DE1546246A1 - Verfahren zum Bleichen von Zellulosepulpen - Google Patents

Description

DR. R. POSCHENRIEDER
DR. E. BOETTNER

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Verfahren zum Bleichen von Zellulosepulpen

Die Erfindung betrifft das Bleichen von Zellulosepulpen und ist hauptsächlich auf Pulpen zur Herstellung von Papier anwendbar.

Nach der bisherigen Praxis werden Zellulosepulpen entweder ansatzweise gebleicht, indem das Bleichmittel mit der Pulpe gemischt wird und diese Mischung dann die erforderliche Zeit stehengelassen wird, oder sie werden kontinuierlich gebleicht, indem die Mischung aus Pulpe und Bleichmittel zusammen durch einen Turm geführt wird. Die für das Bleichen erforderliche Zeit ist bei jedem dieser Verfahren mindestens eine halbe Stunde und im allgemeinen im Bereich von 1 bis>4 Stunden,,

Es könnte angenommen werden, daß das Rühren der Mischung die Bleichzeit herabsetzen würde, aber dies ist nicht so· Auf jeden Fall ist, abgesehen von dem anfänglichen Mischen

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von Pulpe und Reaktionsmittel, das Rühren der Mischung während des Bleichens praktisch nicht durchführbar, weil die Konsistenz der Mischung so hoch ist, daß eine außerordentliche Kraft zum Rühren erforderlich wäre und auch weil das Rühren eine ungünstige Ho11ander-Wirkung auf die Pulpe haben würde. Es wurde auch vorgeschlagen, die Pasern und die Bleichlauge im Gegenstrom durch einen mit Rührern ausgestatteten Turm zu führen, aber dazu wäre eine viel niedrigere Konsistenz der Pulpe notwendig, als erwünscht ist, und tatsächlich wurde das Verfahren, ganz gleich, ob aus diesem oder einem anderen Grund, nicht verwendet, und es ist daher nicht bekannt, welche Bleichzeiten bei diesem Verfahren ii Präge kommen.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß eine außerordentlich große Verringerung der Bleichzeit auf Zeiten in der Größenordnung von einigen Minuten erreicht werden kann, wenn man sichert, daß eine relative Bewegung zwischen den Pasern und der Lauge während des Bleichens stattfindet. Es wird angenommen, daß in den bisher verwendeten Verfahren der die Reaktionsgeschwindigkeit begrenzende Paktor die Zeit ist, die das Reaktionsmittel benötigt, um durch die stagnierende Wasserschicht, die jede Paser umgibt, zu diffundieren·

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Die vorliegende Erfindung, die auf der oben beschriebenen Feststellung beruht, betrifft ein Verfahren zum Bleichen von Zellulosepulpe, in welchem die Bleichlauge durch eine Schicht der die Pulpe zusammensetzenden Fasern fließt. Es ist selbstverständlich bekannt, poröse Schichten fester Materialien zu behandeln, indem man Flüssigkeiten, wie Z₀B. Waschwasser, durch sie hindurchfließen läßt, und Zellulosepulpen selbst wurden auf diese Art gewaschen. Aber es ist bekannt, daß die Zeit, die eine wässrige Flüssigkeit braucht, um durch eine Pulpeschicht vernünftiger Dicke zu gehen, nur wenige Minuten beträgt, so daß diese Betriebsmethode für das Bleichen von Pulpe nie in Betracht gezogen wurde, da man bisher annahm, daiä die Hierfür erforderliche Zeit mindestens 1/2 Stunde beträgt.·

Die die Pulpeschicht bildenden Fasern bleiben stationär oder fast stationär in bezug aufeinander. Die Siiicht als Ganzes kann jedoch in bezug auf den Bleichlaugenstrom bewegt werden. Z.B. kann die Säiicht auf eine^r Fördervorrichtung oder auf der äußeren Oberfläche einer perforierten Drehtrommel gebildet werden·

Im allgemeinen ist es notwendig, die Pulpe mit einer Aufeinanderfolge von Lösungen zu behandeln, die verschiedene Bleichmittel und Extrahiermittel enthalten, und dann mit

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Waschwasser. Es wurde nun gefunden, daß in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine ziemlich scharfe Grenze zwischen den aufeinanderfolgenden Flüssigkeiten gebildet wird, wodurch die Wirtschaftlichkeit und Geschwindigkeit des Verfahrens als Ganzes verbessert wird· Wenn die Schicht stationär ist, so ist die Grenze senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit, und wenn die Schicht seitlich bewegt wird, so ist die Grenze in einem spitzen Winkel zu der Richtung dieser Bewegung.

Die Erfindung wird im folgenden in einem Beispiel anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zum Bleichen von Holzpulpe.

In der Zeichnung ist 1 ein endloses Drahtsieb, welches sich in Richtung des Pfeiles dreht und eine Schicht 2 der zu bleichenden Holzpulpe trägt. Oberhalb der Pulpe ist eine Reihe von Düsen 3» mit welchen die verschiedenen Behandlungs- und Waschflüssigkeiten auf die Oberfläche der Pulpe gesprüht werden. Die Düsen sind in Gruppen angeordnet (in der Zeichnung sind pro Gruppe 4 Düsen sichtbar) und jeder dieser Gruppen wird eine Flüssigkeit durch ein Rohr wie folgt zugeführt: Bleichlösung durch die Rohre 4 und 8, Waschwasser durch die Rohre 5, 7 und 9 und Alkali-

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lösung durch das Bohr 6. Die Flüssigkeiten werden getrennt in den Behältern 10 gesammelt, die Auslässe 11 haben, durch welche die Flüssigkeiten abgezogen werden und verworfen werden oder wieder ins Verfahren zurückgeführt werden»

Das Verfahren ist auf Pulpen aller Arten zur Herstellung von Papier brauchbar, wie z.B. Kraftpulpen, Sulfitpulpen, Pulpen aus gemahlenem Holz und auch auf andere Arten von faserigen Materialien. Wässrige Lösungen von Chlor, Chlordioxyd, Hypochloriten, Wasserstoffperoxyd, Hydrosulfiten, Borhydriden, Peressigsäure usw. können als Bleichmittel angewendet werden, je nach der besonderen Art der zu bleichenden Fasern·,

Die Dicke und Konsistenz der Masse der Pulpefasern und der Mahlungsgrad der Pulpe sind die Hauptfaktoren, welche die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Pulpenschicht bestimmen. Für ein bestimmtes Verhältnis von Chemikalien zu Pulpe bestimmt dann die Konzentration der Lösung die Kontaktzeit bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit.

Die analytischen Eigenschaften (pH, Zusammensetzung, Farbe, usw.) der kontinuierlich aus dem Turm austretenden Lösung ändern sich eher plötzlich als graduell, wenn eine andere

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Lösung durch die Pulpenschicht geführt wird. Dies zeigt verhältnismäßig wenig Mischung an der vorrückenden Grenze, und dies ist einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens«

Gründliches Waschen kann mit sehr wenig Wasser, wenn gewünscht, durchgeführt werden. Dies bedeutet, daß das Wasser mit sehr geringen Kosten auf die gleiche Temperatur wie die Bleichlösung erwärmt v/erden kann, so daß eine konstante Temperatur im Reaktionsgefäß aufrechterhalten wird. Wenn es erwünscht oder wirtschaftlich ist, können die austretenden Plüssigkeitsströme im Gegenstrom zu den eintretenden Strömen durch Wärmeaustauscher geführt werden, um die Wärme noch weiter auszunützen, da die in Frage kommenden Volumina verhältnismäßig klein sind im Vergleich mit den zur Zeit durchgeführten Bleichmethoden. Auf diese Art geht sehr v/enig Wasser und sehr wenig Wärme durch die Entfernung der Reaktionsprodukte aus der Pulpe verloren.

Da die Bleichlösung nur eine kurze Zeit mit den Pulpenfasern in Berührung ist, im Vergleich mit der Verweilzeit bei den bisherigen statischen Bleichverfahren, können verhältnismäßig stark konzentrierte Bleichlösungen angewendet werden.

Da jede lösung durch eine verhältnismäßig dioke Pulpenschicht geführt wird und da die Platte nicht durch Ver-

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dünnung für das Waschen zerteilt werden braucht, sind die mechanischen Verluste an Fasern (gewöhnlich in einer Suspension, die "Weißwasser" genannt wird) wesentlich verringert .

Es ist möglich, das Waschen überhaupt zu vermeiden, wenn dies erwünscht ist, da in der vorrückenden Front so wenig

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Mischung eintritt _t\€bne wesentlichen Verlust an Chemikalien durch Neutralisation sogar eine alkalische Lösung einer sauren folgen kann. In diesem Fall ändert sich das pH in der austretenden Lösung innerhalb eines sehr kleinen Zeitintervalls, dies zeigt, daß eine Lösung von der anderen vorwärtsgeschoben wird. Wenn eine Lösung aus einer anderen einen Niederschlag auäfällt, so kann selbstverständlich das Waschen nicht weggelassen werden. Wenn die Pulpe bei dem üblichen Verfahren des statischen Bleichens nicht gewaschen wird, so wird mindestens die gesamte Menge der Chemikalie, die im Augenblick des Mischens in der Pulpe entfalten ist, zurückgehalten und reagiert mit der nächsten infrage kommenden Lösung. Dies erklärt den hohen Chemikalienverbrauch beim statischen Bleichen,iEnn das Waschen auf ein Mindestmaß gesetzt wird oder weggelassen wird, selbst wenn gute Pulpeneigenschaften dadurch erhalten werden, daß genügend Chemikalien verwendet werden, um den Verlust in jeder Stufe aufzufüllen. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet diese großen Verluste, indem eine Lösung durch eine andere mit einem Mindestmaß an Mischen ersetzt wird.

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Wenn alle Behandlungen bei der gleichen Temperatur durchgeführt werden können, z.B. in einer DEDED-Folge bei 70⁰O, ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr bequem. (DBDED bezeichnet eine Folge von Bleichoperationen, wobei D die Behandlung mit Chlordioxid und E die alkalische Extraktion bezeichnen) . Dies ist jedoch für das Verfahren nicht wesentlich, da aufeinanderfolgende Behandlungen, wenn notwendig, bei verschieden Temperaturen mit etwas komplizierteren Anordnungen und verhältnismäßig geringem Wärmeverlust durchgeführt werden können. Beispielsweise wird die Chlorierung am "besten bei einer niedrigeren Temperatur (unter 40 C) durchgeführt wegen der geringen Löslichkeit des Chlors in Wasser und seiner hohen Reaktionsfähigkeit mit der Pulpe.

- Patentansprüche -

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Claims (3)

_ 9 — Patentansprüciie

1. Verfahren zum Bleichen von Zellulosepulpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleichlauge durch eine Schicht der die Pulpe bildenden Fasern fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleichfolge Behandlungen mit einer Anzahl von Flüssigkeiten nacheinander einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschiedene Flüssigkeiten nacheinander ohne
dazwischenliegendes Waschen durch die Schicht fließen.

4« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht in bezug auf den Strom der Bleichlauge seitlich bewegt wird.

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