the earliest stage of papermaking. The effect is achieved by activating lignin at an early stage and stabilizing hemicellulose at the stage of bringing equipment to a predetermined temperature regime. Borohydride (BH) is a strong reducing agent that reacts with carbonyl groups in lignin and hemicelluloses to the bulk pulping stage, giving additional ways for lignin depolymerization at later stages of pulping. Apparently, unlike how borohydride (BH) behaves in large doses, at low doses it selectively affects functional groups in cellulose, thereby activating lignin and passivating hemicelluloses with respect to subsequent reactions before and during the bulk stage pulping. That is why it is surprisingly active at very low doses.
Хотя борогидрид (ВН) давно известен своей эффективностью в целлюлозно-бумажной промышленности, его реальное использование было ограничено механическим отбеливанием целлюлозы, где его роль была всего лишь уменьшать отрицательное воздействие окисления другого компонента отбеливающего соединения, а именно, чувствительного к воздушной среде гидросульфита натрия. Например, статья «Яркость: «Премикс»: Новаторский процесс улучшенного отбеливания механической целлюлозы с использованием смеси восстановителей», автор Вассхаузен и др., Pulp and Paper Canada 107, стр. 44-47 (2006) и Европатент Документ ЕР 1418269 А1 описывают, каким образом борогидрид (ВН) используется в гидросульфитном отбеливании в нейтральных или слабо кислотных условиях. В указанных изданиях роль, выполняемая борогидридом (ВН), отличается от той, что описана в настоящем изобретении. В этих предшествующих настоящему изобретению применениях борогидрид (ВН) используется для уменьшения количества оксидированных форм серы, таких как бисульфит, гидросульфит, причем борогидрид (ВН) не вступает ни в какую реакцию с компонентами дерева, что не содержит ни малейшего намека на его пользу для процесса варки целлюлозы.Although borohydride (BH) has long been known for its effectiveness in the pulp and paper industry, its actual use was limited to mechanical bleaching of cellulose, where its role was only to reduce the negative effects of oxidation of another component of the bleaching compound, namely, air-sensitive sodium hydrosulfite. For example, the article “Brightness:“ Premix ”: An innovative process for improved bleaching of mechanical pulp using a mixture of reducing agents” by Wasshausen et al., Pulp and Paper Canada 107, pp. 44-47 (2006) and Europatent Document EP 1418269 A1 describe how borohydride (BH) is used in hydrosulfite bleaching in neutral or slightly acidic conditions. In these publications, the role played by borohydride (BH) is different from that described in the present invention. In these previous applications of the present invention, borohydride (BH) is used to reduce the amount of oxidized forms of sulfur, such as bisulfite, hydrosulfite, and borohydride (BH) does not react with the components of the tree, which does not contain the slightest hint of its benefit to the process pulping.
Как описано в статье «DBI» отбеливание вторичного волокна для производства разных сортов полотенец и салфеток», автор Рангаманнар и др., Техническая ассоциация бумагоделательной промышленности (TAPPI Engineering), Конференция по бумагоделательной промышленности и защите окружающей среды, Филадельфия, штат Пенсильвания, 28-31 августа 2005 года (2005), борогидрид (ВН) добавлялся в качестве отбеливателя к целлюлозе и в качестве активатора в кислородной делигнификации (в окислительном процессе). Все эти применения, однако, требуют относительно больших доз борогидрида (ВН), чтобы достичь какого-либо существенного эффекта отбеливания. Так как термодинамическая стехиометрия борогидрида (ВН) отличается при низких дозах (при варке целлюлозы, при активации избирательных групп в отношении последующих реакций) от его термодинамической стехиометрии при указанных выше более высоких дозах (непосредственное изменение цвета материалов благодаря удалению лигнина и сокращению максимума, возможные хромофорные группы в качестве единственного агента, независимо от последующих процессов), то борогидрид (ВН) предпочтительно вступает в реакции с различными материалами при низких дозах по сравнению с тем, как он ведет себя в указанных выше предшествующих настоящему изобретению работах.As described in the DBI article, Bleaching Secondary Fiber for the Production of Different Types of Towels and Napkins, by Rangamannar et al., TAPPI Engineering, Paper Industry and Environment Conference, Philadelphia, PA, 28- On August 31, 2005 (2005), borohydride (BH) was added as a bleach to cellulose and as an activator in oxygen delignification (in the oxidation process). All of these applications, however, require relatively large doses of borohydride (BH) in order to achieve any significant whitening effect. Since the thermodynamic stoichiometry of borohydride (BH) differs at low doses (during pulp cooking, when selective groups are activated for subsequent reactions) from its thermodynamic stoichiometry at the higher doses indicated above (direct color change of materials due to lignin removal and reduction of the maximum, possible chromophore groups as the sole agent, regardless of subsequent processes), then borohydride (BH) preferably reacts with various materials at low to zh compared with how he behaves in the above previous work of the present invention.
Способность борогидрида (ВН) заменять, в определенной степени, функциональность 9,10-антрахинона (AQ) в крафт- и натронных процессах варки целлюлозы представляется совершенно неожиданной. Борогидрид (ВН), в отличие от 9,10-антрахинона (AQ), не является катализатором, вовлеченным в постоянный цикл, а является мгновенно потребляемым целлюлозным активатором. Это приводило к всеобщему, но неправильному предположению, что для достижения существенного эффекта всегда требуется большая доза борогидрида (ВН). Принимая во внимание стоимость процедуры, это делало указанную технологию экономически нереальной. Вот почему не делалось никаких попыток использовать борогидрид (ВН) в промышленности в течение полувека с тех пор, как в лаборатории было открыто его положительное воздействие в качестве отбеливателя. Более того, не было предложено ни одного удобного и стабильного продукта и ни одного эффективного и безопасного способа подачи; без них технология не была бы практически осуществимой (порошкообразный борогидрид (ВН) трудно загружать, кроме того, он небезопасен на целлюлозно-бумажном комбинате, принимая во внимание тот факт, что этот химикат вступает в реакцию с водой при нейтральном водородном показателе рН, освобождая водород).The ability of borohydride (BH) to replace, to a certain extent, the functionality of 9,10-anthraquinone (AQ) in kraft and soda pulping processes seems completely unexpected. Borohydride (BH), unlike 9,10-anthraquinone (AQ), is not a catalyst involved in the constant cycle, but is an instantly consumed cellulose activator. This led to the universal, but incorrect assumption that to achieve a significant effect, a large dose of borohydride (BH) is always required. Considering the cost of the procedure, this made this technology economically unrealistic. That is why no attempt has been made to use borohydride (HV) in industry for half a century since its positive effects as a bleach were discovered in the laboratory. Moreover, not a single convenient and stable product was proposed and not a single effective and safe way of serving; without them, the technology would not be feasible (powdered borohydride (BH) is difficult to load, in addition, it is unsafe at a pulp and paper mill, taking into account the fact that this chemical reacts with water at a neutral pH of pH, releasing hydrogen )
В отличие от предшествующего уровня техники, настоящее изобретение может быть осуществлено путем использования раствора вместо твердого вещества. В предшествующих настоящему изобретению применениях использовались твердые вещества, потому что они более стабильны и менее опасны. Борогидрид (ВН), однако, стабилизируется в щелочном растворе и затем может безопасно использоваться в промышленности.Unlike the prior art, the present invention can be practiced by using a solution instead of a solid. In the applications of the present invention, solids were used because they are more stable and less dangerous. Borohydride (BH), however, stabilizes in an alkaline solution and can then be used safely in industry.
В силу того, что борогидрид (ВН) химически высоко реактивен, он может вступать в реакцию с растворенными восстанавливаемыми компонентами варочного щелока, а не целлюлозы, при высоких температурах. Вместо этого низкая температура, низкие дозы и минимум растворенных древесных компонентов в первоначальном растворе (загрузка белого щелока без добавления черного щелока, на раннем этапе, то есть до того, как какие-либо органические компоненты дерева попадут в раствор целлюлозы) концентрируют действие борогидрида (ВН) на материале целлюлозы. Как результат этого настоящее изобретение использует способ, противоположный тому, что описан в патенте США 3,617,431. По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения способ исключает использование черного щелока и высоких температур на этапе загрузки (выше 60 градусов по Фаренгейту).Due to the fact that borohydride (BH) is chemically highly reactive, it can react with the dissolved reducible components of cooking liquor, rather than cellulose, at high temperatures. Instead, low temperature, low doses and a minimum of dissolved wood components in the initial solution (loading white liquor without adding black liquor, at an early stage, that is, before any organic components of the tree get into the cellulose solution) concentrate the action of borohydride (VN ) on cellulose material. As a result of this, the present invention uses a method opposite to that described in US patent 3,617,431. In at least one embodiment of the present invention, the method eliminates the use of black liquor and high temperatures in the loading step (above 60 degrees Fahrenheit).
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения натронный процесс или крафт-процесс варки целлюлозы усовершенствован путем загрузки химического соединения, включающего борогидрид (ВН) в щелочи (включая, в частности, Borol, Venpure или любой другой коммерчески доступный или специально подобранный раствор, содержащий приблизительно 10-15% борогидрида натрия NaBH4 в 20-40% (приблизительно) растворе гидроксида натрия NaOH в качестве потенциального диапазона химических соединений) в белый щелок до процесса варки, что обеспечивает более низкое число Каппа, усиление яркости, низкий уровень отбраковки и более высокий выход целлюлозы, а также экономию химикатов (белого щелока) по сравнению с традиционной технологией. Загрузка химического соединения в жидкой форме обеспечивает удобство доставки, безопасность и, что наиболее важно, быструю гомогенизацию в белом щелоке, гарантируя тем самым равномерную и эффективную доставку соединения к древесной щепе и быструю, почти немедленную, химическую реакцию, что требуется для эффективности процесса.In at least one embodiment of the present invention, the soda process or kraft pulping process is improved by loading a chemical compound including borohydride (BH) in alkali (including, in particular, Borol, Venpure or any other commercially available or specially selected solution containing approximately 10-15% sodium borohydride NaBH4 in a 20-40% (approximately) solution of sodium hydroxide NaOH as a potential range of chemical compounds) in white liquor before the cooking process, which provides its low Kappa number, increased brightness, low rejection rate and higher cellulose yield, as well as chemical (white liquor) savings compared to traditional technology. The loading of the chemical compound in liquid form provides convenient delivery, safety and, most importantly, rapid homogenization in white liquor, thereby ensuring uniform and efficient delivery of the compound to wood chips and a quick, almost immediate, chemical reaction, which is required for the efficiency of the process.
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения указанное химическое соединение применяется таким образом, что оно сводит до минимума взаимодействие химиката с водно-растворимыми органическими компонентами варочного щелока, при этом действуя непосредственно на твердую древесную щепу (например, до повышения температуры, в белом, а не черном щелоке). Это включает, в частности, загрузку указанного химического соединения в белый щелок, немедленно доставляемый в варочную установку. Рекомендуется минимальное взаимодействие реагента с черным щелоком.In at least one embodiment of the present invention, the chemical compound is used in such a way that it minimizes the interaction of the chemical with the water-soluble organic components of the cooking liquor, while acting directly on solid wood chips (for example, to increase the temperature, in white, not black liquor). This includes, in particular, loading said chemical compound into white liquor immediately delivered to the cooking plant. Minimal reagent interaction with black liquor is recommended.
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения указанное химическое соединение - это сильно щелочной раствор, содержащий боргидрид натрия, который является стабильной, безопасной и удобной формой борогидрида (ВН) для транспортировки, хранения и дозированного применения в целевом процессе. Указанное соединение может содержать приблизительно от 10% до 40% щелочи (включая, в частности, гидроксид натрия или гидроксид калия предпочтительно) и приблизительно от 5% до 25% борогидрида (включая, в частности, боргидрид натрия).In at least one embodiment of the present invention, the chemical compound is a highly alkaline solution containing sodium borohydride, which is a stable, safe and convenient form of borohydride (BH) for transportation, storage and dosage use in the target process. The specified compound may contain from about 10% to 40% alkali (including, in particular, sodium hydroxide or potassium hydroxide preferably) and from about 5% to 25% borohydride (including, in particular, sodium borohydride).
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения указанное химическое соединение применяется в дозировке, равной или ниже 0,05-0.5% продукта (005-0.06% активных веществ борогидрида (ВН) в 10-12% щелочном растворе) по отношению к абсолютно сухой массе целлюлозы.In at least one embodiment of the present invention, said chemical compound is used at a dosage equal to or lower than 0.05-0.5% of the product (005-0.06% of the active substances of borohydride (BH) in a 10-12% alkaline solution) with respect to absolutely dry pulp weight.
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения указанный способ включает также добавление одного или нескольких поверхностно-активных веществ. Указанное поверхностно-активное вещество (вещества) может быть добавлено в указанное химическое соединение (находиться внутри него) или загружаться отдельно в целлюлозу. Второй из выше упомянутых способ предпочтителен в силу солевого эффекта относительно концентрированной щелочи в составе жидкого борогидрида (ВН). Указанное поверхностно-активное вещество может быть ионным, неионным, многовалентным, амфотерным, катионным, анионным или являться любой комбинацией вышеперечисленного. В отдельном тесте на определение стабильности было обнаружено (путем содержания раствора двух указанных компонентов при повышенной температуре и измерения остаточного активного борогидрида (ВН) посредством окисления и сравнения объема выделившегося водорода с контрольным образцом), что оба компонента совместимы.In at least one embodiment of the present invention, said method also includes adding one or more surfactants. The specified surfactant (s) can be added to the specified chemical compound (located inside it) or loaded separately into cellulose. The second of the above methods is preferred due to the salt effect of relatively concentrated alkali in the composition of liquid borohydride (BH). The specified surfactant may be ionic, non-ionic, multivalent, amphoteric, cationic, anionic, or any combination of the above. In a separate stability test, it was found (by containing a solution of these two components at elevated temperature and measuring the residual active borohydride (BH) by oxidizing and comparing the amount of hydrogen released with the control sample) that both components are compatible.
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения борогидрида (ВН) соединяется с полисульфидом (включая, в частности, полисульфид натрия). Указанный полисульфид может быть добавлен в указанное химическое соединение и/или загружаться отдельно. В отдельном тесте на определение стабильности было обнаружено (путем содержания раствора двух указанных компонентов при повышенной температуре и измерения остаточного активного борогидрида (ВН) посредством окисления и сравнения объема выделившегося водорода с контрольным образцом), что оба компонента совместимы.In at least one embodiment of the present invention, the borohydride (BH) is coupled to a polysulfide (including but not limited to sodium polysulfide). The specified polysulfide can be added to the specified chemical compound and / or loaded separately. In a separate stability test, it was found (by containing a solution of these two components at elevated temperature and measuring the residual active borohydride (BH) by oxidizing and comparing the amount of hydrogen released with the control sample) that both components are compatible.
Не ограничиваясь конкретной теорией или конструкцией указанного изобретения или объемом формулы изобретения, можно считать, что указанное изобретение осуществляется благодаря добавлению сильного восстановителя или комбинации восстановителей в белый щелок на раннем этапе процесса варки целлюлозы. Это оказывает воздействие на процесс щелочной варки целлюлозы, включая крафт-процесс, путем активации лигнина и стабилизации углевода; в результате требуется меньшее количество белого щелока.Not limited to the specific theory or design of the invention or the scope of the claims, it can be considered that the invention is carried out by adding a strong reducing agent or a combination of reducing agents to white liquor at an early stage in the pulping process. This affects the alkaline pulping process, including the kraft process, by activating lignin and stabilizing the carbohydrate; as a result, less white liquor is required.
Кроме того, важной находкой, которая иллюстрирует различие между настоящим изобретением и предыдущими применениями, является факт, что реальное применение низких доз борогидрида (ВН) ведет к документально подтвержденной экономии химикатов, сопоставимой с экономией, достигаемой при применении 9,10-антрахинона (AQ), и по коммерчески сравнительно доступным ценам. Этот факт не был открыт или предугадан в предшествующих настоящему изобретению применениях по той простой причине, что данная технология никогда не применялась на целлюлозно-бумажном комбинате. Указанный эффект был продемонстрирован в реальных условиях и был подтвержден в нескольких опытах. Настоящее изобретение использует очень небольшое, экономичное количество продукта. Указанный эффект достигается на очень раннем этапе процесса варки целлюлозы. Борогидрид (ВН) - это очень сильный восстановитель, который мгновенно вступает в реакцию с функциональными группами в лигнине и гемицеллюлозах, обеспечивая дополнительные пути для деполимеризации лигнина на дальнейших этапах процесса варки целлюлозы и уменьшая углеводное разложение, увеличивая тем самым выход конечного продукта и уменьшая количество щелочи, требуемой для нейтрализации продуктов разложения.In addition, an important finding that illustrates the difference between the present invention and previous applications is the fact that the actual use of low doses of borohydride (BH) leads to documented savings in chemicals, comparable to the savings achieved with 9,10-anthraquinone (AQ) , and at commercially comparatively affordable prices. This fact was not discovered or predicted in the previous applications of the present invention for the simple reason that this technology has never been used in a pulp and paper mill. The indicated effect was demonstrated in real conditions and was confirmed in several experiments. The present invention uses a very small, economical amount of product. This effect is achieved at a very early stage in the pulping process. Borohydride (BH) is a very strong reducing agent that instantly reacts with functional groups in lignin and hemicelluloses, providing additional ways for depolymerization of lignin in the further stages of the pulping process and reducing carbohydrate decomposition, thereby increasing the yield of the final product and reducing the amount of alkali required to neutralize decomposition products.
Указанное изобретение ведет к нескольким неожиданным результатам. Оно обеспечивает безопасность и эффективность, которые ранее никогда не достигались, потому что механизм действия борогидрида (ВН) в целлюлозе не был должным образом понят в предшествующих настоящему изобретению применениях. Существовало общее заблуждение на предмет механизма и применения борогидрида (ВН), которое привело к тому, что все исследования были ограничены высокими дозами борогидрида (>0.5% активных веществ к абсолютно сухой массе целлюлозы). Например, в патенте США №3,042,575 в примере 3 показано, что для твердого борогидрида (ВН) нет разницы между использованием 0% или 0.2% борогидрида (ВН), и только при достижении дозы 0.4% и выше наблюдается какой-либо эффект. Однако, при использовании раствора борогидрида (ВН), как предложено в настоящем изобретении, даже гораздо меньшие дозы эффективны.This invention leads to several unexpected results. It provides safety and efficacy that have never been achieved before because the mechanism of action of borohydride (BH) in cellulose was not properly understood in the applications of the present invention. There was a general misconception regarding the mechanism and application of borohydride (VN), which led to the fact that all studies were limited to high doses of borohydride (> 0.5% of active substances to absolutely dry pulp). For example, US Pat. No. 3,042,575 in Example 3 shows that for solid borohydride (BH), there is no difference between using 0% or 0.2% borohydride (BH), and only when a dose of 0.4% or higher is achieved, is any effect observed. However, when using a solution of borohydride (BH), as proposed in the present invention, even much smaller doses are effective.
Помимо этого, небольшие дозировки борогидрида (ВН) дают выраженный положительный эффект на реальный процесс варки целлюлозы при дозах, которые, непредвиденно, отличаются на порядок величины от тех, что предложены в предшествующих настоящему изобретению применениях, основанных на лабораторных экспериментах. В этом заключается разница, которая делает возможным коммерческое применение указанной технологии. В качестве дополнительных преимуществ, предложенная технология обеспечивает безопасность и удобство в работе. Более того, низкая доза борогидрида (ВН) ведет к низкому содержанию бора в системе, что исключает вопросы нормативно-правового регулирования и утилизации (содержание бора как элемента в 17.3% целлюлозе после этапа кислородной делигнификации (Ео) в серии испытаний с целлюлозой с примесями после испытаний на целлюлозном заводе с количеством продукта 1.7 фунтов на тонну абсолютно сухой массы, как описано ниже, составило 457 мкг/кг).In addition, small dosages of borohydride (BH) give a pronounced positive effect on the actual pulping process at doses that, unexpectedly, differ by an order of magnitude from those proposed in the laboratory-based applications of the present invention. This is the difference that makes commercial use of this technology possible. As additional benefits, the proposed technology provides safety and ease of use. Moreover, a low dose of borohydride (HV) leads to a low boron content in the system, which excludes issues of regulatory regulation and disposal (the content of boron as an element in 17.3% cellulose after the oxygen delignification (EO) stage in a series of tests with impurities after tests at a pulp mill with a product quantity of 1.7 pounds per tonne of absolutely dry weight, as described below, was 457 μg / kg).
По крайней мере один вариант осуществления настоящего изобретения дает преимущество, которое становится очевидным после варки целлюлозы. В типичном случае большая часть лигнина удаляется во время варки, а оставшийся лигнин удаляется/разрушается на одном или нескольких этапах отбеливания. По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения низкая доза борогидрида (ВН) так избирательно модифицирует лигнин, что дозировка отбеливателя, которая в противном случае была бы слишком мала, чтобы эффективно отбеливать целлюлозу, оказывается достаточной для отбеливания целлюлозы, когда целлюлоза обрабатывается низкой дозой борогидрида (ВН).At least one embodiment of the present invention provides an advantage that becomes apparent after pulping. Typically, most of the lignin is removed during cooking, and the remaining lignin is removed / destroyed at one or more bleaching stages. In at least one embodiment of the present invention, a low dose of borohydride (BH) modifies lignin so selectively that a bleach dosage that would otherwise be too small to effectively bleach cellulose is sufficient to bleach the cellulose when the cellulose is treated with a low dose of borohydride (BH).
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения низкая доза борогидрида (ВН) избирательно восстанавливает несколько альфа-карбонильных групп в природном лигнине, что делает их восприимчивыми к последующему естественному расщеплению хинонметидных бета-О-4 связей. Если бы не это избирательное восстановление, такие структуры оставались бы в неизменном виде и препятствовали бы деполимеризации лигнина. Если бы не эта избирательная реакция с низкой дозой борогидрида (ВН), карбонильные группы стали бы более химически стабильными, что в значительной степени способствовало бы наличию остаточного лигнина в целлюлозе.In at least one embodiment of the present invention, a low dose of borohydride (BH) selectively restores several alpha-carbonyl groups in natural lignin, which makes them susceptible to subsequent natural cleavage of quinonemethide beta-O-4 bonds. If not for this selective reduction, such structures would have remained unchanged and would have prevented the depolymerization of lignin. If not for this selective reaction with a low dose of borohydride (BH), the carbonyl groups would become more chemically stable, which would greatly contribute to the presence of residual lignin in the cellulose.
По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения должна соблюдаться особая осторожность в процессе добавления борогидрида (ВН), чтобы добиться лучших результатов. В научной статье «Крафт-процесс варки целлюлозы с добавлением борогидрида натрия», автор Гугнин и др., Известия высших учебных заведений, Лесной журнал, 7(5), 160-6 (1964) говорится, что в условиях варки борогидрид (ВН) «вступает во взаимодействие с древесиной при 110 градусах, и когда температура достигает 135 градусов, большая часть добавления уже поглощена», «в условиях отсутствия древесных компонентов борогидрид натрия NaBH4 подвергся полному распаду путем нагревания с белым щелоком до 135 градусов». По сути, эта реакция ожидаема, и как видно из примеров, включенных в настоящую заявку, маловероятно, что к началу объемного этапа варки останется какое-либо количество борогидрида. Однако, в предшествующих настоящему изобретению работах был упущен тот факт, что наблюдается более высокая скорость восстановления растворенных компонентов древесины по сравнению с твердой частью и, следовательно, необходимость постоянных усилий, чтобы доставлять борогидрид (ВН) к древесине при возможно более низкой температуре и с наименее возможным количеством растворенных органических соединений в щелоке. По меньшей мере, это означает загрузку борогидрида (ВН) с белым щелоком к древесной щепе при самой низкой из доступных температур. Сходным образом в статье «Сульфатная варка с добавлением восстановительных агентов. III. Действие добавленного борогидрида натрия», автор Орелл и др., Журнал Технической ассоциации бумагоделательной промышленности (TAPPI), 46, 209-15 (1963) говорится, что для варки целлюлозы при дозе 1% или выше оптимальные условия составляют 80 градусов и 30 минут обработки. Это находится в противопоставлении с высоко эффективными низкими дозировками, используемыми в настоящем изобретении.In at least one embodiment of the present invention, particular care must be taken in the process of adding borohydride (BH) in order to achieve better results. The scientific article “Kraft pulping process with the addition of sodium borohydride” by Gugnin et al., Proceedings of Higher Education Institutions, Forest Journal, 7 (5), 160-6 (1964) states that borohydride (VN) is used in cooking conditions “Interacts with wood at 110 degrees, and when the temperature reaches 135 degrees, most of the addition is already absorbed”, “in the absence of wood components, sodium borohydride NaBH4 underwent complete decomposition by heating with white liquor to 135 degrees”. In fact, this reaction is expected, and as can be seen from the examples included in this application, it is unlikely that any amount of borohydride will remain at the beginning of the bulk cooking phase. However, in the previous works of the present invention, the fact was missed that a higher recovery rate of dissolved wood components was observed compared to the solid part and, therefore, the need for constant efforts to deliver borohydride (BH) to the wood at the lowest possible temperature and with the least the possible amount of dissolved organic compounds in the liquor. At the very least, this means loading borohydride (BH) with white liquor to wood chips at the lowest available temperature. Similarly, in the article “Sulphate cooking with the addition of reducing agents. III. The effect of added sodium borohydride ”, author Orell et al., Journal of the Technical Association of the Paper Industry (TAPPI), 46, 209-15 (1963) states that for pulping at a dose of 1% or higher, optimal conditions are 80 degrees and 30 minutes of processing . This is in contrast with the highly effective low dosages used in the present invention.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
Все вышеизложенное может быть лучше понято со ссылкой на следующие примеры, которые имеют иллюстративный характер и не имеют целью ограничение объема настоящего изобретения. В частности, примеры демонстрируют типичные образцы принципов работы, присущих настоящему изобретению, и не ограничены строго специальными условиями, указанными в данных примерах. В связи с этим следует понимать, что настоящее изобретение охватывает различные изменения и модификации примеров, описанных в настоящем документе, и все эти изменения и модификации сделаны, не отступая от сущности и объема настоящего изобретения и не умаляя предполагаемые преимущества. Таким образом, указанные изменения и модификации предусмотрены прилагаемой формулой изобретения.All of the above can be better understood with reference to the following examples, which are illustrative and not intended to limit the scope of the present invention. In particular, the examples demonstrate typical examples of the operating principles inherent in the present invention, and are not limited strictly by the special conditions specified in these examples. In this regard, it should be understood that the present invention covers various changes and modifications of the examples described herein, and all these changes and modifications are made without departing from the essence and scope of the present invention and without detracting from the alleged advantages. Thus, these changes and modifications are provided by the attached claims.
Лабораторное тестирование было проведено на варочной установке с сортированием примесей целлюлозы.Laboratory testing was carried out on a cooking plant with sorting of cellulose impurities.
Материал: древесная щепа (сортированная, с завода в Висконсине), выдержанная в помещении с постоянной температуре и влажностью в течение более четырех дней, концентрация 92%.Material: wood chips (sorted, from a factory in Wisconsin), aged in a room with a constant temperature and humidity for more than four days, the concentration of 92%.
Щелок/древесина: отношение 8:1, 16% щелочь и 33% сулфидность.Lye / wood: 8: 1 ratio, 16% alkali and 33% sulfide.
Дозы выбирались в зависимости от активных веществ, если не было других указаний.Doses were selected depending on the active substances, unless otherwise indicated.
Протокол процесса варки: произведено вращение варочных котлов из нержавеющей стали емкостью 250 мл при температуре 85 градусов Цельсия в течение 20 минут, затем произведено выведение оборудования на заданный температурный режим 170 градусов Цельсия в течение 50 минут и выдерживание образцов при температуре 170 градусов Цельсия еще в течение 20 минут (варианты протокола указаны в таблицах). После варки варочные котлы охладили с помощью проточной воды, целлюлозу измельчили в смесителе и промыли. Образцы целлюлозы были выдержаны в помещении, а затем измерены числа Каппа в соответствии с методом Т 236 Технической ассоциации бумагоделательной промышленности (TAPPI). Была сделана отливка листов бумаги вручную и измерена яркость листов после воздушной сушки с использованием оборудования Technodyne. Борогидрид (ВН) был добавлен в белый щелок в виде продукта Borol (Rohm&Haas, 12% борогидрид натрия: 40%) гидроксид натрия) с регулированием показателя рН.Cooking process protocol: stainless steel digestion tanks with a capacity of 250 ml were rotated at a temperature of 85 degrees Celsius for 20 minutes, then the equipment was brought to the specified temperature of 170 degrees Celsius for 50 minutes and the samples were kept at 170 degrees Celsius for another 20 minutes (protocol options are indicated in the tables). After cooking, the digesters were cooled with running water, the pulp was pulverized in a mixer and washed. Cellulose samples were kept indoors and then Kappa numbers were measured according to method T 236 of the Technical Paper Industry Association (TAPPI). The paper sheets were manually cast and the brightness of the sheets measured after air drying using Technodyne equipment. Borohydride (BH) was added to white liquor as a product of Borol (Rohm & Haas, 12% sodium borohydride: 40%) sodium hydroxide) with pH adjustment.
Были обнаружены положительные тенденции в серии испытаний (Таблицы 1-3). Эксперименты показали, что присутствие большого количества черного щелока в модельной системе варки целлюлозы с самого начала процесса уменьшает эффект, постоянно наблюдаемый в экспериментах, где используется только белый щелок (Таблица 4): вот почему предпочтительной является загрузка продукта в белый щелок. Указанный способ использовался во время заводских испытаний.Positive trends were found in a series of trials (Tables 1-3). The experiments showed that the presence of a large amount of black liquor in the model pulping system from the very beginning of the process reduces the effect that is constantly observed in experiments where only white liquor is used (Table 4): this is why loading the product into white liquor is preferable. The specified method was used during factory tests.
ТАБЛИЦЫTABLES
Таблица 1Table 1
Заводские испытания, проведенные с набеленной целлюлозой на крафт-целлюлозном заводе, дали положительные результаты с точки зрения числа Каппа и экономии химикатов для варки целлюлозы (экономия белого щелока составила до 70% от уровня, достигаемого при использовании 9,10-антрахинона (AQ), при дозе опытного продукта 1.5-2 фунтов на тонну к абсолютно сухой целлюлозе (12% раствор активного борогидрида натрия, что соответствует 0.008-0.011% активных веществ в целлюлозе).Factory tests carried out with whitewashed pulp at a kraft pulp mill yielded positive results in terms of the Kappa number and the savings in chemicals for pulping (white liquor savings were up to 70% of the level achieved using 9,10-anthraquinone (AQ), when the dose of the experimental product is 1.5-2 pounds per tonne to absolutely dry cellulose (12% solution of active sodium borohydride, which corresponds to 0.008-0.011% of active substances in cellulose).
Каждое испытание длилось несколько дней с целью выявления преимуществ более низкой подачи белого щелока в заводские варочные котлы для лиственной целлюлозы и возможного снижения регенерируемой загрузки. Концентрация щелочи во время испытания измерялась с использованием множителя для отношения химических реактивов к древесной щепе в варочном котле (C/W), самого отношения химических реактивов к древесной щепе (C/W) для каждого варочного кота и количества щелочи в фунтах на каждую загрузку.Each test lasted several days in order to identify the benefits of lower white liquor feed to hardwood pulp mill digesters and a possible reduction in regenerated load. The alkali concentration during the test was measured using the multiplier for the ratio of chemicals to wood chips in the digester (C / W), the ratio of chemicals to wood chips (C / W) for each digger and the amount of alkali in pounds per load.
В первом испытании во время начального этапа было выявлено снижение на 4.14% в отношении C/W путем наблюдения за показателями установки Metso Kappa Analyzer Multiplier. Снижение во всех варочных котлах было примерно на одном уровне. Это снижение в среднем равно снижению на 340 фунтов щелочи на варочный котел. Во время следующего этапа испытания собирались данные за каждый день и сравнивались с исходным пунктом испытания. Первоначально было обнаружено снижение на 2.76% в отношении C/W и сокращение на -0.33% в числе Каппа лиственной целлюлозы до 16.98. Позже было обнаружено снижение на 4.01%) в отношении C/W, а число Каппа выросло до 17.56, давая возможность большего снижения. Это снижение в среднем равно снижению на 267 фунтов щелочи на варочный котел. В целом, при введении продукта во время обоих периодов испытания результаты повторялись, показывая сокращение щелочи примерно на 4%, что составляет несколько сотен фунтов на одну загрузку варочного котла. Сбоев в работе обнаружено не было. Результаты были подтверждены во втором (Фигура 1) и третьем (Фигура 2, Таблица 5) испытаниях. В третьем испытании средний коэффициент компенсации за прошедший день был сокращен на 5.64% или, если не принимать во внимание данные варочных котлов 4, 8 и 11, то на 5.98%). Исключение данных с варочных котлов 4,8 и 11 закономерно, так как в этих трех котлах процесс варки отличается от других. В действительности все сводится к количеству в фунтах щелочи, которое необходимо, чтобы варить щепу лиственных пород до нужного числа Каппа. Для сравнения, типичное сокращение щелочи при использовании 9,10-антрахинона (AQ) составляет 800 галлонов или 568 #ЕА (фунтов эффективной щелочи) на варку при сокращении на 7% коэффициента компенсации. Если включать все варочные котлы для лиственной целлюлозы, то сокращение на 5.64% составляет сокращение на 458#ЕА на варку или 654 галлонов на варку. Если исключить данные трех упомянутых котлов, то сокращение на 5.98%) равно 692 #ЕА на варку или 733 галлона.In the first test during the initial phase, a 4.14% decrease in C / W was detected by monitoring the performance of the Metso Kappa Analyzer Multiplier. The decrease in all digesters was about the same. This decrease is on average equal to a reduction of 340 pounds of alkali per digester. During the next test phase, data were collected for each day and compared with the starting point of the test. Initially, a decrease of 2.76% was found in the C / W ratio and a decrease of -0.33% in the Kappa number of hardwood pulp to 16.98. Later, a decrease of 4.01%) was found for the C / W ratio, and the Kappa number rose to 17.56, giving the possibility of a larger decrease. This decrease is on average equal to a decrease of 267 pounds of alkali per digester. In general, when the product was introduced during both test periods, the results were repeated showing an alkali reduction of about 4%, which amounts to several hundred pounds per batch of digester. No malfunctions were detected. The results were confirmed in the second (Figure 1) and third (Figure 2, Table 5) tests. In the third test, the average compensation coefficient over the past day was reduced by 5.64% or, if you do not take into account the data of
Хотя настоящее изобретение может осуществляться в различных формах, в данном документе показаны на чертежах и детально описаны предпочтительные варианты настоящего изобретения. Настоящий документ - это иллюстративный пример принципов изобретения и не имеет целью ограничить указанное изобретение проиллюстрированными вариантами. Все патенты, заявки на патенты, научные работы и любые другие ссылочные материалы, упомянутые в настоящем документе, полностью включены в документ посредством ссылки. Кроме того, настоящее изобретение охватывает любые возможные сочетания некоторых или всех разнообразных вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящем документе. Помимо этого, настоящее изобретение охватывает любые возможные сочетания, которые специально исключают один или несколько разнообразных вариантов осуществления изобретения, упоминаемых в настоящем документе, описанных в нем и/или включенных в документ посредством ссылки.Although the present invention may be embodied in various forms, the preferred embodiments of the present invention are shown in the drawings and are described in detail herein. This document is an illustrative example of the principles of the invention and is not intended to limit the invention to the illustrated embodiments. All patents, patent applications, scientific papers, and any other referenced materials mentioned herein are hereby incorporated by reference in their entirety. In addition, the present invention encompasses any possible combination of some or all of the various embodiments of the invention described herein. In addition, the present invention encompasses any possible combinations that specifically exclude one or more of the various embodiments of the invention referred to herein, described therein and / or incorporated herein by reference.
Раскрытое выше изобретение является иллюстративным и не исчерпывающим. Настоящее описание предполагает наличие различных вариантов и изменений для человека, сведущего в данной области. Предполагается, что все эти из изменения и варианты предусмотрены формулой изобретения, где термин «состоит из» означает « включает, но не ограничен этим». Специалисты в данной области могут быть осведомлены о других эквивалентах тех вариантов осуществления изобретения, которые описаны в настоящем документе, при этом предполагается, что эти эквиваленты также предусмотрены формулой изобретения.The invention disclosed above is illustrative and not exhaustive. The present description assumes the existence of various options and changes for a person versed in this field. It is assumed that all of these changes and variations are provided by the claims, where the term “consists of” means “includes, but is not limited to”. Those skilled in the art may be aware of other equivalents of those embodiments of the invention described herein, it being understood that these equivalents are also provided by the claims.
Предполагается, что все диапазоны и параметры, раскрытые в настоящем документе, охватывают любые и все поддиапазоны, включенные в диапазоны, и все числа между конечными точками. Например, указанный диапазон от «1» до «10» должен рассматриваться как включающий все поддиапазоны между (и включая) минимальным значением 1 и максимальным значением 10, то есть, все поддиапазоны, начиная с минимального значения 1 или больше (например, от 1 до 6.1) и заканчивая максимальным значением 10 или меньше (например, от 2.3 до 9.4, от 3 до 8, от 4 до 7), и наконец каждое из чисел 1, 2, 3, 4. 5, 6, 7, 8, 9 и 10, содержащихся внутри диапазона. Все процентные содержания, отношения и пропорции в настоящем документе даны по весу, если не оговорено иное.It is intended that all ranges and parameters disclosed herein cover any and all subranges included in the ranges and all numbers between endpoints. For example, a specified range from “1” to “10” should be considered as including all sub-ranges between (and including) a minimum value of 1 and a maximum value of 10, that is, all sub-ranges starting from a minimum value of 1 or more (for example, from 1 to 6.1) and ending with a maximum value of 10 or less (for example, from 2.3 to 9.4, from 3 to 8, from 4 to 7), and finally each of the
На этом заканчивается описание предпочтительных и альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисты, сведущие в данной области, могут быть осведомлены о других эквивалентах тех вариантов осуществления изобретения, которые описаны в настоящем документе, при этом предполагается, что эти эквиваленты предусмотрены прилагаемой формулой изобретения.This concludes the description of preferred and alternative embodiments of the present invention. Those skilled in the art may be aware of other equivalents of those embodiments of the invention described herein, it being understood that these equivalents are provided by the appended claims.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/330,958 US20140318724A1 (en) | 2009-03-09 | 2014-07-14 | Method and chemical compositions to improve efficiency of chemical pulping |
| US14/330,958 | 2014-07-14 | ||
| PCT/US2015/039958 WO2016010854A1 (en) | 2014-07-14 | 2015-07-10 | Method and chemical compositions to improve efficiency of chemical pulping |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017103170A RU2017103170A (en) | 2018-08-15 |
| RU2017103170A3 RU2017103170A3 (en) | 2018-11-23 |
| RU2698735C2 true RU2698735C2 (en) | 2019-08-29 |
Family
ID=53404086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103170A RU2698735C2 (en) | 2014-07-14 | 2015-07-10 | Methods for increasing pulp cooking efficiency |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3169843A4 (en) |
| CN (1) | CN106536820B (en) |
| BR (1) | BR102014027199B1 (en) |
| CA (1) | CA2953568C (en) |
| CL (1) | CL2014003084A1 (en) |
| RU (1) | RU2698735C2 (en) |
| WO (1) | WO2016010854A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3117671A1 (en) * | 2018-10-24 | 2020-04-30 | IFG Technologies, LLC | Processes, methods, and systems for chemo-mechanical cellular explosion and solid and liquid products made by the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100224333A1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Prasad Duggirala | Method and chemical composition to improve efficiency of mechanical pulp |
| WO2011138634A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Bahia Specialty Cellulose Sa | Method and system for high alpha dissolving pulp production |
| US20120168102A1 (en) * | 2009-04-02 | 2012-07-05 | Sung-Hoon Yoon | Pulping process for quality protection including methods for hemicellulose extraction and treatment of hemicellulose-extracted lignocellulosic materials |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3017316A (en) * | 1958-06-25 | 1962-01-16 | Hooker Chemical Corp | Method of bleaching wood pulp with chlorine dioxide and sodium borohydride |
| US3042575A (en) * | 1958-11-24 | 1962-07-03 | Stiftelsen Svensk Cellulosafor | Methods of improving the yield in alkaline digestion of cellulosic material |
| FR1510761A (en) * | 1966-03-03 | 1968-01-19 | Mo Och Domsjoe Ab | Process for increasing the yield of alkaline pulp preparation |
| CA962810A (en) * | 1971-07-09 | 1975-02-18 | Guglielmo Ruffini | Method of producing high yield pulp at high brightness for papermaking |
| US5328564A (en) * | 1990-09-17 | 1994-07-12 | Kamyr, Inc. | Modified digestion of paper pulp followed by ozone bleaching |
| BE1004630A3 (en) * | 1990-10-17 | 1992-12-22 | Interox Internat Sa | Method for preservation of strength characteristics of paper pulp chemicals. |
| DE69125722T2 (en) * | 1990-10-24 | 1997-09-04 | Beloit Technologies Inc | DIGESTIVE PROCEDURE |
| EP0652321B1 (en) * | 1993-11-04 | 1998-01-21 | Morton International, Inc. | Chemical pulp bleaching |
| DE69805056T2 (en) * | 1997-01-21 | 2002-11-14 | University Of New Brunswick, Fredericton | DELIGNIFICATION OF CELLULAR WITH OXYGEN |
| US20040000012A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-01 | Borregaard Chemcell | Treatment of a mixture containing cellulose |
| EP1418269B1 (en) * | 2002-11-05 | 2009-02-11 | Rohm And Haas Company | Method for brightening virgin mechanical pulp |
| CN100357517C (en) * | 2005-10-14 | 2007-12-26 | 山东轻工业学院 | Pretreatment liquid of cotton rod boiling |
| CN101638810B (en) * | 2009-08-20 | 2013-04-03 | 襄樊源力生物科技有限公司 | Method for high effective environmental pollution energy conservation purified cotton production |
| JP5910504B2 (en) * | 2010-11-16 | 2016-04-27 | 王子ホールディングス株式会社 | Cellulose fiber aggregate and method for producing the same, defibrated cellulose fiber and method for producing the same, and cellulose fiber composite |
-
2014
- 2014-10-30 BR BR102014027199-6A patent/BR102014027199B1/en active IP Right Grant
- 2014-11-13 CL CL2014003084A patent/CL2014003084A1/en unknown
-
2015
- 2015-07-10 CA CA2953568A patent/CA2953568C/en active Active
- 2015-07-10 CN CN201580038446.6A patent/CN106536820B/en active Active
- 2015-07-10 EP EP15822791.8A patent/EP3169843A4/en active Pending
- 2015-07-10 RU RU2017103170A patent/RU2698735C2/en active
- 2015-07-10 WO PCT/US2015/039958 patent/WO2016010854A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100224333A1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Prasad Duggirala | Method and chemical composition to improve efficiency of mechanical pulp |
| US20120168102A1 (en) * | 2009-04-02 | 2012-07-05 | Sung-Hoon Yoon | Pulping process for quality protection including methods for hemicellulose extraction and treatment of hemicellulose-extracted lignocellulosic materials |
| WO2011138634A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Bahia Specialty Cellulose Sa | Method and system for high alpha dissolving pulp production |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Крафт-процесс варки целлюлозы с добавлением борогидрида натрия. Гугнин и др. Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, 7(5), 1964, с.160-166. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016010854A1 (en) | 2016-01-21 |
| EP3169843A1 (en) | 2017-05-24 |
| CN106536820A (en) | 2017-03-22 |
| CN106536820B (en) | 2019-07-05 |
| CA2953568C (en) | 2022-06-14 |
| BR102014027199A2 (en) | 2016-04-26 |
| EP3169843A4 (en) | 2018-01-24 |
| CA2953568A1 (en) | 2016-01-21 |
| RU2017103170A3 (en) | 2018-11-23 |
| CL2014003084A1 (en) | 2015-01-09 |
| BR102014027199B1 (en) | 2022-10-04 |
| RU2017103170A (en) | 2018-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2534067C2 (en) | Method of obtaining cellulose from lignocellulose-containing biomass | |
| WO2011154847A2 (en) | Methods for manufacturing paper fibers and bioethanol from lignocellulosic biomass | |
| NZ518929A (en) | High temperature peroxide bleaching of mechanical pulps | |
| US5770010A (en) | Pulping process employing nascent oxygen | |
| RU2401352C2 (en) | Cellulose mass and method of boiling | |
| CN101341288A (en) | Method for producing chemi-mechanical pulp | |
| NO140535B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CELLULOSE PULP BY CONNECTION WITH THE OXYGEN | |
| RU2698735C2 (en) | Methods for increasing pulp cooking efficiency | |
| US3951732A (en) | Delignification and bleaching of wood pulp with oxygen in the presence of triethanolamine | |
| CN104471146B (en) | The method of bleached pulp | |
| NO157224B (en) | PROCEDURE FOR DELIGNIFICATION OF CHEMICAL CELLULOSMASS WITH OXYGEN GAS. | |
| Bajpai | Environmentally benign pulping | |
| CN101880981A (en) | Method for making pulp | |
| US20140318724A1 (en) | Method and chemical compositions to improve efficiency of chemical pulping | |
| US20120031575A1 (en) | Pulp Bleaching and Alkaline Extraction Method | |
| CA2892725A1 (en) | Use of sodium dithionite in a cellulose pulping process | |
| US20030168190A1 (en) | Method for controlling the delignfication and bleaching of a pulp suspension | |
| Dang et al. | Impact of ionic strength on delignification and hemicellulose removal during kraft cooking in a small-scale flow-through reactor | |
| Andrews et al. | Extended delignification kraft pulping of softwoods-effect of treatments on chips and pulp with sulfide-containing liquors | |
| CN102625778A (en) | Method of producing sodium hydroxide from an effluent of fiber pulp production | |
| Kopra et al. | Bleaching microcrystalline cellulose using hydrogen peroxide, peracetic acid, and ozone | |
| Hobbs | The role of radical species in peroxide bleaching processes | |
| Tripathi et al. | Improvement in pulp quality and effluent properties using methanol as carbohydrate protector during ozone bleaching of wheat straw pulp | |
| Saltberg et al. | The effect of calcium on kraft delignification–study of aspen, birch and eucalyptus | |
| WO1996033308A1 (en) | Pulping process |