The effect of mixing on the generation of alkaline peroxymonosulfate

Authors

  • Mohammad Shaharuzzaman,

    1. Department of Chemical and Biological Engineering, and Pulp and Paper Research Institute of Canada, Pulp and Paper Centre, The University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
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  • Chad P. J. Bennington

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Biological Engineering, and Pulp and Paper Research Institute of Canada, Pulp and Paper Centre, The University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
    • Department of Chemical and Biological Engineering, and Pulp and Paper Research Institute of Canada, Pulp and Paper Centre, The University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
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Abstract

Alkaline peroxymonosulfate (PMS) has been successfully used in the laboratory for bleaching kraft pulp. Used in conjunction with oxygen, the addition of 1.0% PMS to an oxygen delignification system can increase delignification from 49% to 73% without reducing pulp strength. One promising method of achieving this is the catalytic oxidation of sodium sulfite with oxygen. Laboratory generation of PMS is readily achieved, but typically at low yields and low concentrations. Here we investigate the mixing-sensitivity of its generation under semi-batch reaction conditions using a number of laboratory mixers. Our primary focus was on the energy dissipation in the reaction zone and its effect on PMS yield and concentration. By managing the chemical contacting strategy and increasing energy dissipation in the reaction zone we were able to generate PMS at higher yields and concentrations than previously reported.

Abstract

On a utilisé avec succès le péroxymonosulfate alcalin (PMS) au laboratoire pour effectuer le blanchiment d'une pǎte kraft. En association avec de l'oxygène, l'ajout de 1,0% de PMS à un système de délignification à l'oxygène peut accroǐtre la délignification de 49% à 73% sans réquire la résistance de la pǎte. Une méthode prometteuse pour y parvenir réside dans l'oxydation catalytique du sulfite de sodium avec l'oxygène. La production de PMS en laboratoire est facile à réaliser, mais typiquement avec un rendement faible et à basse concentration. On étudie ici la sensibilité au mélange de sa production dans des conditions de réaction semi-continues à l'aide de plusieurs mélangeurs de laboratoire. On s'intéresse principalement à la dissipation d'énergie dans la zone de réaction et à ses effets sur le rendement et la concentration du PMS. En gérant la stratégie de fonctionnement par contact chimique et en augmentant la dissipation d'énergie dans la zone de réaction, on a pu produire du PMS à des rendements et concentrations supérieurs à ceux présentés antérieurement.

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