CZ283692B6

CZ283692B6 - Způsob bělení buničiny bez použití chlóru

Info

Publication number: CZ283692B6
Application number: CS904662A
Authority: CZ
Inventors: Herbert Sixta; Gerhard Götzinger; Anton Höglinger; Peter Hendel; Wilfried Rückl; Friedrich Kurz; Alfred Schrittwieser; Manfred Schneeweisz; Walter Dr. Dipl. Ing. Peter
Original assignee: Lenzing Aktiengesellschaft
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1998-06-17
Also published as: KR910008225A; AT404740B; LTIP754A; PL164587B1; LT3393B; ZA908684B; ATA249489A; KR100194405B1; RU2044809C1

Abstract

Při způsobu bělení buničiny bez použití chlóru pomocí ozonu, se přivádí suspense buničiny za mohutného míchání popřípadě směšování, při teplotě 15 až 80 .sup.o .n.C, s výhodou 40 až 70 .sup.o .n.C, a při hodnotě pH 1 až 8, s výhodou 2 až 3, do styku s plynem obsahujícím ozon. Plyn obsahující ozon obsahuje 20 až 300 g/m.sup.3.n., s výhodou 50 až 150 g/m.sup.3.n., ozonu. Použije se maximálně 2 % hmot. s výhodou 0,05 až 0,5 % hmot. ozonu, vztaženo na absolutně suchou buničinu. Aby se tento způsob dal použít pro suspensi buničiny v rozsahu střední konsistence, to znamená pro suspensi buničiny s hustotou látky 3 až 20 % hmot., s výhodou 5 až 20 % hmot., nejlépe pak 7 až 15 % hmot., zavádí se plyn obsahující ozon s tlakem 1 až 15 barů, s výhodou 1,1 až 10 barů, do suspense buničiny. Způsob se může provádět i při vícestupňovém bělení jednou nebo vícekrát.ŕ

Description

Způsob bělení buničiny bez použití chlóru

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu bělení buničiny, zejména chemické buničiny na syntetické vlákna, například buničiny z listnatého dřeva, s výchozími hodnotami kapa 15 až 1, s výhodou 4 až 1, nebo papírové buničiny, například buničiny z jehličnatého dřeva, s výchozími hodnotami kapa až 30, s výhodou až 10, pomocí ozónu, při kterém se suspenze buničiny přivede do styku při teplotě 15 až 80 °C, s výhodou 40 až 70 °C, a při hodnotě pH 1 až 8, s výhodou 2 až 5, za mohutného míchání popřípadě směšování, s plynem obsahujícím ozón, přičemž plyn obsahující ozón obsahuje až 300 g/m³, s výhodou 50 až 150 g/m³ ozónu a při kterém se použije maximálně 2 % hmotn. ozónu, s výhodou 0,05 až 0,5 % hmotn. ozónu, vztaženo na absolutně suchou buničinu.

Dosavadní stav techniky

Se zřetelem na způsoby bělení buničiny bez použití chlóru, tedy příznivých pro životní prostředí, které se dají zpracovat na papír a vlákna, pomocí ozónu, byly již na ně uděleny četné patenty; tyto se liší především v rozmezí hustoty látek a reakčních podmínkách.

V principu se propagují dvě rozdílné technologie: (HC) a nízkokonsistentní technologie (LC).

Vysokokonsistentní bělení ozónem (RC-bělení ozónem) (HC-bělení ozónem) se provádí při hustotách látek nad 25 %, obecně při 35 až 40 %.

Vzhledem k tomu, že se bělení ozónem normálně nepoužívá samotné, nýbrž v kombinaci s jinými stupni bělení, a konvenční bělení se jen stěží provádí s takovýmito širokými rozmezími hustoty látek, je nutné investovat do drahých odvodňovacích zařízení. Reakce ozónu s buničinou je dvoufázová reakce, která probíhá rychle a dokonale.

Nevýhodou kromě investičních nákladů na odvodňovací zařízení je i nehomogenní a celulózu poškozující atak ozónu v oblasti HC, především při nízkých výchozích hodnotách kapa (s ohledem na význam a definici kapa se odkazuje na US-P 4 229 292, sloupec 2). Proto se v literatuře dokonce zrazuje od toho, aby se při hodnotách kapa pod 10 provádělo HC-bělení ozónem. (Lindholm C.-A.“ Effect of pulp consistency and pH in Ozonbleaaching“, Part 4, Paperi ja Puu- Páper and Timber 2/1989; Lindholm C. A. „Effect of pulp consistency and pH in ozonbleaching“. Part 2,1987 Int. Oxygen Delignification Conference, San Diego, June 7-11, 1987, Procedings,p. 155; Lindholm C.-A „Effect of pulp consistency and pH in ozonbleaching“, Part 3, Nordic Pulp and Páper Research Joumal, No. 1/1988.).

K ještě horšímu poškození celulózy dochází, když se celulóza bělila před HC-bělením ozónem již kyslíkem.

Jako alternativa se podle stavu techniky nabízí jen LC-bělení ozónem, jestliže se chce se vyhnout použití sloučenin obsahujících chlór, které poškozují životní prostředí. Ve srovnání s HC-bělením ozónem se ale spotřebuje více ozónu, vedení způsobu je komplikovanější, a spotřebuje se velmi mnoho energie na míchání. Dále jsou větší reakční objemy a rovněž je vyšší množství nečistot.

Pod pojmem nízká konsistence (LC) se u celulózy obvykle rozumí hustoty látek až 5 nebo 6 %. Při bělení ozónem panuje ale jednomyslné mínění, že použitelné výsledky lze dosáhnout jen do 1 % maximálně do 2 %.

- 1 CZ 283692 B6

Tak se vUS-P 4 126 654 nárokuje rozsah hustot látek jen do 0,7 %. Takovýto rozsah hustot látek představuje ale vysoké nároky na uzavřené vodní hospodářství a tím dodatečné investice. V tomto patentovém spise se LC-technologie zkouší systematicky pro sulfátovou buničinu a při tom se konstatuje, že reakce ozónu s buničinou je indikována dvěma bariérami; přechodem ozónu z plynné fáze do kapalné fáze a přechodem kapalné fáze na pevnou fázi, to znamená k vláknům. Od minimálního výkonu míšení 11 kW/m³ je podle tohoto patentního spisu určující již jen druhý přechod.

Způsob výše uvedeného druhu je znám z US P 4 080 249. Míchací energie je podle nároku 5 tohoto spisu maximálně 18 kWh/t suspense buničiny. Velikost bublinek plynu obsahujícího ozón je maximálně 3 mm. V tomto patentním spisu jsou popsány ve všech příkladech pouze hustoty látek mezi 1 až 2 %, jedná se tedy jednoznačně o LC-způsob. V tomto patentním spisuje ovšem nárokován - zřejmě pro zabránění obcházení - rozsah hustot látek až do 10 %, podle nároku 6 tohoto spisu jsou ale výhodné hustoty látek pod 3 %; zřejmě je možné při vyšších hodnotách dosáhnout jen neuspokojivé výsledky.

Podobně to platí i pro US-P 4 372 812. Zde se při bělení ozónem mluví paušálně o hustotě látky mezi 1 až 40 %. V příkladu provedení se zde pracuje jen v LC-oblasti, totiž pri hustotě látek 1 % (viz tabulku 3 tohoto patentového spisu). Sám o sobě se tento patentní spis zabývá vícestupňovým způsobem bělení, při kterém se ozón používá v jednom nebo ve více stupních, a ne samotným bělením ozónem.

Vynález si položil za úkol použít výše uvedený způsob v rozmezí středních konsistencí (MC), přičemž se samozřejmě pri srovnání s LC-technikou mají dosáhnout dobré výsledky.

Podstata vynálezu

Tato úloha je vyřešena způsobem bělení buničiny bez použití chlóru, zejména chemické buničiny na syntetické vlákna, například buničiny z listnatého dřeva s výchozími hodnotami kapa 15 až 1, nebo papírová buničina, například buničina z jehličnatého dřeva, s výchozími hodnotami kapa až do 30, ozónem, při kterém se suspense buničiny přivádí za intenzivního míchání popřípadě směšování, při teplotě 15 až 80 °C, a při hodnotě pH 1 až 8 do styku s plynem obsahujícím ozón, přičemž plyn obsahující ozón obsahuje 20 až 300 g/m³ ozónu a při kterém se použije maximálně 2 % hmotn. ozónu, vztaženo na absolutně suchou buničinu, jehož podstata spočívá v tom, že suspense buničiny má hustotu látky 5 až 20 % hmotn. a plynný ozón se zavádí s tlakem 0,1 až

1,5 MPa do suspense buničiny.

Podle výhodného vytvoření způsobu podle vynálezu se ozón zavádí s tlakem 0,11 až 1 MPa do suspense buničiny.

Rozsah středních konsistencí nabízí tu výhodu, že se reakční nádrže mohou vyrobit ve srovnání s LC-technikou menší, že ale přesto nejsou nutná žádná drahá odvodňovací zařízení jako u HCtechniky. Použitím tlaku za současného mohutného míchání popřípadě směšování se dosáhnou nyní i v MC-oblasti dobré výsledky; dochází k homogenní a šetrné avšak při tom účinné reakci buničiny s ozónem. Potřebná mísící energie je nižší než u LC. Reakce ozónu s buničinou probíhá s větší homogenitou než u HC. Poškození celulózy je - měřeno na viskozitě a rozdělení DF-i při velmi nízkých hodnotách kapa zřejmě nižší než u NC a při nejmenším srovnatelné s LC. Specifická spotřeba ozónu O₃ - spotřeba pro eliminovaný bod kapa (je zřetelně nižší než u LC). Stávající zařízení se dají relativně snadno přestavět, kromě okyselení regulovaného pH (které by bylo nutné i u LC a HC- techniky) je nutné pouze investovat na MC-čerpadlo a MC-míchadlo. Je možné zpětné vracení odpadní vody a opětovné použití reakčních plynů se zbytkovým obsahem ozónu, takže způsob pracuje s ohledem na životní prostředí příznivě. Vcelku

-2CZ 283692 B6 pozorováno (nezbytná míchací energie, použité množství ozónu a nezbytné zařízení) je způsob velmi hospodárný.

Další výhoda vyplývá z toho, když se způsob podle vynálezu používá při vícestupňovém způsobu bělení jako stupně ozónu. Vzhledem ktomu, že totiž nejčastější stupně nebělící ozónem (například bělení kyslíkem) pracují nejčastěji v HC-oblasti není nutné, jako tomu bylo dříve, měnit konsistenci buničiny mezi jednotlivými stupni, takže celkový postup je hospodárnější.

Z AT-P 380 496 je již sice známo, že se bělení ozónem provádí za použití tlaku, při tomto způsobu se suspense buničiny v LC-oblasti (2,5 až 4,5 % látkové hustoty) přivádí intenzivně pod tlakem (v příkladu provedení 0,4 MPa) do styku s plynem obsahujícím ozón. Konečně se buničina odvodní na hustotu látky 10 až 30 %, přičemž se jak během odvodňování, tak i minimálně 20 minut po něm udržuje tentýž tlak a tatáž teplota. Podle tohoto patentního spisu se potom provádí doreagování, které je ale podmíněno těsným kontaktem LC-buničiny s plynem obsahujícím ozón (viz strana 3., řádky 41 až 45, patentního spisu). V protikladu ktomu bylo podle předloženého vynálezu zjištěno, že se může úspěšně zpracovat i MC-buničina přímo a plynem obsahujícím ozón, pokud je tato pod tlakem a současně se mohutně míchá popřípadě směšuje. Proto odpadá zřeďování a odvodňování suspense buničiny, jak se to děje podle AT-P 380 496 (viz strana 3, řádky 15 až 20 a 35 až 36).

Aby se dosáhly optimální výsledky, je účelné, když objemový poměr plyn : kapalina je 1 : 0,5 až 1 : 8.

S výhodou je objemový poměr plyn : kapalina 1 : 1 až 1 : 6.

Ke komprimování plynu, obsahujícího ozón se s výhodou používá chlazený kompresor, s výhodou vodokružné čerpadlo.

Pro intenzivní míchání nebo směšování se používá high-shear-míchačka.

High-shear-míchačky jsou známé a často se používají pro nejrůznější účely, tak například pro výrobu disperzí barev (DE-A 24 06 430), pro výrobu práškových PVC-pryskyřic (USA3 775 359) a pro výrobu polotuhých emulzí (US-A 3 635 834), je již také známo, že se používají pro přípravu suspensí buničiny (JP-A 6 309 9389).

High-shear míchačka má desky s vyvýšeninami, které jsou umístěny v určité vzdálenosti od sebe. Tímto nedochází k mletí, ale k dokonalému promíchání. Je účelné, když se způsob provádí několikrát za sebou, přičemž se mezi jednotlivými kroky provádí alkalická extrakce. Alkalická extrakce se při tom může provádět za použití kyslíku nebo peroxidu. Toto vícenásobné provedení se může v praxi jednoduše zajistit tím, že se část buničiny za reaktorem odebere a ještě jednou přivede do high-shear-míchačky, takže vznikne cyklus.

Je výhodné, když se způsob provádí po extrakci zesílené kyslíkem a/nebo peroxidem, načež se do suspense buničiny zavádí plynný ozón s tlakem 0,1 až 1,5 MPa.

Je výhodné, když se po extrakci zesílené kyslíkem a/nebo peroxidem zařadí alkalický peroxidický stupeň, načež se do suspense buničiny zavádí plynný ozón s tlakem 0,1 až 1,5 MPa.

Po zavedení ozónu s tlakem 0,1 až 1,5 MPa do suspense se může zařadit peroxidický stupeň nebo alkalická extrakce.

Konečně je také účelné, když se buď veškerý odpadající filtrát odpadní vody, nebo jeho část, který odpadá při zpracování ozónem, přivádí do suspense buničiny dříve než se tato přivede do styku s plynným ozónem, přičemž se spolu s filtrátem odpadní vody přivádí i potřebná kyselina,

-3 CZ 283692 B6 zejména kyselina sírová, pro nastavení požadované hodnoty pH. Vzhledem ktomu, že filtrát odpadní vody je kyselý, může se tímto způsobem ušetřit kyselina; současně se filtrát odpadní vody účelně využije, takže se nemusí zneškodňovat popřípadě ničíc životní prostředí, vypouštět.

Jestliže se způsobu podle vynálezu podrobí buničina jehličnatého dřeva s výchozími hodnotami kapa až 30 popřípadě až 10, dosáhnou se hodnoty pod 10, popřípadě pod 5.

Jestliže se způsobu podle vynálezu podrobí buničina listnatých stromů s výchozími hodnotami 15 až 1 popřípadě 4 až 1, tak se dosáhne hodnot kapa 12 až 0,5, popřípadě 1,5 až 0,5. Výchozí světlost je 50 až 80 %, popřípadě 70 až 80 % a tato se zvýší na nejméně 65 až 90 %, popřípadě 75 až 90 %.

Při způsobu podle vynálezu je výhodné, že se může určit rozdělení molekulárních hmotností chemických buničin na syntetická vlákna. Kromě toho se může variací hodnoty pH, použitého množství ozónu a teploty dosáhnout viskozita potřebná pro další použití buničiny, právě tak jako rozdělení DP a reaktivita, měřeno na hodnotě filtru, potřebné pro další použití buničiny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je vysvětlen blíže pomocí obr. Ia a lb. Obr. ukazují zařízení, které je vhodné pro provádění způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení má přívod 1 buničiny k bělení ozónem z jednoho z předcházejících bělících stupňů, jako bělení kyslíkem a/nebo peroxidem a následující alkalickou extrakcí. Kyselý filtrát 14 odpadní vody, který odpadá na konci stupně bělení ozónem, se přidává k suspensi buničiny, aby se nastavila hustota látky a využil obsah zbytkové kapaliny. Současně následuje přídavek kyseliny 2 pro regulaci hodnoty pH, který určí hodnotu pH. Pomocí MC- čerpadla 3 se suspense buničiny dopravuje do míchačky 4, kterou je s výhodou high-shear-míchačka.

Plyn 7, obsahující ozón se komprimuje v kompresoru 8 a zavádí se pod tlakem do MC-míchačky 4. V MC-míchačce 4 dochází k dokonalému, rychlému promíchání suspense a plynu 7, obsahující ozón.

Reakce se dále provádí v reaktoru, který je vytvořen jako reakční trubice 5, pod tlakem. Na konci reakční trubice 5 je zpětné vedení 9 (ve tvaru trubky a čerpadla) pro reakční směs, aby se suspense buničiny podrobila způsobu podle vynálezu popřípadě vícekrát.

Na obr. Ia a lb je znázorněno spojení zaplynované suspense látky v konvenční bělicí věži 10. Toto není podle vynálezu bezpodmínečně nutné. Při tom se rozlišuje vzestupná a sestupná věž. U vzestupné věže (obr. Ia) se suspense plynu a látky stojící pod tlakem dopravuje do bělicí věže 10 se škrcením 6 nebo bez něj, kde může probíhat ještě doreagování. V oblasti vynášení látky dochází k uvolnění z tlaku, a odpadní plyn se odvádí vedením 11 pro odpadní plyny. Suspense buničiny, uvolněná z tlaku, se doplňuje zřeďovací vodou 12 a vysuší se z bělicí věže 10 do promývacího filtru 13. Při tom odpadající filtrát 14 odpadní vody se přivádí přes zpětné vedení 15 odpadní vody k přívodu 1 buničiny.

Při použití sestupné věže (obr. lb) se zaplynovaná suspense látky, přicházející z reakcí trubice 5 vede přes škrticí ventil 6 a potom se v zaplyňovacím zařízení uvolňuje na atmosférický tlak. Vynášení látky do bělicí věže 10 se provádí rovněž přídavkem zřeďovací vody 12. Odpadní plyn

-4CZ 283692 B6 chudý na ozón se vede rovněž přes vedení 11 odpadních plynů, například katalytické nebo tepelné zařízení pro rozklad ozónu.

Kyslík, odpadající ve vedení 11 odpadních plynů se může používat ve stupni bělení kyslíkem a přebytek kyslíku se může po odpovídajícím čištění vracet do ozonizátoru. Jestliže se kyslík nepoužije ve stupni bělení kyslíkem, tak se může veškerý po potřebných krocích čištění vracet zpět.

Zpětným vedením odpadní vody a odpadního plynu se může zejména při vysokých teplotách, použitých při provádění vzduchu ušetřit něco energie.

Prodleva suspense buničiny v reakční trubce 5 a v bělicí trubce 10 je ve všech případech kratší než 3 h, normálně kratší než 1 h, s výhodou dokonce kratší než 5 minut.

V následujících příkladech se nyní podrobuje buková chemická buničina na syntetická vlákna nebo smrková papírová buničina, po obvyklé, peroxidem zesílené extrakci kyslíkem, bělení ozónem podle vynálezu.

Příklad 1

Buničina má po extrakci kyslíkem, zesílené peroxidem (EOP-stupni), následující charakteristické hodnoty:

kapa neprané kapa prané světlost viskozita CSB-doprovodná odpadní voda

2,1

1,9 % (Elrepho)

255 mP (= 25,5 mPa,s) g/kg absolutně suché buničiny

Podrobí se bělení ozónem s následujícími parametry:

tlak hustota látky teplota hodnota pH spec, použití O3 spec, spotřeba O3 koncentrace ozónu v čerstvém plynu koncentrace ozónu v odpadním plynu reakční doba doba míchání

V/Vi počet otáček high-shear-míchačky

0,52 MPa

12% °C

2,3 l,82g0₃/kg

1,69 g/kg

76,8 mg/NI

3,2 mg/NI

120 s s

1/3,2 (při 0,52 MPa) 1700/min.

Vybělená buničina má následující charakteristické hodnoty:

Kapa delta kapa spotřeba 03/delta kapa světlost delta světlosti viskozita delta viskozity

0,9

1,85

0,91

83,5 %

7,5 %

214 mP (=21,4 mPa.s) mP (= 4,1 mPa.s)

-5CZ 283692 B6

Příklad 2

Buničina má tytéž charakteristické hodnoty jako v příkladu 1 s následující výjimkou:

kapa neprané

2,9

Buničina byla podrobena bělení ozónem s následujícími parametry:

tlak hustota látky teplota PH spec, použití ozónu spec, spotřeba ozónu koncentrace ozónu v čerstvém plynu koncentrace ozónu v odpadním plynu reakční doba doba míchání v/v_tpočet otáček high-shear-míchačky

0,52 MPa

9.5 % °C

2.5

1,60 g/kg

1,57 g/kg

79,7 mg/Nl

1,3 mg/Nl

120 s s

1/2,6 (při 0,5 MPa)

3.200/min

Vybělená buničina má následující charakteristická data:

kapa delta kapa spotřeba O₃/delta kapa světlost delta světlosti viskozita:

delta viskozity

1,25

1,65

0,95

82,5 %

6,5

227 mP (=22,7 mPa.s) mP (=2,8 mPa.s)

Příklad 3

Buničina má následující charakteristické hodnoty:

kapa viskozita stupeň světlosti

1,9

255 mP (=22,5 mPa.s)

76%

Byla podrobena bělení ozónem s následujícími parametry:

tlak hustota látky teplota hodnota pH spec, použití O₃spec, spotřeba O₃koncentrace ozónu v čerstvém plynu koncentrace ozónu v odpadním plynu reakční doba doba míchání

VA1

0,5 MPa

10% °C

5,0

1,5 g/kg

1,13 g/kg mg/Nl mg/Nl

120 s

1/2,6 (Při 0,5 MPa)

-6CZ 283692 B6 počet otáček high-shear-míchačky :3200/min

Vybělená buničina má následující charakteristické hodnoty:

kapa delta kapa spotřeba O₃/delta kapa světlost delta světlosti viskozita delta viskozity

1,1

0,9

1,25

82,0 %

6,0 %

210mP(=2,l mPa.s) mP (= 3,7 mPa.s)

Příklad 4

Tatáž buničina jako v příkladu 3 se podrobí bělení ozónem s následujícími parametry:

Tlak hustota látky teplota hodnota pH spec, použití O₃spec, spotřeba O₃reakční doba doba míchání koncentrace ozónu v čerstvém plynu koncentrace ozónu v odpadním plynu V/Vi počet otáček high-shear-míchačky

0,5 MPa

10,7% °C

2,5 l,6g/kg

1,2 g/kg

120 s

83,2 mg/Nl mg/Nl : 2,6 (při 0,2 MPa)

3200/min

Vybělená buničina má následující charakteristické hodnoty:

Rozdíly mezi vlastnostmi látek z příkladu 3 změněné teplotě.

: 0,60 : 1,3 : 0,91 : 86,3% : 10,3% : 228 mP (= 22,8 mPa.s) : 27 mP (= 2,8 mPa.s) a 4 lze výlučně přičítat změněné hodnotě pH a

Hodnota pH je tedy vhodná pro nastavení viskozity.

Následující příklady 5 a 6 se vztahují k papírové sulfitové buničině ze smrkového dřeva. Pro parametry látky byly použity následující zkušební vzorky:

TRŽNÁ DÉLKA	ENORML 1114	údaje v m
WRA = odolnost vůči
dalšímu trhání
	DIN 53 115	údaje v mNm/m
viskozita	Zelleheming
	IV/30/62	údaje v mPas.10

Příklad 5

Surovina měla následující výchozí charakteristické hodnoty:

kapa (Tappi 236 os-76) viskozita stupeň světlosti (Elrepho) tržná délka (24 oSR) tržná délka (41 oSR)

WRA (24 oSR)

WRA (41 oSR) pevnost v průtlaku (24 oSR) pevnost v průtlaku (41 oSR)

Bělení

Bělení se provádělo pomocí sekvencí:

20,4

1500 mPa a. 10

49,7 %

8900 m

9200 m

1143 mNm/m

1010 mNm/m

4,4 kg/cm²

4,2 kg/cm²

EOP-Z₁-PEi-Z₂-PE₂ (POP = alkalické zpracování kyslíkem zesílené peroxidem, Z = zpracovávání ozónem; PE = alkalické zpracování peroxidem).

a) EOP stupně šarže buničiny se prováděly v MC-míchačce podle následujících podmínek:

vsázka NaOH vsázka H₂O₂použití O₂hustota látky doba prodlevy teplota

2,0 % (absolutně suchá látka)

0,2 MPa

10%

3h °C

Při tom byly získány následující parametry buničiny:

kapa stupeň světlosti viskozita tržná délka

WRA pevnost v průtlaku

6,6

75,5 %

1498 mPas.10

7800 m (24oSR); 8300 m (37oSR);

810 mNm/m (24 oSR); 1057 mNm/m (37 oSR);

3,3 kg/cm² (24 oSR); 3,5 kg/cm² (37 oSR)

S touto EOP předbělenou látkou byly provedeny zbytkové sekvence Z_i-PE_[-Z₂-PE₂ třemi různými způsoby V_b V₂, V3.

b) ozónový stupeň -1 (Zi)

Parametry prvního bělení ozónem a charakteristická čísla buničiny po prvním bělení ozónem byly následující:

Parametry______ hustota látky (%) tlak (MPa) teplota (°C) hodnota pH

VI

8.5

0,56

2.5

V2

8,2

0,56

2,5

V3

0,56

2,5

-8CZ 283692 B6

Parametry	Vl	V2	V3
doba míchání (s)	15	15	15
reakční doba (s)	120	120	120
počet otáček (min)	3200	3200	3200
spec, vsázka ozónu (kg/t)	1,85	1,78	1,94
spec, spotřeba ozónu (kg/t)	1,80	1,70	1,86
V,/V_g (při 0,56 MPa)	1,1	2,87	2,61
kapa	4,9	4,5	4,0
stupeň světlosti (%)	73,0	73,4	73,2
viskozita (mPas. 10)	1048	971	976

c) stupeň PE1

Parametry prvního alkalického zpracování peroxidem a charakteristické hodnoty buničiny po zpracování byly následující:

Parametr	Vl	V2	V3
vsázka NaOH (%, vztaženo
na absolutně suchou buničinu)	1,0	1,0	1,0
vsázka H₂O (%, vztaženo
na absolutně suchou buničinu)	0,7	0,7	0,7
hustota látky (%)	10	10	10
prodleva (h)	2	2	2
teplota (°C)	65	65	65
kapa	3,2	3,2	2,7
stupeň světlosti (%)	83,5	84,3	85,2
viskozita (mPas. 10)	1047	981	972
d) ozónový stupeň - 2 (Z₂)

Parametry druhého bělení ozónem a charakteristické hodnoty po druhém bělení ozónem jsou následující:

Parametr	Vl	V2	V3
hustota látky (%)	8	8	8
tlak (MPa)	0,56	0,56	0,56
teplota (°C)	21	33	45
hodnota pH	2,5	2,5	2,5
doba míchání (s)	15	15	15
reakční doba (s)	120	120	120
počet otáček míchačky (min)	3200	1800	3200
spec, vsázka ozónu (kg/t)	2,70	2,38	2,34
spec, spotřeba ozónu (kg/t)	2,06	1,85	1,92
Vj/Vg při 0,56 MPa	2,5	2,6	2,5
kapa	1,24	1,19	1,19
delta kapa (spotřebou O₃)	0,95	1,08	0,79
stupeň světlosti (%)	82,3	83,9	83,5
viskozita (mPas. 10)	679	581	631

e) stupeň PE₂

Parametry druhého alkalického zpracování peroxidem a charakteristické hodnoty buničiny po zpracování byly následující:

-9CZ 283692 B6

V2 V3

Parametr

VI vsázka NaOH (%, vztaženo na absolutně suchou buničinu)0,7 použitá vsázka H₂O₂ (%), vztaženo na absolutně suchou buničinu0,5 hustota látky (%)10 teplota (°C)65 kapa0,6 stupeň světlosti (%)90,6 viskozita (mPas.10)650 tržná délka (oSR) m 7600/20/ (oSR) m 8000/34/

WRA (oSR) mNm/m 1043/20/ (oSR) mNm/m 1100/34/ pevnost v průtlaku (oSR) kg/cm² 3,13 (20) oSR/kg/cm² 3,50 (34)

0,7

0,5

0,6

90,0

583

7900/20/

8200/36/

1080/21/

1040/36/

3,30(21)

3,37/36

0,7

0,5

0,6

90,0

577

7500/20/

8000/35/

1060/20/

1047/35/

3,27(20)

3,43(35)

Hustoty pevnosti odpovídající přes mimořádně vysoký stupeň světlosti (90 %) a nízké hodnoty viskozity hodnotám standardně bělených buničin (pod pojmem „Standardně bělených“ buničin se rozumí sekvence C-PE-H-R. Při tom znamená „C“ bělení chlórem a „H“ bělení chlornanem.

Příklad 6

Tatáž surovina jako v příkladu 5 byla podrobena s menšími nároky na stupeň světlosti bělícím sekvencím EOP-Z-PE. Byly změněny podmínky (V4,V5) konečného bělení (PE) s cílem dosáhnout stupně světlosti větší než 85 % při co možná nejvyšších hodnotách pevnosti.

a) EOP-bělení se provádělo stejně jako v příkladu 5.

b) bělení ozónem (Z)

Parametry bělení ozónem a charakteristická data buničiny po bělení jsou následující:

Parametr hustota látky (%) tlak (MPa) teplota (°C) hodnota pH doba míchání (s) reakční doba (s) počet otáček MC-míchačky (min) spec, vsázka ozónů (kg/t) spec, spotřeba ozónu (kg/t) Vj/V_gkapa delta kapa (spotřeba O₃) viskozita (mPas. 10) stupeň světlosti (%)

0,62

2,5

120 1700

2,62

2,37

2,56

3,7

1,22

771

75,7

- 10CZ 283692 B6

Příklad 7

Smrková sulfátová buničina byla po obvyklé extrakci kyslíkem podrobena dvěma různým krokům bělení podle vynálezu. Buničina měla po extrakci kyslíkem následující charakteristické hodnoty:

kapa bělost tržnou délku

WRA rel. pevnost v průtlaku : 16 : 27,7 : 10,5 km (17 *SR)

10,7 km (21 *SR) : 1666 mNm/m (17*SR)

1620 (21*SR) : 7,42 kPam²/g (17*SR)

7,13 kPam²/g(21*SR)

Bělení se provádělo jednak pomocí sekvencí Zi-EO-Zr-P, jednak pomocí sekvence Zi-ECP-Zr-P. (Z = zpracování ozónem, EO= alkalické zpracování kyslíkem; EOP = peroxidem zesílené alkalické zpracování kyslíkem; EOP = peroxidem zesílené alkalické zpracování kyslíkem; P = zpracování peroxidem).

a) zpracování ozónem (Zi a Z₂) se provádělo za následujících podmínek:

hustota látky tlak teplota hodnota pH doba míchání reakční doba počet otáček koncentrace ozónu spec, vsázka ozónu spotřeba ozónu v./v_g

10%

0,8 MPa (Zj)

0,7 MPa (Z₂) °C s

120 s

3200 1/min

100 g/Nm³ kg/t absolutně suché látky (Zi) %

1,96 (Z₂)

b) stupeň EO popřípadě EOP byl prováděn za následujících podmínek:

hustota látky teplota vsázka NaOH vsázka peroxidu

12% °C

2,0 %

0,5 až 3 %

c) zpracování peroxidem (P) se provádělo za následujících podmínek:

hustota látky teplota vsázka NaOH vsázka peroxidu

12% až 80 °C

0,5 až 2,5 %

0,5 až 2 %

Buničina měla po jednotlivých stupních nyní následující vlastnosti:

- 11 CZ 283692 B6

parametr	Ζ,-ΕΟ-Ζ,-Ρ	ZjEOP-Zr-P
poZi
kapa	12	12
světlost	41	41
před Zj
kapa	7	6
světlost	62	65
PoZ₂
kapa	4	3,5
světlost	78	80
po P (úplně vyběleno)
světlost	85	87
tržná délka (km)	9,8(15*SR)	9,7 (15*SR)
	10,9 (23*SR)	10,6 (22*SR)
rel. pevnost v průtlaku (kPa m²/g)	7,0 (15*SR)	7,4(15*SR)
	7,5 (23*SR)	7,6 (22*SR)
WRA (mNm/m)	1816(15*SR)	1780(15*SR)

Příklad 8 (srovnávací pokus)

Pro srovnání s příkladem 7 byla stejná buničina podrobena bělení chlórem se sledem bělení Zi - EO - Z₂ - D. (D = bělení chlordioxidem).

Podmínky způsobu stupně Zi, stupně EO a stupně Z₂ byly identické s podmínkami uvedenými v příkladu 7. Reakční podmínky stupně D byly následující:

hustota látky teplota aktivní chlór až 12% °C %

Buničina měla po jednotlivých stupních nyní následující vlastnosti:

poZi kapa světlost před Z? kapa světlost P°Z? kapa světlost po D (úplně vyběleno) světlost tržná délka (km) rel. pevnost v průtlaku (kPa m²/g)

WRA (mNm/m) : 12 :41 :7 : 62 :4 : 78 : 89 : 9,8(15*SR) ll,0(24*SR) : 7,2 (15* SR)

7,5 (24* SR) :1820 (15* SR) :1520 (22* SR)

- 12CZ 283692 B6

Z příkladů 7 a 8 vyplývá, že u pevnostních vlastností nejsou žádné rozdíly mezi nebělenou buničinou nebo chlórem bělenou buničinou na jedné straně a na druhé straně buničinou bělenou podle vynálezu bez použití chlóru.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob bělení buničiny bez použití chlóru, zejména chemické buničiny na syntetická vlákna, například buničiny z listnatého dřeva s výchozími hodnotami kapa 15 až 1, nebo papírové buničiny, například buničiny z jehličnatého dřeva, s výchozími hodnotami kapa až do 30, ozónem při kterém se suspense buničiny přivádí za intenzivního míchání popřípadě směšování, při teplotě 15 až 80 °C, a při hodnotě pH 1 až 8, do styku s plynem obsahujícím ozón, přičemž plyn obsahující ozón obsahuje 20 až 300 g/m³ ozónu a při kterém se použije maximálně 2 % hmotn. ozónu, vztaženo na absolutně suchou buničinu, vyznačující se tím, že suspense buničiny má hustotu látky 5 až 20 % hmotn. a plyn obsahující ozón se zavádí s tlakem 0,1 až 1,5 MPa do suspense buničiny.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se ozón zavádí s tlakem 0,11 až 1 MPa do suspense buničiny.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že objemový poměr plyn : kapalina je 1 : 0,5 až 1 : 8.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že objemový poměr plyn kapalina je 1 : 1 až 1 : 6.
5. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se pro intenzivní míchání nebo směšování používá bigh-shear-míchačka..
6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se způsob provádí několikrát za sebou, přičemž se mezi jednotlivými kroky provádí alkalická extrakce.
7. Způsob podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že se nejprve provede extrakce zesílená kyslíkem a/nebo peroxidem, načež se do suspense buničiny zavádí plynný ozón s tlakem 0,1 až 1,5 MPa.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že se po extrakci zesílené kyslíkem a/nebo peroxidem zařadí alkalický peroxidický stupeň, načež se do suspense buničiny zavádí plynný ozón s tlakem 0,1 až 1,5 MPa.
9. Způsob podle nároku 1 nebo jednoho z následujících nároků 2až8, vyznačující se tím, že po zavedení ozónu stlakem 0,1 až 1,5 MPa do suspense buničiny se zařadí peroxidický stupeň nebo alkalická extrakce.

-13 CZ 283692 B6
10. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se buď veškerý odpadající filtrát odpadní vody, nebo jeho část, který odpadá při zpracování ozónem, přivádí do suspense buničiny dříve než se tato přivede do styku s plynným ozónem, přičemž se spolu s filtrátem odpadní vody přivádí i potřebná kyselina, zejména kyselina sírová a nastaví se 5 požadovaná hodnota pH.