Verfahren zur Gewinnung von Lignin aus Schwarzlaugen Gegenstand des Patentes ist ein Verfahren zur Gewinnung von Lignin aus Schwarzlau gen durch kontinuierliche Ausfällung mittels Kohlendioxyds unter Druck bei erhöhter Tem peratur, wobei die in der Lauge enthaltenen Natriumverbindungen in einer für den Holz aufschluss verwendbaren Form wiedergewon nen werden können.
Die Ausfällung von Lignin aus den alkali- sehen Ablaugen der Sulfatzellstoff-Fabrika- t.ion, den sogenannten Schwarzlaugen, durch Einleiten von Kohlendioxyd unter normalem Druck und bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur ist bekannt.
Aus den Unter suchungen von Holmberg und Wintzell, Ber.54, 2417 (1921), geht hervor, dass man (las Lignin aus Schwarzlauge durch Zusatz von Mineral- oder organischen Säuren prak tisch quantitativ abscheiden kann, dass da gegen die Ausfällung durch Einleiten von Kohlendioxyd unvollständig bleibt. Ein wei terer Nachteil ist die schlechte Filtrierbarkeit des ausgeschiedenen Lignins infolge seiner fei nen Verteilung, die sich auch durch Erwär men der Lauge während des Einleitens auf 75 nicht genügend verbessern lässt.
Durch Zusatz von Kochsalz kann, wie die genannten Verfasser berichten, das Lignin in grobkör nige Form übergeführt werden. Die Gegen wart von Kochsalz in der vom- Lignin befrei ten Lauge würde sich aber bei der Wieder gewinnung der ursprünglichen Natriumsalze der Lauge störend auswirken und ist daher höchst unerwünscht.
Im USA-Patent Nr.1303176 ist ein Ver- Eahren zur Gewinnung von Lignin durch Druckerhitzung von Sulfitablaugen und Schwarzlaugen beschrieben, wobei durch nach trägliches Einleiten von Kohlendioxyd unter einem Druck von etwa 50 pounds/square roch die Abscheidung des Lignins vervollständigt wird. Diese Behandlung erfolgt diskontinuier lich in Druckgefässen unter Rühren.
Demgegenüber bezieht sich das vorliegende Verfahren auf eine kontinuierliche Behand lung der Schwarzlauge.
1,s wurde gefunden, dass sieh das Lignin der Schwarzlaugen praktisch vollständig und in gut abtrennbarer Form gewinnen lässt, wenn das Lignin- bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise 100-120 , mit Kohlendioxyd unter Druck, vorzugsweise 20 Atm., konti nuierlich ausgefällt wird.
Dabei wird die Kar- bonisierung der Schwarzlauge in zwei Stufen durchgeführt, derart, da.ss in der ersten Stufe die Lauge zunächst bei gewöhnlicher Tempera tur kontinuierlich mit Kohlendioxyd unter Druck gesättigt und in der unmittelbar an schliessenden zweiten Stufe unter dem glei chen Druck kontinuierlich erhitzt wird. Fer ner erfolgt die Karbonisierung zweckmässig unter Flüssigkeitsumlauf in der Weise, dass man die umzusetzende frische Schwarzlauge der im Kreislauf befindlichen, bereits karboni sierten Lauge kontinuierlich zuführt.
Unter diesen Bedingungen scheidet sich das Lignin praktisch vollständig und gut filtrierbar ab.
Das beschriebene Verfahren wird beispiels weise in der Form durchgeführt, dass man die Schwarzlauge im Gleichstrom mit dem gleich zeitig Luster einem Druck von 20 Atm. ein geleiteten Kohlendioxyd von -uzten nach oben durch ein vertikales Rohr strömen lässt, in dessen -unterer Zone die erste Stufe der Kar bonisierung bei gewöhnlicher Temperatur ver läuft, während in der obern beheizten Zone die weitere Umsetzung bei 100-120 stattfin det (zweite Stufe).
Die zusammen mit dem Kohlendioxyd am obern Rohrende austre tende Lauge, die das abgeschiedene Lignin suspendiert. enthält, wird gekühlt, in einem Abscheider aufgefangen und nach Entnahme einer Teilmenge in den Flüssigkeitskreislauf zurückgeführt. Das abziehende Kohlendioxyd gelangt ebenfalls in den Gaskreislauf zurück, wobei durch Zusatz von frischem Kohlen dioxyd der Druck von 20 Atm, aufrechterhal ten wird.
lIan kann die Karbonisierung der Schwarz lauge auch in zwei hintereinandergesehalteten Rohren vornehmen, indem man im ersten Rohr kalt. und im zweiten Rohr heiss karboni siert und im übrigen wie beschrieben verfährt. In analoger Weise kann man ferner auch Lauge Lind Kohlendioxyd in zwei Türmen im Gegenstrom miteinander reagieren lassen. Das in der Schwarzlauge enthaltene Ätznatron wird dureh die Behandlung mit Kohlendioxyd in Carbonat bzw. Bicarbonat übergeführt.
Naeh Abtrennung des ausgefällten Lignins erhält man also eine Na-carbonat- bzw. bicar- bonathaltige Lauge, aus der sich in bekann ter Weise durch Eindicken, Verbrennen und Kaustifizieren das Ätznatron für den Holz- aufschluss wiedergewinnen lässt. <I>Beispiel</I> Durch ein vertikal angeordnetes Reaktions rohr von 2,1.
Liter Inhalt werden stündlich 4,5 Liter Schwarzlauge vom spezifischen Ge wicht<B>1,100</B> und mit einem Ligningehalt von 4,81/a im Kreislauf umgepumpt. Gleichzeitig werden mittels einer Gasumlaufpumpe 12 m-' pro Stunde Kohlendioxyd (gemessen bei Nor maldruck) unter einem Druck von 20 Atm. im Gleichstrom mit der Lauge eingeleitet. Die in der ersten Stufe zunächst kalt gesättigte Lauge durchläuft im obern beheizten Teil des Rohres die zweite Stufe bei 100-120 und wird nach Abkühlung in einem Abscheider aufgefangen.
Hier werden etwa 1,5 Liter pro Stunde carbonisierte Lauge zusammen mit ab geschiedenem Lignin abgezogen und der Rest. nach Hinzufügen von friseher Lauge dem Kreislauf wieder zugeführt. In 80 Stunden werden 1.16 Liter carbonisierte Lauge gewon nen, die das Lignin als braune Suspension enthalten. Die Abtrennung des Lignins ge schieht in bekannter Weise durch Filtrieren oder Zentrifugieren.
Nach dem Auswaschen und Trocknen erhält man 5,8 kg Lignin, ent- sprechend 4,5% der angewandten Schwarz- lauge.