SE459925B - Avskiljning av harts ur massaavlutar - Google Patents

Description

459 925 10 15 20 30 35 finns det en allmän strävan hos massatillverkaren att av- lägsna hartset ur massan i högsta möjliga grad och 1 prak- tiken betyder det, ett man har visså riktvärden vad galler mängden harts i olika massor, vilka icke får överskridas. I de allra flesta fall finns en önskan att nedbringa harts- halten i massan så nära noll som möjligt. Ett undantag vad gäller åsikten, att harts i massa alltid är skadligt utgör viskosmassasektorn, ty vid användning av sådan massa för viskosfranställning har det visat sig. att viss lâg harts- halt (0.lO-O.20% DKM) är till nytta. Dock gäller även vid framställning av viskosmassa. att huvuddelen av mässans harts måste avlägsnas och vidare skall avlägsnandet ske under kontrollerade former så. att mässans hartsinnehâll uthålligt helst ligger inom nämnda intervall.

Hur det i veden förefintliga hartset försvinner ur veden och senare cellulosamassan varierar med massaframställnings- sättet. _ _ Vid framställning av exempelvis kemisk massa utlöses en del av hartset under själva uppslutningen och avlägsnas ur massan vid tvättning och silning av densamma. I blekeriet sker den slutliga justeringen av mässans hartshalt. Det är i första hand i bleksekvensens alkalisteg (E), som harts av- syrgasblekning (O) leder vanligen till en sänkning av nartshalten i massan. Den slutliga justeringen av hartshalten sker ofta med hjälp av något blekmedel, exem- pelvis klordioxid (D).

Vid framställning' av högutbytesmassa, lägsnas. även exempelvis slip- massa. raffinörmassa (termomekanisk massa) och kemitermome- kanisk massa där veden inte uppslutes har man i första hand att lita till hlekkemikalier, exempelvis peroxider (P), avlägsnande av harts ur massa.

Hartsproblemet är icke löst även om huvuddelen av ß..

LÛI hart- set avlägsnats ur massan, eftersom hartset enbart förflyt- tats från massan till en eller flera avlutar, som erhålles vid tvättning av massan efter exempelvis något av behandlingssteg.

OVBH 0131- nämnda Avlutar med högt hartsinnehâll är 10 15 20 25 30 35 (J) 459 925 alltid svârhanterliga beroende på hartsets egenskaper, bl.a. klibbighet, vilket ofta till igensättningsproblem av olika slag. Om en hartsrik avlut köres ut till avlopp, dvs. till recipienten så innebär detta en belastning på omgivande leder miljö. Vidare har det utlösta hartset ett värde i sig ocn kan eventuellt användas till nagot nyttigt ändamål.

Med andra ord har det sedan länge funnits ett behov av att om möjligt avskilja harts från olika avlutar och då helst i så koncentrerad form som möjligt.

Flera förslag att lösa detta problem har presenterats i litteraturen och vissa av dessa förslag utövas också i prak- tiken. Ett kommersiellt tillgängligt sätt är att ultrafilt- rera avluten och sedan behandla hartskoncentratet i torr- substanshöjande syfte. Detta sätt fungerar bra 1 praktiken.

Dock har det visat sig, att erforderlig membranyta för att ernå önskad ökning av hartshalten i acceptet är betydande. vilket innebär betydande investeringskostnader och även av- sevärda driftskostnader.

Ett sätt patentansökningen O 151 097 innebärande, den att den hartsinne- hållande avluten försättes med ett flockbildande metallsalt (exempelvis aluminiumsulfat) eventuellt i kombination med en erhâllen flockad produkt stark spjälkningssyra till pH 2 eller därunder samt spjälkas vid en temperatur 70°C, varefter erhâllen spjälkad hartsprodukt isoleras för sig och erhâllen spjälkad annat finns presenterat i europeiska organisk polyelektrolyt och att isoleras och därefter försattes med en oorganisk av åtminstone ca. metallsulfatlösning isoleras för sig, vilken senare, om så önskas, recirkuleras.

Nämnda förfarande fungerar, men ger b1.a. upphov -till ett slam som är besvärligt att hantera, om inte slammet kan förbrännas separat.

Ett tredje sätt finns beskrivet i den japanska patent- ansökningen 53-58002. ifråga kokavlut vid framställning av lövvedssulfitmassa från sus- Kokavlutens pH justeras till intervallet Förfarandet avser rening av penderat material. 10 75 20 25 30 459 925 2.5-5. och en temperatur av 30-70°C upprätthålles. varefter en kemikalie av typ polyakrylamid tillföres vid nämnda be- handling utfaller det suspenderade materialet, som ett sedi- ment. l Detta sätt är i första hand avsett för rening av kokav- lut och huruvida sättet även fungerar på andra avlutar är osäkert.

Redogörelse för upofinningen Tekniska problemet Som framgår av det ovan angivna är problemet med att avskilja harts ur olika avlutar vid cellulosamassaframställ- löst, flera metoder som möjliggör, att hartset avlägsnas effektivt och billigt ur avluten och att hartset i dess slutliga form helst uppvisar hög torrhalt. ning icke slutligt utan det finns behov av en eller Lösningen Föreliggande uppfinning utgör lösning på detta problem och avser ett förfarande för avskiljning av harts ur avlut vid framställning av cellulosamassa, varvid från cellulosa- massan avlägsnad hartsinnehâllande avlnt om nödvändigt till- föres pH~]usterande kemikalie så, att avlutens pH faller inom intervallet l-7 och avluten i form av en framlöpande vätskeström tillföres en vattenlöslig polymer, som agglo- mererar harts. att erforderlig mängd polymer uppdelas och tillsättes vätskeströmmen vid minst tvâ tillfällen. att vätskeströmmen utsättes för en uttalad skjuvande turbulent behandling, att agglomererat harts därefter separeras frân avluten och eventuellt vida- rebehandlas.

Vad gäller den skjuvande och/eller turbulenta behand- lingen av avluten, så skall den vara vare sig för kraftig eller för blygsam. Om den är för kraftig slås polymerharts- blandningen sönder och är den för blygsam så uppstår icke tillräckligt stora hartsagglomerat, vilket i sin tur inne- att avskiliningen av hartset från avluten försvåras. kännetecknat därav, och/eller bär, 10 15 20 25 30 459 925 Det har visat sig, att nämnda behandling åtminstone delvis bör utföras i närvaro av luft eller med hjälp av luft.

Mer preciserat kan behandlingen bestå av. att den poly- merförsedda avluten får falla fritt i luften ner i en bas- säng. där avluten uppsamlas och/eller, att avluten bringas att passera minst ett bräddavlopp just före eller 1 bas- sängen.

Det har visat sig fördelaktigt, om den totala mängden tillsatt polyme: är minst 1 milligram per gram torrtänkt harts i avluten. Det är dessutom fördelaktigt, att den största delmängden polymer tillföres vätskeströmmen vid första tillsatstillfället.

Polymeren ifråga kan utgöras av varje vattenlöslig orga- nisk polymer med tillräcklig molekylvikt, exempelvis över- stigande SOO 000. Exempel på sådana polymerer är polyimin, polyimid, polyakrylamid och polyetylenoxid. Den sistnämnda kemikalien har visat sig vara speciellt användbar.

Av betydelse för slutresultatet är den tid som polymeren tillåts reagera med i avluten befintligt harts innebärande, att minst 5 sekunder skall förflyta mellan första och andra polymertillsatsen och att polymeren tillåts uppehålla sig i avluten minst l sekund efter sista tillsatsen innan avluten utsättes för nästkommande behandling.

För att vid låg polymertillsats uppnå ett bra resultat har det visat sig fördelaktigt om den avlut som skall be- handlas enligt uppfinningen har en hartshalt överstigande 5 gram torrtänkt harts per liter. Om den avlut man önskar behandla enligt uppfinningen icke uppfyller detta krav bör den behandlas i koncentrationshöjande syfte. Ett lämpligt sätt är att ultrafiltrera avluten så, att den del av avluten i vilken hartset kvarstannar har en hartsnalt överstigande nämnda tröskelvärde. 10 15 20 30 u.) UI 459 925 Agglomererat harts kan avskiljas eller separeras frân avluten pâ varje känt sätt.:Dock har det visat sig fördel- aktigt, att medelst flotation separera hartset (flotatet) från avluten. Det innebär, att avluten uppsamlas exempelvis i en bassäng bildande en viss volym och att hartset medelst en skrapanordning avlägsnas från avlutvolymens yta och att en del av den i stort sett hartsfria avluten vid volymens botten avledes.

Det är lämpligt att avleda en del av den hartsbefriade avluten och tillföra luft till detsamma och därefter åter- cirkulera denna avlut till den nytíllförda avluten i anslut- ning till att polymeren tillföres den färska avluten. Åter- stâende mängd av den hartsbefriade avluten föres till lämp- ligt ställe inom fabriken, exempelvis till ett ytterligare reningssteg innan den så gott som fullständigt renade av- luten exempelvis utsläppes i recipienten.

Det agglomererade hartset (flotatet) som uppvisar en av 30-50%, enligt utföringsform av uppfinningen till en behållare försedd med omrörare. Trots den höga torrsubstanshalten är det medelst kraftig omrörning möjligt att överföra hartset till pumpbar torrsubstanshalt föres en föredragen vilken form är att föredra vid den efterföljande be- Nämnda överförande av hartset till påtagligt, om vilket som helst exempelvis natriumhydroxid, tillsättes hartset. En alkali, räknat på hartsets torrtänkta form, handlingen av hartset. pumpbar form underlättas alkali, så låg mängd som O.l% vikt, är tillräcklig.

Hartset pumpas därefter vidare till ett behandlingssteg, där en inertkemikalie i pulverform tillsättes hartset. Vil- ken som helst inertkemikalie kan tillsättes. Dock föredrages en inertkemikalie. exempelvis i kemixaliecykeln. som redan finns och används i massafabri~ ken, Som exempel på en lämplig sådan kemikalie kan natriumsulfat nämnas. Behandlingen ifrå- ga utsaltning. Efter till pH-sänkning föres hartset till en slutlig separering.

Vilket som helst av kända separeringssätt kan användas. Dock brukar benämnas syratillsats ledande har det visat sig speciellt lämpligt att centrifugera hart- 15 20 25 35 459 925 set. Genom att behandla det vid flotationen tillvaratagna hartset på ovan beskrivet sätt har det visat sig möjligt att koncentrera hartset så,'att dess torrsubstanshalt minst upp- går till 90%.

Totalekonomin hos förfarandet enligt uppfinningen förbättras avsevärt, om nämnda narts föres till en ângpanna, och förbrännas. Harts med sådan hög torrsub- stanshalt fungerar nämligen utmärkt, som ersättning för eld- att hartset är för värdefullt att inom fabriken som baskemi- exempelvis en sodapanna, ningsolja. Om man anser, elda upp kan detsamma användas kalie eller säljas på öppna marknaden, talloljefabrik. exempelvis till en Fördelar Förfarandet enligt uppfinningen leder till ett flertal viktiga fördelar.

För det första är förfarandet ytterst effektivt, dvs. det är möjligt att avlägsna så gott som allt harts ur av- luten. Vid optimalt utnyttjande av förfarandet enligt upp- finningen uppnås en avskiljningsgrad av harts ur avluten, som ligger mycket nära 100%. en del av den hartsfria avluten eller hela mängden hartsfri avlut till exempelvis ett ytterligare reningssteg för av- lägsnande av ämnen skilda från harts och därefter trans- porterar avluten till recipienten så förstås av vilken miljöförbättring som erhålles i jämförelse med att utstöta den hartsrika avluten direkt till avlopp.

Vidare är den höga avskiljningsgraden också fördelaktig Om man väljer att transportera enVâlf 1 om man betraktar hartset. som en nyttig kemikalie. dvs. något som kan användas för nyttiga ändamål.

Den höga effektiviteten hos förfarandet enligt också till en låg förbrukning av den enda ab- uppfin- ningen leder solut nödvändiga kemikalien, dvs. den organiska polymeren, vilket leder till acceptabel driftskostnad. ' den fasta kostnaden för installerande av nödvändig för tillämpning av förfarandet Vidare är den apparatur, som är enligt uppfinningen, jämförelsevis låg. 459 925 10 15 20 25 30 Figurbeskrivníng I figur l visas ett flödesschema för en föredragen ut- föringsform av förfarandet enligt uppfinningen.

Bästa utföringsform I det följande beskrivas en föredragen utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen. I anslutning därtill anges alternativa åtgärder och slutligen redogöres för nâgra för- sök, där ett antal viktiga parametrar vid förfarandet enligt uppfinningen studerats. som utförts pä laboratorium.

I figur 1 visas ett flödesschema för en utföringsform av uppfinningen lämplig att en sulfitfabrik för tillverkning av blekt massa med bleksekvensen E-C-H-D. Före alkalitornet (E) har massan behandlats med alkali (natrium- hydroxid) i en skruvdefibrör i avsikt att effektivt befria massan från huvuddelen av dess hartsinnehâll. Efter en viss uppehâllstid i alkalitornet föres massan till ett filter, på vilket massan tvättas medelst en tvättvätska. Den så upp- komna avluten föres motströms till tvättfiltret 1, som är placerat just före ovannämnda mekaniska behandling av den alkaliförsedda massan. användas i Innan massan när filtret l har den från kokaren förts till en diffusör och därefter till sile- riet. angivits avluten från tvättfiltret efter alkalitornet i motström till massan på filtret 1. igenom massabanan och via ledningen 2 ner i filtrattanken 3.

Från filtrattanken 3 föres en del av filtratet eller avluten i motström till diffusören (ej visat 1 figuren). Eftersom den frân kokaren och till diffusören strömmande massasuspen- (pH ca.

Som ovan föres sionen är starkt sur som i alkalísk så uppstår en jämvikt innebärande, att den i tanken 3 befint- liga avluten har ett pH-värde inom intervallet 5-6. 2) och nämnda avlut, motström upprepat möter massasuspensionen, är 10 15 20 25 30 35 \O 459 925 Det har visat sig, att ett pH-värde inom detta intervall är mycket lämpligt vid förfarandet enligt uppfinningen. Som en följd av, att cellulosamassan genom nämnda kemimekaniska behandling avhartsas effektivt, så har stammande från tvättfiltret efter alkalitnrnet ett högt hartsinnehåll.

Nämnda avlut föres ansamlas i tanken 3 avluten som tidigare angivits i motström och innebärande, att hartshalten även i den positionen är hög, exempelvis 10-20 gram torrtänkt harts per liter avlut. Temperaturen i tanken är ca. 60°C, vilket bety- der. att avluten när den behandlas 1 enlighet med uppfin- ningen har denna temperatur eller nâgra grader lägre. En del av avluten ifråga föres via ledningen 4 till ett rörformigt organ 5. I kemikalieberedningsstationen 6 blandas pulver- formig organisk polymer, företrädesvis polyetylenoxid med en molekylvikt av exempelvis ca. 8'lO6, med vatten så, polymeren går i lösning. Polyetylenoxid upplöses i en kon- inom intervallet 0.05-O.20%. Speciellt lämplig har en koncentration av 0.l% visat sig vara. Denna lösning 7 och delledningarna 8 och 9 och tillföres den framströmmande hartsrika avluten vid tvâ till- satsställen. Vid praktiska försök har goda resultat upp- att centration transporteras via ledningen nåtts, när avluten framströmmat i röret 5 med en sådan has- tighet, att transporttiden för avluten mellan ledningen 9 och ledningen 8 legat inom intervallet 20-30 sekunder och transporttiden för avluten från ledningen 8 till rörets slut 10 legat inom intervallet l-10 sekunder. Nämnda tidsinter- vall är till en del beroende av polyetylenoxidens koncentra- tion. Högre koncentration innebär längre tidsintervall. Den totala tillsatsmängden av polymer skall vara minst l milli- gram polymer per gram torrtänkt harts i avluten. I och för sig är det möjligt att tillsätta en mindre mängd, men då sjunker avskiljningsgraden av hartset ur avluten markant.

Genom ett sådant arrangemang tillåts polymeren att rea- tid för och/eller turbulent har erhållits när avluten med hertset en viss innan avluten utsättes kjuvande s Mycket bra resuit"t gera nästa åtgärd, nämligen en behandling. tilllâtits falla fritt från röränden lO genom luften ner i en bassäng ll. I figuren har âtergivits endast en rörände 10. 10 459 925 10 15 20 25 Det har 1. verkligheten visat sig fördelaktigt. om röret 5 tillåts grena sig 1 sin ände så, att avluten uppdelas i flera mindre strömmar. som får falla ner i bassängen ll ut- efter dess hela bredd. Vidare är det fördelaktigt, om den uppsamlade avluten bringas att passera över tvâ bräddavlopp l2 och 13.

Som en följd av nämnda behandling sluter sig i avluten befintliga hartspartiklar samman bildande agglomerat, som tydligt separeras från den övriga avluten och flyter upp till avlutens yta. Hedelst en skrapanordning 14 transpor- teras hartset från bassängen ll via en utmatningsanordning 15 till en behållare 16.

Via rörledningar i anslutning till bassängens ll botten (ej visade i figuren) uttages en del av den från harts be- friade avluten. vätskan uttages ur bassängen ll och avlägs- nas via ledningen 17. En del av vätskan ledes genom led- ningen l8 till en behållare 19. Luft, exempelvis i form av tryckluft,' tillföres behållaren l9 genom ledningen 20 och inblandas i vätskan. Denna luítinnehâllande vätska transpor- teras genom ledningen 21 och tillföres den hartsrika avluten via tre grenledningar, 22. 23 och 24.

Huvuddelen av vätskan transporteras genom huvudled- ningen 17 till en aneorob reningsanläggning för ytterligare rening, dvs. för avlägsnande av i huvudsak andra förorening- ar än harts. Från denna anläggning utsläppes vätskan till recipienten, som i det närmaste rent vatten.

Det till behållaren 16 transporterade hartset har en torrsubstanshalt av 30-50%. Hed hjälp av' en propellerlik- nande anordning 25 kan hartset överföras i pumpbar form.

Denna process underlättas höggradigt av om O.l% NaOH, räknat på torrtänkt harts, tillföras l vätskeform genom ledningen 26. För detta ändamål kan en starklut, exempelvis innehåll- ande 26O gram NaOH per liter. användas. __...

Lfl 20 25 30 11 459 925 Via ledningen 27 pumpas hartset till en behållare 28, till vilken ett salt (Na2S04) i pulverform tillföres via ledningen 29. Mängden tillfört salt är relativt stor, exempelvis 10-30% räknat på mängden torrtänkt harts.

Tillsatsen styres pâ det sättet, att efter tillsats av saltet skall blandningen ha en densitet inom intervallet 1.05-1.25 g/cma Harts-saltblandningen pumpas vidare via ledningen 30 till ett slutligt separationssteg i form av en centrifug 31. Pâ väg till centrifugen 31 surgöres harts- -saltblandningen (ej visat 1 figuren) med en syra. exempel- vis svavelsyra. ner till pH ca. 3. I den slutliga behand- lingsanordningen 31 erhålles en hartsfas, med en torrsub- stanshalt överstigande 90%, som avlägsnas via ledningen 32 och föres till fabrikens sodapanna för ersättning av eld- ningsolja och en sur vätskefas (innehållande det tillförda saltet i löst form) som avledes via ledningen 33 och föres till fabrikens indunstningsanläggning.

I den ovan exemplifierade sulfitfabriken har det gjorts försök i pilot-plant skala, som till stora delar liknar det i anslutning till figur l beskrivna förfarandet.

Avlut från filtrattanken 3 med ett pH-värde av 5.6, peratur av 62°C och ett hartsinnehàll av 18.9 gram per liter transporterades via en ledning 4 till ett rör 5. Avsikten med försöken var att undersöka hur varierande flöden (mäng- der) av avlut och varierande tillsatsmängd av polyetylenoxid (PEO) med en molekylvikt av ca. 8'lO5 inverkade på av- skiljningsgraden, dvs. procentuellt hur mycket harts, som vid separationen avlägsnades från avluten. Dessa parametrar finns angivna 1 nedanstående Tabell l och kommer att kommen- teras i anslutning till tabellen. en 116m- Polyetylenoxiden i form tillfördes len. av en O.l-procentig lösning illfäl- Tiden som förflöt mellan tillsatserna var 26.5 sekunder den framlöpande avlutströmmen vid tvâ vid lägsta flödet och 10 sekunder vid högsta flödet och öv- 12 459 925 10 riga tider låg däremellan och dessutom tog det 4 sekunder vid lägsta flödet och 1.4 sekunder vid högsta flödet och vid övriga flöden tider däremellan för avluten att förflytta sig från andra tiilsatsstället tills avluten lämnade röret 5.

Aviuten tilläts därefter falla fritt genom luften ner i en anordning liknande och simulerande den i figur l visade separationsanläggningen innefattande delarna ll. 12, 13 och 14. Avskiljningen av hartset utfördes som framgår med hjälp av en skrapanordning.

Någon âterföring av luftbemängd vätska till röret 5 i enlighet med figuren l gjordes ej 1 dessa försök.

Tabell l Avlutsflöde Mängd PEO Mängd PEO Hartshalt i Avskiljningsgrad m3/h g/min mg/gram harts hartsbefriad 1 avïut g/I 212 236 1! OJ! 914 3.28 2.62 2.5 0.14 99.2 4.07 2.62 2.0 0.26 98.6 4.28 2.64 2.0 0.10 99.5 5.69 3.42 1.9 0.53 97.2 Som framgår erhölls överraskande höga avskiljningsgrader vid försöken, som utförts i enlighet med uppfinningen. Trots en så liten mängd tillförd polyetylenoxid som 1.9 milligram per gram torrtänkt harts i avluten så erhölls en så hög avskilj- niugsgrad som över 97%.

Torrsubstanshalten hos det avskiljda hartset låg vid dessa försök vid ca. 40%. 10 15 20 25 30 13 459 925 Enligt uppfinningen är det fullt möjligt att avsluta uppkon- centreringen av hartset i detta läge och borttransportera hartset som bulkvara till någon avnämare, exempelvis till någon som använder nämnda harts vid denna torrsubstanshalt, som utgângskamikalie för någon tillverkning eller som använ- der hartset, som tillsats i något sammanhang.

Som bränsle är dock hartset 1 denna form i det närmaste värdelöst, eftersom det huvudsakligen är att betrakta som även som bulkvara och form mindre attra'tivt.

Därför är det en föredragen utföringsform av uppfinningen att fortsätta uppkoncentreringen av hartset till en torrsub- barlast i exempelvis en sodapanna. baskemikalie är hartset i denna stanshalt överstigande exempelvis 90%.

Denna uppkoncentrering kan som tidigare angivits utföras enligt den högra delen av det i figur 1 visade flödessche- mat. dvs. från beteckningen 15 och till höger.

För att simulera denna del av uppfinningen införskaffa- liten (centrifug). I anslutning till separatorn placerades en behållare 'försedd med en omrörare.

Till denna behållare fördes harts, som avskiljts avluten på ovan beskrivet sätt i pilot-plantanläggningen.

Hartset hade en torrsubstanshalt av 35%. des en transportabel sepafator från Under omrörning tillsattes natriumbydroxid (som en lösning innehållande ca. 260 g NaOH/1) i en mängd av O.l% räknat pâ hartsets torr- tänkta vikt. Vidare tillsattes natriumsulfat i en mängd av 25%, torrtänkta vikt. Harts-saltbland- ningen uppvisade då en densitet på 1.17 g/cm3. Slutligen tillsattes svavelsyra sä. att hartsets pH uppgick till 3. räknat pâ hartsets Denna surgjorda harts-saltblandning tillfördes separatorn och ut erhölls en fas av harts, vars torrsubstanshalt uppgick till hela 96%. Ett sådant harts har mycket högt bränslevärde och är vid förbränning i. exempelvis en seda- panna nästan likvärdigt med eldningsolja (jordolja). 10 15 20 25 30 14 925 Under hänvisning till flödesschemat enligt figur l kom- mer här nägra alternativa åtgärder inom uppfinningens ram att presenteras.

Om den hartsínnehâllande ursprungsavluten inte uppvisar ett på-värde inom intervallet l-7, så trllsättes pH~juster- ande kemikalie så, att detta krav uppfyllas. Om avluten kom- mer exempelvis från ett tvättfilter efter ett peroxidblek- ningssteg i exempelvis en slipmassafabrik, en fabrik som gör termomekanisk massa eller en fabrik som gör kemitermomeka- nisk massa så ligger pH vanligen inom intervallet 7.5-9.5. I sådana fall bör någon syra tillföras avluten sä, att dess pH-värde blir 7 eller därunder.

Vidare är det vanligt. att sådana avlutar har en harts- halt av endast ca. l gram per liter. För att optimal effekt skall erhållas vid tillsats av polymer enligt uppfinningen bör avlutens hartshalt dessförinnan ökas, helst så att den överstiger tidigare nämnda värde på 5 gram harts per liter.

I figuren l visas endast tvâ tillsatsställen för polyme- .rën. Dock är det fullt möjligt att öka detta antal. Labora- torieförsök antyder, att avskiljningsgraden av harts ur av- luten ökar med ökat antal tillsatsställen för polymeren. dvs. ett uppdelande och tillförande av den totalt erforder- Vad gäller lämplig temperatur på avluten vid förfarandet enligt upp- liga mängden polymer i små och många satser. finningen så har laboratorieförsök visat, att en svag ökning av avskiljningsgraden av harts ur avluten erhålles med ökan- de temperatur, åtminstone inom intervallet från 8°C till drygt 60°C.

I nästa steg utsättas avluten för en uttalad skjuvande och/eller turbulent behandling. Vad gäller den turbulenta behandlingen av avluten så kan en sådan påbörjas redan i an- slutning till att polymeren tillföras. 10 15 20 25 30 15 459 925 Ett sätt att utsätta avluten för nämnda skjuvande be- handling framgâr av figur 1. I figuren visas exempelvis tvâ bräddavlopp l2 och 13. Bräddavloppen kan vara fler än två och även inskränka sig till ett bräddavlopp.

Istället för en rektangulär bassäng så kan man i detta skede av förfarandet använda sig av flera och inuti varandra placerade cirkulära bassänger. Antalet kan exempelvis vara tre, I centrum placeras en bassäng med den största höjden och den minsta diametern. Utanför denna placeras en större yta och utanför denna lägre bassäng med en ännu lägre bassäng, men med mycket större diameter än de övrigas. I botten av den mittersta bassängen anslutes ett eller flera rör genom vilken den polymerförsedda avluten tillföras. Av~ luten bringas att passera upp genom den mittersta bassängen och över dess cirkulära kant ner i nästa bassäng för att efter ett tag också passera över denna bassängs kant och ner i den tredje bassängen. Från ytan av avluten i denna tredje bassäng harts. ningen kan vara cirkulärt utformad med snedställda skrapor, som tvingar det agglomererade hartset mot bassängens peri- feri och därefter följande uttag av hartset på lämpligt avskrapas agglomererat Avskrapningsanord- ställe i bassängen.

Ett tredje sätt att utföra nämnda behandling bringa avluten från en röranordning liknande den 1 figuren 1 är att visade att passera nerför en trappstegsliknande anordning, som slutar över, 1 jämnhöjd med eller nere i exempelvis en rektangulär bassäng.

Nämnda trappstegsliknande anordning kan utbytas mot en tvättbrädeliknande anordning.

Ett flertal tionssätt kan också användas. andra anordningar. som har liknande funk- 10 15 20 25 30 16 459 925 Det avskrapade hartset uppsamlas i en behållare av något slag, där hartset överföres i pumpbar form. För att klara av driftstörningar kan det vara fördelaktigt att överföra hart- set till en bufferttank, med jämförelsevis stor volym. lstället för att som visas i figur l tillsätta nödvändig inertkemikalie till hartset i anslutning till nämnda behåll- are kan man frân bufferttanken pumpa hartset till en soda- panna. där man har tillgång till natriumsulfat i form. av elektrofílterstoft och där på plats inblanda den pulver- formíga kemikalien innan hartset pumpas tillnaka till i fi- guren l visade uppkoncentrationslinjen. även vid tillämp- ning av uppfinningen 1 en sulfatfabrik är det lämpligt att använda natriumsulfat som utsaltningskemikalie, eftersom denna kemikalie i en sådan fabrik ändå användes som upp- färskningskemikalie. Dock är det fullt möjligt att använda sig av vilket som helst annat salt (inertkemikalie) vid samtliga tillämpningar av förfarandet enligt uppfinningen.

Ett stort antal laboratorieförsök har gjorts där olika parametrar. som är viktiga vid förfarandet enligt uppfin- ningen studerats. Några av dessa försök redovisas nedan i form av utföringsexempel.

Exempel 1 En försöksserie gjordes där effekten av antalet till- satser av organisk polymer vid konstant totalmängd till hartsrik avlut studerades vad gäller avskiljningsgraden av harts ur avlut.

En avlut med ett pH-värde av 5.6 uttogs i en sulfit- fabrik.

Det första som gjordes var, att avlutens hartsnalt bestämdes. Eftersom det inte finns någon inom branschen allmänt accepterad mätmetod vad gäller hartsnalt i olika avlutar av typ SCAN eller TAPPI har en intern mätmetod utarbetats, vilken beskrivas nedan. w\ 10 15 20 30 17 459 925 10-50 gram avlut inväges. Mängden 1 det enskilda fallet är beroende av förmodad hartshalt i avluten. 10 gram extra- herad, våt, defibrerad och avsugd massa (20% torrhalt) till- sättes den invägda provmängden av avlut. Ursprungsmassan kan vara en fullblekt sulfitÄ'eller sulfatmassa. Provet spädes rat vatten till en totalvikt på 300 gram. 45 llsättes och provet surgöres med ättiksyra till destille med därefter sta i 30 minuter. Hassan suges därefter av på en Büchnertratt med 8 centimeters diameter, i vars botten ett extraherat tygstycke är placerat. Då erhålles en massakaka med en nöjd av ca 12 mm. Massakakan ihoppressas med glas- tillbaka ytterligare Hartset i avluten fastnar i den extraherade (dvs. ursprung- staven och filtret föres tvâ gånger. ligt hartsfria) massan och det är sedan den man analyserar.

Massan lägges 1 en strängkorg, vilken försetts med ett ex- traherar tygstycke i botten. Bagaren och tratten torkas ur tre gånger med en bomullstuss. Sista gången tas några drop- par aiklormetaa (mot) 1 båmulistussen. bomullstussen och tygstyckena torkas 40°C under Därefter packas materialet i en stillationsapparatur av typ Soxhlet diklormetan (DKM) i nio timmar. Därefter utsattes provet för (rullindunstning) tills det är fritt från syra, vilket uppnås genom att man tillsätter aceton och rullindunstar provet upprepade gånger tills all syralukt försvunnit. Provet förs sedan över till en liten vägd kolv Massakakan, vid de- med natten. och extraheras en vacuumbenandling med hjälp av en Pasteurpipett och filtreras genom en glas- filtertratt av typ G2. rullindunstas igen och torkas sedan i en vakuumexsickator minst tvâ dygn.

Uträkning av harts - eller extrakthalten: ¶QÛO= Invägd m¿ng¿ Ürov x gram harts/liter avlut Samtliga hartshalter hos olika avlutar, som angivits i denna patentansökan har bestämts på ovan angivet sätt. 10 15 20 25 30 18 459 925 Den uttagna avluten visade sig ha en hartshalt av 17.7 gram per liter.

Polymerlösningen bereddes genom att l gram polyetenoxid = PEO med en molekylvikt av ca. 8'l06 slammades upp i 50 ml metanol _ (CH3'OH). destillerat vatten tillsattes till ldOO ml under omrörning. Lösningen som hade en koncentration av O.l% med avseende på PEO, fick sedan stå varefter och mogna i tvâ timmar innan den användes.

Fyra satser a 500 ml av nämnda avlut iordningställdes och förvarades i var sin bägare. Proverna uppvärmdes till 50°C på en värmeplatta.

Till samtliga dessa prov sattes 10.2 ml polyetenoxid = PEO.

Vid nollprovet tillsattes hela mängden PEO, dvs. 10.2 ml, på en gäng under omrörning med hjälp av en magnet- omrörare (500-700 varv per minut). Omrörningen fick fortgå under 1 minut.

Vid försöken där uppfinningen till viss del simulerades gjordes 2, 3 och C<3tillsatser. 5 I första fallet tillsattes provet först 5.1 ml PEO i en tillsats under omrörning, som fortgick 1 minut. Därefter tillsattes återstående 5.1 ml PEO och provet omrördes ytter- ligare l minut.

I det andra fallet tillsattes PEO på liknande sätt, med den enda skillnaden, att satsen uppdelats i lgggz 3_4 ml 3 och att dessa satser tillfördes avluten vid tre tillfällen med l minuts mellanrum.

I det tredje fallet tillsattes 10.2 ml droppvis till av- luten. jämnt fördelat under en tid av 1 minut och 45 sekun- der under omrörning hela tiden. Det rör sig sâledes om ett mycket stort antal tätt på varandra följande tillsatser i liten mängd och betecknas här som ett oändligt antal =CX?.

*VI 10 15 20 19 .459 925 I samtliga dessa försök uppstod en fällning innehållande en viss mängd av det 1 avluten förefintliga hartset. Den er- hållna fällningen avfiltrerades på dubbelt bomullstyg 1 en Büchnertratt. Fällningen torkades i värmeskâp vid 40°C 1 24 timmar och analyserades med hjälp av infraröd spektrofoto- metri (IR) med avseende på hartsinnehâll. Fällníngen 1nne~ håller enbart narts och fibrer.

Kvarvarande harts 1 avluten eller filtratet bestämdes enligt ovan beskriven metod.

Med hjälp av dessa tvâ bestämningar kunde avskiljnings- grad av harts ur avluten vid försöken uträknas.

Uppnâdda resultat framgår av nedanstående Tabell 2.

Tabell 2 Antal tillsatser Kvarvarande harts i Avskiljningsgrad avluten efter fäll- % ning gram/liter l 2.31 87 2 0.71 96 3 0.27 98 C><> 0.05 > 99 Som framgår erhölls en klar skillnad 1 avskiljningsgrad mellan l tillsats å ena sidan och 2. 3 och.CX3tillsatser å andra sidan, vilket senare är en av kännetecknen vid för- farandet enligt uppfinningen.

Exemgel 2 I en annan försöksserie studerades om avskiljningsgraden är beroende av mängd harts 1 avluten.

Samma avlut som beskrivits ovan användes som utgângsav- lut. Dess pH var således 5.6. 20 459 925 Fyra satser gjordes i ordning. En sats fick vara som den var och innehöll således 17.7 gram harts per liter. Sats nummer tvâ späddes med vatten fem gånger. Sats nummer tre späddes med vatten tio gånger och sats nummer fyra späddes 5 med vatten tjugo gånger.

S00 ml prov av varje sats uttogs och värmdes på en platta till 50°C. I dessa försök användes samma polyetylen- oxidlösning som beskrivits ovan. Varje prov uppvärmdes till 50°C på en värmeplatta. PEO tillsattes vid två tillfällen 10 identiskt med det försök, som beskrivits ovan vad gäller två tillsatser. Till det outspädda provet sattes 10.2 ml 0.l%-PEO. Till provet som spätts fem gånger 2.04 ml. Till provet som spätts tio gånger 1.02 ml och till provet som spätts tjugo gånger 0.51 ml. Det betyder, att satsen torr- 15 tänkt polymer per gram torrtänkt harts varit densamma i alla försök.

Den vid försöken erhållna fällningen hanterades på ovan beskrivet sätt och likaledes bestämdes kvarvarande harts i avluten eller filtratet enligt den tidigare beskrivna meto- 20 den.

Uppnådda resultat framgår av nedanstående Tabell 3 Tabell 3 Spâdning Hartshalt i Kvarvarande harts i Avskiljningsgrad antal gånger avluten avluten efter fâlï- 1 gram/liter ning gran/liter O 17.70 0.88 95 5 3.54 1.00 72 10 1.77 0.94 47 20 0.8 6.72 Som framgår försämras avskiljningsgraden med sjunkande hartshalt i avluten. Det har visat sig, att det finns ett tröskelvärde vad gäller hartshalten i avluten och som ligger 25 någonstans i närheten av eller vid 5 gram harts per liter.

Claims (12)

10 15 20 25 30 21 459 925 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för avskiljning av harts ur avlut vid fram- ställning av cellulosamassa, varvid från cellulosamassan avlägsnad hartsinnehâllande avlut om nödvändigt tillföres att avlutens pH faller inom in- form av en framlöpande vätske- som agg- d ä r a v. att pH-justerande kemikalie så, tervallet l~7 och avluten i ström tillföres en vattenlöslig organisk polymer; lomererar harts, k ä n n e t e c k n a t erforderlig mängd polymer uppdelas och tillsättes vätske- tillfällen, att vätskeströmmen ut~ och/eller turbulent be~ från strömmen vid minst tvâ sättes för en uttalad skjuvande handling, att avluten och eventuellt vídarebehandlas. agglomererat harts därefter separeras

2. förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k- att den skjuvande och/eller turbulenta i närvaro av luft xx a t d ä r a v, behandlingen åtminstone delvis utföres eller med hjälp av luft.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n'a t d ä r a v, att behandlingen består ilatt den polymer- försedda avluten bringas att falla fritt i luften ner i en bassäng där avluten uppsamlas och/eller att avluten bringas att passera minst ett bräddavlopp just före eller i bas- sängen.

4. Förfarande enligt patentkraven l-3, k ä n n e t e c k- d ä r a v, n a t att största delmängden polymer tillföres vätskeströmmen vid första tillsatstillfället.

5. Förfarande enligt patentkraven l-4, k ä n n e t e c k- n a t d ä r att den totala mängden tillsatt poiymer är minst l milligram per gram torrtänkt harts i avluten. a v,

6. Förfarande enligt patentkraven l-5, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att minst 5 sekunder skall förflyta mel~ ll lan första och andra satsen och att polymeren tilläts tillsatsen innan avluten utsättas ling. polymerti minst l sekund efter sista för nästkommande behand- uppehàlla sig i avluten 10 15 20 25 22 459 925

7. Förfarande enligt patentkraven l-6, k ä n n e t e c k~ x1 a t d ä 1: a v, att om utgângsavluten inte uppvisar en hartshalt överstigande 5 gram torrtänkt harts per liter av- lut behandlas den sä, att denna hartshalt överstíges.

8. Förfarande enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att behandlingen utgöres av ultrafilt- rerlng av avluten. k ä n n e t e c k- att separationen av agglomererat harts

9. förfarande enligt patentkraven 1-8, d ä r a V, sker medelst flotatíon innebärande att det n a t från agglomererade hartset avskrapas från ytan av en viss volym av avluten bildande ett koncentrat och att en del av den från harts befriade avluten avledes. avluten

10. Förfarande enligt patentkraven 1-9, k ä n n e t e c k- n a t d ä att en del av den hartsbefriade avluten efter lufttillfözsel ätercirkuleras och tillföres avluten í < r a v, anslutning till polymertíllsatsen.

11. ll. Förfarande enligt patentkraven l~l0, k ä n n e t e c k- n a t eventuell tillsats av alkall överföres 1 pumpbar form och att det pumpbara hartskoncentratet tillföras en inertkemi- exempelvis natriumsulfat, och att harts- koncentratet efter surgörning utsättes för en slutlig sepa- rering ledande till stanshalt av minst 90%. d ä r a v, att hartskoncentratet genom omröríng och kalle i pulverform, ett hartskoncentrat med en torrsub~

12. Förfarande enligt patentkravet ll, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att hartskoncentratet föres till en ång- panna för förbränning.