DE1517152B - Verfahren zur Herstellung von gebleich tem Zellstoff - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren »Grünlauge« abgetrennt werden, um eine natriumsulfid-

zum gleichzeitigen Herstellen von Zellstoff aus cellulose- reiche Lösung zu gewinnen, die zur Herstellung von

haltigem Material und Bleichen dieses Zellstoffes mit Kochlauge für weitere Mengen des cellulosehaltigen

Chlordioxid in einem mehrstufigen Bleichverfahren, Materials verwendet wird. In diesem Kreislaufsystem gekennzeichnet durch die Kombination folgender 5 werden die Verluste durch Zusatz von Natriumsulfat

Verfahrensschritte: ergänzt, das für gewöhnlich der eingedampften

a) Herstellung einer wäßrigen alkalischen Lösung, die »Schwarzlauge«, die dem Verbrennungsofen zugeführt Natriumcarbonat und Natriumsulfid enthält, ™^rd' ^setzt wird. Der gewaschene Zellstoff wird Kaustifizieren zumindest eines Teiles der Lösung dann gebleicht, m der Regel unter Verwendung von zwecks Überführung eines Teils des Natrium- ¹⁰ KombinationenausChlor, Natriumhydroxid, Natrmmcarbonats in Natriumhydroxid, wobei man eine hypochlont und Chlordioxid die m verschiedenen natriumsulfidhaltige Lösung und/oder eine Na- ™™ ^hs _D ^tu _t ^fe* ™^r .^Anwe*dung kommen wie es in den triumsulfid und Natriumhydroxid enthaltende USA.-Patentschriften 2166 330 und 2 513 788 be-Lösung erhält· schrieben ist. Die Bleichmittel werden normalerweise

,. ,. , ' : , . „ ., . ,15 nicht wiedergewonnen oder für eine Wiederverwendung

b) Verwendung zumindest eines Tei s entweder der _aufgearbeitet, sondern sie werden aus dem System wäßrigen natnumsulfidhaltigen Losung oder der _{ausgetragen und verworfen}.

wäßrigen Natriumsulfid und Natriumhydroxid _F ⁶ _{ür diese Zwecke müssen die Zellstoff}__Fabriken

enthaltenden Losung zum Kochen des cellulose- _{ηΟΓΠ1£ΐ1εηνε}ΐ3₆ die folgenden Materialien einkaufen:

halügen Materials zwecks Gewinnung von Zeil- _{20 Natriumsulfat für den} Verlustausgleich bei dem mit der

^s ' Zellstoffgewinnung verbundenen Chemikalien-Auf -

c) Umsetzung von Schwefelsäure, Natriumchlorid bereitungssystem; elementares Chlor zum Bleichen; und Natriumchlorat zur Erzeugung von Natrium- Natriumhydroxid für die kaustische Extraktion und sulfat, Chlor und Chlordioxid; die Herstellung von Natriumhypochlorid; Natrium-

d) Auskristallisieren von Natriumsulfat aus der zur 25 chlorat; Schwefelsäure; und Schwefeldioxid, Methanol Erzeugung von Chlor und Chlordioxid verwen- oder Natriumchlorid zwecks Reduktion des Natriumdeten Lauge; chlorats zu Chlordioxid, das für das Bleichen benötigt

e) Verwendung des Chlors und Chlordioxids zum wird.

Bleichen des Zellstoffs in einem mehrstufigen Bei der vorliegenden Erfindung dagegen wird ein

Bleichprozeß · 3° Verfahren zur Erzeugung von ClO₂ durch Umsetzung

f) Verwendung zumindest eines Teils der wäßrigen ™n ™?^tit> Chlorat und Schwefelsäure, in den oben Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthaltenden beschriebenen Chemikalien-Aufbereitungsprozeß em-Lösung und/oder der wäßrigen, natriumsulfid- S^{ebaut Die} Erfindung ermöglicht es, daß in genau abreichen Lösung zum Extrahieren der alkali- f.^est'^mnf,^{n M}™&* ^{die g}f^*" .Chemikalien die löslichen Substanzen aus dem teilgebleichten ^{35 furdie} ZeUstoffkochung und das Bleichen bis zur EntZellstoff in einer Anfangsstufe des mehrstufigen ^{stehung ei}£^es _u ^Z _T ^{el stoffei}\ ^{mit hoh}£^m Weißheitsgrad, Bleichprozesses· ^guter Farbstabilitat und guter Festigkeit benotigt

„ _x, , ,',.„.. ..r . ,, werden, aus Natriumchlorat, Natriumchlorid und

g) Verwendung des kristallisierten Natnumsulfats _Schwef_elsäure sowie - erforderlichenfalls - Kalk zusammen mit der gebrauchten Lauge aus den _{4<J oder Ka}i_{kstein gewO}nnen werden, wobei letztere zum Zellstoffaufschlußgefaßen zur Herstellung der _{Ausgleich der Verluste bei dem} Kaustifizierungswaßngen alkalischen Losung. Kreisprozeß, dienen, und sie macht auf diese Weise

Bei den Sulfataufschlußverfahren zur Herstellung den Einkauf oder separate Herstellung von elementarem von Zellstoff wird das cellulosehaltige Material, * Chlor, Natriumhydroxid und Natriumsulfat übermeistens Holzschnitzel oder andere faserige Materi- 45 flüssig. Diese sich gegenseitig ergänzende Vereinigung alien, wie Gräser, Stroh oder Bagasse, beispielsweise beider Prozesse besteht im einzelnen darin, daß man das in Gegenwart einer Lösung, die Natriumsulfid oder Natriumsulfat, das beim ClO₂-Prozeß gewonnen wird, Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthält, nach zusammen mit der Schwarzlauge dazu verwendet, um einem bestimmten Zeit-Temperatur-Zyklus erhitzt, frische Mengen »Grünlauge« zu erzeugen, die nach während welchem ein großer Teil der Ligninstoffe, 5° zweckentsprechender Aufbereitung teilweise zum Hemicellulosen und extrahierbare Begleitstoffe in Kochen weiterer Mengen des cellulosehaltigen Ma-Lösung gehen, wohingegen die Hauptmenge der terials und teilweise zur partiellen Extraktion des Cellulose in Faserform in der Lösung suspendiert gebleichten Zellstoffes benutzt wird. ·--
bleibt. Die Fasern werden abgetrennt und gewaschen. Eines der Hauptprobleme in jedem komplexen Die Lösung (die für gewöhnlich als »Schwarzlauge« 55 System, das drei verschiedene Chemikalien, im vorbezeichnet wird) wird eingedampft und in einem Ver- liegenden Falle Chlordioxid, Chlor und einen SaIzbrennungsofen verbrannt, die Natriumcarbonat und kuchen liefert, die nach den folgenden Reaktions-Natriumsulfid enthaltende Schmelze wird in Wasser gleichungen (1) und (2) gewonnen werden:
gelöst, um die sogenannte »Grünlauge« zu gewinnen. Mor-ir» _l λ,ΤοΓί _l u cn ^
Arbeitet man nach dem Sulfataufschluß, so wird die 60 ^_1n . ₁,- _ri , _{XI cn} ,T_{4n m}
Grunlauge geklart und kaustifiziert, um die so-

genannte »Weißlauge« herzustellen, eine Lösung, die ^, , , x, et , fS⁴^ m
Natriumhydroxid, Natriumsulfid und geringe Mengen ^{J C1}2 + ³ ™^^υ* + ^ό ^V W
Natriumcarbonat und Natriumsulfat enthält und beim besteht darin, die Menge der erzeugten Chemikalien Sulfataufschluß dazu verwendet wird, die Kochlauge 65 so aufeinander abzustimmen, daß sie den Bedürfnissen für den Aufschluß von weiteren Mengen des cellulose- des Systems, das diese Chemikalien gebraucht, enthaltigen Materials zu bereiten. Bei einer Modifikation spricht. Gemäß der Erfindung es es möglich, das System des Sulfataufschlusses kann Natriumcarbonat aus der so zu steuern, daß das Chemikalien-Gleichgewicht,

das in einer Sulfataufschluß-Anlage zur Erzeugung von gebleichtem Zellstoff erforderlich ist, in einem weiten Bereich erreicht und der jeweilige Gesamtbedarf der Anlage durch die einfache Maßnahme gedeckt wird, daß man die Natriumchloridmenge in ihrem Verhältnis zu der dem Chlordioxidreaktor zugeführten Natriumchloratmenge (Hand in Hand mit einer entsprechenden Modifizierung der Schwefelsäuremenge) variiert. Auf diese Weise erhöht ein Anstieg des Verhältnisses von Salz zu Schwefelsäure die Menge Chlor und Salzkuchen gemäß Reaktion (2) durch Abziehen eines Teils des Natriumchlorats aus Reaktion (1).

Es ist so möglich, die gesamte Oxydationskraft, die für das Bleichen des Zellstoffs in sämtlichen Bleichstufen benötigt wird, aus dem Natriumchlorat zu gewinnen, welches Chlor und Chlordioxid gemäß den Reaktionsgleichungen (1) und (2) in einem Verhältnis erzeugt, welches durch das Verhältnis von Natriumchlorid zu dem dem Reaktor zugeführten Natriumchlorat bestimmt wird. Wird eine zusätzliche Menge des Salzkuchens benötigt, so kann diese in einfacher Weise durch Erhöhung der Zuführungsgeschwindigkeiten von Natriumchlorid und Schwefelsäure in den Reaktor gewonnen werden, wobei die gesamte Bleichkraft unverändert bleibt, aber das Verhältnis von Chlor zu Chlordioxid in dem im Reaktor erzeugten Gas erhöht wird. Dieses erhöhte Verhältnis von Chlor zu Chlordioxid kann in dem Bleichsystem aufgefangen werden, wenngleich in den späteren Bleichstufen vorzugsweise Chlordioxid verwendet wird,

ίο während in der ersten Bleichstufe ein weiter Bereich von Mischungen aus Chlordioxid und Chlor verwendet werden kann und diese Mischungen im übrigen der Verwendung einer jeden chemischen Verbindung für sich überlegen sind.

Die Bilanz der Chemikalien-Erzeugung wird in der Tabelle erläutert, welche die Mengen der Chemikalien angibt, die in den Chlor-, Chlordioxid- und Natriumsulfatgenerator eingeführt werden. Diese Tabelle gibt die Mengen sämtlicher Chemikalien an, die in den Generator eingeführt und dort erzeugt werden, wenn 100 Pfund Natriumchlorat in wechselnden Mengen gemäß den Gleichungen (1) und (2) reagieren.

Für 100 Pfund NaClO,

Pfund NaClO3	O	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Reaktion (1)
Pfund NaClO3	100	90	80	70	60	50	40	30	30	10	0
Reaktion (2)	0	6,3	12,7	19	25,4	31,7	38	44,4	50,7	57,1	63,4
Pfund ClO2 erzeugt	200	183	167	150	143	117	100	83,3	66,7	50	33,3
Pfund Cl2 erzeugt	275	253	231	209	187	165	143	121	99	77	55
Pfund NaCl erzeugt	276	258	239	221	203	185	166	148	130	111	92
Pfund H2SO4 erzeugt	400	373	347	320	293	267	240	213	187	160	133
Pfund Na2SO4 erzeugt	50,7	47,3	44	40,6	37,3	33,9	30,6	27,2	23,9	20,5	17,2
Pfund H2O erzeugt

Wie elastisch das System ist, kann man erkennen, wenn man seine Anwendung auf die Herstellung eines voll gebleichten Zellstoffs einerseits und eines halb gebleichten Zellstoffs andererseits betrachtet. Im ersteren Falle wird eine größere ClO₂-Menge pro Gewichtseinheit Zellstoff benötigt und eine kleinere Menge Na₂SO₄ pro Einheit der gesamten Bleichkraft, und diesen beiden Erfordernissen kann man entsprechen, wenn man gemäß den verschiedenen Teilabschnitten der Tabelle arbeitet.

Es ist empfehlenswert, den Chlordioxidgenerator in kontinuierlichem Arbeitsgang zu betreiben, bei welchem die Konzentration der Reaktionskomponenten und die Reaktionsbedingungen gleichmäßig beibehalten werden und die Schwefelsäure in einer hohen Konzentration anwesend ist. Ein derartiges Verfahren ist technisch besonders vorteilhaft, um das oben erwähnte Gleichgewicht der Chemikalien zustande zu bringen.

Ein wichtiger Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens besteht in der Elastizität, mit der es angewendet werden kann. Es kann Anwendung finden, um entweder den gesamten Bedarf an Chlor und Natriumsulfat oder nur einen Teil hiervon zu liefern. Darüber hinaus kann es in einer solchen Weise betrieben werden, daß es als Ausgangsmaterialien nur Natriumchlorid und Schwefel für die Erzeugung von Chlor, Chlordioxid und Natriumsulfat verwendet und aus den letztgenannten Komponenten dann die »Grünlauge« oder »Weißlauge« gewonnen wird, oder es kann unter ausschließlicher Verwendung von Natriumchlorid und Schwefelsäure als Ausgangsmaterialien betrieben werden oder, abweichend hiervon, unter ausschließlicher Verwendung von Schwefel (oder Schwefelsäure), Natriumchlorat und Natriumchlorid.

Es ist von Vorteil, die aus der für die kaustischen

Extraktionsstufen des Bleichens verwendete »Griinlauge« oder »Weißlauge« stammende Ablauge nach Abtrennung von dem Zellstoff und — gewiinschtenfalls — nach Konzentrierung wiederzugswinnen und sie der Schwarzlauge zuzusetzen, die in das Chemikalisn-Aufbereitungssystem wieder eingeführt wird. Die Rückgewinnung und Wiederverwendung dar Ablaugen aus den kaustischen Extraktionsstufen vermindern auf diese Weiss die Natriumsulfatmangi, die für die Herstellung der »Weißlaugs« oder »Grünlaup« benötigt wird. Dieses Vorgehen seinerseits macht es möglich, den Chlordioxidgsnerator so zu betreiben, daß er mshr Chlordioxid, weniger Chlor und weniger Natriumsulfat erzeugt. Dies wiederum sstzt die Mengen an Natriumchlorid und Schwefelsäure herab, die dem Chlordioxidgenerator zugeführt wardsn. müssen, und reduziert prägnant die Gssamtmsngs der Chemikalien pro Tonne Zellstoff, die entwadsr eingekauft oder in der Anlage erzeugt werden müssen, und setzt zugleich die Gasamtkosten dsr Chemikalien drastisch herab, die für die Erzeugung von gebleichtem Zellstoff aufgewendet werden müssen. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Einsparung an Wärme, die normalerweise aufgewendet werden muß, um den Zellstoff mit einer Konsistenz von etwa 12% ^m der üblichen kaustischen Extraktionsstufe zu behandeln. Ein weiterer

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Vorteil besteht in der Wiedergewinnung von Wärme, als der dem ersten Absorptionsturm 15 zugeführte die hei der Verbrennung der organischen Substanzen Wasserstrom. Der über Leitung 30 zugeführte Wasserfrei wird, die aus dem Zellstoff während der kaustischen strom löst das Chlor und das Chlordioxid und liefert

Extraktion herausgelöst und dann gewonnen werden. so eine an Chlor angereicherte Lösung, die in der ersten Ein noch weiterer Vorteil besteht in der Vermeidung 5 Bleichstufe 19 verwendet und dieser Stufe über

einer Verunreinigung der Gewässer dank der Tatsache, Leitung 40 zugeführt wird. Die aus dem zweiten

daß die Ablaugen aus den kaustischen Extraktions- Absorptionsturm 16 austretende Luft kann noch

stufen des Bleichens nicht mehr als solche Ablaugen geringe Mengen Chlor enthalten, die in einer alkalischen

abgeführt werden, wie es bei den bekannten Arbeits- Lösung absorbiert werden können, um Hypochlorit zu

weisen der Fall ist. io gewinnen, das man entweder der ersten kaustischen

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung Extraktionsstufe 20 zuführen oder für eine zusätzliche

beispielsweise erläutert werden, die ein Fließschema Hypochloritstufe verwenden kann, die in das Bleich-

des Verfahrens wiedergibt, und zwar in seiner An- system eingeschaltet werden kann, oder man kann das

Wendung zur Gewinnung von Sulfataufschlußzellstoff. Hypochlorit auch verwerfen..

In der Zeichnung ist schematisch dargestellt, eine 15 Die wäßrige Ablauge, die aus dem Generator 12

Schwefelsäurefabrik 10, eine Natriumchlorat erzeu- über Leitung 31 austritt und die hauptsächlich

gende Anlage 11, ein Generator 12 zur Erzeugung von Natriumsulfat und Schwefelsäure neben geringen

Chlor, Chlordioxid und Natriumsulfat, eine Kristalli- Mengen Natriumchlorat und Natriumchlorid enthält,

siervorrichtung 13, ein Eindampfer 14, ein Chlordioxid- wird in die Kristallisiervorrichtung 13 eingeführt, in

Absorptionsturm 15, ein weiterer Absorptionsturm 16, 20 der das Natriumsulfat aus der Ablauge abgetrennt

ein übliches Chemikalien-Aufbereitungssystem 17 und die Mutterlauge über Leitung 32 und Eindampfer

für die Zellstoff-Fabrik, zu dem Eindampfvorrich- 14 dem Generator 12 zur Wiederverwendung zugeführt

tungen, ein Verbrennungsofen und ein Behälter zum wird. Der Eindampfer 14 braucht nicht notwendiger-

Auflcsen der Schmelze gehören, eine Kaustifizierungs- weise von dem Systemtyp abhängen, das man für die

stufe 46, die Kläranlagen, Filter und einen Brennofen 25 Kristallisation benutzt.

umfaßt, Zellstoffkocher 18, ein Bleichturm 19 für die Das Natriumsulfat aus der Kristallisiervorrichtung erste oder »Chlorierungs«-Stufe, die Türme 20 und 21 13 wird über Leitung 33 dem Chemikalien-Auffür die kaustische Extraktion, die Türme 22 und 23 bereitungssystem 17 der Zellstoff-Fabrik zugeführt, für die späteren Bleichstufen und Wäscher 24 und 24a, und zwar vorzugsweise in die dicke »Schwarzlauge« wobei diese verschiedenen Einzelelemente der Anlage 3° eingeführt. Nach dem Verbrennen dieses Gemisches in der dargestellten Weise miteinander verbunden sind. in einem Ofen, in dem eine reduzierende Atmosphäre

Eine Ausführungsform des Grundverfahrens be- aufrechterhalten wird, um Natriumsulfat zu Natriumsteht darin, Natriumchlorat in den Generator 12 über sulfid zu reduzieren, wird die so erzeugte und vorLeitung 25 in einer Dosierung einzuführen, die aus- nehmlich Natriumcarbonat und Natriumsulfid entreicht, um das gesamte verfügbare Chlor, das die 35 haltende Schmelze in Wasser gelöst, um die »Grün-Zellstoffbleiche erfordert, zu erzeugen,^: und zwar zu- lauge« zu bilden, die dann geklärt wird. Die geklärte sammen mit der erforderlichen Natriumchloridmenge, Lauge wird zumindest teilweise über Leitung 45 der die gleichfalls über Leitungen 25 zugeführt wird, um Kaustifizierungsstufe 46 zugeführt, wo sie kaustifiziert so das gewünschte Verhältnis von Chlordioxid zu wird, um »Weißlauge« zu gewinnen, die Natrium-Chlor einzustellen. Schwefelsäure wird in den Gene- 40 hydroxid, Natriumsulfid und nicht umgesetztes Natrirator 12 über Leitung 26 in solcher Menge eingeführt, umsulfat neben Natriumcarbonat enthält. Mindestens die es gestattet, im Generator 12 die Azidität der ein Teil der »Weißlauge« wird über Leitung 34 dem Lesung bei einer geeigneten Konzentration aufrecht- Zellstoffkocher 18 wieder zugeführt. Ein Teil der zuerhalten, z. B. annähernd, aber nicht notwendiger- »Grünlauge« kann über die Leitungen 47 und 35 abweise, auf einer Schwefelsäurekonzentration von 45 gezogen werden, und zusammen mit diesem Teil oder lCfach normal. Dem Generator 12 wird über Leitung 27 an seiner Stelle kann ein Teil der »Weißlauge« über eine Luftmenge zugeführt, die ausreicht, um die Leitung 35 abgezogen und in den kaustischen Ex-Chlordioxidkonzentration in dem austretenden Gas traktionsstufen 20 und 21 verwendet werden. Haben auf unter etwa 10 Volumprozent zu halten. Das aus die »Grünlauge« oder die »Weißlauge« oder deren Gedem Generator 12 über Leitung 28 austretende Gas 5° mische ihre Funktionen, die chlorierten Ligninstoffe wird in den Absorptionsturm 15 eingeführt, der mit und einen Teil der Hemicellulosen herauszulösen einem geeigneten Füllmaterial ausgelegt ist, und in erfüllt, so wird die Lauge von dem Zellstoff in gedem Gas im Gegenstrom zu einem über Leitung 29 eigneter Weise getrennt, und die Lauge wird über die zugeführten Wasserstrom aufsteigt, welche letzterer Leitungen 36 und 37 in die der Förderung der »Schwarzvorwiegend das Chlordioxid löst, um so die Chlor- 55 lauge« dienende Leitung 38 eingeführt, die zu den Eindioxidlcsung herzustellen, die in den Endstufen 22 und dampfern des Chemikalien-Aufbereitungssystems 17 23 des Bleichens benötigt wird. Das dem Absorptions- der Zellstoff-Fabrik führt, um dort in »Grünlauge« turm 15 zugeführte Wasser soll ausreichen, um nur die rückverwandelt zu werden, von welcher zumindest Menge Chlordioxid zu lösen, die in den Endstufen ein Teil der Kaustifizierungsstufe zugeführt wird, um 22 und 23 des Bleichprozesses benötigt wird, wobei die 60 in der hier beschriebenen Weise in »Weißlauge« um-Lcsung diesen Stufen über Leitung 41 zugeführt gewandelt zu werden.

wird, während die Hauptmenge des Chlors und etwas Erzeugt man den Zellstoff nach einer Modifikation

Chlordioxid, die aus dem ersten Absorptionsturm 15 des Sulfataufschlusses, so wird das in der Zeichnung

zusammen mit der Luft austreten, dem zweiten Ab- dargestellte Arbeitsschema in der Weise modifiziert,

sorptionsturm 16 über die Leitung 39 zugeführt werden, 65 daß man die geklärte »Grünlauge« — oder zumindest

in dem sie aufwärts und einem Wasserstrom entgegen- einen Teil von ihr — einem Kristallisator anstatt der

strömen, der über Leitung 30 zugeführt wird, wobei Kaustifiziervorrichtung 46 zuführt, in dem mindestens

dieser Wasserstrom mengenmäßig wesentlich größer ist ein Teil des Natriumcarbonats entfernt und eine

natriumsulfidreiche Lösung gebildet wird, von der zumindest ein Teil zum Kocher 18 über Leitung 34 zurückgeführt wird. Ein Teil der »Grünlauge« kann, wie weiter oben angegeben, über die Leitungen 47 und

35 abgezogen werden, und zusammen mit diesem Teil oder an seiner Stelle kann ein Teil der natriumsulfidreichen Lösung aus dem Kristallisator über Leitung 35 abgezogen und in den kaustischen Extraktionsstufen 20 und 21 verwendet werden. Haben ' die »Grünlauge« oder die natriumsulfidreiche Lösung oder deren Gemische ihre Funktion, die chlorierten Ligninstoffe und einen Teil der Hemicellulosen herauszulösen, erfüllt, so wird die Lauge von dem Zellstoff in geeigneter Weise getrennt, und die Lauge wird über die Leitungen

36 und 37 in die der Förderung der »Schwarzlauge« dienende Leitung 38 eingeführt, die zu den Eindampfern des Chemikalien-Aufbereitungssystems 17 der Zellstoff-Fabrik führt, um dort in »Grünlauge« rückverwandelt zu werden, von der zumindest ein Teil dem Kristallisator zugeführt wird, in welchem das Natriumcarbonat auskristallisiert und eine natriumsulfidreiche Lösung gebildet wird. Es ist von Wichtigkeit, darauf hinzuweisen, daß das im Kristallisator abgetrennte Natriumcarbonat durch Behandeln mit Kalk in einer Kaustifizerungsstufe, die ähnlich wie die unter Ziffer 46 in der F i g. 1 dargestellte arbeitet, in eine Natriumhydroxidlösung umgewandelt werden kann. Diese Natriumhydroxidlösung kann dann an Stelle von oder im Gemisch mit der »Grünlauge«, der natriumsulfidreichen Lösung oder dem Gemisch aus der »Grünlauge« und der natriumsulfidreichen Lösung in den kaustischen Extraktionsstufen 20 und 21 verwendet werden.

Anstatt das Natriumcarbonat in einer Kristallisiervorrichtung abzutrennen, kann das Verfahren zum Auflösen der in den Verbrennungsöfen anfallenden Schmelze so geführt werden, daß zwei Lösungen erhalten werden, nämlich eine sulfatreiche und eine carbonatreiche Lösung.

Der ungebleichte Zellstoff aus den Kochern 18 wird vermittels der Leitungen 42 über die Wäscher 24 a zu dem Turm 19, in dem sich die erste Bleichstufe abspielt, gefördert. Die aus den Wäschern 24 a von dem ungebleichten Zellstoff abgetrennte »Schwarzlauge« wird über Leitung 38 den Eindampfern des Chemikalien-Aufbereitungssystems 17 der Zellstoff-Fabrik zugeführt. Der Zellstoff wird über die Wäscher 24 und die Rohrleitungen 43 den verschiedenen Stufen des Bleichsystems zugeführt und verläßt das System bei 44 als gebleichter Zellstoff.

Es ist erwünscht, daß die den Generator 12 über Leitung 26 zugeführte Schwefelsäure in der Schwefelsäurefabrik 10 aus Schwefel, Luft und Wasser gewonnen wird und daß das in den Generator 12 eingeführte Natriumchlorat in der Anlage 11 zur Erzeugung von Natriumchlorat durch Elektrolyse von Natriumchlorid hergestellt werden kann.

Eine andere Variante, die gleichfalls durchführbar ist, besteht darin, die Luft, die aus dem zweiten Absorber 16 austritt und die beträchtliche Chlormengen enthalten kann, mit einer Kalkanschlämmung zu waschen, um Calciumhypochlorit zu gewinnen, das in einer sechsten Hypochloritbleichstufe verwendet werden kann, die für gewöhnlich zwischen die in der Zeichnung dargestellten Stufen 21 und 22 eingeschaltet wird. Diese Variante ist mit dem Vorteil verbunden, daß der zum Lösen des Chlors und Chlordioxids in Wasser bestimmte Turm 16 kleiner dimensioniert werden kann, weil im wesentlichen nicht das gesamte Chlor aus seinem verdünnten Gemisch mit Luft absorbiert zu werden braucht.

Eine weitere mögliche Variante besteht darin, daß man ein Verdampfen von Wasser aus dem Generator-Kristallisator-System vermeidet, und zwar dadurch, daß man in der Schwefelsäurefabrik 10 das SO₃ in konzentrierter Schwefelsäure absorbiert und daß man dem Generator 12 oder der verdünnten Säurelösung, die aus dem Kristallisiersystem über Leitung 32 austritt, eine Schwefelsäure zusetzt, die überschüssiges Schwefeltrioxid enthält. Hierdurch kann man die Notwendigkeit, Wasser aus dem System zu verdampfen, und die hiermit verbundenen Kosten beträchtlich reduzieren.

Es verdient festgehalten zu werden, daß es nicht erforderlich ist, aus dem Gemisch aus Chlor und Chlordioxid eine chlorreiche Fraktion abzutrennen, wie sie in einer früheren Bleichstufe benötigt wird, oder eine chlordioxidreiche Fraktion abzutrennen, wie sie in den hier beschriebenen späteren Bleichstufen benötigt wird, wenngleich es von Vorteil ist, wenn man so arbeitet. Es ist ferner wichtig, hervorzuheben, daß gewünschtenfalls nur zwei Bleichstufen, die durch eine einzige kaustische Extraktionsstufe getrennt sind, angewendet werden können, oder daß abweichend hiervon auch mehr Bleichstufen und kaustische Extraktionsstufen, als in der Zeichnung angegeben sind, verwendet werden können.

Gewünschtenfalls kann auch aus der »Weißlauge« aus der Kaustifizierungsstufe 46 des Chemikalien-Aufbereitungssystems eine natriumhydroxydreiche Fraktion abgetrennt werden, die in den kaustischen Extraktionsstufen benutzt wird, und es kann eine natriumsulfidreiche Fraktion abgetrennt werden, die dann beim Kochen des cellulosehaltigen Materials Anwendung findet. Mit anderen Worten, es kann auch von solchen Typen von Zellstoffgewinnungsverfahren und von solchen Chemikalien-Aufbereitungssystemen ausgegangen werden, die von den gewöhnlichen Typen, wie sie nach dem Stand der Technik normalerweise betrieben werden und wie sie hier beschrieben sind, abweichen.

Wenn auch hier bezüglich der Erzeugung von Chlor, Chlordioxid und Natriumsulfat ausgeführt wurde, daß sie in einem System erfolgt, das aus einem Generator 12, in Verbindung mit einem Kristallisator 13, besteht, so handelt es sich bei diesen Angaben lediglich um eine beispielhafte Erläuterung, und es ist hervorzuheben, daß selbstverständlich auch hiervon verschiedene Systemtypen verwendet werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von Zellstoff aus cellulosehaltigen! Material und Bleichen dieses Zellstoffes mit Chlordioxid in einem mehrstufigen Bleichverfahren, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

a) Herstellung einer wäßrigen alkalischen Lösung, die Natriumcarbonat und Natriumsulfid enthält, Kaustifizieren zumindest eines Teiles der Lösung zwecks Überführung eines Teils des Natriumcarbonats in Natriumhydroxid, wobei man eine natriumsulfidhaltige Lösung und/ oder eine Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthaltende Lösung erhält;

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b) Verwendung zumindest eines Teils entweder der wäßrigen natriumsulfidhaltigen Lösung oder der wäßrigen Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthaltenden Lösung zum Kochen des cellulosehaltigen Materials zwecks Gewinnung von Zellstoff;

c) Umsetzung von Schwefelsäure, Natriumchlorid und Natriumchlorat zur Erzeugung von Natriumsulfat, Chlor und Chlordioxid;

ίο

d) Auskristallisieren von Natriumsulfat aus der

zur Erzeugung von Chlor und Chlordioxid verwendeten Lauge;

e) Verwendung des Chlors und Chlordioxids zum Bleichen des Zellstoffs in einem mehrstufigen Bleichprozeß;

f) Verwendung zumindest eines Teils der wäßrigen Natriumsulfid und Natriumhydroxid enthaltenden Lösung und/oder der wäßrigen,

natriumsulfidreichen Lösung zum Extrahieren der alkalilöslichen Substanzen aus dem teilgebleichten Zellstoff in einer Anfangsstufe des mehrstufigen Bleichprozesses;

g) Verwendung des kristallisierten Natriumsulfats zusammen mit der gebrauchten Lauge aus den Zellstoffaufschlußgefäßen zur Herstellung der wäßrigen alkalischen Lösung.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Chlordioxidgenerator im kontinuierlichen Verfahren betrieben wird, wobei die Konzentration der Reaktionskomponenten und die Reaktionsbedingungen gleichmäßig aufrechterhalten werden.

3. Verfahren gemäß der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure in dem Chlordioxidgenerator eine Konzentration von etwa lOfach normal aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen