DE1692845A1 - Reinigung von betriebenen Aufschlussgefaessen fuer Holzspaene - Google Patents

Description

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The Dew Chemical Company, Midland, Michigan, V.St.A·

Reinigung von "betriebenen Aufsohlussgefässen für Holzspäne

Die Erfindung betrifft die Reinigung von Aufschlusogefässen für Holzspäne und insbesondere die Reinigung von kontinuierlich arbeitenden Aufschlussgefässen für Holzspäne, ohne derartige Aufschlusbgefässe ausser Betrieb zu se-tzeno

Bei modernen Arbeitsweisen hinsichtlich des Kochens (pulping) werden Holzspäne häufig in einem kontinuierlichen Verfahren unter Anwendung einer stark alkalischen wässrigen Flüssigkeit aufgeschlossen· Das Verfarien kann das Sodaverfahren bei

Anwendung

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Anwendung einer Hatriumhydrosydlöeung und wenig Hatriumsulfid oder das Kraftverfahren "bei Verwendung einer wässrigen aus hauptsächlich Natriumsulfat, Natriumhydroxyd und Wasser sein· Das moderne Aufschlussgefäse ist im allgemeinen ein aufrechtstehendes, im wesentlichen zylindrisches unter Druck stehendes Reaktionsgefäss, z₉B» 3,0 m im Durchmesser und 30,5 m hoch. Me Kochflüssigkeit, im Handel "white Ii nor*· genannt^, wird in der Sähe des obersten Seiles des Reaktionsgefässes gegen einen Arbeitsdruck von etwa 8,5 bis 9*2 atm eingeführt. Die Holzspäne werden ebenfalls am oberen Teil eingebracht, eine Mischung aus Pulpe und Flüssigkeit (Lauge) in der Nähe des Bodesn des Eeaktionsgefässes abgezogene Erhitzen und Mischen erfolgen, indem die eingestampfte Mischung durch ein Sieb in einer oder mehreren Höhen des Eeaktionsgefässes abgezogen, die gesiebte Mischung, die forthin als Pulpflüssigkeit bezeichnet wird, erhitzt und die erhitzte Pulpflüssgkeit dem Reaktionsgefäss durch eine Zuführung, die etwa in der Höhe des Punktes, wo sie abgezogen wurde, und entfernt von diesem angeordnet ist, wieder zugeführt wird· Bezeichnend ist, dass zwei solcher Erhitzungs-Mischungs-Kreisläufe durchgeführt werden, jeder in. einer verschiedenen Höhe des Reaktionsgefässes.

Allgemein 109843/0342

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Allgemein beträgt das Volumen der Pulpflüssigkeit, das während des Erhitzungs-Misehungs-Kreislaufes durchgesetzt wird, das fünf- bis siebenfache des Volumens der in das Aufschlussgefäss eingeführten Kochflüssigkeit.

Das Kraft-Kochverfahren, das kontinuierliche alkalische Einstampfvafahren und Aufschlussgefässe werden weiter beschrieben in: Preparation and Treatment of Wood Pulps, J.S» Stephenson, Herausgeber, Band I, McGraw-Hill Bock Company (1950), Seiten 364-402, 453-57; Pulp and Paper Science and Technology, Band I, :Pulp, C*E* Libby, Herausgeber, McGraw-Hill Book Company (1962), Seiten 181-83? "Studies in Continuous Alkaline Pulping", W*J. Nolan et al, Tappi 34_ Nr. 12:529-38 (1951); "Experimental Development of High-Speed Continuous Alkaline Pulping, *·<ϊ· Holan et al, Pulp and Paper Ttfagazine of Canada _5Ji, August: 98-110 (1952); ^Studies in Continuous Alkaline Pulping¹*, W-J* Nolan et al, Tappi 35. ITr. 11: 505-510 (1952); und "Studies in Continuous Alkaline Pulping", W.J. Nolan, Tappi J56. Nr. 9 ί 406-417 (1953) -

Ein sehr ernsthaftes Problem besteht darin, dass während des Arbeitsganges Calcium, Magnesium und andere mehrwertige Metallionen, die ursprünglich

in 109843/0342

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in dem Holz und in dem zugesetzten Wasser der Flüssigkeit vorhanden sind, sich abscheiden, in erster Linie in Form von Carbonaten, auf den in Betrieb befindlichen Sieben ebenso wie in den Zuführungsleitungen und Erhitzern oder Wärmeaustauschern, die bei den Erhitzungs-Mischungs-Kreisläufen, die oft als Re-Zirkulation (orig» recirculation) bezeichnet werden, benutzt werden. Derartige mineralische Abscheidungen mehrwertiger Metallverbindungen bilden sich über einen Zeitraum von mehreren Monaten in einem Masse» dass der Durchfluss behindert und das Volumen der Koch- und Pulpmischung, welches zirkulieren kann, geringer als etwa die Hälfte der vorgezeichneten Kapazität wird; in diesem Stadium wird das Re-Zirkulationssystem plötzlich und im wesentlichen vollständig unterbrochen. Wenn der Ee-Zirkulationsfluss unterbrochen ist, muss das Aufechlussgefäss ausser Betrieb gesetzt und gereinigt werden. Da ein einziges Aufschlussgefäss im allgemeinen dazu vorgesehen ist, den gesamten Ausstoss einer einzigen Anlage zu bewältigen, ist die gesamte Anlage im wesentlichen stillzulegen, bis das Aufschlussgefäss wieder in Betrieb ist· Es ist deshalb in höchstem Masse erstrebenswert, die Stillegung dieses entscheidenden Vorrichtungeteiles auf ein Mindestmass zu beschränken oder zu vermeiden.

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Ss wurde nun gefunden» und die Entdeckung "bildet die Grundlage der vorliegenden Erfindung, dass das chelatisierende Mittel, welches dem Re—Ziskulationssystem eines in Betrieb befindlichen, kontinuierlich «rbeitend en Eeisealkali-Aufschlussgefässes für Holzspäne zugegeben (ingeziert) wird, lange genug in dem Re-Zirkulationssystem vorhanden "bleibt, so dass eine wirtschaftlich tragbare Beseitigung der darin abgeschiedenen mineralischen Reste möglich ist, insbesondere dann, wenn das Aufschlussgefäss mit einer verminderten Geschwindigkeit betrieben wird. Das chelatisierende Mittel kann auf herkömmliche Art dem Re-Zirkulationssystem in 3?orm eira? wässrigen Aufschlämmung oder als wässrige, vorzugsweise 10 bis 45 Gew.-f'i des chelatisiernden Mittels enthaltende lösung zugegeben werden.

Das chelatisierende Mittel sollte natürlich Metallchelate, insbesondere die des Calciums und Magnesiums, von ausreichender Stabilität bilden, so dass mindestens teilweise die mineralischen, auf den Oberflächen des Re-Zirkulationssystems abgeschiedenen Reste löslich gemacht werden· Die bevorzugten chelatisierenden Mittel sind Ä'thylendiamintetraessigsäure, Äthylentriaminpentaessigsäure, Hydroxyäthyläthylendiamintriessigsäure, Nitrilotriessigsäure und

AmmoniuB- 109843/0342

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Ammonium- und Alkalimetallsalze derselben. Diese Verbindungen sind in Form der freien Säuren in der heissen alkalischen Pulpflüssigkeit löslich und können in dieser Form zur Anwendung gelangen, wenn Möglichkeiten zur Zugabe der trockenen oder aufgeschlänimten Verbindung zu der Pulpflüssigkeit verfügbar sind» Im allgemienen ist es jedoch viel bequemer, eine wässrige Lösung des ehelatisierenden Mittels dem unter Druck stehenden System des Aufschlussgefässes zuzugeben. Deshalb sollten die geeigneten ehelatisierenden Mittel eine Löslichkeit in Wasser von mindestens 10 Gew.-φ haben» Die obigen Verbindungen werden deshalb im allgemeinen in Form ihrer Ammonium- oder* Alkalisalze angewendet, die die erforderliche Löslichkeit aufweisen. Gebräuchlich werden Diammonium- oder Dialkalisalze oder solche mit stärkerer Substitution des Wasserstoffes angewendet. Gewöhnlich gelangen diese Säuren in Form ihrer Natriumsalze sur Anwendung.

Beider Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das chelatisierende Mittel in Wasser gelöst, um eine mindestens 10 Sew.-#ige wässrige Lösung oder

öew.-bevorzugt etwa eine 350 bis 45/jlige Lösung herzustellen.

Weniger konzentrierte Lösung können gegebenenfalls

angewendet 109843/0342

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angewendet werden, jedoch führen Lösungen geringerer Konzentration zu unnötiger Verdünnung der Pulpmischung und beeinträchigen stärker das Kochverfahren während des bei in Betrieb befindlicher Vorrichtung vergenommenen Reinigungsverfahrens.

Die wässrige Lösung des chelatisierenden Mittels wird im allgemeinen in die Vorrichtung des Re-Zirkul&tionssystems mittels einer T-Verbindung zu einem Rohr, welches von dem siebbedeckten Einlass innerhalb des Reaktionsgefässes zu den Wärmeaustauschern führt, die zur Erhitzung der PulpfliiBsigkeit verwendet werden, eingespritzt, obwohl die Einspritzung auch an anderen Stellen erfolgen kann wie an den Zuführungen, die auf der anderen Seite des Re-Zirkulationsgefässes hinunter zum Reaktor führen. Gewöhnlich erfolgt die Einspritzung in den Kreislauf, der in der oberen Koehzone des Aufschlussgefässes ausgeführt wird.

Während der Behandlung wird der Fluss des 'white liquor" in den Reaktor und der Abzug der aufgeschlossenen Pulpmischung, d.h. der Durchsatz des Aufschlussgefässes, vorzugsweise wesentlich gedrosselt» so dass das Verhältnis von Durchsatz zu zirkulierender Pulpflüssigkeit vermindert wird· Auf diese Weise können höhere Konzentrationen an chelatisierendem Mittel in dem Re-Zirkulaticnssystem einge-

1ibd43/0342 stellt

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stellt (aufgebaut) werden, während der Verlust an chelatisierendem Mittel durch den Ausstose des Aufschlussgefässes herabgesetzt wird. In einem grossen

satz Aüfschlussgefäss, d.as einen Durch«««««·*· von 568 bis 760 1 je Minute und eine vorbestimmte Zirkulationskapazität von 4540 bis 5680 1 je Minute hat, wird der Durchsatz auf etwa 255 bis 378 1 je Minute vermindert, wodurch ein Mittelweg zwischen hoher Konzentration an chelatisierendem Mittel und im wesentlichen völligem Abbruch der Verarbeitung beschritten wird«

In einem Aufschlussgefäss mit einer Kapazität von etwa 10 Tonnen Breimasse je Stunde, wird eine 10 bis 45 Gew.-^ige wässrige Lösung eines hochwirksamen chelatisierend en Miti^els in den Erhitzungs-Mischungs-Kreislauf in einer Menge von 11,4 biß 56,ö 1 je Minute und Vorzugs eise in einer Menge von etwa 22,7 bis 37₉9 1 je Minute gegeben (in^eziert) , bis etwa 3785 bis 9475 1 eingesetzt worden sind. Allgemeiner ausgedrückt, die eingegebene / Injektionsmenge beträgt etwa 1 bis 5 Volumenteile je Minute auf 500 Volumenteile je Minute der Re-Zirkulationsflussmenge; die letztere entspricht der vorbestimmten Kapazität.

Im allgemeinen wird ein grösseres Gesamt-

volumen 109843/0342

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volumen an Lösung des chelatisierenden Mittels zur Ent/* errang schwererer mineralischer Abscheidungen gebraucht. Um die im wesentlichen vollständige Entfernung der mineralischen AbScheidungen zu erreichen, muss die Gesamtmenge an zugegebenem chelatisferendem Mittel die Gesamtmenge der zu entfernenden Abscheidung zu chelatisieren vermögen» Auf jeden Fall muss die Gesamtmenge an chelatisierendem Mittel aufgrund seiner Wirksamkeit bemessen sein, und die Zugabe kann beendet v/erden, wenn die vorbestimmte Kapazität des Flusses der zirkulierenden Pulpflüssigkeit im wesentlichen wieder erreicht worden ist, z.B. zu 90 # der vorbestimmten Kapazität, dann wenn eine ziemlich sorgfältige Reinigung durchgeführt wird. Bei Unterbrechung der Zufuhr führt der Verbleib des chelatisierenden Mittels in dem Aufschlussgefäss wegen seines hohen Anteils des neuen Kreislaufs in dem Brhitzungs-Mischungs-Kreislauf zu langsamem allmählichem Verlust des chelatisierenden Mittels aus dem Gesamtsystem. Folglich zeig; sich eine merkliche Neigung zur Entfernung zusätzlicher mineralischer Abscheidung, nachdem die Zufuhr an ehe1atieierendem Mittel aufgehört hat.

Wenn 90 fi oder mehr der zirkulierenden Kapazität wieder hergestellt worden j^ist, und die

Zugabe 109843/0342

BAD ORiGINAL

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Zugabe an ehelatisierendem Mittel beendet ist, wächst der Durchsatz des.Aufsehlussgefässes auf seinen normalen Wert und vervollständigt die gezielten Schritte zur Reinigung des Aufsehlussgefässes, während dieses in Betrieb bleibt»

Beispiel 1

Ein Aufschlussgefäss für Holzspäne mit : einem vorbestimmten Durchsatz von 568 1 je Minute, einer Re-Zirkulationskapazität in dem in der oberen Kochzone gelegenen Re-Zirkulationssystem von 5300 1 je Minute und einem Breiausstoss von etwa 9080 kg je Stunde wurde in einem Masse verstopft, dass die Re-Z.irkulationskapaz.ität nur 3250 1 je Minute betrüge Die Flüssmenge des einkomiaenden "white liq[&r^fr, welche den Durchsatz regelte₉ wurde auf 341 1 je Einute gedrosselt, während die Herstellung der Pulpe bei verminderter .Geschwindigkeit aufrecht erhalten wurde? und eine 38 Grew.-$ige wässrige lösung des 3?etranatri— umsalzes der Äthylendiamintetraessigsäure in einer durchschnittlichen Menge von 26,5 1 je Minute innerhalb eines Zeitraumes von 8 Standen hinzugegeben (eingespritzt) wurde. Die Zugabe erfolgte in der Richtung, von den Einlassieben zu den Wärmeaustauschern.. Während der Zugabe der wässrigen lösung

des 109843/0342

des Tetranatriumsalzes der Äthylendiamintetraessigsäure erhöhte sich die H¹IuS smenge in dem Re-Zirkulationskreisrauf ständig _t in dem Masse, wie das System gereinigt wurde, von einem Stand von 3250 1 je Minute auf einen Stand von 4840 1 3© Minute* Zugabe von 835 1 Was&er erfolgte sofort danach, worauf die Flussmenge auf 4920 1 je Minute angestiegen war* Der normale Arbeitsgang für das Aufschlussgefäss wurde dann wieder aufgenommen· 15 Stunden später war die -Re-Zirkulationsflussmenge noch weiter auf die vorbestimmte Kapazität von 5300 1 je Minute angewachsen.

Beispiel 2

Ein Aufschlussgef äss für Holzspäne von 412 metrischen Sonnen Je Tag mit einem vorbestimmten Durchsatz von 568 1 je Minute und einer Re-Zirkulationskapazität in der oberen Kochzone von 5680 1 je Minute wurde' in einem Masse verstopft, dass die E*e-Zirkulationskapazität nur 2265 1 je Minute "betrug. Die Plussmenge des einkommenden "white liquor" wurde auf 265 "bis 284 1 je Mii&e gedrosselt, während die Herstellung der Pulpe hei verminderter Geschwindigkeit aufrecht erhalten wurde· Dann wurde eine 38 Grew.-^ige wässrige Lösung des Tetranatriumöalzes der Äthylendiamintetraessigsäure in den Re-Zirkula-

tionskre islauf 1U98A3/0342 >^v;_;

ORlGlNALiHSPECTED

tionskreislauf in Höhe der oberen Kochzone in-Richtung von dem Einlassieb zu dem Erhitzer gegeben* Die Zugabe (Injektion) erfolgte in einer Menge, die von 35,9 bis 47*4 1· je Minute schwank/te. Nachdem etwa 378 bis 568 1 der wässrigen Chelatlösung zugegeben worden waren, hatte sich die Re-Zirkulationsflussmenge in der oberen Zone des Re-Zirkulationskreislaufes auf 22.65 bis 4350 1 je Minute erhöht. Der Rest von 7575 1 wässriger Chelatlösung wurde

_A innerhalb eines Zeitraumes von etwa 4 Stunden zugegeben» Am Ende der Einlasszeit betrug die Re-Zirkulationsmenge 5225 1 je Minute. Der Durchsatz des Aufschlussgefässes wurde dann auf 568 1 je Minute gedrosselt als die normalen Arbeitsgänge wieder aufgenommen wurden. Fünf Stunden nach Einlassende war die Re-Zirkulationsflussmenge noch weiter auf 5300 1 je Minute angewachsen.

GegebeneniaLls kann das angewendete chela-tisierende Mittel in trockener Form in den Strom

P der Pulpflüssigkeit in. den Re-Zirkulationskr eis lauf eingeführt werden· Dies kann bewerkstelligt werden,(1) indem das chelatisierende Mittel in trockener kleinteiliger !Form in einen begrenzten gesonderten Raum · gebracht wird, der mit einer Verbindung zu dem Strom der Pulpflüssigkeit und geeigneten Ventilvorrichtungen versehen ist und (2) indem dieser Raum unter

1098437 0 34 2 Druck

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Druck gesetzt wird-und (3) indem das kleinteilige Material mit Druck direkt in den Strom der umlaufenden Pulpflüssigkeit gedruckt wird.

Während das vorliegende Verfahren zur Entfernung von den Fluss hemmenden Ab Scheidungen auf jeden der Re-Zlrkulationsteile eines Aufsehlussgefässes angewendet werden, kann, ist es allgemein ausreichend, das Terfahren im oberen Re^Zirkulations teil auszuführen» Die unteren Re-Z-irkulationsteile unterliegen weniger einer Verschmutzung und werden allgemein durch chelatisierende Mittel gereinigt, die während der Reinigung der oberen Re-Zirkulatlonstaile in die Pulpmischung eindringen.

Patentansprüche

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' ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

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   P at ent ans prüche

   Ι» Verfahren zur Behänd lung des Ee-Zirkulationssystems eines mit heissem Alkali arbeitenden Äufschlussgefässes für HoDspäne bei fortlaufendem Betrieb, dadurch, gekennzeichnet, dass ein, chelatisierendes Mittel in das Re-Zirkulationssystem in einer Menge eingegeben, wird, die die darin abgeschiedenen mineralischen Reste entfernt.

   2© Verfahren nach Anspruch. 1, worin eine wässrige Aufschlämmung» welche das ehelatisierende Mittel enthält* in das Zirkulationssystem gegeben wird.

   3» Verfahren nach Anspruch 1, worin eine wässrige Lösung, die das chelatisierende Mittel enthält, in das Zirkulationssystem gegeben wird.

   4·> Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3,

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   wässrige
   worin die verwendete/Auf sehlämmung oder Lösung IO "bis 45 G-ew-f' des chelatisierenden Mittels enthält.

   5- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 4» worin das in das Zirkulationssystem eingegebene chelatisierende Mittel aus Ithylendiamintetraessigsäure, Äthylentriaminpentaessigsäure, Hydroxyäthyläthylendiamintriessigsäure, ITitrilQtries8igsäure und immonium- oder AlkalissLzen derselben gewählt wird.

   6. "Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5t worin das Aufschlussgefäss bei verminderter Geschwindigkeitwährend der Behandlung des Re-Zirkulationssystems betrieben wird.

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   ^Λ ' BAD GFMGINAL