DE2302232C3 - Verfahren zur Herstellung von Pulpe unter Anwendung von Sauerstoff - Google Patents

Description

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 faseligen cellulosehaltigen Rohmaterialien wurden Schwefel enthaltende Verbindungen als Aufschlußchemikaiien 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 oxydaiive Zersetzung mit Sauerstoff in Gegenwart von nicht S schwefelhaltigen 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 Holzspane in einer wäßrigen Lösung bei einem ίο pH-Wert im Bereich von etwa 7 bis 9 in einer Atmosphäre von einem unter Druck stehenden, Sauerstoff einhaltenden Gas digeriert, wobei es notwendig ist, den pH-Wert der Lösung während der Aufschlußreaklion in diesem Bereich zu halten. Die pH-Kontrolle kann unter Anwendung eines Puffers, wie Natriiimbicarbonat, in Lösung, welches zu der Kochlosting 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 Säu^ren 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 AufiL'hlij'iablauge einer nassen Verbrennung unter Anwendung eines Sauerstoff enthaltenden Gases unterworfen wird, um dadurch organische Substanzen, weiche 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 Aufschlußmiitel wirkt, auf einen pH-Wert von 7 bis 9 vor ihrer Wiederverwendung gepuffert.

In jedem der vorstehenden Verfahren erfordern es die Aufschlußbedingungen, 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 Natriiimbicarbonat verwendet. Weiterhin werden in der nassen Verbrennung der Ablauge unter Bedingungen, welche organische Substanzen, die in der 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 Natriiimbicarbonat 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 Natriumbiearbonat 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

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der Lauge mit heißer Lufl behandelt, wonach erst zerfasert wird. Diese Patentschrift enthalt keinerlei ► 'inweis auf Jas nachstehend erläuterte erfindungsgeniüße Verfahren unter Zurückfühlung des Alkalis. Auch gemäß »Chemisches Zentralblatt« (1454), Seile 10 622 s wird über die Art des verwendeten Alkalis und auch über den Zeitpunkt der Entfaserung nichts ausgesagt; auch diese Literaiurstelle enthalt keinerlei Hinweis auf die erfindungsgemäße cyclische kontinuierliche Veifahrensfiihrung. '<■>

Von einem anderen praktischen Standounkt aus, im Hinblick auf das Aufschließen von faserigen Rohmaterialien durch eine oxydative Behandlung, gesehen, ergeben sich einige Probleme in bezug auf die Methode Jer Einführung der faserigen Rohmaterialien in ein Aufschlußgefüß, in welchem die Aufschlußreaktion unter einem Gesamtdruek von etwa 30 kg/cm-' durchgeführt wird, wenn Luft als Sauerstoflquelle verwendet wird. Es ist praktisch unmöglich, laserige Rohmaterialien in Form von Spanen oder iSruckstücken kontimiicrlieh 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 enthallendem Gas bereitzustellen.

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 Aufschlußmittel verwendet werden kann, ohne eine pH-Einstellung vorzunehmen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein geschlossenes System für die Herstellung von Pulpe bereitzustellcn, 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 lerncr, 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 fro

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

Fig.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 anfanglichen pll Wert der Kochiösung auf / bis 9 zu halten.

Die Aufschlußreaktion wurde unter Verwendung einer Kochlosung mit pH-Werten, welche im Bereich von 7 bis 12 durch Anwendung von kaustischer Soda, Natriumcarbonat, Nairiumbiearbonat usw. eingestellt wurden, durchgeführt. D>:v Zusammenhang /wischen dem End-pll-Werl der Kochlösuiig und der erhaltenen Pulpe wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in der I'ig. 1 wiedergegeben. Wie daraus hcrvorgelu, hangt die Viskosität der entstehenden Pulpe nicht vom anfanglichen pH-Wen der Kochlösung, sondern nur vom End-pll-Werl der Kochlösung ab. Es ist ferner ersichtlich, dall, wenn der End-pH-Wert der Kochlösiing im Bereich von 7 bis 4 liegt, dann die höchste Viskosität erhalten wird. Es wird angenommen, daß der 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-pll-Werl der Kochlösung im Bereich von etwa 7 bis 9 gehallen werden. Wenn der pll-Werl der Kochlösung in der Endstufe der Reak'ion unter etwa 7 liegt, wird eine Reduktion der Viskosität durch Hydrolyse hervorgerufen, und wenn der End-pH-Wert der Kochlösung oberhalb etwa 9 liegt, besieht 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 wahrend der Aufschlußreaklion 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 enthalt, verwendet.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Herstellung von Pulpe durch Aufschluß eines cellulosehaltigen Rohmaterials in einer alkalischen wäßrigen Lösung in Gegenwart eines Sauerstoff enthallenden 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 190"C 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 bis 17O⁰C 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. Eis wurde insbesondere gefunden, daß die Zunahme der Berührungsfläche die oxydativc Reaktion beschleunigt, was zur Rilgc hat, daß die l.ignincntfcrnung glatt erzielt wird, wodurch die Steuerung des Kochgrades leicht wird, was ein homogenes Kochen und eine Verringerung dci Kochzeit und des Druckes zur Folge hat. Ks 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 halbgcbleichter bis zu gewellter Ware.

Ein faseriges cellulosehaltigen Rohmaterial, das durch mechanische Einwirkung in Stücke zerkleinert oder zcrmahlcn wird, würde nur die Cellulosefaser beschädigen und die Qualität der entstehenden Pulpe verschlechtern. Um solche Nachteile zu vermeiden, wird crfindungsgcmäß 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 Zerfascrungsmaschinc, entfasert, und das so behandelte Material wird der Aufschlußstufe zugeleitet.

Da das faserige Rohmaterial vor der Aufschlußreaktion, wie vorstehend beschrieben, entfasert wird, wird es ermöglicht, das cntfasertc faserige Material zusammen mil 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.

Heim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aufschlußmitlel aus der Ablauge, die sowohl aus der Vorkoch- als auch aus der Aufschluß-Stufe entnommen wird, unter Anwendung der üblichen Methoden wiedergewonnen werden, z. 15. unter Anwendung des üblichen chemischen Wiedergewinnungssystems beim K raft papier-Verfahren.

jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren am wirksamsten in Kombination mit einer Naßverbrenmingsbehandlung als chemischem Wicdcrgcwinnungsschritt anwendbar.

Wie vorstehend beschrieben, wird beim erfindimgsgcmäßen Verfahren eine Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, als Vorkoch· und auch als Kochlösung verwendet. Dieses Natriumcarbonat wird zuletzt in einer stabilen Form erhallen, wenn tue Aulschlußablaiigc tier Naßveibrenniing 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 etwa9 bis 11 besitzt, kann erfindungsgemäß diese Lösung direkt als Kochlösung ohne Durchführung einer pl I-Wert-Korrigierung derselben durchgeführt werden.

Deshalb kann die Aufschlußablauge, indem man sie lediglich der Naßverbrennungsbehiindlung unterwirft, direkt durch Zurückführen als Aufschlußmitlcl verwendet werden. Weiterhin kann das llüssigkeitsgleicligewicht im ganzen System durch Zuführung einer geringen Menge Soda und Wasser, um die llüssigkeits menge auszugleichen, die mit der Pulpe entlernt wird, aufrechterhalten werden. Deshalb wird crfiudungsge maß das gesamte Verfahren, einschließlich der Vor koch . Aufschluß und chemischen Wicdcrgewinnungs 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 vorbchandclte Material, das durch mechanische Mittel cntfascrl winde, wird der nächste Aufschkißslufc zusammen mit der alkalischen

ίο wäßrigen Lösung, die in der Vorkochstufc verwendet wurde, zugeführt, wobei in diesem Fall die in der Aufschlußstufe verbrauchte Sauerstoffmenge, in Abhängigkeit von den in der verwendeten Vorkochlösung gelösten organischen Substanzen, zunimmt. Dcmzufolge wird es in manchen Fällen vorgezogen, einen Teil der Flüssigkeit von dem faserigen Material abzutrennen und direkt der chemischen Wiedcrgcwinnungsstufe zuzuführen. Falls erwünscht, ist es ebenfalls möglich, das faserige Material von der Vorkochlösung abzutrennen und die alkalische wäßrige Lösung, die von der chemischen Wiedcrgcwinnungsstufe erhalten wurde, diesem abgetrennten faserigen Material zuzugeben.

Erfindungsgemäß kann die Vorkochtcmpcratur und -zeit in geeigneter Weise für das gewünschte Ausmaß der Entfascrung gewählt werden. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse bei Durchführung des Vorkochens bei einer Temperatur von 90 bis 190"C während 10 bis90 Minuten erhalten.
Erfindungsgcmäß ist es bei der Stufe des Aufschlusses durch katalytische Zersetzung des faserigen Materials mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas unnötig, den anfänglichen pH-Wert der Koehlösung auf etwa 7 bis 9 einzustellen, und die von der Naßverbrennung der Aufschlußablauge wiedergewonnene Aufschlußlösung kann direkt als Koehlösung verwendet werden.

Die Temperatur- und Druck-Hcdingungcn, die in der Literatur bezüglich des Sauerstoff-Koch Verfahrens beschrieben wurden, können in weitem Maße bei der Aufschlußstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt werden. Vorzugsweise wird das Sauerstoff-Kochen bei einer Temperatur von 90 bis 170"C unter einem Sauerstoff-I'arlialdruck von mehr als 3 kg/cm⁷ durchgeführt. Die Kochdauer kann in geeigneter Weise, in Abhängigkeit von dem gewünschten Aufschlußgrad.

_4S ausgewählt werden, jedoch wird im allgemeinen der Aufschluß während I ^r> bis 120 Minuten durchgeführt.

Schwefel enthallende Verbindungen, die in den üblichen K ta fl papier-Aufschlußverfahren verwendet werden, wie Natriumsulfid oder Naliiumhydrosullid können erfindungsgemäß nicht verwendet werden Wenn solche Schwefel enthaltenden Verbindungen beim Aiifschlußveilahien gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden, entstehen Schwefelsaure und Natriumsulfat in der Aufschlußstufe, wodurch dei

s.s pH-Wert tier Koehlösung zu Ik-ginn der Koehdauer /.in sauren Seile verschoben wird, wodurch es unmöglich wird, den Aufschluß fortzuset/en.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, daß die Mengt, der Chemikalie, die der alkalischen Kochlösuiij:

fm zugegeben wird, f> bis 20 Gewichts-¹¹/», berechnet al; Natriumoxid, bezogen nuf das Rohmaterial, belrägt.

Die Ablauge, welche der Aufschlußsltife entnommei wird und durch herkömmliche Verfahren von der l'ulpi abgetrennt wird, wird dann der chemischen Wiederge

(i.s winnimgsstufc /ugelührt, wo die organischen Substan /en, welche in der Ablauge enthalten sind, clinch di< NaßverbrennungsbehiiiKllung zerset/t werden. Erfin dungsgemäß wird die Naßverbrennimg unter Tempera

lur- und Druck-Bedingungen, wie sie bei den üblichen Verfahren angewendet werden, durchgeführt. Im allgemeinen wird die Naßverbrennung bei einer Temperatur oberhalb 230⁰C, vorzugsweise oberhalb 300^cC, 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 Wicdergewinnungs-Suifen 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, F.isen, Kobalt und ähnliche, bei der Naßvcrbrennungsbehandlung verwendet werden, um die oxydative Zersetzung der organischen Substanzen, die in der Ablauge enthalten sind, katalytisch zu beschleunigen.

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

Durch Anwendung der Schwermeiall-Wiedergewinnungsbehandlimg in dem Naßverbrennungssystem kann das gänzlich geschlossene Aufschlußverfahren der Frfindung realisiert werden.

Line Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird iiiiltT Bezugnahme auf das Fließschema der F ig. 2 beschrieben, llol/späue, welche in einem Tricliteraufsatz I gelagert weiden, werden mittels einer Zuführvorrichtung 2 dem Vorkoch- Kocher.} zugeführt. Fine alkalische Vorkoch I .ösung wird durch I .citungcn 4 und 20, die mit dem Vorkoeh-Kocher I verbunden sind, zugegeben. Die alkalische Flüssigkeit, die Nairiiimcarbonal als I laupthcilatidleil enthält, welche aus dem Naßverbrennungsgefiiß 17 wiedergewonnen wurde, wird durch l.eilimg 20 und eine wäßrige Lösung von Natriumcarbonat wird durch Leitung 4 als Frgän/ung zugegeben. Die in dem Vorkoch Kocher \ vorgckoch ten und erweichten Späne werden dann ik-v Sehn benzerfascrungsmnschine ¹S zugeführt, wo das Fasernia lerial enllaserl wird. Dieses entfasern· Material wird unter Druck durch Leitung h dem Aiilsehlußgelitß N mittels Druckpumpe 7 zugeführt. Wenn rs erwünscht ist, einen Teil der Voi koch Losung von dem enlliisiTlcn Material /n entfernen, wird die abgetrennte Flüssigkeit direkt dem Naßverbrenniingsgcfäß 17 durch Leitung 9 zugeführt. In diesem Fall wird die wiedergewonnene alkalische wäßrige Lösung dem entfaserten Material durch Leitung 20 und Ventil 22 zugegeben, und beide S werden unter Druck dem Aufschlußgefäß 8 durch Druckpumpe 7 zugeführt. Um weiterhin die Konsistenz in dem Zufuhrstrom zum Aufsehlußgefäß einzustellen. kann eine verdünnte Sodalösung, welche durch den Wascher 14 abgetrennt wurde, dem Zufuhrstrom durch

to Leitung 23 zugegeben werden, oder die wiedergewonnene alkalische wäßrige Lösung kann durch Leitung 20 und Ventil 22 eingeführt werden. Am Auslaß der Druckpumpe 7 wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas durch Leitung 10, um den für das Aufschließen notwendigen Druck zu erhalten, zugeführt. Nach dem Aufschluß wird die Pulpe von der Kochlösung mittels eines Wärmediffusionssiebes 11 in dem Aufschlußgefäß 8. welches das Vorwaschen der Pulpe bewirkt, abgetrennt. Die entstehende Pulpe wird durch Leitung

jo 12 und Blaszyklon 113 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 /11 erhalten. Die in der Ablauge enthaltenen organischen Substanzen werden durch die Naßverbrcnnung zersetzt, und das entstehende Kohlenstoffdioxidgas wird durch das Ventil 19 abgezogen, oder es wird wiedergewonnen und gebraucht. Die aus dem Naßvcrbrennungsgefäß 17 wiedergewonnencne alkalische wäßrige Lösung wird zu dem Vorkoch-Kocher 3 durch Leitung 20 und Ventil 21 rceyclisiert und, falls notwendig, wird sie zu dem Aufsehlußgefäß 8 durch Ventil 22 zurückgeführt.

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

Beispiel 1

Fine wäßrige Lösung, enthaltend Natriumcarbonat, berechnet als Natriumoxid, in einer Menge von 115 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht des Holzes, wurde /u 200 g I.odgepole-Kielern^pinaceaeconlorta)-llolzspiincn zugegeben, und das Vorkochen wurde bei einer Temperatur von I W)"C während etwa 30 Minuten bei einem Ilüssigkeit/Holz-Verhältnis von lOdurchgel'ühri.

Danach wurden die die Vorkochlösung enthaltenden behandelten Späne grob /u Faserbündel!!, bestehend aus I bis etwa 10 Fasern, mittels einer Scheibcn/erlascrungs vo rr ich tu ng ent lasen.

Die entl'iiserten, die Voikoclilosung enthaltenden Späne wurden in einen Autoklav ohne Zugabe einer Kochlösung gegeben, und der Autoklav winde ver seh'osscn. Der Aufschluß wurde dann bei einer I cmperatur von IW)"(' unter einem Gesanitdruck von

<"' MO kg/cm·' während dt) Minuten unter Anwendung von Lull durchgeführt, wonach .'I Ablauge von der Pulpe abgetrennt wurden, welche der Naßvcrbi cunuiigsbe Handlung bei einer Temperatur von MK)¹¹C unter einem (iesainlilnick von IH) kg/cin·" während W) Minuten

'v> im I it Verwendung von LuIt unterworfen wurden. Die wiedergewonnene Lösung besaß einen pll Wert von 10,1.

I s wurden die lolgeiulen I rgcbnissc erhallen:

ΛΙ» Mit/HO

10

Ausbeute der Pulpe

Roc-Zahl

Viskosität

Berstfaktor

Reißlänge

Einreißfaktor

Dichte

45%

(ungebleicht)

4,5

b.O

5,2

7,5 km

98

0,78

Beispiel 2

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

Ausbeute der Pulpe

Roc-Zahl

Viskosität

Berstfaktor

Reißlänge

Einreißfaklor

Dichte

45%

(ungebleicht)

4,b

b.l

5.1

7,.! km

4 2

0.78

B e i s ρ i e I 3

Unter Anwendung derselben Maßnahmen wie in Beispiel I wurden entfaserte Späne, weiche die Vorkoehlösungen enthielten, erhalten. Von dein enil'aserten Easermaierial wurde ein größerer Teil der Vorkochlösung abgetrennt. Zu dem enlfaserten Easermalerial, welches ilen verbliebenen Teil der Vorkochlösung einhielt, wurde eine Natriumcarbonatlösung ergänzend zugegeben in einer Menge von 5⁰Ai, bezogen auf das Gewicht des I lolz.es, 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,b und einer Viskosität von b,2.

Beispiel 4

Zu Western-Heinloek-Tannen-Späuen wurde eine alkalische wäßrige, Natriumcarbonat einhaltende Lösung in einer Menge von 20%, bezogen auf das (lewiehl des Holzes, berechnet als Natriumoxid, gegeben, und das VorkoclvMi wurde in einem Autoklav bei 170 C während M) Minuten durchgeführt. Dann wurden die die Vorkochlösung enthaltenden Späne mil einer Schei· benzerfaserungsniasehine behandelt, um sie zu laser bündeln, bestehend aus I bis etwii 10 lasern, zu entfasern, wonach ein größerer Ank'il der Vorkochlö sung von dein enllaserten Easennaierial abgetrennt wurde. Zu dem enlfaserten l'asermalerial, welches den verbliebenen Aiiteil 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 Sauersloffpariialdruek von 8 und 12 kg/cm-' bei 140"C während einer Kochzeit von b0 Minuten unter Anwendung von reinem Sauerstoff durchgeführt, wobei die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse erhallen wurden.

	Beispiel	Ansät/ I	5	Ansatz 2
Sauerstoff partialdruck
(kg/cm3)	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

Die von dem entfaserien 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 J20°C 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 Sauerstoffpartialdrueks von l2kg/cm-\ wobei eine gesiebte Pulpe mii einer Roe-Zahl von 5,4 in einer Ausbeute von 44,5% and mit einem Ausschluß von 1,5¹Vn erhalten wurde.

Beispiel b

Um eine Pulpe mit der I lelligkeit von halbgehleiclner Pulpe zu erhalten, wurde der Aufschluß in derselben Weise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel

4 durehgel'ühri, mit der Ausnahme, daß eine Aufschluß zeit mit Sauerstoff von 120 Minuten anstalt von b0 Minuten und ein Sauersloffpariialdruek von 12 kg/cm' zum Einsatz kamen, wobei die Ausheule der erhaltenen gesiebten Pulpe 42,2% beinig,die Roe-Zahl war 1,8, um die Helligkeit betrug 45.)% (I lelligkeilsmeßgeräi dei (ieneral Electric ( Ό,),

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zur Herstellung von Pulpe durch Aufschluß eines cellulosehaltigen Rohmaterials in einer alkalischen wfßrigen Lösung in Gegenwart eines .Sauerstoff enthaltenden Gases unter Anwendung eines Druek-Aufsehluß-Gefäßes, Unterwerfen der aus dem Aufschlußgefäß abgelassenen Ablauge einem Wiedergewinnungssystem, um die alkalische wäßrige Losung 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 Lösung, die Natriumcarbonat als Hauptbestandteil enthält, bei einer Temperatur von 90 bis 190"C und die Stufe des Entfuserns 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 170"C unterworfen wird.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß des entfaserten Materials ohne Abtrennung der Vorkochlösung vom entfaserten Material durchgeführt wird.
3. X 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 Wicdergewinnungssysiem zusammen mit der Ablauge ans dem Aufschlußgeläß unterworfen wird und die wiedergewonnene alkalische wäßrige Lösung in die Vorkoch- und Aufschluß-Stufen zurückgeführt wird.
4. 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. 5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der wiedergewonnenen alkalischen wäßrigen Lösung enthaltene Schwermetall aus der Lösung nach dem Wiedergewiniuingssystein entfernt werden.