Verfahren zum kontinuierlichen Bleichen, Reinigen oder Ändern des Quellzustandes von Faserbreien in der Zellstoff- oder Papierindustrie, durch Behandeln der Fasern mit Chemikalien und Waschen der behandelten Fasern im gleichen Gefäss Es ist in der Zellstoffindustrie bekannt, das Ko chen und Waschen des Zellstoffes in einem einzigen Kocher nacheinander durchzuführen. Ebenso ist es bekannt, den Zellstoff absatzweise mit einem einzigen Chemikal zu behandeln.
In neuester Zeit ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem das zellulose- haltige Material zuerst im Gleichstrom aufgeschlos sen und dann im Gegenstrom einem Waschprozess unterworfen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Bleichen, Reinigen oder Än dern des Quellzustandes von Faserbreien in der Zell stoff- oder Papierindustrie, durch Behandeln der Fasern mit Chemikalien und Waschen der behandel ten Fasern im gleichen Gefäss, bei welchem der Faser brei kontinuierlich in den unteren Teil des Gefässes eingeführt und dort verdickt und der verdickte Faser brei in Richtung einer Abzugsöffnung des Gefässes nach oben bewegt wird.
Gemäss dem Verfahren nach der Erfindung wer den die Chemikalien und oberhalb der Chemikalien zufuhrstelle die Waschflüssigkeit kontinuierlich im Gegenstrom durch den Faserbrei geführt, und ein Teil der Waschflüssigkeit wird zusammen mit von dieser mitgenommenen Chemikalien in der Nähe des Eintritts des Faserbreies kontinuierlich abgeführt.
Das Verfahren nach der Erfindung kann mit Vor teil überall dort angewendet werden, wo es sich darum handelt, in der Zellstoff- oder Papierindustrie, Faserbreie zu bleichen, zu reinigen oder im Quell- zustand zu ändern.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens benutzten Vorrichtung schema tisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung und Fig. 2 ein Diagramm des Reaktionsverlaufes.
Nach Fig. 1 ist ein Gefäss in Form eines Behand lungsturmes 1 vorgesehen, der durch einen Falsch boden 2 in eine Hauptkammer M und eine Saugkam mer 3 unterteilt wird. Im Behandlungsturm ist eine lotrechte Achse 5 angeordnet, die in üblicher Weise in Umdrehung versetzt werden kann und an der radial übereinander eine Anzahl Rührflügel 7 be festigt sind, die bis an die Innenwand der Hauptkam mer reichen und deren Aufgabe darin besteht, die in den Turm eingeführten Chemikalien und die Suspen sion der Fasern miteinander zu mischen.
Zur Zufuhr der zu behandelnden Suspension ist ein Rohr 8 vor gesehen und zum Abziehen des behandelten Zellstof fes ein Rohr 11. Der Falschboden 2 ist so einge richtet, dass die Zellstoffasern nicht durch die Löcher desselben in die Saugkammer 3 übertreten können, sondern nur überschüssige Flüssigkeit, für deren Ab zug aus der Saugkammer 3 ein Rohrstutzen 4 vor gesehen ist. In der Hauptkammer M ist in der Nähe des Falschbodens 2 ein Schaber 6 angeordnet, der die Aufgabe hat, den Falschboden von anhaftenden Fasern zu befreien und die aus dem Rohr 8 ein strömende Masse über die ganze Oberfläche des Falschbodens gleichmässig auszubreiten. In einem entsprechenden Abstand vom Falschboden 2 befindet sich ein Zuführungsrohr 9 für die Chemikalien, z. B. eine Bleichlösung.
Am oberen Teil des Turmes, und zwar oberhalb des Zuführungsrohres 9 für die Chemi kalien, ist ein Zuflussrohr 10 für das Waschwasser vorgesehen, das praktisch in der gleichen Höhe wie das Entleerungsrohr 11 für den behandelten Zell stoff angeordnet ist. Von den Rührflügeln 7 auf der Achse 5 befindet sich äuch einer in der Höhe des Entleerungsstutzens 11 und dient dazu, die behan delte Zellstoffmasse durch diesen Stutzen auszu stossen.
In Fig. 2 entspricht der Punkt A dem Niveau des Falschbodens 2 im Behandlungsturm 1, das heisst der Stelle des Turmes, von welcher der Zellstoff in die Kammer M des Behandlungsturmes gelangt. Der Punkt B entspricht der Höhe der Eintrittsstelle 9 für die Chemikalien im Turm, der Punkt C entspricht der Höhenlage der Abzugsstelle 11 des behandelten Zellstoffes und der Punkt D der Eintrittsstelle 10 des Waschwassers. Die strichpunktierte Linie e veran schaulicht die Abnahme von<I>A</I> bis<I>B'</I> der Reaktions fähigkeit des emporsteigenden Faserstoffes mit der bei B zugesetzten Bleichlösung.
Die Bewegungsrichtung der Chemikalien ist durch die Pfeile 12 und die des Zellstoffes durch die Pfeile 13 angegeben. Die gestrichelte Linie f veranschau licht die Veränderungen in der Konzentration der Bleichlösung. Die Strömungsrichtung der Waschflüs sigkeit ist durch die Pfeile 14 bezeichnet.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet ein gleichmässiges kombiniertes Bleichen und Waschen des Zellstoffes in einem einzigen kontinuierlichen Ar beitsvorgang, und zwar zum Beispiel auf folgende Weise: Eine Zellstoffsuspension mit einer 3 %,igen Kon- zentration wird unter Druck durch den Rohrstutzen S mit Hilfe des Schabers 6 in die Hauptkammer M des Reaktionsturmes eingeführt. Hierbei wird ein Teil der Flüssigkeit durch den Falschboden 2 in die Saugkam mer 3 gesaugt und durch den Rohrstutzen 4 abgezo gen.
Hierdurch wird die Suspension in der Nähe des Falschbodens auf eine Konzentration von 10 bis 12 % verdickt und gleichzeitig in die Richtung der Abzugsstelle 11 gedrängt, wobei diese Bewegung durch den Druck der nachströmenden frischen Zell stoffsuspension und die Tätigkeit des Schabers 6 ver ursacht und unterstützt wird.
Der auf diese Weise ver dickten Zellstoffmasse, mit einer Konzentration von 10 bis 12 %, wird nun durch das Rohr 9, das sich etwa<B>100</B> cm oberhalb des Falschbodens 2 befindet, Bleichlösung zugeführt. Die Menge dieser Bleich lösung, z.
B. einer Natriumhypochloritlösung, ent spricht 5 bis 10 kg aktivem Chlor auf eine Tonne beintrockenen Zellstoff, wobei die Konzentration der Lösung 0,025 kg aktives Chlor auf den Liter enthält, die Lösungstemperatur üblicherweise 25 bis 30 C beträgt und somit die Flüssigkeitsmenge etwa 0,2 bis 0,4 Tonnen auf die Tonne beintrockenen Zellstoff ausmacht. Durch das Rohr 10 tritt Waschwasser mit einer Temperatur von etwa 40 bis 45 C und in einer Menge von etwa 12 Tonnen auf die Tonne beintrok- kenen Zellstoff ein.
Der Turm ist so bemessen, dass die demselben zugeführte Lösungsmenge dem im Turm enthaltenen festen Material eine Aufwärts bewegung von etwa 3 bis 4 cm in der Minute erteilt, und von den dem Turm zugeführten 12 Tonnen Wasser wandern zwei Tonnen nach unten, und die restlichen 10 Tonnen folgen mit den Fasern, wobei die Konzentration des faserigen Materials, das im am oberen Ende des Turmes austretenden Brei enthalten ist,
etwa 9 % beträgt. Die Rührflügel 7 des Rührers bewirken dabei eine gleichmässige Verteilung der Chemikalien und des Wassers im Zellstoff. Das durch die verdickte Zellstoffmasse nach der Saugkammer 3 strömende Waschwasser bewirkt im oberen Teil der Hauptkammer ein Auswaschen der Zellstoffaser und nimmt die durch das Rohr 9 eingeführten und vom Zellstoff mitgenommenen Chemikalien auf.
Die Re aktionsfähigkeit der Chemikalien gegenüber dem Zellstoff ist an der Eintrittsstelle B am höchsten, und sie fällt gleichmässig in Richtung der Eintritts stelle A des Zellstoffes auf Grund der zwischen Chemikalien und Zellstoff stattfindenden Reaktion und ebenso in Richtung B' aus dem gleichen Grund und wegen Verdünnung mit Wasser, wie es die Linie f der Fig. 2 zeigt (so dass sie an der Eintrittsstelle A des Zellstoffes am niedrigsten ist).
Weiter geht aus der Fig. 2 hervor, dass die chemische Reaktionsfähib keit des Zellstoffes mit den Chemikalien an der Ein trittsstelle A des Zellstoffes am grössten ist und, wie es die Linie e darstellt, in der Richtung nach B' fällt, da hier die Bleichung als beendet angesehen werden kann, während die oben von D zuströmende Wasch flüssigkeit denjenigen Chemikalienanteil mitnimmt, der von dem gegen die Abzugsstutzen C sich bewe genden Zellstoff mitgenommen wird.
Durch das oben beschriebene Verfahren werden die folgenden Vorteile erzielt: 1. Die hohe Konzentration der Chemikalien beim Eintritt wirkt hauptsächlich auf den schon vorbehan delten Stoff, wodurch die Reaktion soweit wie mög lich fortschreitet.
2. Die in der Nähe der Siebvorrichtung 2 schon stark verbrauchte und verdünnte Chemikalienlösung fliesst durch eine Schicht von noch unbehandeltem Stoff, wodurch die Chemikalien besser ausgenützt werden.
3. Das Fortschreiten der Reaktion kann leicht durch Verändern der Menge des Waschwassers und der Temperatur beeinflusst werden.
4. Im gleichen Behälter geht gleichzeitig eine kon tinuierliche chemische Reaktion und ein vollständiges Auswaschen im Gegenstrom vor sich, wodurch die nicht umgesetzten Chemikalien sowie die löslichen Reaktionsprodukte durch die Waschflüssigkeit vom schon chemisch behandelten festen Zellstoff getrennt werden.
Da die Menge der zum Auswaschen des Zellstof fes und zum Transportieren der Chemikalien benötig ten Waschflüssigkeit verhältnismässig klein ist, wird die am Stutzen 4 anfallende Ablauge in verhältnis mässig konzentrierter Form erhalten. Da auch die Menge dieser Ablauge im Vergleich zu nach üblichen Waschverfahren erhaltenen Mengen klein ist, so ist die Lagerung und die Regeneration dieser Ablauge leichter zu verwirklichen als bisher.
Das vorliegende Verfahren kann auch zur Be handlung von alkalischen Zellulosefasern, das heisst alkalisch reagierender Zellulose, bei der nur eine physikalische Verbindung zwischen der Zellulose und dem Alkali besteht, verwendet werden. Zu diesem Zweck wird in die Hauptkammer M eine Aufschläm- mung von alkalischen Zellulosefasern in der oben beschriebenen Weise eingeführt und eine verdünnte Säurelösung, vorzugsweise eine wässrige Lösung von Schwefeldioxyd oder verdünnte Salzsäure, durch das Zuführungsrohr 9 und Waschwasser durch das Rohr 10 zugeleitet.
Die verdünnte Säurelösung vermindert den pH-Wert der alkalischen Zellulosefasern, wodurch das bei derartigen Fasern auftretende Aufquellen be seitigt oder mindestens vermindert und dadurch die weitere Verarbeitung der Zellulosefasern erleichtert wird. Die alkalisch reagierende Zellulose kann aus einem Alkalikocher oder von einer anderen alkali schen Behandlung von Fasermaterial stammen, bei denen die Alkalinität durch die üblichen Waschvor gänge nicht entfernt werden kann.
Die Behandlung nach dem vorliegenden Verfah ren kann die Reinigung der Fasern, z. B. zur Entfer nung von Harz aus denselben, einschliessen. In die sem Fall wird die Bleichlösung durch eine Lösung, die ein Netzmittel und ein Dispergiermittel, z. B. Na- triumhexametaphosphat, enthält, ersetzt. Bei der Ver wendung von 3 bis 8 kg Natriumhexametaphosphat je Tonne Faserbrei kann durch das vorliegende Ver fahren ein Zellstoff mit erheblich geringerem Harz gehalt gewonnen werden.
Ebenso kann eine alkalische Behandlung des Stof fes, bei der etwa 5 bis 30 kg Natriumhydroxyd pro Tonne Zellstoffbrei verwendet werden und anschlie- ssend gewaschen wird, gleichzeitig und kontinuierlich gemäss vorliegendem Verfahren in ein und demsel ben Turm durchgeführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann selbstver ständlich auch für weitere Reinigungsverfahren von Zellstoffbreien verwendet werden.
Process for continuously bleaching, cleaning or changing the swelling state of pulps in the pulp or paper industry by treating the fibers with chemicals and washing the treated fibers in the same vessel. It is known in the pulp industry to cook and wash the pulp in one single vessel Perform cookers one after the other. It is also known to treat the pulp batchwise with a single chemical.
Recently, a process has also become known in which the cellulose-containing material is first broken down in cocurrent and then subjected to a washing process in countercurrent.
The present invention relates to a process for the continuous bleaching, cleaning or changing of the swelling state of pulps in the pulp or paper industry, by treating the fibers with chemicals and washing the treated fibers in the same vessel in which the fiber pulp is continuously in the The lower part of the vessel is introduced and thickened there and the thickened fiber slurry is moved upwards in the direction of an outlet opening of the vessel.
According to the method according to the invention who the chemicals and above the chemicals supply point the washing liquid is continuously guided in countercurrent through the pulp, and part of the washing liquid is continuously removed together with chemicals carried along by this near the entrance of the pulp.
The method according to the invention can be used with advantage anywhere where it is a matter of bleaching, cleaning or changing the swelling state in the pulp or paper industry.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a device used to carry out the method according to the invention is shown schematically, namely: FIG. 1 is a vertical section of the device and FIG. 2 is a diagram of the course of the reaction.
According to Fig. 1, a vessel in the form of a treat treatment tower 1 is provided, which is divided by a false bottom 2 in a main chamber M and a suction chamber 3 mer. In the treatment tower, a vertical axis 5 is arranged, which can be rotated in the usual way and to which a number of agitator blades 7 be fastened radially one above the other, which extend to the inner wall of the Hauptkam mer and whose task is to be in the tower imported chemicals and the suspension of the fibers to mix together.
To supply the suspension to be treated, a pipe 8 is seen in front of and to withdraw the treated Zellstof fes a pipe 11. The false bottom 2 is set up so that the pulp fibers cannot pass through the holes of the same in the suction chamber 3, but only excess liquid , for the train from the suction chamber 3, a pipe socket 4 is seen before. In the main chamber M, near the false floor 2, a scraper 6 is arranged, which has the task of freeing the false floor from adhering fibers and evenly spreading the flowing mass from the tube 8 over the entire surface of the false floor. At a corresponding distance from the false bottom 2 is a feed pipe 9 for the chemicals, for. B. a bleach solution.
At the upper part of the tower, above the feed pipe 9 for the chemicals, a feed pipe 10 is provided for the washing water, which is arranged at practically the same height as the discharge pipe 11 for the treated cellulose. Of the agitator blades 7 on the axis 5 there is also one at the level of the emptying nozzle 11 and is used to push the treated pulp mass out through this nozzle.
In FIG. 2, point A corresponds to the level of false floor 2 in treatment tower 1, that is to say the point on the tower from which the pulp arrives in chamber M of the treatment tower. The point B corresponds to the height of the entry point 9 for the chemicals in the tower, the point C corresponds to the height of the discharge point 11 of the treated pulp and the point D of the entry point 10 of the washing water. The dash-dotted line e illustrates the decrease from <I> A </I> to <I> B '</I> in the reactivity of the ascending fiber material with the bleaching solution added at B.
The direction of movement of the chemicals is indicated by arrows 12 and that of the pulp is indicated by arrows 13. The broken line f illustrates the changes in the concentration of the bleaching solution. The direction of flow of the Waschflüs fluid is indicated by the arrows 14.
The method according to the invention allows uniform, combined bleaching and washing of the pulp in a single continuous work process, for example in the following way: A pulp suspension with a 3% concentration is under pressure through the pipe socket S with the aid of the scraper 6 introduced into the main chamber M of the reaction tower. Here, part of the liquid is sucked through the false bottom 2 into the Saugkam mer 3 and withdrawn through the pipe socket 4 conditions.
As a result, the suspension near the false bottom is thickened to a concentration of 10 to 12% and at the same time pushed in the direction of the take-off point 11, this movement being caused and supported by the pressure of the fresh pulp suspension flowing in and the action of the scraper 6 .
The pulp mass thickened in this way, with a concentration of 10 to 12%, is now supplied with bleaching solution through the pipe 9, which is located approximately 100 cm above the false bottom 2. The amount of this bleach solution, e.g.
B. a sodium hypochlorite solution, ent speaks 5 to 10 kg of active chlorine per ton of dry cellulose, the concentration of the solution contains 0.025 kg of active chlorine per liter, the solution temperature is usually 25 to 30 C and thus the amount of liquid about 0.2 to 0.4 tonnes per tonne of dry pulp. Washing water with a temperature of approximately 40 to 45 ° C. and in an amount of approximately 12 tons enters the barrel of dry cellulose through the pipe 10.
The tower is dimensioned so that the amount of solution fed to it gives the solid material contained in the tower an upward movement of about 3 to 4 cm per minute, and of the 12 tons of water fed to the tower, two tons move down, and the remaining 10 Tons follow with the fibers, whereby the concentration of the fibrous material contained in the pulp emerging at the top of the tower is
is about 9%. The agitator blades 7 of the stirrer cause an even distribution of the chemicals and the water in the pulp. The washing water flowing through the thickened pulp mass to the suction chamber 3 causes the pulp fibers in the upper part of the main chamber to be washed out and absorbs the chemicals introduced through the pipe 9 and carried along by the pulp.
The reactivity of the chemicals towards the pulp is highest at entry point B, and it falls evenly in the direction of entry point A of the pulp due to the reaction taking place between chemicals and pulp and also in direction B 'for the same reason and because of dilution with water, as shown by line f in FIG. 2 (so that it is lowest at entry point A of the pulp).
2 shows that the chemical reactivity of the pulp with the chemicals at the entry point A of the pulp is greatest and, as line e shows, falls in the direction of B ', since this is where the bleaching occurs can be regarded as ended, while the washing liquid flowing in from D above takes with it that chemical component that is carried along by the pulp moving towards the discharge nozzle C.
The method described above achieves the following advantages: 1. The high concentration of the chemicals at the entry acts mainly on the substance already pretended, so that the reaction proceeds as far as possible, please include.
2. The chemical solution, which is already heavily used and diluted in the vicinity of the sieve device 2, flows through a layer of as yet untreated material, whereby the chemicals are better utilized.
3. The progress of the reaction can easily be influenced by changing the amount of washing water and the temperature.
4. In the same container, a continuous chemical reaction and a complete washing in countercurrent are going on at the same time, whereby the unreacted chemicals and the soluble reaction products are separated from the already chemically treated solid pulp by the washing liquid.
Since the amount of washing liquid required for washing out the Zellstof fes and for transporting the chemicals is relatively small, the waste liquor produced at the connection 4 is obtained in a relatively moderately concentrated form. Since the amount of this waste liquor is also small compared to the amounts obtained by conventional washing processes, the storage and regeneration of this waste liquor is easier to realize than before.
The present method can also be used to treat alkaline cellulose fibers, that is to say alkaline-reacting cellulose in which there is only a physical connection between the cellulose and the alkali. For this purpose, a slurry of alkaline cellulose fibers is introduced into the main chamber M in the manner described above and a dilute acid solution, preferably an aqueous solution of sulfur dioxide or dilute hydrochloric acid, is fed through the supply pipe 9 and washing water through the pipe 10.
The dilute acid solution reduces the pH value of the alkaline cellulose fibers, whereby the swelling that occurs in such fibers is eliminated or at least reduced and the further processing of the cellulose fibers is thereby facilitated. The alkaline reacting cellulose can come from an alkaline cooker or from another alkaline treatment of fiber material, in which the alkalinity cannot be removed by the usual washing processes.
The treatment according to the present procedural ren can clean the fibers, e.g. B. for the removal of resin from the same, include. In this case, the bleaching solution is replaced by a solution containing a wetting agent and a dispersing agent, e.g. B. sodium hexametaphosphate contains, replaced. When using 3 to 8 kg of sodium hexametaphosphate per ton of pulp, the present process can produce a pulp with a significantly lower resin content.
Likewise, an alkaline treatment of the substance, in which about 5 to 30 kg of sodium hydroxide per ton of pulp is used and then washed, can be carried out simultaneously and continuously according to the present process in one and the same tower.
The process according to the invention can of course also be used for further cleaning processes for pulp pulp.