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Verfahren und Vorrichtung zum Bleichen und Reinigen von Zellstoff u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bleichen und Reinigen von Zellstoff, wie Papierzellstoff oder anderm Zellulosematerial, bei welchem sich der zu bleichende Stoff mit Bleichmitteln gemischt ohne wesentliche mechanische Einwirkung unter dem Einfluss der Schwere bewegt.
Es sind Verfahren bekannt, bei welchen die mit Bleichmittel versetzte Faserstoffmasse ohne Rühreinwirkung durch einen turmähnlichen Bleichraum bewegt wird. Es ist auch bekannt, das Bleichen von Zellstoff bei hoher Stoffdichte und darauffolgend oder vorhergehend bei niedriger Stoffdichte durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Behandlung von Zellstoff niedriger Stoffdichte. Der Ausdruck "niedrige Stoffdichte" soll ein Material bezeichnen, dessen Trockengehalt 15% nicht übersteigt, obgleich dieser Prozentsatz je nach der Art des Zellstoffes schwanken kann.
Bei der Verarbeitung von Zellstoff mit niedriger Stoffdichte besteht die Gefahr, dass sich die Faser aus der gleichförmigen Suspension absetzt. Zur Vermeidung des Absetzens ist es bekannt, den Stoff mehr oder weniger kontinuierlich mechanisch in Bewegung zu halten. Diese Bewegung benötigt einen beträchtlich höheren Kraftaufwand als die Zirkulation des Zellstoffes. Ferner hat eine mechanische Bewegung der Zellstoffasern eine Hydrolyse zur Folge und damit die Erzeugung von brüchigeren und härteren Fasern sowie höhere Zellstoffverluste.
Die Verarbeitung von Stoffen der genannten Art in grossen Mengen verursacht hohe Einrichtungund Instandhaltungskosten. Auch die Betriebskosten für die Zirkulation und das Durchrühren sind infolge der Länge der Behandlungsdaucr sehr hoch. Verbesserungen, welche eine wesentliche Verringerung dieser Unkosten herbeiführen und gleichzeitig den Wirkungsgrad erhöhen, bedeuten mithin einen erheblichen technischen Fortschritt.
Die Erfindung bezweckt in erster Linie, die Wirtschaftlichkeit des Bleichen und Reinigens von Zellstoff od. dgl. zu erhöhen und gleichzeitig die Wirkung zu veibcssern. Die mechanische Bewegung des Zellstoffes kommt in Wegfall, und ein Absetzen der Zellstoffasern wird vermieden, da sich der Zellstoff unter der Einwirkung der Schwerkraft kontinuierlich bewegt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die zur vollständigen Raffinierung erforderliche Zeit herabzusetzen. Die Erfindung ist ganz allgemein auf solche Verfahren zum Bleichen und Reinigen von Zellstoff anwendbar, bei welchen der Stoff mehr oder weniger lange mit einem Reagens in Berührung verbleiben muss. Im nachstehenden wird als besonderer Anwendungsfall das Bleichen von Zellstoff beschrieben.
Die Erfindung ist insbesondere für das Bleichen und Reinigen bei niedriger Stoffdichte bestimmt, ist aber auch auf die Behandlung des Zellstoffes bei niedriger Dichte in einer oder mehreren Stufen in Kombination mit der Behandlung bei hoher Stoffdichte anwendbar.
Gemäss der Erfindung besteht das Verfahren zum Bleichen und Reinigen von Zellstoff od. dgl. darin, dass der mit dem Bleichmittel versetzte Zellstoff niedriger Stoffdichte in einem stetigen Strom in seichter Schichte, zweckmässig in einer Schichte, deren Höhe zur Breite im Verhältnis 1 : 2 steht, durch eine schräg nach abwärts geneigte Leitung geführt wird, deren Länge im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit so gewählt wird, dass das Bleichen bzw. eine Stufe des Bleichen während des Aufent-
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haltes in der Leitung im wesentlichen beendet ist. Am Einlassende jeder Leitung sind Mischer und am Auslassende Ausflussregler vorgesehen. Diese Mischer und Regler sind derart gebaut, dass jede nennenswerte Bewegung oder Aufwirbelung des Zellstoffes vermieden wird.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Die Fig. 1 veranschaulicht in vollen Linien die aufeinanderfolgenden Stufen der Behandlung bei niedriger Stoffdichte und in strichpunktierten Linien ein zusätzliches Aggregat für eine Behandlung bei hoher Stoffdichte.
Fig. 2 zeigt eine Stufe für hohe Stoffdichte mit anschliessenden Stufen für niedrige Stoffdiehte. Fig. 3 und 4 zeigen schematisch den Grundriss und Aufriss eines Behälters zur Behandlung bei niedriger Stoffdichte, die sich durch ihren kleinen Raumbedarf auszeichnet. Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 1 von Fig. 6. Fig. 6,7 und 8 sind Grundrisse, teilweise im Schnitt, nach den Linien 6-6, 7-7 und 8-8 von Fig. 5.
Aus dem Vorratsbehälter A gelangt der Zellstoff in den Dichteregler B und sodann in den Mischer C, wo er mit dem Bleichmittel aus dem Behälter D vermischt wird. In den Mischer kann aus dem Behälter E Heisswasser eingeleitet werden. Der Mischer ist vorzugsweise von der bekannten Bauart, wie sie in der amerikanischen Patentschrift Nr. 1767102 beschrieben ist. Aus dem Mischer strömt der Zellstoff mit
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bestimmt ist. Dieser Behälter ist lang und schmal und schräg nach abwärts geneigt, so dass eine kontinuierliche Strömung des Zellstoffes ohne mechanische Bewegung und ohne die Gefahr des Absetzens von Fasern gewährleistet wird.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform eines solchen langen Blechbehälters für niedrige Stoffdichte dargestellt, welcher wenig Raum beansprucht. Der Zellstoff strömt in Richtung der Pfeile, bis er den Auslass erreicht, der durch einen Regler G gesteuert wird. Dieser Regler übt auf den Zellstoff keinerlei Kräfte aus, welche eine Zirkulation oder Bewegung des Stoffes verursachen könnten. Er regelt
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kann der Zellstoff einem Vorratsbehälter oder einer andern Stelle der Papierfabrik zwecks weiterer Behandlung zugeleitet werden.
Einer niedrigen Stoffdichte des Zellstoffbreies entspricht ein Trockengehalt bis zu etwa 15%.
Aber diese Grenze kann bekanntlich beträchtlich sehwanken, je nach den Arbeitsbedingungen der betreffenden Fabrik.
Falls eine einzige Bleichstufe niedriger Stoffdichte ungenügend ist, wird der Zellstoff einer zweiten Bleichstufe für niedrige Dichte zugeführt, wie es in den voll ausgezogenen Linien angedeutet ist, oder wahlweise einer Bleichstufe für hohe Stoffdichte, wie in strichpunktierten Linien dargestellt. Im ersteren Fall strömt der Zellstoff aus dem Wäscher H in den Mischer 01, wo zusätzliches Bleichmittel aus dem Behälter Di zugefügt wird, worauf die Mischung unter dem Einfluss der Schwere durch einen zweiten Blechbehälter Fi für niedrige Stoffdichte hindurchströmt, an dessen Ende sich der Regler Gy befindet.
Der Zellstoff wird im Behälter Bj gewaschen, gelangt dann zum Mischer C2, wo der letzte Anteil an Bleichmittel aus dem Behälter D2 zugefügt wird, worauf die Mischung unter dem Einfluss der Schwere durch den Bleichbehälter F2 hindurehströmt und schliesslich im Behälter H2 gewaschen wird. Er ist dann für die weitere Verarbeitung in der Papierfabrik verfügbar.
Das Strömen des Zellstoffes findet kontinuierlich unter dem Einfluss der Schwere statt, ohne dass eine mechanische Bewegung veranlasst wird, durch welche eine Hydrolyse des Zellstoffes mit den daraus folgenden Stoffverlusten verursacht würde. Der statische Druck des Zellstoffes von geringer Dichte ist sehr klein, so dass auch keine Abscheidung der Fasern stattfindet.
Wenn die zweite Behandlungsstufe bei hoher Stoffdichte durchgeführt werden soll, wird der Zellstoff aus dem Blechbehälter F in den Behälter I geleitet, aus welchem er dem Wäscher und Eindicker J zugeführt wird, um die Stoffdichte über 15% zu erhöhen. Der eingedickte Zellstoff gelangt dann in den Mischer K, wo zusätzliches Bleichmittel hinzugefügt wird. Die Mischung wandert dann durch den Bleichbehälter M für hohe Stoffdiehte, beispielsweise einem der bekannten Bleiehtürme.
Bei Anwendung von zwei oder mehreren Bleiehstufen wird die erforderliche Menge an Bleichmittel entsprechend den aufeinanderfolgenden Stufen unterteilt. Das zwischen den Stufen eingeschaltete Auswaschen befreit den Zellstoff von löslichen Bestandteilen, welche bei der vorhergehenden Behandlung gebildet wurden und erleichtert die Einwirkung des erneut zugesetzten Bleichmittels auf den Zellstoff.
In den Zellstoff kann ein Reagens, wie z. B. Ätzalkalilösung, Kalkmilch od. dgl., eingeführt werden, um die Entfernung der während des Bleichen gebildeten Reaktionsprodukte zu unterstützen, oder solche Stoffe bzw. überschüssiges Bleichmittel zu neutralisieren. Letzteres ist besonders wünschenswert, wenn Chlor als Bleichmittel benutzt wird, weil hiedurch das Entweichen des Chlorgases in die übrige Anlage vermieden wird. Ein derartiges Reagens kann nach irgendeiner oder nach sämtlichen Bleichstufen ein-
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nahe dem Regler G mündet, und in Fig. 2 mittels der Rohrleitung N3, welche in den Zellstoffstrom beim Verlassen des Bleiehbehälters M3 für hohe Stoffdichte mündet.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, strömt der Zellstoff aus dem Vorratsbehälter oder Stoffkasten Ag zufolge der Schwere in den Eindicker Je, who die Stoffdichte auf etwa 20% oder darüber erhöht wird. Der Zellstoff mit hoher Stoffdichte strömt dann in den Mischer Ka, wo Bleichmittel aus dem Behälter Lg dem Stoff einverleibt wird. Im Mischer kann ferner heisses Wasser aus dem Behälter Eu zugesetzt werden.
Die Stoffmischung strömt durch den Bleichturm Mg für hohe Stoffdichte, welcher vorzugsweise nahe dem Boden einen umlaufenden Arm aufweist, um die kontinuierliche Strömung des Stoffes in dem Behälter 1a zu unterstützen, aus welchem der Stoff dem Wäscher und Dichterregler Bg zugeführt wird. Von hier strömt der Zellstoff in den Mischer Cg, wo zusätzliches Bleichmittel aus dem Behälter Ds einverleibt wird, und die Mischung strömt nun mit niedriger Stoffdiehte unter der Wirkung der Schwerkraft durch den Bleichbehälter F3, Regler G3, Wäscher Ha zum Mischer C4, wo weiteres Bleichmittel aus dem
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ist der Zellstoff für weitere Behandlung bereit.
Zwecks Regelung der Temperatur des Stoffes kann Luft, Dampf oder ein anderes Medium an
Stelle des heissen Wassers oder neben diesem verwendet werden. Dieses flüssige Medium kann heiss oder kalt sein, je nach der herrschenden Temperatur des Zellstoffes und jener Temperaturen, welche in den nächsten Bleichstufen erwünscht sind. Hilfsmittel zur Einführung dieses temperaturregelnden Mittels sind in Fig. 1 durch die Rohrleitung e angedeutet, welche in den Mischer C mündet, und in Fig. 2 durch die Rohrleitung eh welche in den Mischer jK'g mündet. Ähnliche Hilfsmittel können bei jeder Bleichstufe vorgesehen sein.
Es ist klar, dass auch andere Kombinationen als die dargestellten in Betracht kommen können.
Das Bleichen bei hoher Stoffdichte gefolgt vom Bleichen bei niedriger Stoffdichte mit einer andern Bleichstufe hoher Dichte kann für gewisse Zellstoffarten geeignet sein, während unter andern Be- dingungen das Bleichen bei niedriger Stoffdichte gefolgt von Bleichen bei hoher Stoffdichte und einer andern Bleichstufe niedriger Dichte vorzuziehen ist.
Es ist bekannt, dass die Schwierigkeiten beim Bleichen je nach der Beschaffenheit des Zellstoffes sehr stark variieren. Die Erfindung gibt aber die Möglichkeit, durch entsprechende Kombination der Bleichstufen in allen Fällen günstige Ergebnisse zu erzielen.
Zur Zeit sind verschiedene Bleichmittel in Verwendung, u. zw. in fester, flüssiger und gasförmiger Form. Ein Vorteil der Erfindung besteht nun darin, dass das Bleichmittel an irgendeiner Stelle zugesetzt werden kann und dass in aufeinanderfolgenden Stufen verschiedene Bleichmittel verwendbar sind. Beispielsweise kann in der ersten Bleichstufe ein flüssiges Bleichmittel benutzt werden, in der nächsten Stufe ein gasförmiges und in der darauffolgenden Stufe ein festes Bleichmittel.
In den Blechbehältern für niedrige Stoffdichte ist der hydrostatische Druck des Stoffes klein, und es besteht mithin praktisch keine Neigung zum Absetzen der Fasern während des kontinuierlichen Durchströmen des Stoffes. Der Stoff soll in einem kontinuierlichen, ununterbrochenen Strom durch jeden Behälter hindurchfliessen, damit zwischen den Fasern und dem Bleichmittel eine gleichmässige Berührung stattfindet. Da eine mechanische Durchrührung unterbleibt, wird die Hydrolyse des Zellstoffes und damit Zelluloseverlust vermieden.
Die Erfindung ermöglicht somit eine sehr beträchtliche Herabsetzung des Kraftbedarfes der Bleicherei.
Die Regelung der Temperatur in den verschiedenen Verfahrensstufen ist besonders in solchen Fällen wichtig, wo die Reaktion in der einen Stufe nicht die Temperatur auf einer Höhe lässt, die für die Reaktion in der folgenden Stufe am besten geeignet ist. Erfindungsgemäss werden die Temperaturen durch Einführung von Flüssigkeiten geregelt.
Die Apparatur gemäss den Fig. 5 bis 8 ist in einem Gebäude untergebracht, dessen Wände mit 1, dessen Böden mit 2, 3 und 4 und dessen Dach mit 5 bezeichnet sind.
Auf den Boden 2 ist ein Stoffkasten 6 (Fig. 7) untergebracht, der den Zellstoff oder ein anderes zu bleichendes Material enthält. Der Kasten 6 ist durch eine Rohrleitung 7 mit einem Dichteregler 8 verbunden, welcher den Stoff an einen Mischer 9 abgibt. Ein Gefäss 10, das das Bleichmittel enthält, ist durch eine Rohrleitung 11 mit dem Mischer 9 verbunden. Ein Behälter 12 für Heisswasser kann in ähnlicher Weise durch eine Rohrleitung 1. 3 mit dem Mischer in Verbindung stehen.
Die Behälter 6, 10 und 12 (Fig. 7) können auf einer erhöhten Plattform 14 angeordnet sein, zu der man über eine Leiter 15 gelangen kann.
Unterhalb des Mischers 9 befindet sich ein zylindrischer Bleichturm 16 für hohe Stoffdichte, der im Boden eine Auslassöffnung 17 aufweist. Nahe dem Boden ist eine Vorrichtung. M angeordnet zur Unterstützung und Regelung des Ausflusses durch die Öffnung 17. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass der Zellstoff keiner nennenswerten Bewegung unterworfen wird. Eine Rinne 19 verbindet den Auslass 17 mit dem Einlass 20 eines Behälters 21.
In den Behälter 21 mündet die Saugleitung einer Pumpe 22. Die Druckleitung ist mit einer Rohrleitung 23 verbunden, die zu einem Behälter 24 führt, welcher oberhalb des Bodens 2 angeordnet ist.
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Der Behälter 24 ist durch eine Rohrleitung 25 mit einem Wäscher und Dichteregler 26 verbunden, welcher den Stoff auf ein Förderband 27 entleert, das ihn dem Mischer 28 zuführt.
Der Mischer gibt den Stoff an das obere Ende eines langen, verhältnismässig schmalen, nach abwärts geneigten rohrartigen Bleichgefässes 29 für niedrige Stoffdichte ab, welches zum Zwecke der Raum- ersparnis so ausgebildet ist, dass es einem gewundenen Weg folgt. Wie ersichtlich, zeigt diese Leitung an einem Ende einen halbkreisförmigen Grundriss in Verbindung mit parallelen geradlinigen Teilen, welche ihrerseits mit einem halbkreisförmigen Teil von geringerem Durchmesser in Verbindung stehen, der den Turm 16 umgibt. Die Leitung 29 gibt den Stoff durch einen Regler 30 an einen Trog 31 ab, welcher seinerseits mit einem Stoffwäscher 32 in Verbindung steht, der auf dem Boden 3 angeordnet ist und das
Gut an eine Fördervorrichtung 33 abgibt.
Letztere fördert den Stoff in einen Mischer 34, von wo der
Stoff in eine Leitung 35 gelangt, die ebenso gestaltet ist wie die Leitung 29 und unmittelbar unterhalb dieser verläuft.
Die Leitung 35 führt den Stoff einem Regler 36 zu, von dem eine dritte Bleichleitung 37 für niedrige Stoffdiehte ausgeht. die gleiche Gestalt aufweist wie die Leitungen 29 und 35. Aus der Leitung 37 gelangt
Stoff über einen Regler 38 in einen Vorratskasten oder Behälter 39 im Erdgeschoss 4 (Fig. 8), von wo der Zellstoff durch eine Pumpe 40 irgendeiner gewünschten Stelle zugeführt werden kann.
In Fig. 8 ist mit 41 ein Abdichtkasten für den Wasserschenkel des Dichtereglers 8 bezeichnet.
Ein ähnlicher Dichtungskasten 42 kann erforderlichenfalls für den Wasserschenkel der Wäscher 26 und 32 vorgesehen sein.
In der Zeichnung sind einzelne Apparate, wie z. B. die Wäscher, Mischer und Regler, welche von bekannter Bauart sind, nur schematisch dargestellt. Es sind ferner Hilfsmittel vorgesehen, die zur Einführung irgendeines geeigneten Bleichmittels in die Mischer dienen.
Die Anordnung und Gestalt der zum Bleichen dienenden Leitungen kann in mannigfache Weise geändert werden. Das wesentliche Erfordernis besteht darin, dass sie ein allmähliches Abwärtsströmen des Stoffes, ausschliesslich unter dem Einfluss der Schwere in einer verhältnismässig niedrigen Schicht (zweckmässig verhält sieh die Höhe zur Breite der Schichte wie 1 : 2) gestatten, um so ein Absetzen von Fasern zu vermeiden.
Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung ist folgende :
Aus dem Vorratsbehälter 6 strömt der Stoff durch die Rohrleitung 7 in den Dichteregler 8, wo der Stoff auf eine vergleichsweise hohe Dichte, beispielsweise 20% oder darüber, gebracht wird. Der Stoff wird dann kontinuierlich in den Mischer 9 entleert, wo er mit Bleichmittel aus dem Behälter 10 und erforderlichenfalls mit Heisswasser aus Behälter 12 vermischt wird. Der Zellstoff fällt vom Mischer 9 in den Bleichturm 16 für hohe Stoffdichte, durch welchen er unter der Einwirkung der Schwere hindurchwandert.
Der Arm 18 wird langsam gedreht, um den Durchtritt des Stoffes durch den Auslass 17 ohne wesentliche Bewegung zu regeln.
Der Stoff fliesst dann durch die Mündung 20 in den Behälter 21, aus welchem er in den Behälter 24 hoehgepumpt wird. Aus dem Behälter 24 fliesst er dann in den Wäscher und Diehteregler 26, in welchem er auf geringe Stoffdichte gebracht wird. Der Stoff wird hierauf durch den Conveyer 27 dem Mischer 28 zugeführt, in welchem ein Bleichmittel eingeführt werden kann. Aus dem Mischer 2 strömt der Stoff in verhältnismässig niedriger Schicht über den Boden der schräg nach abwärts gerichteten Leitung 29.
Der Regler 30 steuert den Austritt des Stoffes aus der Leitung 29, ohne auf den Stoff eine nennenswerte Kraft auszuüben.
Der Stoff wird sodann in Wäscher 32 gewaschen und durch Fördereinrichtung 33 dem Mischer 34 zugeführt, wo weiteres Bleichmittel eingeführt wird, worauf die Mischung unter dem Einfluss der Schwere längs der Leitung 35 dem Regler 36 zuströmt und schliesslich durch die Leitung 37 zum Regler 38 und in den Vorratsbehälter 39 gelangt.
Dem Stoff kann nach der letzten oder irgendeiner andern Bleichstufe ein Reagens beigemischt werden, zwecks Entfernung oder Neutralisierung von Reaktionsprodukten, die während der Bleichung gebildet wurden, oder zwecks Absorbierung überschüssigen Bleichmittel. Ein solches Reagens kann Kalkmilch sein, Ätzalkalilösung od. dgl. Ein Hilfsmittel zur Einführung solcher Reagenzien ist durch die Rohrleitung 19a angedeutet, welche in die Rinne 19 am Boden des Bleichturmes 16 mündet. Ähnliche Hilfsmittel können hinter einer andern oder mehreren Bleichstufen vorgesehen sein.
Statt Heisswasser oder zugleich mit diesem kann Luft, Dampf oder irgendeine andere geeignete Flüssigkeit zur Regelung der Temperatur benutzt werden. Luft ist vorteilhaft, weil hiedurch die Bleich-
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gewünschtenfalls auch an andern Stellen, beispielsweise an den Reglern 30 und 36. Falls die Temperatur des Stoffes am Ende einer Bleichstufe zu hoch ist, um in der folgenden Stufe die grösste Wirksamkeit zu erzielen, kann ein Kühlmittel und umgekehrt, falls die Temperatur zu gering ist, ein Heizmittel verwendet werden.
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Die Aufeinanderfolge der beschriebenen Operationen kann natürlich geändert werden. Einige
Stufen können umgangen oder fortgelassen oder weitere Stufen zugefügt werden. Die Vorrichtung kann auch leicht abgeändert werden, etwa durch Fortlassen der Bleichstufe bei hoher Dichte oder durch Anordnung derselben hinter der oder den Stufen für niedrige Dichte.
Ein geeigneter Mischer ist beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift Nr. 1767102 beschieben.
Die beschriebene Vorrichtung ist besonders zum Bleichen von Zellstoff geeignet, kann aber auch zum Bleichen anderer Materialien verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Bleichen und Reinigen von Zellstoff od. dgl., bei welchem sich der zu bleichende Stoff mit Bleichmitteln gemischt ohne wesentliche mechanische Einwirkung unter dem Einfluss der Schwere bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Bleichmittel versetzte Zellstoff niedriger Stoffdichte in einem stetigen Strom in seichter Schichte, zweckmässig in einer Schichte, deren Höhe zur Breite im Verhältnis 1 : 2 steht, durch eine schräg nach abwärts geneigte Leitung geführt wird, deren Länge im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit so gewählt wird, dass das Bleichen bzw. eine Stufe des Bleichen während des Aufenthaltes in der Leitung im wesentlichen beendet ist.
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Method and apparatus for bleaching and cleaning pulp and the like. like
The invention relates to a method for bleaching and cleaning pulp, such as paper pulp or other cellulose material, in which the substance to be bleached, mixed with bleaching agents, moves under the influence of gravity without significant mechanical action.
Processes are known in which the pulp mass to which bleaching agent has been added is moved through a tower-like bleaching room without the action of stirring. It is also known to carry out the bleaching of pulp at high consistency and subsequently or previously at low consistency.
More particularly, the present invention relates to a method of treating low consistency pulp. The term "low consistency" is intended to mean a material the dry matter content of which does not exceed 15%, although this percentage may vary depending on the type of pulp.
When processing pulp with a low consistency there is a risk that the fiber will settle out of the uniform suspension. To avoid settling, it is known to keep the substance in motion mechanically more or less continuously. This movement requires considerably more force than the circulation of the pulp. Furthermore, a mechanical movement of the pulp fibers results in hydrolysis and thus the production of more fragile and harder fibers as well as higher pulp losses.
The processing of substances of the type mentioned in large quantities causes high installation and maintenance costs. The operating costs for the circulation and the stirring are also very high due to the length of the treatment time. Improvements which bring about a substantial reduction in these costs and at the same time increase the efficiency therefore mean considerable technical progress.
The invention primarily aims to increase the economy of bleaching and cleaning of cellulose or the like and at the same time to improve the effect. The mechanical movement of the pulp is eliminated and the pulp fibers are prevented from settling, since the pulp moves continuously under the action of gravity. Another object of the invention is to reduce the time required for complete refining. The invention is generally applicable to such processes for bleaching and cleaning pulp in which the substance has to remain in contact with a reagent for a longer or shorter period. In the following, the bleaching of cellulose is described as a special application.
The invention is particularly intended for bleaching and cleaning at low consistency, but is also applicable to the treatment of the pulp at low density in one or more stages in combination with the treatment at high consistency.
According to the invention, the method for bleaching and cleaning cellulose or the like consists in that the cellulose of low consistency mixed with the bleaching agent is in a steady flow in a shallow layer, expediently in a layer whose height to width is in a ratio of 1: 2 , is passed through a downward sloping line, the length of which is selected in relation to the flow velocity so that the bleaching or a stage of bleaching during the stay
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haltes in the line is essentially ended. Mixers are provided at the inlet end of each line and outflow regulators are provided at the outlet end. These mixers and regulators are built in such a way that any significant movement or whirling up of the pulp is avoided.
The subject of the invention is shown in the drawing, for example. Fig. 1 illustrates in full lines the successive stages of treatment at low consistency and in dash-dotted lines an additional unit for treatment at high consistency.
Fig. 2 shows a stage for high consistency with subsequent stages for low fabric densities. 3 and 4 schematically show the floor plan and elevation of a container for treatment with a low stock density, which is characterized by its small space requirement. Fig. 5 is a vertical section on line 1 of Fig. 6. Figs. 6, 7 and 8 are plan views, partly in section, on lines 6-6, 7-7 and 8-8 of Fig. 5.
From the storage container A, the pulp enters the density regulator B and then into the mixer C, where it is mixed with the bleach from the container D. Hot water can be fed into the mixer from container E. The mixer is preferably of the known type as described in U.S. Patent No. 1767102. The pulp flows out of the mixer
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is determined. This container is long and narrow and sloping downwards, so that a continuous flow of the pulp without mechanical movement and without the risk of fibers settling is guaranteed.
3 and 4, an embodiment of such a long sheet metal container for low consistency is shown, which takes up little space. The pulp flows in the direction of the arrows until it reaches the outlet, which is controlled by a regulator G. This regulator does not exert any forces on the pulp which could cause the pulp to circulate or move. He regulates
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For example, the pulp can be sent to a storage tank or another location in the paper mill for further treatment.
A dry content of up to about 15% corresponds to a low consistency of the pulp.
But, as is well known, this limit can vary considerably, depending on the working conditions of the factory concerned.
If a single low-consistency bleaching stage is insufficient, the pulp is fed to a second low-density bleaching stage, as indicated in full lines, or optionally to a high-consistency bleaching stage, as shown in dash-dotted lines. In the former case, the pulp flows from the washer H into the mixer 01, where additional bleaching agent is added from the container Di, whereupon the mixture flows under the influence of gravity through a second sheet metal container Fi for low consistency, at the end of which the controller Gy is located.
The pulp is washed in the container Bj, then reaches the mixer C2, where the last portion of bleach from the container D2 is added, whereupon the mixture flows under the influence of the heaviness through the bleaching container F2 and is finally washed in the container H2. It is then available for further processing in the paper mill.
The flow of the pulp takes place continuously under the influence of gravity, without causing a mechanical movement which would cause hydrolysis of the pulp with the consequent loss of material. The static pressure of the low density pulp is very small, so that there is no separation of the fibers.
If the second treatment stage is to be carried out at a high consistency, the pulp is passed from the sheet metal container F into the container I, from which it is fed to the washer and thickener J in order to increase the consistency to over 15%. The thickened pulp then goes to mixer K, where additional bleach is added. The mixture then travels through the high-density bleaching tank M, for example one of the known lead towers.
If two or more stages of lead are used, the required amount of bleaching agent is divided according to the successive stages. The washing, which is switched on between the stages, frees the pulp from soluble components which were formed during the previous treatment and facilitates the action of the newly added bleaching agent on the pulp.
A reagent, such as e.g. B. caustic alkali solution, milk of lime or the like., Are introduced in order to support the removal of the reaction products formed during bleaching, or to neutralize such substances or excess bleaching agent. The latter is particularly desirable when chlorine is used as the bleaching agent, because it prevents the chlorine gas from escaping into the rest of the system. Such a reagent can be used after any or all of the bleaching stages.
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opens near the regulator G, and in Fig. 2 by means of the pipeline N3, which opens into the pulp flow when it leaves the lead container M3 for high consistency.
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As can be seen from FIG. 2, the pulp flows from the storage container or stock box Ag according to the gravity into the thickener Je, which increases the stock density to about 20% or more. The high consistency pulp then flows into mixer Ka where bleach from container Lg is incorporated into the pulp. In addition, hot water from the container Eu can be added in the mixer.
The pulp mixture flows through the high consistency bleach tower Mg, which preferably has a circumferential arm near the bottom to support the continuous flow of the pulp in the container 1a from which the pulp is fed to the washer and densifier Bg. From here the pulp flows into the mixer Cg, where additional bleaching agent is incorporated from the container Ds, and the mixture now flows under the action of gravity through the bleaching container F3, regulator G3, washer Ha to mixer C4, where additional bleaching agent is added from the
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the pulp is ready for further treatment.
To regulate the temperature of the substance, air, steam or another medium can be used
Place or next to the hot water. This liquid medium can be hot or cold, depending on the prevailing temperature of the pulp and those temperatures which are desired in the next bleaching stages. Aids for introducing this temperature-regulating agent are indicated in FIG. 1 by the pipe e, which opens into the mixer C, and in FIG. 2 by the pipe eh which opens into the mixer jK'g. Similar aids can be provided at each bleaching stage.
It is clear that combinations other than those shown can also be considered.
High consistency bleaching followed by low consistency bleaching with another high density bleaching stage may be appropriate for certain types of pulps, while under other conditions low consistency bleaching followed by high consistency bleaching and another low density bleaching stage may be preferred.
It is known that the difficulties in bleaching vary greatly depending on the nature of the pulp. However, the invention gives the possibility of achieving favorable results in all cases by appropriate combination of the bleaching stages.
Various bleaches are currently in use, including between solid, liquid and gaseous form. An advantage of the invention is that the bleaching agent can be added at any point and that different bleaching agents can be used in successive stages. For example, a liquid bleach can be used in the first bleaching stage, a gaseous bleaching agent in the next stage and a solid bleaching agent in the subsequent stage.
In the sheet metal containers for low stock consistency, the hydrostatic pressure of the stock is small, and there is therefore practically no tendency for the fibers to settle during the continuous flow through the stock. The fabric should flow in a continuous, uninterrupted stream through each container so that there is an even contact between the fibers and the bleach. Since there is no mechanical agitation, hydrolysis of the pulp and thus loss of cellulose is avoided.
The invention thus enables a very considerable reduction in the power requirement of the bleaching plant.
Control of the temperature in the various process stages is particularly important in those cases where the reaction in one stage does not leave the temperature at a level which is most suitable for the reaction in the following stage. According to the invention, the temperatures are regulated by introducing liquids.
The apparatus according to FIGS. 5 to 8 is housed in a building whose walls are denoted by 1, whose floors are denoted by 2, 3 and 4 and whose roof is denoted by 5.
A material box 6 (FIG. 7) is accommodated on the bottom 2 and contains the pulp or other material to be bleached. The box 6 is connected by a pipeline 7 to a density regulator 8 which delivers the substance to a mixer 9. A vessel 10 which contains the bleaching agent is connected to the mixer 9 by a pipe 11. A container 12 for hot water can be connected to the mixer in a similar manner through a pipeline 1.3.
The containers 6, 10 and 12 (FIG. 7) can be arranged on a raised platform 14 which can be reached via a ladder 15.
Below the mixer 9 there is a cylindrical bleaching tower 16 for high consistency, which has an outlet opening 17 in the bottom. There is a device near the ground. M arranged to support and regulate the outflow through the opening 17. The device is designed so that the pulp is not subjected to any significant movement. A channel 19 connects the outlet 17 to the inlet 20 of a container 21.
The suction line of a pump 22 opens into the container 21. The pressure line is connected to a pipe 23 which leads to a container 24 which is arranged above the base 2.
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The container 24 is connected by a pipe 25 to a washer and density regulator 26, which empties the substance onto a conveyor belt 27 which feeds it to the mixer 28.
The mixer delivers the stock to the upper end of a long, relatively narrow, downwardly sloping tubular bleaching vessel 29 for low stock consistency, which is designed to follow a tortuous path to save space. As can be seen, this line shows at one end a semicircular plan in connection with parallel rectilinear parts, which in turn are connected to a semicircular part of smaller diameter which surrounds the tower 16. The line 29 releases the substance through a regulator 30 to a trough 31, which in turn is connected to a substance washer 32 which is arranged on the floor 3 and which
Good to a conveyor 33 delivers.
The latter promotes the substance in a mixer 34, from where the
Substance enters a line 35, which is designed in the same way as the line 29 and runs directly below it.
The line 35 feeds the stock to a regulator 36 from which a third bleach line 37 for low stock densities extends. Has the same shape as the lines 29 and 35. From the line 37 reaches
Pulp via regulator 38 to a storage box or container 39 on the first floor 4 (Fig. 8), from where the pulp can be fed by pump 40 to any desired location.
In FIG. 8, a sealing box for the water leg of the density regulator 8 is designated by 41.
A similar sealing box 42 can be provided for the water legs of the washers 26 and 32 if necessary.
In the drawing, individual devices such. B. the scrubbers, mixers and regulators, which are of known design, only shown schematically. Aids are also provided for introducing any suitable bleach into the mixers.
The arrangement and shape of the lines used for bleaching can be changed in many ways. The essential requirement is that they allow a gradual downward flow of the material, exclusively under the influence of gravity, in a relatively low layer (expediently, the height is related to the width of the layer as 1: 2) in order to avoid the settling of fibers .
The mode of operation of the arrangement shown is as follows:
The substance flows from the storage container 6 through the pipe 7 into the density regulator 8, where the substance is brought to a comparatively high density, for example 20% or more. The substance is then continuously emptied into the mixer 9, where it is mixed with bleach from the container 10 and, if necessary, with hot water from the container 12. The pulp falls from the mixer 9 into the bleaching tower 16 for high consistency, through which it migrates under the action of gravity.
The arm 18 is rotated slowly to control the passage of the fabric through the outlet 17 without substantial movement.
The substance then flows through the mouth 20 into the container 21, from which it is pumped up into the container 24. From the container 24 it then flows into the washer and die regulator 26, in which it is brought to a low consistency. The material is then fed by the conveyor 27 to the mixer 28, in which a bleaching agent can be introduced. The substance flows out of the mixer 2 in a relatively low layer over the bottom of the line 29, which is inclined downwards.
The regulator 30 controls the exit of the substance from the line 29 without exerting any significant force on the substance.
The fabric is then washed in washer 32 and fed by conveyor 33 to mixer 34, where further bleaching agent is introduced, whereupon the mixture under the influence of gravity flows along line 35 to regulator 36 and finally through line 37 to regulator 38 and into the reservoir 39 arrives.
A reagent can be added to the fabric after the final or any other bleaching stage to remove or neutralize reaction products formed during the bleaching process or to absorb excess bleaching agent. Such a reagent can be milk of lime, caustic alkali solution or the like. An aid for introducing such reagents is indicated by the pipe 19a which opens into the channel 19 at the bottom of the bleaching tower 16. Similar aids can be provided after another or more bleaching stages.
Instead of or at the same time as hot water, air, steam or any other suitable liquid can be used to regulate the temperature. Air is beneficial because it causes the bleaching
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if desired also at other points, for example at the regulators 30 and 36. If the temperature of the substance at the end of a bleaching stage is too high to achieve the greatest effectiveness in the following stage, a coolant can be used and vice versa if the temperature is too low , a heating means can be used.
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The sequence of the operations described can of course be changed. Some
Levels can be bypassed or omitted, or additional levels can be added. The apparatus can also be easily modified, such as by omitting the high density bleaching stage or by placing it after the low density stage or stages.
A suitable mixer is described, for example, in American patent specification No. 1767102.
The device described is particularly suitable for bleaching cellulose, but can also be used for bleaching other materials.
PATENT CLAIMS:
1. A method for bleaching and cleaning cellulose or the like, in which the substance to be bleached mixed with bleaching agents moves under the influence of gravity without substantial mechanical action, characterized in that the low-density cellulose mixed with the bleaching agent is in a steady state Stream in shallow strata, expediently in a stratum with a height to width ratio of 1: 2, is passed through a downward sloping line, the length of which is selected in relation to the flow rate so that the bleaching or a bleaching stage has essentially ended while on the line.