DE2329890C3 - Verfahren zum Einmischen von bleichenden Chemikalien in Faserstoff bei hohen Stoffkonzentrationen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einmischen von bleichenden Chemikalien in Faserstoff bei hohen Stoffkonzentrationen, wobei die Chemikalien im flüssigen Zustand kontinuierlich in einen Gasstrom, vorzugsweise einen Dampfsirom. in dem die Fasern suspendiert sind, eingeleitet werden.

Es ist allgemein bekannt, als Bleichmittel für zur Herstellung von helleren Papiersorten vorgesehene Faserstoffe gewisse Oxydations- oder reduzierende Mittel zu benutzen. Beispiele für derartige Chemikalien, die bei Zusetzen zum Faserstoff eine die Helligkeit erhöhende Wirkung ausüben, sind Peroxyde verschiedener Art sowie verschiedene Salze von z. B. schwefliger Säure, Sulfit und Bisulfit sowie Hydrosulfiten. Diese Bleichmittel sind verhältnismäßig teuer, und es ist allgemein bekannt, daß die Wirksamkeit und der Gnd der Ausnutzung im Bleichprozeß erheblich ansteigt, wenn dieser Prozeß mit höheren Stoffkonzentrationen, d. h. bei geringerem Wassergehalt der Stoffaufschwemmung als normal, durchgeführt werden kann. Damit diese günstige Wirkung erzielt werden kann, ohne daß deswegen die Chemikalien wegen Verteilungsschwierigkeiten in Überdosis beigegeben zu werden brauchen, ist es notwendig, daß die zu dem hochkonzentrierten Faserstoff zugesetzten Chemikalien schnell und wirksam in gleichen Proportionen auf jede in der Stoffaufschwemmung enthaltene einzelne Faser verteilt werden.

Zum Einmischen der bleichenden Chemikalien in den Faserstoff ist es bekannt (SW-PS 303 088. US-PS 271719 5. US-PS 33 88 037V als Mischgerät den Scheibenmahlapparat zu verwenden, in dem tier Faseraufschluß erfolgt, wobei die Chemikalien im flüssigen Zustand durch Düsen vor oder während des Durchgangs des Faserstoffes durch die Mahlscheiben eingeleitet werden.

Es sind auch Mischer bekannt (SW-PS 341 517 und 3 18 184), die mit mehr oder weniger schnell umlaufenden Rührarmen versehen sind, die zum Einmischen der Chemikalien dienen. Durch diese mechanische Einmischung der Chemikalien zu deren Verteilung wird aber auch a>if den Faserstoff mechanisch eingewirkt, womit der Mahlzustand der Fasern verändert wird. Die? ist in vielen Fällen nicht erwünscht. Außerdem ist der Kraftbedarf für die mechanische Einmischung hoch.

wahrend jedoch der Einmiseluinyscffekt verhiilinismü-[Jig niedrig ist. Deshalb ist es bei solchen Anlagen crforderlich, überdosierte Mengen von Chemikalien zuzusetzen, um auf diese Weise den Nachteil auszugleichen, daß die Wirkung des Einmischens nicht sofort auftritt,

Der irfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Nachteile der bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermeidet und somit eine so gleichmäßige Verteilung der einem Stoff mit hohem Fasergehalt zugesetzten chemischen Bleichmittel sicherstellt, daß eine Überdosierung unnötig ist.

Diese Aufgabe wird crfindungsgcmäß dadurch gelöst, daß die Chemikalien in den Gasstrom eingemischt werden, während dieser in einem Drossclmundstück aus einer Zone höheren Drucks in eine Zone niedrigeren Drucks unter entsprechender Geschwindigkeitserhöhung übertritt.

Somit kann die Einmischung bei verhältnismäßig hohen Faserstoffkonzentrationen erfolgen, ohne daß die Fasern geschädigt werden. Außerdem kann die Menge der eingemischten Chemikalien verringert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hard der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine schemalische Darstellung, teilweise im Schnitt einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens;

F i g. 2 zeict einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch die dem Druckraffineur der F i g. 1 nachgeschalteten Drosselstelle.

Zu der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gehört ein Scheibenmahlapparat oder Druckraffineur, der unter erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur nach dein »Defibrator«-Verfahren arbeitet, wobei also die Fmlegung der Fasern bei einer Temperatur von mehr als 100⁰C erfolgt, bei welcher bekanntlich die die Faser zusammenhaltende, lignocellulosehaltige Mittellamelle weich und mit ansteigender Temperatur auch in immer höherem Grad plastisch wird. Hierbei kann die Trennung der Fasern voneinander mit erheblicher Ersparung an Knft erfolgen, während gleichzeitig die einzelne Faser ausgelöst wird, ohne Schaden z.u nehmen. Die scr Gang der Stoffherstellung erfordert für seine Durchführung eine besondere Anlage, d. h. einen unter Überdruck arbeitenden Scheibenraffineur.

Faserstoff, z. B. in der Form von in einer oder mehreren Zerfaserungsstufen zerteilten Holzhartsiücke. wird durch eine Schleuse oder einen sogenannten Zellenförderer 10 in einen Vorwärmer 12 eingebracht. Diesem Vorwärmer wird Dampf zugeführt, und zwar durch eine Leitung 14, in der ein Ventil 16 sitzt. Der Vorwär mer kann einen Auslaß 18 haben, der mit einem Auslaßventil 20 für verbrauchten Dampf bzw. von dem gemahlenen Stoff entweichenden Gasen versehen ist. Der Stoff sinkt im Vorwärmer langsam abwärts und wird hierbei schnell zu der vorgesehenen Behandlungstemperatur. z.B. zwischen 120 bis 170⁰C, nach Maßgabe der Temperatur und dem Druck des Dampfes erhitzt. Am Boden des Vorwärmers 12 befindet sich ein Schraubenförderer 22. der über ein Kettenrad 24 von einem nicht gezeigten Motor angetrieben wird und der den vorerhitzten Stoff durch einen Kanal 26 zu einem Raffineur 28 fördert. Dieser ist in an sich bekannterweise mit zwei Mahlscheiben 30,32 ausgerüstet. Der Raffineur kann von der in der DT-PS 1043 062 beschriebenen Bauart sein. Die Mahlscheibe 32 wird von einem Motor 34 angetrieben.

Der vermahiene Sio'f iriii durch eine Leitung 38 aus,

in der eine DrossclMclle 40 vorgesehen isi. In clem Raffineur 28 herrscht derselbe Druck wie in dem Vorwärmer 12, nber bei dein Durchgang durch die Drosselstel-Ie 40 iriit eine plötzliche Drueksenkung und eine entsprechend starke Ausweitung und Gcsehwindigkeits- S steigerung ein.

Dieser Druckabfall in der Drosselsielle 40 cr/cugl eine sehr heftige Wirbelwirkung in der nachfolgenden Rohrleitung. Diese an sich bekannte Rrscheinung wird gemäß der vorliegenden Erfindung da/u ausgenutzt. die Bleichi-heinikalien wirksam in den in dem Druckraffineur hergestellten Faserstoff einzumischen. Die Dros· sclsielle 40 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mit einem festen Drossclmundstück 41 versehen, durch das der Faserstoff in eine angeschlossene Fordcrleiiung 43 ausgeblasen wird. Die Förderleitung 43 mündet ihrerseits in einen Aufnahmewirbelabscheider 44·, in welchem mit dsr Fasersuspension mitfolgendcr fjpampf abgeschieden wird. Der von dickem Dampf befreite Faserstoff wird am unteren Ende des Wirbelabscheiders in einen darunter befindliehen Vorratsbehälter 45 ausgetragen, in dem die Fasern unter Wasserzusatz oder ohne einen solchen eine bestimmte Zeit zur abschließenden Reaktion mit den in der Drosselstelle 40 zugesetzten Chemikalien verweilen.

Das Drosselmundstück 4J ist mit einem oder mehreren radialen Zulaufkanälen 42 versehen, durch welche die bleichenden Chemikalien in der Form von Flüssigkeiten, wie Wasserlösungen, dem durch das Drcsselmundstück hindurchgehenden, im Dampf suspendierten Faserstrom entsprechend dosiert werden.

Der aus dem Druckraffineur zu der Drosselstelle ausgetragene Faserstoff hat gewöhnlich eine Konzentration von 40 bis 70%. Beim Durchgang durch das Drossclmundstück tritt die Faser plötzlich aus dem verhältnisrnäßig hohen Druck, wie er in dem Druckraffineur aufrechterhalten wird, in einen ganz wesentlich niedrigeren Druck in dem Bereich hinter dem Drosselmundstück über. Hierbei dehnt sich der dem Faserstoff mitfolgcnde Dampf nahezu adiabatisch aus mit davon bedingtcm Temperaturabfall, während gleichzeitig ein Teil der den Fasern mitfolgenden Feuchtigkeit in Dampfform übergeht.

Demgemäß erfährt der austretende Faserstoff beim Durchgang durch die Drosselstellc 40 und deren DrossclmundsUick 41 eine poriicllc Trocknung /.11 einer noch höheren Konzcntralion. Die Expansion des Dampfes erzeugt hierbei eine sehr starke Wirbelung in der angeschlossenen Förderleitung 43. Diese Wirbelung wird auch auf die mil dem Dampf initfolgendcn Faserteilchen übertragen, und daher findet bei dem Durchgang der Fascrteilchcii durch Leitung 43 von dem Drosselmundstück 41 zu dem Empfangswirbclabscheider 44 eine sehr wirksame und innige F.inmischung und Verteilung der durch die Kanüle 42 zugefü 'ten Lösung oder Lösungen von Bleichchcmikalien aul ..lic einzelnen Fasern statt. Mit dieser Vorrichtung für Einmischung von Chemikalien werden folgende Vorteile erzielt.

1. Die Einmischung kann bei Stoffkonzerttrationen erfolgen, die erheblich hoher liegen als bisher z.ulässig war, ohne daß Schäden der Art an der bearbeiteten Faser entstehen, wie sie bei den zuvor bekannten mechanischen Mischgeräten unvermeidlich waren.

2. Dadurch, daß Faserteilchen mit einem Trockcngehalt von über 50% wirksam mit Bleichchemikalien vermischt werden können, wird es diesen ermöglicht, ohne nennenswerte Verdünnung durch in dem Faserstrom befindliches Wasser, mit der Oberflächenschicht der Faser zu reagieren. Eine gewünschte Chemikalienkonzentration läßt sich somit mittels einer kleineren Menge an zugesetzten Chemikalien aufrechterhalten, als es bisher der Fall gewesen ist.

Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Beispiel begrenzt, sondern im weitesten Sinne abwandelbar. Unter anderem kann die Drosselsteüe mit einem einstellbaren Drosselmundstück in der Form eines Hahns, eines Kugelventils oder einer anderen Vorrichtung versehen sein, mittels der die Durchstromfläche regelbar ist. Die Chemikalien können auch unmittelbar vor der Drosselstelle 40 oder nach ihr innerhalb des Bereichs, in dem die Wirbelung der Fasern stattfindet, zugesetzt werden. Ferner können zwischen der Drosselstelle 40 und dem Empfangswirbelabscheider 44 weitere bearbeitungsmaschinen eingesetzt sein, mittels der der Fasersuspension gewünschte Güteeigenschaften gegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einmischen von bleichenden Chemikalien in Faserstoff bei hohen Stoffkonz.cntrationen, wobei die Chemikalien im flüssigen Zustand kontinuierlich in einen Gasstrom, vorzugsweise einen Dampfstrom, in dem die Fasern suspendiert sind, eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Chemikalien in den w Gasstrom eingemischt werden, während dieser in einem Drosselmundstück aus einer Zone höheren Drucks in eine Zone niedrigeren Drucks unter entsprechender Geschwindigkeitserhöhung übertritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmischung der Chemikalien in das Drosselmundstück erfolgt, nachdem die Fasern einem Druckraffineur einer Vermahlungsbehandlung unterworfen worden sind.

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