SE501613C2 - Sätt vid integrering av blekning och återvinning vid framställning av massa - Google Patents

Description

501 613 10 15 20 25 30 35 blemet med blekeriavloppet innehållande metalljoner res- pektive restperoxid. Dessa nackdelar innebär, att det varit svårt att kommersialisera denna metod.

Ett första ändamål med föreliggande uppfinning är att erbjuda en metod som löser åtminstone huvudparten av ovannämnda problem.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att pá ett effektivt sätt kunna hantera de från blekeriprocessen av- skilda metallerna.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att på ett enkelt sätt integrera en föredragen blekeri- sekvens med återvinningssidan.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att optimera vätskeföringen hos en fiberlinje, så att användningen av tvättutrustningen optimeras och/eller avgående filtrat kan hanteras på ett fördelaktigt sätt och/eller att in- gående och avgående vätskemängd från blekeriet minimeras.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att kost- nadsoptimera en indunstningsanläggning för ett helt klor- fritt (TCF) blekeri enligt uppfinningen, varvid en och samma värmekälla utnyttjas för förindunstning av de olika delströmmarna, dvs. kokeriavlut respektive blekeriavlut.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas i huvudsak av att blekeriavlut förindunstas i en eller flera indunstnings- enheter, och att den så förindunstade blekeriavluten sam- manföres med kokeriavlut och/eller med förindunstad koke- riavlut, som erhålles genom förindunstning av kokeriavlut i en eller flera indunstningsenheter andra än nämnda in- dunstningsenheter för förindunstning av blekeriavlut, varefter avlutsblandningen underkastas en slutlig in- dunstning i en eller flera indunstningsenheter andra än 10 15 20 25 30 35 3 _ 501 613 nämnda indunstningsenheter som användes för förindunst- ning.

Enligt en föredragen utföringsform av sättet enligt upp- finningen sker indunstningarna i en indunstningsanlägg- ning, som åtminstone i huvudsak drivs av en och samma värmekälla.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande med hänvisning till ritningarna.

Figur 1 visar ett blockschema över grundprincipen för uppfinningen.

Figur 2 visar en föredragen utföringsform på en fiber- linje för utövande av sättet enligt uppfinningen.

Figur 3 visar väsentliga delar av en föredragen fiber- linje som utformats i enlighet med föreliggande uppfin- ning.

Figur 4 visar principuppställning av vissa väsentliga delar i en indunstnings- och àtervinningsanläggning, som är baserad på grundprinciperna enligt uppfinningen.

I figur 1 visas i form av ett blockschema hur fiberlinjen innefattande processenheterna D, W, S, O, B (se figur 2) pà ett lämpligt sätt integreras med återvinningssystemet E, R, C enligt uppfinningen. Massans flödesväg visas med en grov linje l. Massan matas från en kokare D, företrä- desvis en kontinuerlig kokare för kokning enligt s.k.

ITC-teknik, därefter tvättas massan i en tvättutrustning W, silas i en silutrustning S och syrgasdelignifieras i en reaktor O till lågt kappatal, företrädesvis understi- gande 12 för barrved och 9 för lövved. Efter syrgasde- lignifieringen tvättas massan i åtminstone ett steg och blekes i blekeriet B med en klorfri bleksekvens, som ger 501 613 10 15 20 25 30 35 god avskiljning av oönskade ämnen, företrädesvis metal- ler. Såsom framgår av figur 2 kan man med hjälp av det föredragna utförandet reducera antalet tvättapparater 17 efter syrgasdelignifieringen till enbart en.

En första del 5 av den metallinnehållande avluten 3 från blekeriet B förs direkt till indunstningsanläggningen E, medan den andra delen 4 förs i motström ända till kokaren D innan den, i form av avlut 22, förs till indunstnings- anläggningen E. Efter gemensam slutindunstning förs av- lutsblandningen till återvinningsenheten R (sodapanna, Chemrec-reaktor, mm), varifrån oorganiskt material förs vidare till kausticeringsenheten C. I kausticeringsenhe- ten C skiljs lämpligen icke önskade metaller ut i samband med grönlutsklarningen.

I figur 3 visas en processlinje, som omfattar ett blekeri B samt delar av syrgasdelignifieringssystemet. Den enda skillnaden mellan blekeriet som visas i figur 3 och det som visas i figur 2 är att peroxidsteget i processlinjen enligt figur 3 kompletterats med ett efterföljande kärl 15 som är öppet mot atmosfären. Massaflödet betecknas även i figur 3 med hänvisningssiffran 1. Bleksekvensen inledes med ett komplexbildarsteg, som utföres i ett kärl 9. Tvättning sker sedan genom förträngning av vätska i en diffusör 10, som följs av två tvättapparater ll, 12. Där- efter följer ett peroxidsteg, som utföres i en trycksatt reaktor 13, en pumptank 14 och ett atmosfäriskt blektorn 15 och slutligen en tvättapparat 16.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar således peroxidsteget en trycksatt reaktor 13, som företrädesvis arbetar vid ett tryck som överstiger 2 bar (absolut tryck), vilket värde avser trycket i toppen av blekkärlet (utan något egentligt statiskt tryck). Denna trycknivà upprätthålls lämpligen med hjälp av pumpning (t.ex. MC- 10 15 20 25 30 35 5 501 613 pump). Det föredrages att använda en temperatur som över- stiger l0O°C i ett sådant trycksatt peroxidsteg.

Blekeriets tvättapparat 16 tillföres tvättvätska 2a i form av rent vatten och/eller bakvatten och/eller kon- densvatten från förindunstningen av blekeriavluten 5 eller liknande. Vidare kan tvättapparaten 16 tillföras spädvätska 2b. Filtratet 6 från denna tvättapparat 16, normalt innehållande restperoxid, uppdelas i två frak- tioner 7 och 8, varvid den ena fraktionen 7 tillföres den sista tvättapparaten 12 för metallavskiljning efter kom- plexbildarsteget och den andra fraktionen 8 tillföres den sista och enda tvättapparaten 17 efter syrgasdelignifie- ringen för att i det sistnämnda fallet användas som tvättvätska. Fördelningen av de två fraktionerna 7 och 8 är sådan att fraktion 8 utgör högst omkring 37% av nämnda filtrat 6 och fraktion 7 således minst omkring 63% av filtratet 6. Den nämnda fördelningen är beräknad på filt- rat 6 som finns kvar efter den visade förgreningen för eventuell tillförsel av spädvätska till massan efter peroxidsteget. Fraktion 7 kan användas som tvättvätska 7a och/eller spädvätska 7b i nämnda tvättapparat 12, varvid tvättvätskan 7a får utgöra högst omkring 40% och späd- vätskan 7b högst omkring 60% av mängden filtrat 6 från tvättapparaten 16, vid vilka gränsvärden filtratet 8 så- ledes är 09. Som tvättvätska 2a för den sista tvättningen i tvättapparaten 12 efter behandlingen med komplexbildare användes rent vatten och/eller bakvatten och/eller kon- densvatten. Filtratet 18 från denna tvättning i tvätt- apparaten 12 föres i motström till framförliggande tvätt- ningar, som utföres i tvättapparaten ll och diffusören 10, och filtratet 3 efter den första tvättningen i dif- fusören 10 uppdelas i två delfiltrat 4, 5, varvid det ena delfiltratet 4 används som spädvätska efter tvättningen i tvättapparaten 17 efter syrgasdelignifieringen och det andra delfiltratet 5 ledes till indunstningsanläggningen E. Dessa båda delfiltrat 4, 5 har höga halter av metaller 501 613 10 15 20 25 30 35 och innehåller minst 5 ppm Mn, t.ex. 10-50 ppm Mn. Det ena metallhaltiga delfiltratet 5 utgör således den andel blekeriavlut som ledes till indunstningsanläggningen E och därefter till termisk sönderdelning i en reaktor R.

Metallerna avskiljs sedan företrädesvis i samband med grönlutshanteringen. Tvättapparaten 17 efter syrgasde- lignifieringen kan även, om så önskas, tillföras tvätt- vätska 2c i form av kondensat från indunstning av koke- riavlut 22 eller ren vätska.

Indunstningsanläggningen E (se figur 4) innefattar 7 s.k. effekter, dvs. indunstningsenheter 20A-G samt en konden- sor 21. Samtliga indunstningsenheter 20 har som en mycket föredragen utföringsform av uppfinningen samma ursprung- liga värmekälla, nämligen den färskånga som matas in till den första indunstningsenheten 20A. Den andra indunst- ningsenheten 2OB drivs med den lutànga som avdrivits från den första indunstningsenheten 20A, och den tredje in- dunstningsenheten 2OC med den lutànga som avdrivits ifrån den andra indunstningsenheten ZOB, etc. I kondensorn 21 produceras het- alternativt varmvatten. I den första in- dunstningsenheten används tre apparater för att omväx- lande kunna rengöra från inkrusterbildningar.

Tack vare det utökande antalet indunstningsenheter (normalt 5 eller 6) kan man alltså klara av att hantera både blekeriavlut och kokeriavlut i en och samma indunst- ningsanläggning E, varigenom man undviker den fördyring som dubbla indunstningsanläggningar innebär.

Enligt det visade föredragna exemplet matas blekeriav- luten 5 till den sjätte indunstningsenheten 20F och förindunstas i denna samt i den efterföljande sjunde in- dunstningsenheten 2OG. Genom att indunsta blekeriavluten separat vinner man fördelen av att ett relativt rent kondensat erhålles, som kan recirkuleras till blekeriet 10 15 20 25 30 35 , 501 613 B, samtidigt som man undviker problem med skumning på grund av låga torrhalter.

Kokeriavluten 22 matas till den fjärde indunstningsenhe- ten ZOD, och vidare till den femte indunstningsenheten 20E för förindunstning. Därefter sammanförs de båda förindunstade avlutarna 23, 24 och denna blandning matas till den tredje indunstningsenheten 2OC för sekventiell slutindunstning i de andra och första indunstningsenhe- terna, varefter avlutsblandningen slutligen förs till en sodapanna, en s.k. Chemrec-reaktor eller annan utrustning R för den termiska sönderdelningen.

Innan den förindunstade blekeriavluten 24 sammanförs med den förindunstade kokeriavluten 23 kan det vara fördelak- tigt att underkasta blekeriavluten 24 en värmebehandling för att sönderdela oxalat, som i annat fall kan ge upphov till inkruster i form av kalciumoxalat. Antalet indunst- ningsenheter och placeringen av de indunstningsenheter som användes och flödesvägarna kan givetvis varieras av- SeVärt .

En befintlig indunstningsanläggning kan kompletteras så att sättet enligt uppfinningen kan utövas. En sådan komplettering är i många fall ekonomiskt gynnsam.

I samband med blekning gäller att mängden tillsatt vätska är omkring dubbelt så stor som den mängd avgående filt- rat, som utmatas från blekeriet och förs till indunst- ningen. Mängden filtrat 5, som förs till indunstningen, är enligt uppfinningen företrädesvis mindre än 60%, mer föredraget mindre än 40% och mest föredraget mindre än 25% av mängden tillförd vätska 2a, 2b, 2c.

Mängden rent tvättvatten, som förs till syrgasdelignifie- ringen, är enligt det mest föredragna utförandet noll eller mycket nära noll. Allmänt gäller att mängden rent 501 613 10 15 20 25 30 35 tvättvatten till syrgasdelignifieringen understiger 5 m3/ADMT och företrädesvis understiger den 2 m3/ADMT.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna ut- föringsformerna utan kan varieras på många sätt inom ra- men för de efterföljande patentkraven. Således är det exempelvis möjligt att applicera ytterligare bleksteg både före, mellan och efter de visade stegen med komplex- bildare och peroxid. Ett föredraget kompletterande blek- steg är exempelvis ozon. Syrgasdelignifieringen efter kokningen kan utelämnas om så önskas, men den föredrages.

Oavsett om en sådan syrgasdelignifiering utföres eller inte efter kokningen kan bleksekvensen innefatta ett eller flera syrgassteg. Enligt figurerna visas att i första hand tvättpressar används i samband med tvättning av massan vid stegen med komplexbildare och peroxid. Upp- finningen är emellertid naturligtvis inte begränsad till detta, utan även andra kända tvättapparater kan användas, exempelvis tryckdiffusörer, filter eller den i ett tidi- gare steg visade atmosfäriska diffusören (eller dubbel- diffusören). Lämpligen har tvättapparaterna efter steget med komplexbildare och/eller syra en tvättverkningsgrad av minst 85%, företrädesvis minst 90%, och mer föredraget minst 95%.

Uppfinningen är inte heller begränsad till användningen av en indunstningsanläggning. Det är således även möjligt att utföra indunstningen i två eller flera anläggningar, där delar av eller hela anläggningar användes för in- dunstning av blekeriavlopp, medan övriga delar av anlägg- ningarna användes för indunstning av kokeriavlut.

Vilken som helst indunstningsteknik kan användas såsom exempelvis stigfilms-, fallfilms-, tvångscirkulations- och multiflashteknik.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 9 501 613 P A T E N T K R A V

1. Sätt vid integrering av blekning och återvinning i samband med framställning av kemiska massa, som har ko- kats och företrädesvis syrgasdelignifierats med viskosi- tets- och styrkebevarande metoder till kappatal lägre än 16, företrädesvis 12 och lägre, mer föredraget lägre än 10 utan användning av klorhaltiga kemikalier, och med an- vändning av en bleksekvens innehållande åtminstone ett steg med komplexbildare och/eller syra och ett peroxid- att blekeriavlut (5) förindunstas i en eller flera indunstningsenheter (2OF, steg, kännetecknat av 2OG), och att den så förindunstade blekeriavluten (24) sammanföres med kokeriavlut (22) och/eller med förin- dunstad kokeriavlut (23), som erhålles genom förindunst- ning av kokeriavlut (22) i en eller flera indunstnings- enheter (2OD, ZOE) andra än nämnda indunstningsenheter (2OF, 2OG) för förindunstning av blekeriavlut (5), var- efter avlutsblandningen (23, 24) underkastas en slutlig indunstning i en eller flera indunstningsenheter (2OA, 2OB, 2OC) andra än nämnda indunstningsenheter (20F, 20G, ZOD, ZOE) som användes för förindunstning.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att in- dunstningarna sker i en indunstningsanläggning (E), som åtminstone i huvudsak drivs av en och samma värmekälla.

3. Sätt enligt kravleller 2, kännetecknat av att blekeriavluten (5) förindunstas i minst två indunst- ningsenheter (ZOF, 2OG).

4. Sätt enligt något av föregående krav, lcärinea- tecknat av att i ett tvättsteg efter syrgasdeligni- fieringen användes tvättvätska (8), som i huvudsak utgö- res av filtrat (6) från ett tvättsteg, som utföres efter ett bleksteg, som i sin tur utföres efter nämnda komplex- 501 613 10 15 20 25 30 35 10 bildarsteg, företrädesvis filtrat (6) från tvättsteget efter nämnda peroxidsteg.

5. Sätt enligt något av föregående krav, k änne - t e c k n a t a v att mängden ren tvättvätska till tvätt- steget efter syrgasdelignifieringen understiger 7 m3/ADMT, företrädesvis understiger 5 m3/ADMT.

6. Sätt enligt något av föregående krav, k änne - t e c k n a t a v att den förindunstade blekeriavluten (24) värmebehandlas innan den sammanföres med kokeriav- luten (23).

7. Sätt enligt något av föregående krav, k änne - t e c k n a t a v att nämnda avlutsblandning (23, 24) värmebehandlas.

8. Sätt enligt något av föregående krav, k ä nne - t e c k n a t a v att mängden blekeriavlut (5) , som över- föres till förindunstning är mindre än 60%, företrädesvis mindre än 40%, mest föredraget mindre än 25% av den mängd vätska (Za, 2b, 2c) som tillföres blekeriet.

9. Sätt enligt något av föregående krav, k änne - t ec k n a t a v att mängden blekeriavlut (5) som över- föres från blekeriet till förindunstning är begränsad till högst 7 m3 vätska /ADb/IT, företrädesvis till högst 5 m3 vätska/ADMT, och mer föredraget 3 m3 vätska/ADMT.

10. Sätt enligt något av föregående krav, känne- t e c k n a t a v att filtraten från de olika blekstegen fördelas på sådant sätt att minst 50% av mängden av från blekeriet avgående filtrat (5) utgöres av filtrat (3) från tvättsteget som utföres i en tvättapparat (10) efter komplexbildarsteget . 10 15 20 25 501 613 ll

11. ll. Sätt enligt krav lO, kännetecknat av att filtratet (3) från tvättsteget i nämnda tvättapparat (10) efter komplexbildarsteget uppdelas i ett delfiltrat (4), som användes i ett tvättsteg i en tvättapparat (17) efter syrgasdelignifieringen, och ett andra delfiltrat (5), som matas till indunstningsanläggningen (E), varvid mängden av nämnda första delfiltrat (4) företrädesvis överstiger mängden av nämnda andra delfiltrat (5).

12. Sätt enligt något av föregående krav, känne - att tvättapparaterna (lO, ll, 12), som användes i tvättsteget efter komplexbildarsteget, vardera tecknat av har en tvättverkningsgrad av minst 85%, företrädesvis minst 90%, och mer föredraget minst 95%.

13. Sätt enligt något av föregående krav, känne - teck n a t av att nämnda peroxidsteg utföres vid ett tryck som överstiger 2 bar, företrädesvis överstiger 4 bar och mer föredraget överstiger 6 bar, och vid en temperatur som företrädesvis överstiger lOO°C.

14. Sätt enligt något av föregående krav, känne - t eck n a t av att enbart en tvättapparat (17) används för tvättsteget mellan syrgasdelignifieringen och kom- plexbildarsteget .