DD154451A3 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PULP FROM PLANTS, IN PARTICULAR STRAW - Google Patents
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Abstract
Beim einstufigen alkalischen Sauerstoffaufschluss von Einjahrespflanzen, vorzugsweise Stroh wird das Ziel verfolgt, Energie, Wasser und Chemikalien einzusparen und den apparativen Aufwand zu senken, indem der Hydromodul auf Werte unter 2,5 gesenkt wird. Dies wird erreicht, indem dem Aufschlussgefaess vor Beginn des Aufschlusses Luft vorzugsweise bis zu einem Ueberdruck von 1,0 bis 1,4 MPa zugefuehrt und sodann der Aufschluss unter den ueblichen Bedingungen vorgenommen wird.In the one-stage alkaline oxygenation of annual plants, preferably straw, the goal is to save energy, water and chemicals and to reduce the expenditure on equipment by reducing the hydromodule to values below 2.5. This is achieved by supplying the decomposition vessel with air preferably up to an excess pressure of 1.0 to 1.4 MPa before the decomposition is started, and then digesting under the usual conditions.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zellstoff aus Einjahrespflanzen, insbesondere Stroh durch Aufschluß in einer wäßrigen alkalischen Lösung unter Anwesenheit von Sauerstoff in einer einzigen Stufe.The invention relates to a process for the production of pulp from annual plants, in particular straw by digestion in an aqueous alkaline solution in the presence of oxygen in a single stage.
Charakteristik des bekanntes Standes der Technik Es war bisher nicht bekannt, den alkalischen Sauerstoff auf Schluß zu einem vollaufgeschlossenen bleichbaren Zellstoff einstufig durchzuführen. Es ist zwar bekannt, Stroh unter Verwendung von Natriumkarbonat als Aufschlußmittel in Gegenwart von Sauerstoff aufzuschließen (Revue A. T. T. P. Paris 31 (1977) 4,.S. 131 - 135). Mit diesem Verfahren werden jedoch sehr "harte Zellstoffe von HalbzellstoffCharakter gewonnen. Characteristic of the known prior art, it was not previously known to carry out the alkaline oxygen-circuit to a fully digested bleachable pulp in one stage. Although it is known to digest straw using sodium carbonate as a disintegrating agent in the presence of oxygen (Revue ATTP Paris 31 (1977) 4, pp. 131-135). However, this process yields very "hard pulps of semi-pulp character.
Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, Stroh unter Anwesenheit von Sauerstoff in einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid und Natriumkarbonat aufzuschließen. Dem Kocher wird dabei vor dem Aufschlußprozeß reiner Sauerstoff bis zu einem Partialdruck von 0,8 MPa zugegeben (Patentanmeldung Nr. WP D 21 C/209. 744). Mit diesem Verfahren gelang es, einen vollständig aufgeschlossenen bleichbarenIt has therefore been proposed to digest straw in the presence of oxygen in an aqueous solution of sodium hydroxide and sodium carbonate. Pure oxygen is added to the digester before the digestion process up to a partial pressure of 0.8 MPa (Patent Application No. WP D 21 C / 209 744). With this method, it was possible to obtain a fully digested bleachable
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Zellstoff mit guten Festigkeitseigenschaften zu erhalten. Jedoch zeigte dieses Verfahren auch Nachteile. So erforderte der Einsatz von reinem Sauerstoff besondere Sicherheitsvorkehrungen, die einen erhöhten apparativen Aufwand erforderten. Weiterhin mußte der Hydromodul im Kocher auf 4' bis 5 erhöht werden, was einen erhöhten Energieaufwand, Wasserbedarf und Chemikalieneinsatz bewirkt.To obtain pulp with good strength properties. However, this method also showed disadvantages. Thus, the use of pure oxygen required special safety precautions, which required an increased expenditure on equipment. Furthermore, the hydraulic module in the digester had to be increased to 4 'to 5, which causes an increased energy consumption, water consumption and chemical use.
Ziel der Erfindung Aim of the invention
Die Erfindung bezweckt eine Herabsetzung des Energie-Wasser- und Chemikalienbedarfes und des apparativen Aufwandes beim alkalischen Sauerstoffaufschluß von Einjahrespflanzen.The invention aims at reducing the energy-water and chemical requirements and the apparatus required in the alkaline oxygen digestion of annual plants.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Hydromodul beim einstufigen alkalischen Sauerstoffaufschluß auf einen Wert unter 2,5 herabzusetzen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem dem Aufschlußgefäß vor Beginn d.es Aufschlusses Luft vorzugsweise bis zu einem Überdruck von 1,0 bis 1,4 MPa zugeführt und danach der Aufschluß unter den üblichen Bedingungen vorgenommen wird. Die-eingesetzte Gesamtalkalimenge beträgt vorzugsweise 10 bis 16 % Wa^O, bezogen auf die Trockenmasse des eingesetzten Ausgangsmateriales. Der Aufschluß wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 4-13 bis 4-33 0K vorgenommen. In einer besonderen Ausführungsform wird als Alkali ein Gemisch von Natriumhydroxid und Natriumkarbonat im Verhältnis von 1 : 3 bis 3 : 1 verwendet. Neben der Tatsache, daß infolge der Herabsetzung des Hydromoduls auf Werte unter 2,5 durch das erfindungsgemäße Verfahren eine, we sent liehe EinsparungThe invention is based, to reduce the hydromodul in the single-stage alkaline oxygen digestion to a value below 2.5 the task. According to the invention, the object is achieved by supplying the digestion vessel before the start of digestion air preferably up to an overpressure of 1.0 to 1.4 MPa and then the digestion is carried out under the usual conditions. The total amount of alkali used is preferably from 10 to 16 % of water, based on the dry mass of the starting material used. The digestion is preferably carried out at a temperature of 4-13 to 4-33 0 K. In a particular embodiment, a mixture of sodium hydroxide and sodium carbonate in the ratio of 1: 3 to 3: 1 is used as the alkali. In addition to the fact that as a result of the reduction of the hydromodule to values below 2.5 by the inventive method, we sent Leland saving
an Energie, V/asser und Chemikalien eintritt und der apparative Aufwand vermindert wird, kann überraschenderweise gegenüber den bisher bekannten Sauerstoff auf schlußverfahren auch der Sauerstoffpartialdruck wesentlich herabgesetzt werden, was große wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Darüber hinaus fallen die bei der Anwendung von Sauerstoff notwendigen besonderen Sicherheitsvorkehrungen weg. Infolge des geringeren Hydromoduls wird auch die Ablaugenmenge gesenkt.On energy, V / asser and chemicals occurs and the equipment cost is reduced, surprisingly, compared to the previously known oxygen to final process and the oxygen partial pressure can be significantly reduced, which brings great economic benefits. In addition, the special safety precautions required for the use of oxygen are eliminated. Due to the lower hydromodule and the amount of waste liquor is lowered.
Auaf'ührungsbe is pi e 1 e_ Out of hand 1 e_
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Vergleichsbeispiele wurden nach dem bekannten Stand der Technik gearbeitet und sollen die Vorteile der Erfindung zeigen. Die an den erhaltenen Zellstoffen gemessenen Werte sind aus der beigefügten Tabelle ersichtlich.The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiments. The comparative examples were worked according to the known state of the art and are intended to show the advantages of the invention. The values measured on the obtained pulps are shown in the attached table.
t—! ! ! ΙΙΐίΠΐΙ HUB . --. I1 —t! ! ! ΙΙΐίΠΐΙ HUB. -. I 1 -
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird bis auf eine Stoffdichte von 25 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 10 % Na„0 als NaOH sowie 1 % MgSO, als Schutzkolloid, versetzt. Nach Zugabe von Luft bis zu einem Partialdruck von 1,0 MPa wird die Aufschlußmischung während einer Anheizzeit von 60 min auf 423 0K erhitzt. Der Aufschluß erfolgt in einer sich anschließenden Kochzeit von 60 min. Nach Abtrennung der Ablauge wird ein voll aufgeschlossener Zellstoff erhalten. Die Eigenschaften des Zellstoffes wie auch der sich aus den folgenden Beispielen ergebenden Zellstoffe sind, aus der zugehörigen Tabelle ersichtlich.Chopped wheat straw from the GDR is added to a consistency of 25% with an aqueous solution consisting of 10 % Na "0 as NaOH and 1 % MgSO, as a protective colloid. After addition of air to a partial pressure of 1.0 MPa, the digestion mixture is heated to 423 0 K during a heating time of 60 min. The digestion takes place in a subsequent cooking time of 60 min. After separation of the spent liquor, a fully digested pulp is obtained. The properties of the pulp as well as the pulps resulting from the following examples are shown in the accompanying table.
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Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird mit einerChopped wheat straw from the GDR comes with a
wäßrigen Lösung, bestehend aus 12 % Na^O als NaOH,aqueous solution consisting of 12 % Na ^ O as NaOH,
versetzt und unter den Bedingungen wie im Beispiel 1and under the conditions as in Example 1
aufgeschlossen.open minded.
Gehäckseltes Weizenstroh, aus der DDR wird mit einerChopped wheat straw, from the GDR comes with a
wäßrigen Lösung, bestehend aus 16 % Na2O als NaOH,aqueous solution consisting of 16 % Na 2 O as NaOH,
versetzt und unter den Bedingungen wie im Beispiel 1and under the conditions as in Example 1
aufgeschlossen.open minded.
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird bis auf eine Stoffdichte von 40 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 12 % Na20' als NaOH, versetzt und unter den Bedingungen wie im Beispiel 1 aufgeschlossen.Chopped wheat straw from the GDR is added to a substance density of 40 % with an aqueous solution consisting of 12 % Na 2 0 'as NaOH, and digested under the conditions as in Example 1.
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird bis auf eine Stoffdichte von 40 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 16 % Na^O als NaOH, versetzt und unter den Bedingungen wie' im Beispiel 1 aufgeschlossen.Chopped wheat straw from the GDR is, to a substance density of 40 % with an aqueous solution consisting of 16 % Na ^ O as NaOH, added and digested under the conditions as in Example 1.
Gehäckseltes V/eizenstroh aus der DDR wird bis auf eine Stoffdichte von 33 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 12 % Na^O als NaOH sowie 1 % MgSO. als Schutzkolloid, versetzt«, Nach Zugabe von Luft bis zu einem Partialdruck von 0,9 MPa und Sauerstoff bis zu einem Partialdruck von 0,1 MPa, wobei der Gesamt säuerst offpartialdruck einem Luftdruck von 1,4 MPa entspricht, wird die Aufschlußmischung während einer Anheizzeit von 60 min auf 413 0K erhitzt. Der Aufschluß erfolgt in einer sich anschlie-Chopped up V / eizenstroh from the GDR is up to a consistency of 33 % with an aqueous solution consisting of 12% Na ^ O as NaOH and 1 % MgSO. As a protective colloid, added After addition of air to a partial pressure of 0.9 MPa and oxygen to a partial pressure of 0.1 MPa, wherein the total säureerst offpartialdruck an air pressure of 1.4 MPa, the digestion mixture during a Heating time of 60 min heated to 413 0 K. The digestion takes place in a subsequent
ßenden Kochzeil; von 60 min.cooking line; from 60 min.
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird bis auf eine Stoffdichte von 40 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 16 % Na2O als NaOH, versetzt und unterChopped wheat straw from the GDR is up to a substance density of 40 % with an aqueous solution consisting of 16 % Na 2 O as NaOH, and under
den Bedingungen wie im Beispiel 6, jedoch bei einer Aufschlußtemperatur von 423 0K, aufgeschlossen.the conditions as in Example 6, but at a digestion temperature of 423 0 K, digested.
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird bis auf eine Stoffdichte von 25 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 11,8 % Na2O als NaOH und 11,8 % Na2O als Na2DOo, versetzt und unter den Bedingungen wie im Beispiel 1 aufgeschlossen.Chopped wheat straw from the GDR is added to a consistency of 25 % with an aqueous solution consisting of 11.8% Na 2 O as NaOH and 11.8% Na 2 O as Na 2 DOo, and under the conditions as in the example 1 open-minded.
Vergleichst) eis pi el 1Compare) ice pi el 1
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird nach einem bekannten Verfahren bis auf eine Stoffdichte von 25 % mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 12 % Na2O als NaOH sowie 1 % MgSO. als Schutzkolloid, versetzt.'Nach Zugabe von Sauerstoff bis zu einem Partialdruck von 0,8 MPa wird das Aufschlußgemisch während einer Anheizzeit von 60 min auf 423 0K erhitzt. Der Aufschluß erfolgt in einer sich anschließenden Kochzeit von 40 min«Chopped wheat straw from the GDR is prepared by a known method to a consistency of 25 % with an aqueous solution consisting of 12 % Na 2 O as NaOH and 1 % MgSO. as a protective colloid, versetzt.'Nach addition of oxygen up to a partial pressure of 0.8 MPa, the digestion mixture is heated for a heating time of 60 min at 423 0 K. The digestion takes place in a subsequent cooking time of 40 min.
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird unter den Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 6 % Na?0 als NaOH und 6 % als Na2CO35 aufgeschlossen.Chopped wheat straw from the GDR under the conditions as in Comparative Example 1 with an aqueous solution consisting of 6 % Na ? 0 as NaOH and 6 % as Na 2 CO 35 digested.
L8 -L_3L 8 -L_3
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird unter den Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 mitChopped wheat straw from the GDR is under the conditions as in Comparative Example 1 with
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einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 16 % Na2O als NaOH und NapCO., im Verhältnis 1 zu 3> aufgeschlossen.an aqueous solution consisting of 16 % Na 2 O as NaOH and NapCO., in the ratio 1 to 3> digested.
Gehäckseltes Weizenstroh aus der DDR wird unter den Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 mit einer wäßrigen Lösung, bestehend aus 16 % Na„0 als NaOH und NapCO., im Verhältnis 3 zu 1, aufgeschlossen.Chopped wheat straw from the GDR is digested under the conditions as in Comparative Example 1 with an aqueous solution consisting of 16 % Na "0 as NaOH and NapCO., In a ratio of 3: 1.
Kappazahl Durchschnitts- Ausbeute Reißlänge Dehnung Falzwider- Berst- CSVKappa number Average yield Elongation Elongation Falzwider- Burst- CSV
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