DE2302232B2

DE2302232B2 - Verfahren zur herstellung von pulpe unter anwendung von sauerstoff

Info

Publication number: DE2302232B2
Application number: DE19732302232
Authority: DE
Inventors: Tadashi Tokio; Miyao Saisei; Takeda Katsuhiko; Kure Hiroshime; Nagano (Japan)
Original assignee: Toyo Pulp Co., Ltd., Tokio
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DD102183A5; PL85082B1; AR194979A1; BR7300356D0; FI54943B; SE394299B; AU471897B2; IT978170B; CA981855A; NO135260B; YU6273A; JPS4875801A; ZA7354B; GB1392770A; JPS5130601B2; FR2175401A5; FI54943C; DE2302232A1; NO135260C; AT325412B

Description

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Die Erfindung betrifft die Herstellung von Pulpe durch Vorkochen von faserigem cellulosehaltigen! Rohmaterial in einer alkalischen wäßrigen Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, bei 90 bis 190°C, Entfasern des vorgekochten Materials und Aufschließen des entfaserten Materials in Druckgefäßen bei 90 bis 170⁰C in Gegenwart von Sauerstoff in einem geschlossenen System, in welchem der Aufschluß des faserigen Rohmaterials mit der Wiedergewinnung der Aufschlußchemikalien gekoppelt ist.

In den üblichen Verfahren zum Aufschließen von faserigen cellulosehaltigen Rohmaterialien wurden Schwefel enthaltende Verbindungen als Aufschlußchemikalien verwendet. Wegen ihrer ausgezeichneten Lignin entfernenden Aktivität wurde die Verwendung der Schwefelverbindungen als unerläßlich erachtet. Jedoch riefen diese Schwefelverbindungen verschiedene Verschmutzungsprobleme hervor. Um derartige Probleme zu lösen, wurden Versuche unternommen, faserige Rohmaterialien durch katalytische oxydative Zersetzung mit Sauerstoff in Gegenwart von nichtschwefelhaltigen Natriumverbindungen aufzuschließen. Zum Beispiel lehren die US-Patentschriften 26 73 148 und 29 26 114 Aufschlußverfahren unter Anwendung von Sauerstoff als Aufschlußmittel. In diesen Verfahren werden Holzspäne in einer wäßrigen Lösung bei einem pH-Wert im Bereich von etwa 7 bis 9 in einer Atmosphäre von einem unter Druck stehenden. Sauerstoff enthaltenden Gas digeriert, wobei es notwendig ist, den pH-Wert der Lösung während der Aufschlußreaktion in diesem Bereich zu halten. Die pH-Kontrolle kann unter Anwendung eines Puffers, wie Natriumbicarbonat, in Lösung, welches zu der Kochlösung zugegeben wird, erfolgen. Der pH-Wert kann innerhalb des angegebenen Bereichs auch durch kontinuierliche Zugabe eines alkalischen Materials während der Kochperiode in ausreichenden Mengen, um die während der Kochperiode gebildeten freien Säuren zu neutralisieren, aufrechterhalten werden.

In der »Japanese Patent Official Gazette« wird über die offengelegte Anmeldung 46-3901 angegeben, daß diese ein Aufschlußverfahren beschreibt, worin die Aufschl-ißablauge einer nassen Verbrennung unter Anwendung eines Sauerstoff enthaltenden Gases unterworfen wird, um dadurch organische Substanzen, welche in der Ablauge enthalten sind, zu oxydieren. In diesem Verfahren werden die organischen Substanzen im wesentlichen zu Kohlendioxid und Wasser zersetzt, und ein Teil von Kohlendioxid wird mit einer alkalischen Substanz in der oxydierten Flüssigkeit umgesetzt, um Bicarbonat zu regenerieren, welches regenerierte Bicarbonat als Aufschlußmittel wiederverwendet wird. Ferner wird in diesem Verfahren die alkalische wäßrige Lösung, die als Aufschlußmittel wirkt, auf einen pH-Wert von 7 bis 9 vor ihrer Wiederverwendung gepuffert.

In jedem der vorstehenden Verfahren erfordern es die Aüfschlußbedingungen, daß der pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 7 bis 9 gehalten wird. Es erscheint vernünftig, den pH-Wert im Bereich von 7 bis 9 zu halten, da eine stürmische oxydative Zersetzung durch Sauerstoff außerhalb dieses Bereiches eintreten kann. Aus diesem Grund ist es notwendig, ein Aufschlußmittel auszuwählen, das in dem Verfahren angewandt werden kann. Insbesondere wird praktisch nur Natriumbicarbonat verwendet. Weiterhin werden in der nassen Verbrennung der Ablauge unter Bedingungen, welche organische Substanzen, die in dei Ablauge enthalten sind, im wesentlichen zu Kohlendioxid und Wasser zersetzen, in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 46-3901 die Natriumsalze, welche als Aufschlußagens verwendet werden, zu Natriumcarbonat umgewandelt, und es ist daher sehr schwierig, das Aufschlußmittel in Form von reinem Natriumbicarbonat wiederzugewinnen. Aus diesem Grund wird in der japanischen Patentanmeldung vorgeschlagen, den pH-Wert auf 7 bis 9 durch Absorption von Kohlendioxidgas, das durch die Zersetzung der organischen Substanzen gebildet wird, und Umwandlung von Natriumcarbonat zu Natriumbicarbonat durch Verwendung des Kohlendioxidgases einzustellen.

In der DT-PS 35 854 wird ein Verfahren zur Herstellung von Zellstoff beschrieben, bei dem zwar mit einer nicht näher definierten alkalischen Lauge vorgekocht wird. Die Masse wird jedoch nach dem Ablassen

der Lauge mit heißer Luft behandelt wonach erst zerfasert wird Diese Patentschrift enthält keinerlei Hinweis auf das nachstehend erläuterte erfindungsgemäße Verfahren unter Zurückführung des Alkalis. Auch gemäß »Chemisches Zentralblatt« (1954), Seite 10 622 wird über die Art des verwendeten Alkalis und auch über den Zeitpunkt der Entfaserung nichts ausgesagt; auch diese Literaturstelle enthält keinerlei Hinweis auf die erfindungsgemäße cyclische kontinuierliche Verfahrensführung.

Von einem anderen praktischen Standpunkt aus, im Hinblick auf das Aufschließen von faserigen Rohmaterialien durch eine oxydative Behandlung, gesehen, ergeben sich einige Probleme in bezug auf die Methode der Einführung der faserigen Rohmaterialien in ein Aufschlußgefäß, in welchem die Aufschlußreaktion unter einem Gesamtdruck von etwa 30 kg/cm² durchgeführt wird, wenn Luft als Sauerstoffquelle verwendet wird. Es ist praktisch unmöglich, fase-ige Rohmaterialien in Form von Spänen oder Bruckstücken kominuierlieh in ein solches Hochdruckgefäß einzuführen.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Herstellung von Pulpe, die im wesentlichen frei von Verunreinigungen ist. unter Anwendung von Natriumcarbonat und Sauerstoff enthaltendem Gas bereitszustellen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren für die Herstellung von Pulpe, welche für verschiedene Zwecke geeignet ist, bereitzustellen, in welchem Natriumcarbonat, das am leichtesten aus der Aufschlußablauge wiedergewonnen werden kann, direkt als Aufschlußmiuel verwendet werden kann, ohne eine pH-Einstellung vorzunehmen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein geschlossenes System für die Herstellung von Pulpe bereitzustellen, in welchem das Aufschließen eines faserigen Materials durch katalytische Zersetzung unter Anwendung von Sauerstoff durchgeführt wird und die Aufschlußablauge gleichzeitig der nassen Verbrennung unterworfen wird, um dadurch das Aufschlußmittel wiederzugewinnen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Herstellung von Pulpe unter Anwendung von Sauerstoff bereitzustellen, wobei ein homogener Kochvorgang und eine Reduktion der Kochzeit und des Druckes erzielt werden, durch Verbesserung des Einflusses von Sauerstoff auf das faserige Material.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Pulpe mit verschiedenen Kochgraden zu erhalten, wobei die Delignifikation nur durch die oxydative Zersetzungsreaktion von Sauerstoff gesteuert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren für die Herstellung von Pulpe unter Anwendung von Sauerstoff bereitzustellen, durch welches ein faseriges Material kontinuierlich in ein Hochdruck-Aufschlußgefäß eingebracht werden kann.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Figuren hervorgehen, wobei

F i g. 1 ein Diagramm ist, welches die Beziehung zwischen dem End-pH der Kochlösung und der Viskosität der hergestellten Pulpe wiedergibt, und

F i g. 2 ein schematisches Diagramm ist, welches die Reihenfolge der Schritte zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wiedergibt.

Die Erfindung basiert auf der Feststellung, daß, insofern, als der pH-Wert der Kochlösung bei 7 bis 9 am Ende der Aufschlußreaktion gehalten wird, es unnötig ist, den anfänglichen pH-Wert der Kochlösung auf 7 bis 9 zu halten.

Die Aufschlußreaktion wurde unter Verwendung einer Kochlösung mit pH-Werten, welche im Bereich von 7 bis 12 durch Anwendung von kaustischer Soda, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat usw. eingestellt wurden, durchgeführt Der Zusammenhang zwischen dem End-pH-Wert der Kochlösung und der erhaltenen Pulpe wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in der F i g. 1 wiedergegeben. Wie daraus hervorgeht, hängt die Viskosität der entstehenden Pulpe nicht vom anfänglichen pH-Wert der Kochlösung, sondern nur vom End-pH-Wert der Kochlösung ab. Es ist ferner ersichtlich, daß, wenn der End-pH-Wert der Kochlösung im Bereich von 7 bis 9 liegt dann die höchste Viskosität erhalten wird. Es wird angenommen, daß dei Angriff von Sauerstoff auf die Cellulose bei fortschreitender Ligninentfernung beschleunigt wird, und so muß, um den Sauerstoffangriff auf die Cellulose zu vermeiden und um eine Pulpe mit hoher Dichte zu erhalten, der End-pH-Wert der Kochlösung im Bereich von etwa 7 bis 9 gehalten werden. Wenn der pH-Wert der Kochlösung in der Endstufe der Reaktion unter etwa 7 liegt, wird eine Reduktion der Viskosität durch Hydrolyse hervorgerufen, und wenn der End-pH-Wert der Kochlösung oberhalb etwa 9 liegt, besteht die Neigung zum zufälligen Angriff des Sauerstoffs auf die Cellulose, selbst in der Anfangsstufe der Aufschlußreaktion, was die Pulpenqualität nachteilig beeinflußt. Es ist daher bevorzugt, daß der End-pH-Wert der Kochlösung weder unterhalb etwa 7 noch oberhalb etwa 9 liegt. Selbst wenn der pH-Wert der alkalischen Kochlösung oberhalb 9 zu Beginn der Aufschlußreaktion liegt, wird die alkalische Substanz zur Neutralisation der während der Aufschlußreaktion gebildeten organischen Säuren verbraucht, was zu einer Erniedrigung des pH-Werts führt. Demzufolge kann der End-pH-Wert der alkalischen Kochlösung durch Anwendung geeigneter Temperatur-, Druck- und Reaktionszeit-Bedingungen für das ganze Aufschlußsystem leicht innerhalb des Bereiches von 7 bis 9 eingestellt werden.

Auf Grund der vorstehend genannten Feststellung wird im erfindungsgemäßen Verfahren als Kochlösung eine Lösung, welche Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, verwendet.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Herstellung von Pulpe durch Aufschluß eines cellulosehaltigen Rohmaterials in einer alkalischen wäßrigen Lösung in Gegenwart eines Sauerstoff enthaltenden Gases unter Anwendung eines Druckaufschlußgefäßes, Unterwerfen der aus dem Aufschlußgefäß abgelassenen Ablauge einem Wiedergewinnungssystem, um die alkalische wäßrige Lösung wiederzugewinnen, und Zurückführen der wiedergewonnenen alkalischen wäßrigen Lösung zur Wiederverwendung bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß vor dem Aufschluß die Stufen des Vorkochens des faserigen Rohmaterials in einer alkalischen wäßrigen Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, bei einer Temperatur von 90 bis 190⁰C und des Entfaserns des vorgekochten Materials mechanische Mittel durchgeführt werden, wonach das entfaserte Material dem Aufschluß in einer alkalischen wäßrigen Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, bei einer Temperatur von 90 bis 170⁰C unterworfen wird.

Es wurde festgestellt, daß nicht nur die Reaktionstemperatur und der Druck, sondern auch die Berührungsflä-

ehe des faserigen Materials mit dem Sauerstoff die Reaktion zum großen Teil beeinflußt. Es wurde insbesondere gefunden, daß die Zunahme der Berührungsfläche die oxydative Reaktion beschleunigt, was zur Folge hat, daß die Ligninentfernung glatt erzielt wird, wodurch die Steuerung des Kochgrades leicht wird, was ein homogenes Kochen und eine Verringerung der Kochzeit und des Druckes zur Folge hat. Es ergibt sich somit, daß die vorliegende Erfindung in der Steuerung des Kochgrades sehr flexibel ist und daß es ebenfalls möglich ist. Pulpe verschiedener Qualitäten herzustellen, von halbgebleichter bis zu gewellter Ware.

Ein faseriges cellulosehaltiges Rohmaterial, das durch mechanische Einwirkung in Stücke zerkleinert oder zermahlen wird, würde nur die Cellulosefaser beschädigen und die Qualität der entstehenden Pulpe verschlechtern. Um solche Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vor dem Aufschluß durch Sauerstoff das faserige Rohmaterial bei hoher Temperatur in einer Vorkochlösung, welche Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, vorgekocht, wodurch eine Zwischenmembran des faserigen Materials, bestehend im wesentlichen aus Lignin, erweicht wird. Das faserige Material wird dann durch mechanische Mittel, wie eine Zerfaserungsmaschine. entfasert, und das so behandelte Material wird der Aufschli'ßstufe zugeleitet.

Da das faserige Rohmaterial vor der Aufschlußreaktioii, wie vorstehend beschrieben, entfasert wird, wird es ermöglicht, das entfaserte faserige Material zusammen mit der Kochlösung in das Aufschlußgefäß, in welchem genügend Druck aufgebracht wird, einzupumpen. Dies erlaubt es ferner, das erfindungsgemäße Verfahren leicht kontinuierlich in einem geschlossenen System, wie nachfolgend beschrieben wird, durchzuführen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aufschlußmittel aus der Ablauge, die sowohl aus der Vorkoch- als auch aus der Aufschluß-Stufe entnommen wird, unter Anwendung der üblichen Methoden wiedergewonnen werden, z. B. unter Anwendung des üblichen chemischen Wiedergewinnungssystems beim Kraftpapier-Verfahren.

Jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren am wirksamsten in Kombination mit einer Naßverbrennungsbehandlung als chemischem Wiedergewinnungsschritt anwendbar.

Wie vorstehend beschrieben, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, als Vorkoch- und auch als Kochlösung verwendet Dieses Natriumcarbonat wird zuletzt in einer stabilen Form erhalten, wenn die Aufschlußablauge der Naßverbrennung unterworfen wird, und es wird gewöhnlich in Form einer wäßrigen Lösung wiedergewonnen. Obwohl die so wiedergewonnene wäßrige Lösung im allgemeinen einen pH-Wert im Bereich von etwa 9 bis 11 besitzt kann erfindungsgemäß diese Lösung direkt als Kochlösung ohne Durchführung einer pH-Wert-Korrigiennig derselben durchgeführt werden.

Deshalb kann die Aufschlußablauge, indem man sie lediglich der Naßverbrennungsbehandlung unterwirft direkt durch Zurückführen als Aufschlußmittel verwendet werden. Weiterhin kann das Flüssigkeitsgleichgewicht im ganzen System durch Zuführung einer geringen Menge Soda und Wasser, um die Flüssigkeitsmenge auszugleichen, die mit der Pulpe entfernt wird, aufrechterhalten werdea Deshalb wird erfindungsgemäß das gesamte Verfahren, einschließlich der Vorkoch-, Aufschluß- und chemischen Wiedergewinnungs- Schritte, weitgehend vereinfacht, und es wird ermöglicht, das Verfahren in einem System mit geschlossenem Kreislauf durchzuführen.
Die wiedergewonnene alkalische wäßrige Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, wird sowohl zu der Vorkoch- als auch der Aufschluß-Stufe wieder zurückgeführt. Das vorbehandelte Material, das durch mechanische Mittel entfasert wurde, wird der nächste Aufschlußstufe zusammen mit der alkalischen

ίο wäßrigen Lösung, die in der Vorkochstufe verwendet wurde, zugeführt, wobei in diesem Fall die in der Aufschlußstufe verbrauchte Sauerstoff menge, in Abhängigkeit von den in der verwendeten Vorkochlösung gelösten organischen Substanzen, zunimmt. Demzufolge wird es in manchen Fällen vorgezogen, einen Teil der Flüssigkeit von dem faserigen Material abzutrennen und direkt der chemischen Wiedergewinnungsstufe zuzuführen. Falls erwünscht, ist es ebenfalls möglich, das faserige Material von der Vorkochlösung abzutrennen

2.0 und die alkalische wäßrige Lösung, die von der chemischen Wiedergewinnungsstufe erhalten wurde, diesem abgetrennten faserigen Material zuzugeben.

Erfindungsgemäß kann die Vorkochtemperatur und -zeit in geeigneter Weise für das gewünschte Ausmaß der Entfaserung gewählt werden. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse bei Durchführung des Vorkochens bei einer Temperatur von 90 bis 190⁰C während 10 bis 90 Minuten erhalten.
Erfindungsgemäß ist es bei der Stufe des Aufschlusses durch katalytische Zersetzung des faserigen Materials mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas unnötig, den anfänglichen pH-Wert der Kochlösung auf etwa 7 bis 9 einzustellen, und die von der Naßverbrennung der Aufschlußablauge wiedergewonnene Aufschlußlösung kann direkt als Kochlösung verwendet werden.

Die Temperatur- und Druck-Bedingungen, die in der Literatur bezüglich des Sauerstoff-Kochverfahrens beschrieben wurden, können in weitem Maße bei der AufschluiJstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt werden. Vorzugsweise wird das Sauerstoff-Kochen bei einer Temperatur von 90 bis 170"C unter einem Siiuerstoff-Partialdruck von mehr als 3 kg/cm² durchgeführt. Die Kochdauer kann in geeigneter Weise, in Abhängigkeit von dem gewünschten Aufschlußgrad, ausgewählt werden, jedoch wird im allgemeinen de" Aufschluß während 15 bis 120 Minuten durchgeführt.

Schwefel enthaltende Verbindungen, die in den üblichen Kraftpapier-Aufschlußverfahren verwendet werden, wie Natriumsul.'id oder Natriumhydrosulfid, können erfindungsgemäß nicht verwendet werden. Wenn solche Schwefel enthaltenden Verbindungen beim Aufschlußverfahren gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden, entstehen Schwefelsäure und Natriumsulfat in der Aufschlußstufe, wodurch der pH-Wert der Kochlösung zu Beginn der Kochdaucr zffl* sauren Seite verschoben wird, wodurch es unmöglich wird, den Aufschluß fortzusetzen.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt daß die Menge der Chemikalie, die der alkalischen Kochlösung zugegeben wird, 5 bis 20 Gewichts-%, berechnet als Natriumoxid, bezogen auf das Rohmaterial, beträgt

Die Ablauge, welche der Aufschlußstufe entnommen wird und durch herkömmliche Verfahren von der Palpe abgetrennt wird, wird dann der chemischen Wiederge winnungsstufe zugeführt, wo die organischen Substan zen, welche in der Ablauge enthalten sind, durch die Naßverbrennungsbehandlung zersetzt werden. ErSsdungsgemäß wird die Naßverbrennung unter Tempera-

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tür- und Druck-Bedingungen, wie sie bei den üblichen Verfahren angewendet werden, durchgeführt. Im allgemeinen wird die Naßverbrennung bei einer Temperatur oberhalb 230°C, vorzugsweise oberhalb 300⁰C, unter einem Sauerstoff enthaltenden Gas durchgeführt.

Reiner Sauerstoff, Luft, mit Sauerstoff angereichertes Gas usw. können erfindungsgemäß als Sauerstoff enthaltendes Gas, welches zu den Aufschluß- und chemischen Wiedergewinnungs-Stufen zugeführt wird, verwendet werden.

Die aus der chemischen Wiedergewinnungsstufe erhaltene Flüssigkeit, in der die organischen Substanzen im wesentlichen zu Kohlendioxidgas und Wasser zersetzt wurden, liegt in Form einer wäßrigen Lösung, welche im wesentlichen Natriumcarbonat als alkalisches Aufschlußmittel enthält, vor. Sie besitzt gewöhnlich einen pH-Wert oberhalb etwa 9. Jedoch kann sie direkt zu den Vorkoch- und Aufschluß-Stufen zurückgeführt werden, ohne jegliche pH-Wert-Korrektur vorzunehmen.

In der erfindungsgemäßen chemischen Wiedergewinnungsstufe können Verbindungen bestimmter Schwermetalle, wie Kupfer, Eisen, Kobalt und ähnliche, bei der Naßverbrennungsbehandlung verwendet werden, um die oxydative Zersetzung der organischen Substanzen, die in der Ablauge enthalten sind, katalytisch zu beschleunigen.

Andererseits sind als geringe Komponenten solche Schwermetalle in den Hölzern enthalten, und sie neigen dazu, während der wiederholten Zurückführung sich in der Flüssigkeit anzuhäufen. Falls solche Metalle die Kochlösung, welche durch die Naßverbrennung der Ablauge wiedergewonnen wurde, verunreinigen, werden sie deswegen als Oxydationsbeschleuniger wirken, so daß das faserartige Material in der Aufschlußreaktion übermäßig oxydiert wird und die Pulpenqualität sehr schlecht wird. Es ist daher notwendig, die Metalle in dem Naßverbrennungssystem zu isolieren und wiederzugewinnen. Die Schwermetall-Wiedergewinnungsbehandlung wird vorzugsweise z. B. durch Adsorption der Metallionen auf einem Kationenaustauscherharz oder durch Abscheidung der Metallionen als deren Sulfide durchgeführt.

Durch Anwendung der Schwermetall-Wiedergewinnungsbehandlung in dem Naßverbrennungssystem kann das gänzlich geschlossene Aufschlußverfahren der Erfindung realisiert werden.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Bezugnahme auf das Fließschema der F i g. 2 beschrieben. Holzspäne, welche in einem Trichteraufsatz 1 gelagert werden, werden mittels einer Zuführvorrichtung 2 dem Vorkoch-Kocher 3 zugeführt. Eine alkalische Vorkoch-Lösung wird durch Leitungen 4 and 20, die mit dem Vorkoch-Kocher 3 verbunden sind zagegeben. Die alkalische Flüssigkeit, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, welche aus dem NaÖverbrennungsgefäß 17 wiedergewonnen wurde, wird durch Leitung 20 und eine wäßrige Lösung von Natriumcarbonat wird durch Leitung 4 als Ergänzung zugegeben. Die in dem Vorkoch-Kocher 3 vorgekochten und erweichten Späne werden dann der Scheibenzerfasernngsmaschine 5 zugeführt, wo das Fasermaierial entfasert wird Dieses entfaserte Material wird unter Druck durch Leitung 6 dem Aufschlußgefäß 8 mittels Druckpumpe 7 zugeführt Wenn es erwünscht ist «inen Teil der Vorkoch-Lösung von dem entfaserten Material zu entfernen, wird die abgetrennte Flüssigkeit direkt dem Naßverbrennungsgefäß 17 durch Leitung ! zugeführt. In diesem Fall wird die wiedergewonnen! alkalische wäßrige Lösung dem entfaserten Materia durch Leitung 20 und Ventil 22 zugegeben, und beidi werden unter Druck dem Aufschlußgefäß 8 durcl Druckpumpe 7 zugeführt. Um weiterhin die Konsisten; in dem Zufuhrstrom zum Aufschlußgefäß einzustellen kann eine verdünnte Sodalösung, welche durch der Wascher 14 abgetrennt wurde, dem Zufuhrstrom durcl Leitung 23 zugegeben werden, oder die wiedergewon nene alkalische wäßrige Lösung kann durch Leitung 2( und Ventil 22 eingeführt werden. Am Auslaß dei Druckpumpe 7 wird ein Sauerstoff enthaltendes Ga! durch Leitung 10, um den für das Aufschließer notwendigen Druck zu erhalten, zugeführt. Nach den" Aufschluß wird die Pulpe von der Kochlösung mittel« eines Wärmediffusionssiebes 11 in dem AufschlußgefäO 8, welches das Vorwaschen der Pulpe bewirkt abgetrennt. Die entstehende Pulpe wird durch Leitung 12 und Blaszyklon 13 geführt und dann dem Waschgefäß

14 zugeleitet, wo ein zweites Waschen der Pulpe durchgeführt wird. Die Ablauge, welche von der Pulpe durch das Wärmediffusionssieb 11 abgetrennt wurde, wird dem Naßverbrennungsgefäß 17 durch Leitung 15 mittels Druckpumpe 16 unter Druck zugeführt. Am Auslaß der Druckpumpe 16 wird ein Überschuß des Sauerstoff enthaltenden Gases durch Leitung 18 zugeführt, um den für die Naßverbrennung notwendigen Druck zu erhalten. Die in der Ablauge enthaltenen organischen Substanzen werden durch die Naßverbrennung zersetzt, und das entstehende Kohlenstoffdioxidgas wird durch das Ventil 19 abgezogen, oder es wird wiedergewonnen und gebraucht. Die aus dem Naßverbrennungsgefäß 17 wiedergewonnenene alkalische wäßrige Lösung wird zu dem Vorkoch-Kocher 3 durch Leitung 20 und Ventil 21 recyclisiert und, falls notwendig, wird sie zu dem Aufschlußgefäß 8 durch Ventil 22 zurückgeführt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel 1

Eine wäßrige Lösung, enthaltend Natriumcarbonat, berechnet als Natriumoxid, in einer Menge von

15 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht des Holzes, wurde zu 200 g Lodgepole-Kiefern-(pinaceae contorta)-Holzspänen zugegeben, und das Vorkochen wurde bei einer Temperatur von 160° C während etwa 30 Minuten bei einem Flüssigkeit/Holz-Verhältnis von 10 durchgeführt

Danach wurden die die Vorkochlösung enthaltenden behandelten Späne grob zu Faserbündeln, bestehend aus 1 bis etwa 10 Fasern, mittels einer Scheibenzerfaserungsvorrichtung entfasert

Die entfaserten, die Vorkochlösung enthaltenden Späne wurden in einen Autoklav ohne Zugabe einer Kochlösung gegeben, und der Autoklav wurde verschlossen. Der Aufschluß wurde dann bei einer Temperatur von 160⁰C unter einem Gesamtdruck von 80 kg/cm² während 60 Minuten unter Anwendung von Luft durchgeführt, wonach 21 Ablauge von der Pulpe abgetrennt wurden, welche der Naßverbrennungsbehandlung bei einer Temperatur von 300⁰C unter einem Gesamtdruck von 130 kg/cm² während 60 Minuten unter Verwendung von Luft unterworfen wurden. Die wiedergewonnene Lösung besaß einen pH-Wert von 103.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

709507/416

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Ausbeute der Pulpe

Roe-Zahl

Viskosität

Berstfaktor

Reißlänge

Einreißfaktor

Dichte

45%

(ungebleicht)

4,5

6,0

5,2

7,5 km

98

0,78

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 erhaltene wiedergewonnene Lösung wurde als Vorkochlösung verwendet, und das Aufschließen wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:

Ausbeute der	Pulpe	45%
		(ungebleicht)
Roe-Zahl		4,6
Viskosität		6,1
Berstfaktor		5,1
Reißlänge		7,3 km
Einreißfaktor		92
Dichte		0,78
	Beispiel 3

sung von dem entfaserten Fasermaterial abgetrennt wurde. Zu dem entfaserten Fasermaterial, welches den verbliebenen Anteil der Vorkochlösung enthielt, wurde eine Natriumcarbonatlösung in einer Menge von 8%, bezogen auf das Gewicht des Holzes, berechnet als Natriumoxid, zugegeben, und der Aufschluß wurde unter einem Sauerstoffpartialdruck von 8 und 12 kg/cm² bei 140⁰C während einer Kochzeit von 60 Minuten unter Anwendung von reinem Sauerstoff durchgeführt,

ίο wobei die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

	Ansatz 1	Ansatz 2
Sauerstoffpartialdruck
(kg/cm²)	8	12
Ausbeute der gesiebten
Pulpe (%)	45,8	44,7
Ausbeute Ausschluß (%)	1,0	1,2
Roe-Zahl	5,4	4.4
Viskosität	7,8	7,0

Unter Anwendung derselben Maßnahmen wie in Beispiel 1 wurden entfaserte Späne, welche die Vorkochlösungen enthielten, erhalten. Von dem entfaserten Fasermaterial wurde ein größerer Teil der Vorkochlösung abgetrennt. Zu dem entfaserten Fasermaterial, welches den verbliebenen Teil der Vorkochlösung enthielt, wurde eine Natriumcarbonatlösung ergänzend zugegeben in einer Menge von 5%, bezogen auf das Gewicht des Holzes, berechnet als Natriumoxid. Der Aufschluß wurde unter denselben Bedingungen, wie in Beispiel 1, durchgeführt, wobei eine Pulpe erhalten wurde mit einer Roe-Zahl von 4,6 und einer Viskosität von 6,2.

Beispiel 4

Zu Western-Hemlock-Tannen-Spänen wurde eine alkalische wäßrige, Natriumcarbonat enthaltende Lösung in einer Menge von 20%, bezogen auf das Gewicht des Holzes, berechnet als Natriumoxid, gegeben, und das Vorkochen wurde in einem Autoklav bei 170⁰C während 60 Minuten durchgeführt Dann wurden die die Vorkochlösung enthaltenden Späne mit einer Scheibenzerfaserungsmaschine behandelt, um sie zu Faserbündeln, bestehend aus 1 bis etwa 10 Fasern, zu entfasern, wonach ein größerer Anteil der Vorkochlö-

Beispiel 5

Die von dem entfaserten Material in Ansatz 2 von Beispiel 4 abgetrennte Vorkochlösung wurde mit der Aufschlußablauge von Ansatz 2 des Beispiels 4 vermischt und der Naßverbrennung bei einer Temperatur von 320⁰C unterworfen. Die von der Naßverbrennung wiedergewonnene Lösung enthielt als Hauptbestandteil Natriumcarbonat. Eine geringe Menge von zusätzlichem Natriumcarbonat wurde zu der wiedergewonnenen Lösung zugegeben, und das Vorkochen und der Aufschluß wurden in derselben Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt unter Verwendung eines Sauerstoffpartialdrucks von 12 kg/cm², wobei eine gesiebte Pulpe mit einer Roe-Zahl von 5,4 in einer Ausbeute von 44,5% und mit einem Ausschluß von 1,5% erhalten wurde.

Beispiel 6

Um eine Pulpe mit der Helligkeit von halbgebleichter Pulpe zu erhalten, wurde der Aufschluß in derselben Weise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß eine Aufschlußzeit mit Sauerstoff von 120 Minuten anstatt von 60 Minuten und ein Sauerstoffpartialdruck von 12 kg/cm² zum Einsatz kamen, wobei die Ausbeute der erhaltenen gesiebten Pulpe 42,2% betrug, die Roe-Zahl war 1,8, und die Helligkeit betrug 45,3% (Helligkeitsmeßgerät der General Electric Co.).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Pulpe durch Aufschluß eines cellulosehaltigen Rohmaterials in S einer alkalischen wäßrigen Lösung in Gegenwar· eines Sauerstoff enthaltenden Gases unter Anwendung eines Druck-Aufschluß-Gefäßes, Unterwerfen der aus dem Aufschlußgefäß abgelassenen Ablauge einem Wiedergewinnungssystem, um die alkalische wäßrige Lösung wiederzugewinnen, und Zurückführen der wiedergewonnenen alkalischen wäßrigen Lösung zur Wiederverwendung, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufschluß die Stufe des Vorkochens des faserigen Rohmaterials in einer alkalischen wäßrigen Losung, die Nairiumcarhonat als Hauptbestandteil enthält, bei einer Temperatur von 90 bis 190⁰C und die Stufe des Entfaserns des vorgekochten Materials durch mechanische Mittel durchgeführt werden, wonach das entfaserte Material dem Aufschluß in einer alkalischen wäßrigen Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, bei einer Temperatur von 90 bis 170⁰C unterworfen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß des entfaserten Materials ohne Abtrennung der Vorkochlösung vom entfaserten Material durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfasern des vorgekochten Materials ein Teil der Vorkochlösung von dem entfaserten Material abgetrennt wird, die abgetrennte Vorkochlösung dem Wiedergewinnungssystem zusammen mit der Ablauge aus dem Aufschlußgefäß unterworfen wird und die wiedergewonnene alkalische wäßrige Lösung in die Vorkoch- und Aufschluß-Stufen zurückgeführt wird.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad des Kochens während des Aufschlusses durch Veränderung der oxydativen Zersetzung des entfaserten Materials mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas gesteuert wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der wiedergewonnenen alkalischen wäßrigen Lösung enthaltene Schwermetalle aus der Lösung nach dem Wiedergewinnungssystem entfernt werden.