DE2716139A1

DE2716139A1 - Verfahren zur regelung des zuflusses an suspensionsfluessigkeit bei kontinuierlichen suspensions-waschsystemen

Info

Publication number: DE2716139A1
Application number: DE19772716139
Authority: DE
Inventors: Per Axel Rune Hillstroem; Lars Georg Norehall
Original assignee: Mo och Domsjo AB
Current assignee: Mo och Domsjo AB
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1977-10-27
Also published as: NO151298B; FR2348313A1; FI61053B; JPS5319407A; US4138313A; BR7702340A; DE2716139C2; FI61053C; SE406944B; JPS6047959B2; NO771272L; FI771167A; NO151298C; SE7604431L; FR2348313B1

Description

Mo och Domsjö Aktiebolag S-891 01 örnsköldsvik 1 Schweden

Verfahren zur Regelung des Zuflusses an Suspensionsflüssigkeit bei kontinuierlichen Suspensions-iYaschsystemen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Zuflusses beim kontinuierlichen Waschen von Suspensionen« Unter "Suspension" ist dabei eine Aufschlämmung fester Stoffe in einer Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, zu verstehen. Art und Form der festen Stoffe kann variieren; insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung jedoch auf das Waschen von

(Halbstoffe)

Faserauspensionen, vorzugsweise Zellulosepulpen / die durch be kannte Verfahren hergestellt wurden. Beispiele für solche Pulpen sind Sulfitpulpe, Sulfatpulpe, chemi-mechanische, semi-Biechanische und mechanische Pulpen.

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Zellulosepulpe wird nach dem Kochen aus verschiedenen Gründen gewaschen. Einer dieser Gründe ist, dass die Pulpe relativ frei von Verunreinigungen sein muss, bevor sie in die nachfolgenden Behandlungsstufen, z.B. die Bleichstufe geleitet wird. Wird die Pulpe beim Waschen nicht vollständig oder zumindest teilweise von den Verunreinigungen befreit, so 1st das anschliessende Bleichen sowohl unwirksam (d.h. die Helligkeit der Pulpe wird beeinträchtigt) wie auch kostspielig, da die Verunreinigungen ebenfalls Bleichmittel verbrauchen. Die nach dem Kochen in der Pulpe anwesenden Verunreinigunger bestehen unter anderem aus Koch-Chemikalien und organischen, durch das Kochen aus dem Holz gelösten Substanzen. Diese Verunreinigungen sind in der Flüssigkeit gelbst, die die Pulpe begleitet. Mn weiterer Grund zum Waechen der Pulpe besteht darin, dass man die Koch-Chemikalien zurückgewinnen oder die latente Wärme des organischen Materials in der Kochlauge ausnutzen will. Deshalb wird die Kochlauge (oder "Schwarzlauge", wie sie auch bezeichnet wird) zuerst eingedampft, um ihren Gehalt an trockenen Stoffen zu erhöhen, damit dieser anechliessend in einem dafür vorgesehenen Brenner verbrannt werden kann. Dieses Verbrennungsverfahren liefert Wärme und einen Rückstand, der als "Schmelze" bezeichnet wird. Die Schmelze besteht aus anorganischem Material, das wieder zu frischer Kochlauge verarbeitet wird. Auseer Wasser enthält die Kochlauge organisches und anorganisches Material. Man spricht auch von dem bestimmten Trockensubstanz-Gehalt einer Kochlauge; darunter ist die anwesende Menge an organischem lind anorganischem Material, dividiert durch die Gesamtmenge der Kochlauge, zu verstehen.

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Beschreibt man ein '.Yaschsystem für Zellulosepulpe, so werden bestimmte, nachstehend definierte Bezeichnungen angewendet:

Ursjgrüngliche_Schwarzlauge: Die Flüssigkeit, die nach dem Kochen zusammen mit der Pulpe in dem Digestor vorliegt. Sie enthält die Chemikalien, die bei der chemischen Aufbereitung bezw. Verpulpung ▼erwendet wurden, sowie das aus den Holzspänen gelöste organische Material.

^2I2£22iHi£2£.iäHß£^{: Die} Flüssigkeit, die nach dem Waschen der Pulpe erhalten wird und aus der Endlauge gewonnene Feststoffe enthält. Diese, auch "Freisetzungslauge" genannte Flüssigkeit wird in die Verdampfungsstufe geführt. Nach dem Eindampfen wird sie als "schwere Schwarzlauge" oder "dicke Lauge" bezeichnet.

Si2^{s Die} Menge an ursprünglicherSchwarzlauge, die die gewaschene Pulpe aus der Waschstufe begleitet. Bei Kraft-Mühlen wird der beim Waschen auftretende Verlust häufig in kg Na₂SO, pro Tonne Pulpe ausgedrückt. Bei Sulfit-Mühlen wird der Waschverlust in kg Na₂O oder MgO pro Tonne Pulpe angegeben — je nachdem, welche Base die betreffende Mühle in der Verpulpungslauge verwendete — oder auch als Gesamtverlust an Trockensubstanz, d.h. an anorganischen und organischen Materialien. Eine weitere Möglichkeit, den Waschverlust anzugeben, ist der BOD₇- oder COD-Wert. ¹¹BOD₇ ¹' ist eine Abkürzung für den biochemischen Sauerstoff-Bedarf, d.h. den Verbrauch an biochemischem Sauerstoff dieser Wert kann gemäss dem Verfahren SCAN-W 5:71 ermittelt wer-

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den. Er zeigt, wieviel Sauerstoff = Og, biochemisch gemessen, der Waschverlust (das organische Material verbraucht, wenn er 7 Tage lang bei 2O⁰C in einen Behälter abgegeben wird. ¹¹COD" steht für den chemischen Sauers t off-Bedarf, d.h. die verbrauchte Menge an chemischem Sauerstoff. Dieser Wert gibt an, wieviel Sauerstoff = Op, chemisch gemessen, der Waschverlust (das organische Material und ein Teil des anorganischen Materials) verbraucht, wenn er in einen Behälter abgegeben wird. Hieraus ergibt sich, dass die Definition der Bezeichnung •'Waschverlust¹' variieren kann und davon abhängt, was jeweils beschrieben werden soll. Die Höhe des Waschverlustes ist jedoch ein direkter Maßstab für die Wirksamkeit eines Waschsystems, und es spielt keine Rolle, auf welche Weise der Waschverlust ausgedrückt wird.

Verdünnung: Die Differenz zwischen wiedergewonnener Lauge und ursprünglicher Schwarzlauge, d.h. die Menge an Lauge, die über die ursprünglich aur Erzielung der gewünschten Waschergebniese eingeführte Schwarzlauge hinausgeht. Die Verdünnung wird meist in t Flüssigkeit/t Pulpe angegeben.

Zellulosepulpe wird in ein- oder mehrstufigen Verfahren gewaschen, normalerweise in mehrstufigen Verfahren. Beim Waschen der Pulpe in mehreren Stufen wird mit einem Gegenstromverfahren gearbeitet, d.h. die Waschflüssigkeit (häufig reines Wasser) wird in der letzten Vorrichtung einer Reihe von hintereinandergesohalteten Vorrichtungen zu der Pulpe gegeben. Die Waschlauge und die aus

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der Pulpe ausgewaschene Trockensubstanz fliessen dann in einen Sammelbehälter und werden von dort in die vorletzte Vorrichtung gepumpt und so weiter.

Unabhängig von dem angewendeten Waschverfahren sollen jedoch möglichst geringe Waschverluste mit einer möglichst geringen Verdünnung erzielt werden. Je kleiner der Waschverlust, umso reiner ist die erhaltene Pulpe und umso mehr Koch-Chemikalien und organisches Material werden wiedergewonnen. Eine möglichst geringe Verdünnung ist erwünscht, weil beim Eindampfen grösserer Volumen an wiedergewonnener Lauge auch mehr Energie (Wasserdampf) ▼erbraucht wird.

Bisher ist jedoch noch kein durchführbares Verfahren zur Bestimmung der Waschverluste bekannt, durch das diese Verluste günstig beeinflusst werden könnten. In Papiermühlen werden der Pulpe im allgemeinen von Hand Proben entnommen, wenn die Pulpensuspension die Waschanlage verlässt; diese Proben werden dann im Laboratorium auf den Gehalt an organischen und/oder anorganischen Stoffen untersucht, die in der Suspensionsflüssigkeit gelöst sind. Sa die meisten Anlagen zum Waschen von Pulpe aus Waschfiltern beste-

sofort
hen, werden die Proben also/entnommen, wenn die Pulpensuspension das letzte Filter bezw. Endfilter einer Reihe von Waschfiltern verlässt. Zu diesem Zeitpunkt enthält die Pulpensuspension 10 f> bis 15 i* Trockenstoffe, d.h. sie liegt in Form einer Bahn oder als Vlies vor, aus dem die Proben entnommen werden können. Die Suspensionsflüssigkeit wird aus der Probe gepresst, und der Gehalt an gelöstem anorganischem Material wird im allgemeinen ge-

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mäes SCAN-Verfahren C 30:74 ermittelt. Dieses Analyseverfahren bestimmt den Natriumgehalt der Probe und eignet sich daher hauptsächlich für Zelluloseverarbeitungsverfahren, bei denen Natrium (Na) als Base verwendet wird (Zellstoff verarbeitende Betriebe, die andere Basen, wie z.B. Kalzium oder Magnesium, verwenden, müssen dieses Analyseverfahren modifizieren, so dass anstelle von Natrium die jeweils eingesetzte Base bestimmt werden kann). Bei diesem Verfahren werden die Waschverluste in kg Natriumsulfat (NapSCK) pro Tonne trockene Pulpe ausgedrückt. Aus dem ermittelten Wert kann auf die gesamten Waschverluste geschlossen werden, d.h. auf die Menge an zugesetztem organischem und anorganischem Material. Ist die Höhe der Waachverluste annehmbar, so werden keine weiteren Massnahmen ergriffen; bei übermässig hohen Waschverlusten wird jedoch eine grössere Menge an Waschflüssigkeit in das letzte Waschfilter geleitet. Dieses Uberwachungs- und Regulierungsverfahren ist sehr unzuverlässig, da zwischen Entnahme der Probe und dem Bescheid des Laboratoriums über die Waschverluete sehr viel Zeit vergehen kann, manchmal mehrere Stunden. Dies bedeutet, dass die Waschverluste zwischen den Zeitpunkten, an denen Proben entnommen werden, ausserordentlich hoch sein können, aber nicht gemessen werden. Auch die Art, in der die Proben entnommen werden, kann zu falschen Ergebnissen führen; besteht die Waschanlage aus Waschfiltern, so wird das Pulpenvlies häufig durch überschäumende Flüssigkeit aus dem Filter erneut benetzt, während es von dem letzten Waschfilter abgezogen wird. Da die Probe bereits vor dem überschäumen entnommen wurde und die überschäumende Flüssigkeit einen höheren Gehalt an gelöstem

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organischem und anorganischem Material aufweist als die Suspensionsflüasigkeit in der Probe, wird bei der anschlieseenden Analyse ein Waschverlust ermittelt, der niedriger ist als der tatsächliche Wert. Unterschiede in den Waschverlusten können durch zahlreiche Faktoren hervorgerufen werden. So kann z.B. die Menge an organischem Material, die mit der Pulpe in die Waschstufe gelangt, plötzlich ansteigen, da in einer Kochstufe mehr organisches Material als üblich gelöst wurde. Ausserdem lassen sich Pulpen aus manchen Kochstufen schwerer waschen als andere, weil sie z.B. einen unterschiedlichen Delignifizierungsgrad aufweisen. Hohe Waschverluste sind aus mehreren Gründen unerwünscht. Wie bereits oben erwähnt, beeinflussen die Waschverluste _t d.h. das organische und anorganische Material, die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und sollten daher bei annehmbarer Verdünnung so niedrig wie möglich gehalten werden. Ausserdem führen hohe Waschverluste zu Problemen bei der Weiterbehandlung der Pulpe; begleitet eine übermässig grosee Menge an organischem und anorganischem Material die Pulpe aus der Waschstufe in die Siebstufe, so erschwert dies den Umweltschutz und/oder das Bleichen. Es gibt zwei Arten von Siebanlagen, nämlich offene und relativ geschlossene Siebvorrichtungen. Wird die Pulpe durch eine offene Siebvorrichtung gesiebt, so muss sie mit grossen Mengen Wasser bis zu einer geeigneten Konzentration verdünnt werden. Beim Verlassen der Siebstufe wird die Pulpe bis zu einer Konzentration von 7 bis 15 "f> entwässert, und ein grosser Teil des anfallenden Abwassers wird in die Kanalisation geleitet. Dieses Abwasser enthält eine grosse Menge der Waschverluste und trägt sornü

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zur Umweltverschmutzung bei. Verwendet man eine relativ geschlossene Siebvorrichtung, so bleibt eine grosae Menge der Waschverluste oder Verunreinigungen in der Pulpe zurück und fliesst mit ihr in die Bleichstufe. Es muss also mehr Bleichmittel eingesetzt werden, da die Verunreinigungen ebenfalls mit dem Bleichmittel reagieren, das normalerweise aus Chlor oder einer Mischung von Chlor und Chlordioxyd besteht. Wenn die Waschverluste nicht ständig überwacht werden, lässt sich auch ein plötzliches Ansteigen der Waschverluste nicht vorhersehen, und es wird solange eine beeinträchtigte Bleichwirkung erzielt, bis zusätzliches Bleichmittel in das System gegeben worden ist. Bisher wurde daher häufig ein Überschuss an Bleichmittel in das System geführt, um den gewünschten Bleichungsgrad der Pulpe auch dann aufrechtzuerhalten, wenn vorübergehend hohe Waschverluste auftraten. Auf diese Weise war jedoch der Verbrauch an Bleichmitteln unnötig hoch, und die Abwässer aus der Bleichatufe enthielten grosse Mengen an Bleichmittel. In den letzten Jahren wurden jedoch die Umweltschutz-Bestimmungen in bezug auf verunreinigtes Material, das z.B. in Flüsse oder Seen abgelassen werden darf, erheblich verschärft. Da, wie oben erwähnt, bisher noch kein Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung dieser Waechverluste Anwendung gefunden hat, ist es für die Zellstoff verarbeitende Industrie zu einem grossen Problem geworden, den Verschmutzungsgrad der Abwässer unter einem bestimmten Maximalwert zu halten. Weiterhin ist es wichtig, dass das Waschverfahren für die Pulpe wirtschaftlich ist, d.h. dass der Peststoff gehalt der wiedergewonnenen oder dünnen Lauge bei jeder gewünschten Grössenordnung der Waschverluste so hoch wie möglich ist.

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überraschenderweise wurde nun ein Verfahren gefunden, durch das die obengenannten Probleme überwunden werden können. Dieses erfindungsgemässe Verfahren zur Regelung des Zuflusses an Suspensionsflüssigkeit bei kontinuierlichen V/aschverfahren für Suspensionen, insbesondere Fasersuspensionen, die gelöste Verunreinigungen enthalten, wobei die gelöste Verunreinigungen enthaltende Suspensionsflüssigkeit allmählich durch reine Suspensionsflüssigkeit ersetzt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Menge an gelösten Verunreinigungen, die die Suspensionsflüssigkeit nach Beendigung des Waschen begleiten (Waschverluste), kontinuierlich ■isst, indem man die volumetrische Fliessgeschwindigkeit der gewaschenen Suspension, ihren Flüssigkeitsgehalt und die Menge der in dieser Flüssigkeit gelösten Verunreinigungen bestimmt und die Beschickung des Systems mit frischer Suspensionsflüssigkeit (Waschflüssigkeit) auf der Basis der gemessenen Waschverluste so regelt, dass die Waschverluste auf der gewünschten Höhe gehalten werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch Fig. 1 näher erläutert, die das Blockschema eines Waschsystems für chemische Pulpe zeigt. Sie Waschvorrichtung der Fig. 1 besteht aus Waschfiltern. Das erfindungsgemässe Verfahren ist jedoch nicht auf Waschfilter beschränkt, sondern kann auf alle bekannten kontinuierlichen Wasohvorrichtungen, wie z.B. Radial- oder Druck-Waschvorrichtungen, angewendet werden. In Fig. 1 sind zwei Waschstufen dargestellt, obwohl solche Systeme normalerweise drei bis vier Waschstufen umfassen; die beiden dargestellten Waschstufen reichen jedoch völlig zum Verständnis der vorliegenden Erfindung aus. Die ungewaschene

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Pulpe fliesst aus dem Digester durch Leitung 1 in einen Sammelbehälter 2, der mit einem Rührwerk 3 versehen ist. In diesem Sammelbehälter wird die Pulpe mit Waschflüssigkeit verdünnt, die aus Filtertank 4 herangepumpt v/ird. Dann wird die Pulpe in den Einlassbehälter 5 geleitet und erneut mit Waschflüssigkeit aus Tank 4 verdünnt. Beim Eintritt in den Sammelbehälter 2 hat die Pulpe eine Konzentration von etwa 12 #, und sie wird in dem Einlassbehälter 5 bis zu einer Konzentration von etwa 1 $> verdünnt. In Waschfilter 6 wird ein Unterdruck erzeugt, so dass die Pulpe auf die Oberfläche des Filters, die mit einem Drahtgewebe bedeckt

aus dem Behälter ist, gezogen wird. Durch die Düsen 7 wird Waschflüssigkeit /auf das Pulpenvlies auf Waschfilter 6 gesprüht. Dann wird das Pulpenvlies mit einer Rakel von dem Drahtgewebe geschabt und fällt in den Auslassbehälter 9» der mit einer Förderschraube 10 versehen ist. Der Trockenstoffgehalt der Pulpe bei Verlassen des Waschfilters 6 beträgt 12 bis 18 $>. Die in Filter 6 aus der Pulpe entfernte Waschflüssigkeit wird in Filtertank 4 geleitet. Dann wird die Pulpe in dem Auslassbehälter 9 erneut mit Waschflüssigkeit aus dem Filtertank 8 bis zu einer Konzentration von etwa 1 $> verdünnt. Sie fliesst in Einlassbehälter 11 und von dort auf das Waschfilter 12. Auf dem Waschfilter wird sie durch Düsen 14, die über Leitung 13 versorgt werden, mit frischem Wasser und/oder Kondensat besprüht. Die von Filter 12 abgeschabte Pulpe fällt in den Auslassbehälter 16, der eine Förderschraube 15 aufweist; zu diesem Zeitpunkt hat die Pulpe eine Konsistenz von 10 bis 15 #. Die aus Filter 12 gewonnene Lauge wird in den Filtertank 8 geleitet. Die beiden Filtertanks 4 und 8 sind mit Sensoren 17" und 18 zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes versehen; diese Sensoren

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t ■ · φ *.

sind mit den Regelventilen 19 bzw. 20 an den Förderleitungen für die Waschflüssigkeit verbunden. Die wiedergewonnene oder dünne Lauge fliesst durch Leitung 32 aus dem Filtertank zu einem Verdampfer. Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Pulpe im Gegenstromverfahren gewaschen wird, d.h. sie wird auf dem letzten Waschfilter, wo sie bereits relativ rein ist, mit reiner Waschflüssigkeit gewaschen, und die ungewaschene Pulpe wird mit einer Waschlauge behandelt, die beträchtliche.Mengen an organischem und anorganischem Material enthält. Dieses Verfahren ist allgemein üblich und nicht Teil der vorliegenden Erfindung.

Dae Kennzeichen des erfindungsgemässen Verfahrens ist darin zu sehen, dass die Viaschverluste in der Pulpe gemessen und geregelt werden, wenn die Pulpe das letzte Waschfilter 12 verlässt. Die Bezeichnung "Waschverluste" wurde bereits oben erklärt.

Damit die Waschverluste kontinuierlich bestimmt werden können, müssen die folgenden drei Parameter ständig gemessen werden:

A. Die volumetrische Fliessgeschwindigkeit der Pulpensuspension. Der Fluss der Pulpe kann z.B. mit einem magnetischen Durchflussmesser gemessen werden. Aber auch eine Reihe anderer Durchflussmesser liefern zuverlässige Ergebnisse.

B. Der Flüssigkeitsgehalt der Pulpensuspension. Dieser Parameter kann nur schwer gemessen werden. Der Flüssigkeitsgehalt der PuI-pensuspension kann mit jedem Verfahren bestimmt werden, das zuverlässige Ergebnisse liefert. Bevorzugt wird jedoch das nach-

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stehend näher beschriebene Verfahren der schwedischen Patentschrift (schwedische Patentanmeldung 76 04430-4).

(vom 14.4.1976 sowie entsprechende Deutsche Patentanmeldung P

C. Die Menge an organischem und anorganischem Material, die in der Suspensionsflüssigkeit gelöst ist. Auch dieser Wert kann durch unterschiedliche, nachstehend näher beschriebene Verfahren ermittelt werden.

Gemäss der bevorzugten Ausführungsform, d.h. gemäss der schwedischen Patentschrift (schwedische Patentanmeldung

76 04430-4), kann der Flüssigkeitsgehalt der Pulpensuspension auf zwei Arten gemessen werden. In welcher Weise vorgegangen wird, hängt davon ab, ob die in das ?faschsystem eintretende Menge an Pulpe bekannt ist.

Ist nicht bekannt, wieviel Pulpe in das Waschsystem eintritt, so wird das folgende Verfahren angewendet: Die gesamte, das Filter 12 verlassende Pulpe wird in Auslassbehälter 16 gesammelt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Pulpe eine Konzentration von z.B. 12 i», Sie wird in Auslassbehälter 16 mit einer über Leitung 21 zugeführten Lauge verdünnt. Es wurde gefunden, dass die Pulpe bis zu einer Konzentration von 1 bis 10 #, zweckmäsaigerweise 2 bis 5 ^, verdünnt werden sollte. Die Verdünnung kann auf einmal durchgeführt werden, am besten jedoch in zwei Stufen, wie aus Fig. 1 ersichtlich. In der ersten Stufe fliesst die Verdünnungslauge durch Leitung 22 zu. Diese erste Stufe bewirkt eine grobe Verdünnung und bedarf keiner genauen Kontrcllniassnahmen; sie kann von dem Bedienungspersonal aufgrund von Erfahrungswerten durch manuelle

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Betätigung des Ventils 23 erfolgen. Nach dieser groben Vorverdünnung fliesst die Pulpe aus Auslassbehälter 16 durch Leitung 24 ab. In einiger Entfernung von Auslassbehälter 16 mündet diese Leitung 24 in die Leitung 25, die mit einem Regelventil 26 versehen ist, das mit dem Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 verbunden ist. Mit Hilfe des Messgerätes 27 und des Ventils 26 kann die Pulpe nun weiter verdünnt und der Zufluss an Verdünnungslauge durch Leitung 25 so geregel"¹ werden, dass man die gewünschte Pulpenkonzentration erhält. Die Erfahrung hat ge&eigt, dass die Konzentration der Pulpe in Leitung 24 etwa 3 1° betragen sollte. Me für die gewünschte Konzentration benötigte Menge an Verdtinnungslauge wird mit Hilfe des Durchflussmessers 28 (z.B. ein magnetischer Durchflussmesser) in Leitung 21 kontinuierlich zugemessen. Der Gesantfluss an Pulpensuspension in Leitung 24 wird mit Durchflussmesser 29 ebenfalls kontinuierlich gemessen. Informationen über den Fluss in Leitungen 21 und 24 können in einem Signal-Umwandler 30 gesammelt werden und ermöglichen, zusaiamen mit dem jeweiligen Wert der Pulpenkonzentration, die kontinuierliche Berechnung des Flüssigkeitsgehaltes der gewaschenen Pulpe, d.h. der Pulpe die Endfilter 12 verlässt. Auf welche Weise dieser Flüssigkeitsgehalt berechnet wird, ist weiter unten beschrieben.

Mit Hilfe des Signal-Umwandlers 30 kann die Menge an Waschlauge, die Über Leitung 13 zugeführt wird, durch das Regelventil 31 so bemessen werden, dass eine konstante Verdünnung der Pulpe erhalten wird.

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let bekannt, welche Menge an Zellulosepulpe (berechnet als völlig trockene Pulpe) durch das Y/aachsystem fliesst, indem man z.B. vor dem WaschsyBtem den Pulpenzufluss misst, so braucht die Pulpenkonzentration nicht bestimmt zu werden, und das Messgerät 27 kann entfallen. Es besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen Pulpenkonzentration und dem Gesaratfluss an Suspension, d.h. dem Fluss in Leitung 24. Bei einem konstanten Pulpenfluss (berechnet als völlig trockene Pulpe) ka μ die Menge an Verdünnungsmittel, die durch Leitung 21 zufliesst, unmittelbar dadurch geregelt werden, dass man den Fluss der gesamten Suspension in Leitung 24 auf einem konstanten Wert hält.

Die Flüssigkeitsmenge, die mit der gewaschenen Pulpe aus dem Waschsystem austritt, kann wie folgt berechnet werden:

Q = gesamte Fliessvolumen pro Zeiteinheit V = Fliessvolumen der flüssigen Stoffe pro Zeiteinheit

Das Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 regelt den Verdünnungsmittelfluss Vg₁ in solcher Weise, dass die Konzentration der Pulpensuspension in Leitung 24 einen bestimmten, als m bezeichneten Wert zeigt. Dieser Wert m kann von dem Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 abgelesen werden und liegt normalerweise bei 3 #. Misst man nun den Suspensionsfluss Q24» so kann der Fluss an Zellulosefasern (berechnet als völlig trockene Pulpe) als m χ Qp j errechnet werden« Der Fluss an flüssigen Materialien in Leitung 24 ist dann die verbleibende Menge von Q24» ^die nicht aus Zellulosefasern

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besteht, d.h.:

^V24 ^{= Q}24 " ^m ^x ^Q24

Der Flüssigkeitsgehalt der Pulpe beim Verlassen des letzten Waschfilters wird als V ι bezeichnet. Stellt man ein Flüssigkeitsgleichgewicht her, so ergeben sich folgende Zusammenhänge:

pulp	+ V₂₁ =	^V24
^Vpulp	= V₂₄	- ^V21
^Ypulp	- (1 -	m) Q

₂₄

wobei m durch das Pulpenkonzentrations-Messgerät 27 bekannt ist, und Q₂₄ wird mit Durchflussmesser 29 und V₂₁ mit Durchflussmesser 28 gemessen. Auf diese Weise kann V^ berechnet und ständig überwacht werden.

Wie bereits oben erwähnt, ist der Fluss an Zellulosefasern = η χ Q₂₄.

Hieraus lässt sich errechnen, welche Mengeneinheit Flüssigkeit pro Mengeneinheit Zellulosefasern das Waschsystem mit der gewaschenen Pulpe verlässt.

Ist die hergestellte Menge an Zellulosepulpe bekannt, z.B. durch Messungen vor dem Waschsystem, so braucht, wie oben erwähnt, die Konzentration der Pulpe nicht gemessen zu werden, und das Messgerät 27 kann entfallen.

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Die Flüssigkeitsnienge in der aus Waschfilter 12 erhaltenen Pulpe kann dann auf folgende Weise errechnet werden:

V21 und Qp4 werden gemessen. ^V24 ⁼ ^24 ~ ^ereestellte Pulpe

Die hergestellte Pulpe wird, wie oben gezeigt, ala Volumeneinheit pro Zeiteinheit ausgedrückt.

VlP ^{= V}24 - ^V21' ^d-^h-^Vpulp ⁼ ^^Q24 " ^herg^e3tellte Pulpe) - V₃₁

Durch diese Berechnungen sind nun die volumetrische Fliessgeschwindigkeit der Pulpensuspension sowie ihr Flüssigkeitsgehalt bekannt. Es braucht nur noch die Verunreinigung der Suspensionaflüssigkeit durch organisches und anorganische Material, d.h. durch Reste der Koch-Chemikalien (anorganisches Material) und aus dem Holz gelöste Stoffe (organisches Material), ermittelt zu werden. Die Verunreinigungen können gemessen werden, indem man sie mit einer oxydierend wirkenden Verbindung umsetzt. Beispiele für solche Verbindungen sind unterchlorige Säure, Chlor-Wasser, Hypochlorit, Chlordioxyd, Wasserstoffperoxyd und Bichromat. Bevorzugt wird unterchlorige Säure (HClO). Die Menge an vorhandenen organischen und anorganischen Stoffen kann auch direkt, d.h. ohne Zusatz eines Oxydationsmittels, gemessen werden, z.B. mit ionenselektiven Elektroden, durch Photometrie, Flammen-Photometric, Konduktionmetasch- oder Dichte-Messung. Sin bevorzugtes Verfahren zur Bestimmung der zurückgebliebenen Menge an Koch-Chemikalien

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und aus dem Holz gelösten Stoffen besteht darin, dass man einen Überschuss einer HClO enthaltenden Lösung in eine Flüssigkeiten probe gibt und nach Ablauf einer bestimmten Zeit den Überschuss an unterchloriger Säure durch Jod-Titrierung, polarographische Messung, Messung des Redox-Potentials, Photometric, Golometrie

oder dgl. ermittelt. Besonders geeignet ist jedoch das Verfahren, bei dem eine Flüssigkeitsprobe mit einem überschuss an HClO-Lösung gemischt und dann die Wärmeentwicklung gemessen wird, d.h. ein kalorimetrisches Verfahren. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Verwendung von unterchloriger Säure (HClO mit pH-Wert von 5,5) zu wesentlich geringeren Abscheidungen in der Analyβevorrichtung führt als die Verwendung des entsprechenden Hypochlorite (ClO"* mit pH-Wert von 10), so dass auch weniger Schwierigkeiten auftreten und zuverlässigere Ergebnisse erhalten werden. Es hat sich gezeigt, dass unterchlorige Säure (ebenso wie die anderen obengenannten Oxydationsmittel) mit der organischen Substanz in der Suspensionsflüssigkeit und mit einem Teil der anorganischen Substanz, nämlich dem als Sulfid oder Thiosulfat vorliegenden Material, reagiert. Der Rest des anorganischen Materials (wahrscheinlich der gröasere Teil) reagiert nicht mit der unterchlorigen Säure. Es muss deshalb darauf hingewiesen werden, dass durch die erfindungsgemässe Analyse nicht die gesamten Waschverluste, d.h. die Gesamtmenge an organischen Material und die Gesamtmenge an anorganischem Material, ermittelt werden können. Wie bereits oben erwähnt, informiert die Analyse gemäss SCAK-C 30:73 nur über die an Natrium (Na) gebundenen Verunreinigungen, d.h. den Gehalt an anorganischem Material. Sie beiden

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Analyseverfahren überschneiden sich also bis zu einem gewissen Grad. Um die gesamten Waschverluste zu ermitteln, kann man daher nicht einfach das Ergebnis der erfindungsgemässen Analyse zu dem Ergebnis nach SCAN-C 30:73 addieren. Andererseits ist es dem Durchschnitts-Fachmann möglich, in jedem Fall, d.h. bei jeder Anlage, die gesamten Waschverluste aufgrund der erfindungsgemäas oder nach SCAN-C 30:73 ermittelten Analysewerte annähernd zu schätzen. Das Messen von Flüssigkeiten durch Kalorimetrie ist in

der Zellstoff-Industrie durch die schwedische Patentschrift ,

(schwedische Patentanmeldung 74 11247-5) bekannt; diese Patentschrift beschreibt ein Verfahren zur Regelung des Zuflusses an Beaktions-Chemikalien bei der Delignifizierung und/oder dem Bleichen von Pulpe. Das oben beschriebene, bevorzugte Analyseverfahren kann auch bei der nach dem Waschen wiedergewonnenen oder dünnen Lauge angewendet werden. Ausserdem eignet es sich, um die durch Eindampfen der dünnen Lauge erhaltene dicke Lauge zu analysieren, bevor sie in den Brenner geleitet wird. Man kann hierbei den Heizwert der dicken Lauge bestimmen, der häufig von grossem Interesse ist.

Wo und wie der Gehalt der Suepensionsflüssigkeit an Verunreinigungen bestimmt wird, ist aus Fig. 1 ersichtlich. Aus Leitung 24 wird kontinuierlich eine filtrierte Flüssigkeitsprobe abgezogen und über Leitung 34 in eine kontinuierlich arbeitende Analysevorrichtung 35, e.B. ein Kalorimeter, geführt, wo der Gehalt an gelösten Verunreinigungen gemessen wird. Wie bereits ausgeführt, misst der Durchflussmesser 29 den gesamten Suspensionsfluss in Leitung 24 = Q24.· *^s* ^die I*ulpenherstellung bekannt, so errechnet

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man die Flüssigkeitsmenge in Leitung 24 = V₂₄ ^wie ^O¹S*: ^V24 ^{s Q}24 " ¹^¹**

Wird die Pulpenkonzentration = m gemessen und durch das Konzentrations-Messgerät 27 geregelt, so ergibt sich die Flüssigkeitsmenge in Leitung 24 aus folgender Gleichung:

V₂₄ = Q₂₄ ι (1 - m)

Der geβamte Abfluss an gelösten Verunreinigungen wird dann berechnet, indem man die Flüssigkeitsmenge mit dem Gehalt an gelösten Verunreinigungen multipliziert. Dies erfolgt kontinuierlich in einem Umwandler 37. Besteht das Verdünnungsmittel in Leitung 21 und die Waschflüssigkeit in Leitung 13 aus reinem Wasser, so entsprechen die Waschverluste (d.h. Verunreinigungen durch unvollständiges Waschen) der obengenannten Menge an gelöste: Verunreinigungen. In V/irklichkeit ist jedoch das Verdünnungsmittel (Leitung 21) kein reines Wasser sondern eine Flüssigkeit, die sowohl organisches wie auch anorganisches Material enthält. Die Waschflüssigkeit (Leitung 13) besteht normalerweise aus reinem Wasser, aber auch hier kann eine Flüssigkeit verwendet werden. die leicht durch organisches und/oder anorganisches Material verunreinigt ist. Daher muss der Verunreinigungsgehalt des Verdünnungemittels und auch der Waschflüssigkeit, falls diese nicht aus reinem Wasser besteht, analysiert werden. In Fig. 1 ist nur die Analyse des Verdünnungsmittels dargestellt. Hierbei wird kontinuierlich eine Probe aus Leitung 21 abgezogen und über Leitung 33 in einen kontinuierlich arbeitenden Analysator 31 — in

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diesem Falle ein Kalorimeter — geführt und dort auf ihren Gehalt an gelösten Verunreinigungen untersucht. Wie bereits erwähnt, misst der Durchflussmesser 28 den Gesamtfluss der flüssigen Materialien in Leitung 21 = Vp₁. Die Gesamtmenge der durch leitung 21 zugeführten Verunreinigungen war deshalb V««, multipliziert mit dem gemessenen Gehalt an gelösten Verunreinigungen. Diese Berechnung wurde kontinuierlich in dem Umwandler 36 durchgeführt. Bestand die Waschflüssigkeit aus reinem V/asser, so entsprachen der Waschverluste der Pulpe Tj. der Menge an Verunreinigungen in Leitung 24 = T₂^, abzüglich der Menge an Verunreinigungen in Leitung 21 = T₂i, dividiert durch die hergestellte Pulpe = P, also:

Diese Berechnung kann kontinuierlich mit Hilfe der Umwandler 30, 36 und 37 durchgeführt werden. Dann kann ein Signal ausgesendet werden, um den Zufluss an Waschflüssigkeit in das System über das fiegelventil 31 zu regeln.

Enthält auch die Waschflüssigkeit (Leitung 13) gelöste Substanaen, so werden entsprechende Messungen vorgenommen, d.h. der Fluss in Leitung 13 und der Verunreinigungsgehalt der Flüssigkeit werden kontinuierlich ermittelt» Die Waschverluste in der Pulpe können dann gemäss folgender Formel berechnet werden:

_ J₂₄ - <^T21 + ^T13> -¹M ~ P

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Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens können die Waschverluste kontinuierlich überwacht und, auf der Basis der so ermittelten Werte, entsprechend geregelt werden. Auf diese Weise ist es zum ersten Male möglich, Pulpe in einem wirtschaftlichen und zugleich umweltschützenden Verfahren zu waschen. Sind z.B. die Waschverluste unerwünscht hoch, so wird die dem System zugeführte Menge an frischer Suspensionsflüssigkeit (Waschflüssigkeit) solange heraufgesetzt, bis die Waschverlust wieder auf den gewünschten Wert gesunken sind. Unter "gewünschter Γ/ert" ist hierbei eine, auf Erfahrungswerten basierende Grössenordnung der Waechverluste zu verstehen; diese Grössenordnung hängt von der Kapazität des Waschsystems und des Verdampfers, von den Emissions-Beschränkungen und einem wirtschaftlichen Verdünnungsgrad ab. Sind die Waschverluste unerwünscht niedrig, so wird die Zufuhr an frischer Suspensionsflüssigkeit solange eingeschränkt, bis die Waschverluste wieder auf den gewünschten Wert gestiegen sind. Im Hinblick auf den Umweltschutz und die Reinheit der herzustellenden Pulpe, sollten die Waschverluste so niedrig wie möglich gehalten werden; allzu niedrige Waschverluste können jedoch zu sehr hohen Produktionskosten führen.

Die nachstehenden Beispiele, bei denen chemische Zellulosepulpe gewaschen wurde, erläutern das erfindungsgemässe Verfahren.

Beispiel 1

In einer aus vier, in Reihe geschalteten Waschfiltern bestehenden Waschanlage wurde Sulfatpulpe gewaschen. Die in Fig. 1 dargestellte Messvorrichtung wurde hinter dem letzten Filter oder Endfilter

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installiert. Da die hergestellte Pulpe (in kg/Min) vor der 'Waschanlage kontinuierlich gemessen wurde, war kein Pulpenkonzontrations-Messgerät 27 erforderlich. Während der gesamten Testdauer variierte die Konzentration der Pulpensuspension, die das letzte V/aschfilter 12 verliess, zwischen 10 und 15 ^. Diese Pulpensuspension wurde mit "Rückwas3er" aus der Siebstufe bis zu einer Konzentration von 3 bis 4 i» verdünnt. Die Menge an Verdünnungsmittel in Leitung 21 wurde mit de... Durchflussmesser 28 gemessen; mit einem Schreibgerät wurde diese Verdünnungsmittelmenge Vp-| kontinuierlich aufgezeichnet. In ähnlicher Weise wurde mit dem Durchflussmesser 29 der Fluss der Pulpensuspension in Leitung 24 (Q24) gemessen und aufgezeichnet. Um die Menge der gelösten Verunreinigungen in der Pulpensuspensions-Flüssigkeit zu bestimmen, wurde ein Strom der Suspensionaflüssigkeit von Leitung 24 abgezweigt und über Leitung 34 in ein Kalorimeter 35 geführt. Dieser Flüssigkeitsstrom wurde durch ein in Leitung 24 eingesetztes Filter abgeleitet. Da als Verdünnungsmittel Abwasser aus der Siebstufe verwendet wurde, enthielt diese Flüssigkeit ebenfalls gelöste Stoffe. Daher wurde auch von Leitung 21 ein Flüssigkeitsstrom abgezweigt und durch Leitung 33 zum Kalorimeter 35 geführt. Die Flüssigkeitsproben wurden kontinuierlich durch das, au3 zwei Zellen bestehende Kalorimeter geleitet und dort mit einer Lösung von unterchloriger Säure (HClO) vermischt; die Konzentration der Lösung betrug 5 g/l» berechnet als aktives Chlor. Als Vergleichelösung diente destilliertes Wasser. Die Reaktionsschleifen in den Zellen waren so lang, dass die Verweilzeit der Proben 1 Minute und 20 Sekunden betrug. Die Wärme, die durch Reaktion der In der Flüssigkeit gelösten Verunreinigungen mit HClO erzeugt

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wurde, wurde mit einem Thermoelement in ein Signal umgewandelt, das in Millivolt ausgesendet und kontinuierlich von einem Schreibgerät aufgezeichnet wurde. Es wurden auch Versuche durchgeführt, bei denen man die Flüssigkeitsproben zwei- bis fünfmal mit Wasser verdünnte; diese Versuche lieferten identische Analysewerte· Von dem Kalorimeter wurden zwei Signale erhalten, eines für jede Flüssigkeitsprobe. Es wurde gefunden, dass diese Millivolt-Signale in folgendem Verhältnis zu dem Gehalt der Flüssigkeit an gelösten Verunreinigungen standen:

C = 0,90 X + 0,10

In dieser Gleichung steht X für das Signal des Kalorimeters in Millivolt (mV) und C für die in der Flüssigkeit gelöste Verunreinigungsmenge, die der verbrauchten Menge an Sauerstoff in g/l entspricht.

Wie diese Gleichung erhalten wurde, ist weiter unten beschrieben. Mit Hilfe dieser Gleichung kann man die Menge an gelösten Verunreinigungen in dem Verdünnungsmittel = C₂₁ und in der Pulpeneuspensione-Flüssigkeit = C₂* errechnen. Sa der Fluss des Verdünnungsmittels V₂₁ und der Pulpensuspension Q₂₄ bekannt war, konnten die Waschverluste in der Pulpe = Tw in kg verbrauchter Sauerstoff pro Tonne Pulpe gemäss folgender Gleichung kontinuierlich berechnet werden:

- hergestellte Pulpe) χ

hergestellte Pulpe

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Auf diese V/eise konnten die V/aschverluate in der Pulpe kontinuierlich berechnet und aufgezeichnet werden. Innerhalb des Testzeitraumes wurden der Pulpensuspension auch von Hand Proben entnommen, bevor man das Pulpenvlies von '.Vaschfilter 12 entfernte. Bei diesen Pulpenproben wurde gemäss Verfahren SGAN-C 30:73 der Natriumsehalt ermittelt und in kg Natriumsulfat (Na₂SO.) pro Tonne Pulpe umgerechnet. Weiterhin wurde der chemische Sauerstoffbedarf der Flüssigkeitsproben, d.h. ihr COD-Wert, mit einem Verfahren der Swedish Company IVL AB (industrins Vatten och Luftvard Aktiebolag) bestimmt, das auf dem ASTM-Verfahren D-1252-60 basiert. Bei diesem Verfahren werden die gelösten Verunreinigungen in der Flüssigkeitsprobe mit 0,250-n-Kaliumbichromat (KpCrpO«) umgesetzt. Dieses Verfahren liefert Aufschluss über das gesamte organische Material in der Flüssigkeitsprobe und über einen Teil des anorganischen Materials (Sulfide). Der Gehalt an gelösten Verunreinigungen wird als COD in g Sauerstoff/l (gO₉/l) angegeben, d.h. als die Menge an Sauerstoff, die das Material verbraucht, bis es vollständig oxydiert ist. Ausserdem wurden die beiden beschriebenen Analyseverfahren angewendet, um von Hand entnommene Proben des Verdünnungsmittels zu untersuchen. Im allgemeinen werden mit diesen Verfahren nicht die Flüssigkeiten in Waschsystemen analysiert sondern die Ablaugen aus Zellstoff verarbeitenden Betrieben. Schliesslich wurden die Zeitpunkte notiert, an denen Proben entnommen wurden; die zu diesen Zeitpunkten mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielten Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst.

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a*

Die Analysen von manuell entnommene Proben sind aus Tabelle II

ersichtlich.	Pulpen suspension	Na₂SO₄	Tabelle II	Na₂SO₄	Waschverluste	Na₂SO₄
	COD	R/l	Verdünnungs mittel	k/1 I	COD	kß/t Pulpe
	R Po/l	0,65	COD	0,19	leg Oo/t Pulpe	13
	• '' L!¹ 0,61	0,60	R IpH	0,28	13	13
Probe	0,57	0,63	¹¹ ' ii' 0,18	0,02	13	20
1	0,57	1,50	0,26	0,85	19	19
CVJ	1,31	1,31	0,02	0,52	18	25
3	1,17	0,99	0,73	0,30	22	24
4	0,90	0,80	0,44	0,10	22	20
5	0,73	1,31	0,27	0,26	18	28
6	1,19	0,75	0,09	0,10	25	16
7	0,68	2,10	0,25	0,82	16	35
8	1,83	0,63	0,08	0,17	31	15
9	0,58	0,66	0,71	0,11	14	17
10	0,60	0,98	0,15	0,28	16	24
11	0,89	0,79	0,10	0,13	20	21
12	0,72	1,42	0,25	0,68	18	29
13	1,28		0,12		25
H		0,62
15

In Tabelle II wurden die Menge an hergestellter Pulpe und die volumetrischen Fliessgeschwindigkeiten nicht angegeben, da sie bereits in Tabelle I enthalten sind. Vergleicht man die Waschverluste der Tabelle I mit den entsprechenden Werten in Tabelle II, so zeigt sich eine sehr gute Wechselbeziehung zwischen den erfindungsgemäss ermittelten Werten der Tabelle I und den bei manuell entnommenen Proben erhaltenen Werten der Tabelle II (ermittelt gemüse SCAN-C 30:73).

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Wie oben ausgeführt, verwendet man bei der erfindungsgemässen Bestimmung der Menge an Verunreinigungen, die in den Flüssigkeitsproben gelöst sind, als Reagenz unterchlorige Säure, während bei den von Hand entnommenen Proben die gelösten Verunreinigungen (d.h. das organische Material und ein Teil des anorganischen Materials) mit Hilfe von Kaliumbichromat bestimmt werden. Beide Reagenzien liefern gute Ergebnisse und zeigene eine ausgezeichnete Obereinstimmung Pur kalorimetrische Analysen wird jedoch aus technischen Gründen unterchlorige Säure bevorzugt.

Bei einer Regreseions-Analyee, bei der der kalorimetrische Wert (in mV) dem gemäss IVL-Verfahren ermittelten COD-Vtert (in gO₂/l) gegenübergestellt wurde, erhielt man die obengenannte Gleichung:

C = 0,90 X + 0,10

Auf diese Weise war es möglich, die Millivolt-Anzeigen in Angaben umzuwandeln, die sich auf den Gehalt der Flüssigkeitsprobe an Substanzen beziehen, die chemischen Sauerstoff verbrauchen. Sie Ergebnisse der manuell durchgeführten Analysen gemäss Tabelle II wurden für diesen Zweck herangezogen. Ausserdem kann man auch die Waschverluste (d.h. die gelösten Verunreinigungen), die gemäss IVL-Verfahren als COD-Wert ermittelt wurden, mit den Waschverlusten vergleichen, die gemäss SCAN-C 30:73 erhalten und ale Ha₂SO^ ausgedrückt wurden. Dieser Vergleich zeigt, dass das Verhältnis von Na-Menge (angegeben als g Na₂SOWl oder kg Na₂SO₄ t Pulpe) zu COD-Wert (g 0₂/l)etwa 1:1 beträgt. Es muss jedoch

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darauf hingewiesen werden, dass weder dieses Verhältnis noch die obengenannte Gleichung für alle Betriebe, die Sulfatpulpe herstellen, gleich sein muss. Sie müssen in jedem einzelnen Pail, d.h. für jeden einzelnen Betrieb, überprüft und eventuell berichtigt werden.

Die in Beispiel 1 erfindungsgeniäss ermittelten V/aschverluste können jedoch im Verhältnis 1:1 umgewandelt und, wie aus Tabelle III ersichtlich, in kg ITagSO./t Pulpe angegeben werden:

Tabelle III

Waschverluste p_robe kg Na₂SO₄A Pulpe

1 H

2 13

3 20

4 20

5 24

6 24

7 20

8 28

9 16

10 34

11 15

12 18

13 23

14 21

15 . 27

Wie die obigen Ausführungen zeigen, kann mit Hilfe dee erfiiidungsgemäBeen Verfahrens der Waachverluat in einer Sulfatpulpe nach Beendigung des Waschens kontinuierlich bestimmt und in

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einer, dem Fachmann bekannten Weise angegeben werden. Aufgrund der ermittelten Werte können die Waschverluste dann auf der gewünschten Höhe gehalten werden.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde Sulfitpulpe in einer Reihe von Behältern gewaschen. Nach dem Waschen in Behältern wurde die Pulpe in einen Sammelbehälter geleitet ~nd von dort kontinuierlich zu einem End-Waschfilter gepumpt. Wie in Beispiel 1,' wurde hinter diesem Y/aschfilter die Messvorrichtung der Fig. 1 installiert. Alle weiteren Verfahrenasehritte entsprachen dem Beispiel 1, ausser dass es sich bei der zu waschenden Pulpe um Sulfitpulpe handelte. Die Messergebnisse sind aus Tabellen IV, V und VI zu ersehen.

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Tabelle IV

Pulpensuspension Verdünnungsmittel

Bergest.Pulpe ^Pluss-Q24 Kalorim. kg/Min mVLlin mV

4CO
400
400
400
400
400

13,3 13,3 13,3 10,3 10,3 10,3

0,37 0,32 0,31 0,39 0,20 0,19

0,76 0,65 0,63 0,80 0,39 0,36

PlUBS=V_{21 Kalorim#} Gehalt=C_{21 Waschver}i_uste

■7 Cl XkCL^VJ-L

m /Min mV 9,7
9,3
9,3
6,7
6,7
6,7

0,25 0,22 0,23 0,36 0,11 0,08

0,50 0,43 0,45 0,73 0,19 0,12

O₂A Pulpe

37 35 28 28 20 20

σ» ι co

Die V/erte der Tabelle IV wurden mit dem erfindungsgemäS3en Verfahren erhalten. Sie wurden von den Schreibgeräten, die das Waschverfahren kontinuierlich verfolgten, zu den Zeitpunkten abgelesen, an denen von Hand Proben der Pulpe entnommen wurden. Die Analyse der manuell entnommenen Proben lieferte folgende Ergebnisse:

Tabelle V

	Pulpen	Na₂O	Verdünnungs	COD	Na₂O	Waschverluste	COD	Na₂O
	suspension	■ g/i	mittel		■ β£_	kgO_c/t Pulpe	kg/t Pulpe
	COD	0,23	0,49	0,17	38	12
Probe	_g o/i	0,22	0,43	0,14	36	12
16	0,74	0,20	0,47	0,15	27	9
17	0,68	0,26	0,72	0,23	28	9
18	0,62	0,12	0,18	0,06	20	6
19	0,80	0,12	0,12	0,04	19	6
20	0,36
21	0,36

Ein Vergleich der erfindungsgemäes erzielten Werte in Tabelle IV mit den Werten der Tabelle V, die mit manuell entnommenen und gemäss SCAN-C 30:73 analysierten Proben erhalten wurden, lässt eine βehr gute Wechselbeziehung erkennen.

Die durch manuelle Analyse der Proben erhaltenen COD-Werte wurden Angaben in Millivolt gegenübergestellt, die erfindungsgemäss durch ein kontinuierliches kalorimetrisches Verfahren ermittelt wurden; dabei wurde folgendes Verhältnis festgestellt:

2,18 X - 0,05

In dieser Gleichung steht X für das Signal des Kalorimeters in aV, und C ist der Gehalt der Flüssigkeit an gelösten Verunreinigungen, d.h. die verbrauchte Menge an Sauerstoff in g/l. Der

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Gehalt Cp₄ bezw. C₂-, in Tabelle IV wurde mit dieser Gleichung errechnet. Vergleicht man sie mit der beim V/aschen von Sulfatpulpe gemäsB Beispiel 1 erhaltenen Gleichung, so ist ein krasser Unterschied erkennbar. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die in der SuspenBionaflüssigkeit von Sulfitpulpe gelösten Verunreinigungen bei der Reaktion mit unterchloriger Säure wesentlich weniger Wärme abgeben als die in Sulfatpulpe gelösten Verunreinigungen. Auch hier ist ea zweckmässig, das genannte Verhältnis zwischen Millivolt-Anzeige und Gehalt der Flüssigkeit an gelösten Verunreinigungen in jedem einzelnen Fall, d.h. für jeden Sulfitpulpe herstellenden Betrieb, zu überprüfen.

Das Verhältnis zwischen dem als COD-Wert und dem als Natriumgehalt ausgedrückten '.Taschverlust wurde aus den Ergebnissen der Tabelle V errechnet und führte zu folgender Gleichung:

Na₂O = COD χ 0,32

Es wird darauf hingewiesen, dass bei Sulfitpulpe die Waschverluste an Natrium als g Na₂0/l oder kg Na₂0/t Pulpe angegeben werden. Mit Hilfe der obigen Gleichung können also die erfindungsgemäss ermittelten Waechverluste in kg Ea₂0/t Pulpe umgerechnet werden; dabei werden folgende Ergebnisse erzielt:

Tabelle VI

Waschverluste Probe kg Na₂O/t Pulpe

16 12

17 12

18 9

19 9

20 6

21 9

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Ebenso wie beim Waschen von Sulfatpulpe, können auch beim Waschen von Sulfitpulpe durch das erfindungsgemässe Verfahren die Waschverluste in der Pulpe kontinuierlich überwacht und in einer, dem Fachmann bekannten Weise angegeben werden. Aufgrund der erbettelten Werte kann man dann die V/aschverluste auf der gewünschten Höhe halten.

Dae erfindungsgemässe Verfahren, das eine kontinuierliche Verfolgung der Ergebnisse des Waschens, d.h. eine kontinuierliche Messung der Waschverluste gestattet, wurde in der vorliegenden Beschreibung anhand des Waschens von chemischer Pulpe erläutert. Ee kann jedoch auch beim Waschen von semi-chemischer, chemimechanischer oder sogar mechanischer Pulpe angewendet werden. Bei der Herstellung mechanischer Pulpen werden zwar keine Chemikalien zur Entfaserung des Holzes eingesetzt, so dass die fertige Pulpe normalerweise nicht gewaschen wird. Soll die mechanische Pulpe jedoch gebleicht und anschliessend gewaschen werden, so ist das erfindungsgemässe Verfahren auch hierfür geeignet.

Weiterhin ist das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf das Waschen von Zellulosepulpen beschränkt; es eignet sich für jede Art von Suspensionen, z.B. den Schlamm aus Reinigungsanlagen oder die in Zuckerraffinerien anfallenden Suspensionen.

- Patentansprüche -

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3i .

Leerseite

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Regelung de3 Zuflusses an Suspensionsflüssigkeit bei kontinuierlichen Waschverfahren für Suspensionen, insbesondere Pasersuspensionen, die gelöste Verunreinigungen enthalten, wobei die in der Suspensioiisflüooigkeit gelösten Verunreinigungen allmählich d rch reinere Suspensionsflüssigkeit ersetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die

letzten Menge an Verunreinigungen, die nach dem /Väschen in der Suspension gelöst sind (Waachverluste), kontinuierlich bestimmt, indem man die volumetrische Fliessgeschwindigkeit der gewaschenen Suspension, ihren FlüssigkeitBgehalt und ihren Gehalt an gelösten Verunreinigungen misst und, auf der Basis der ermittelten Waschverluste, den Zufluss an frischer Suspensionsflüssigkeit (Waschflüssigkeit) so regelt, dass die V/aschverluste auf der gewünschten Höhe gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsgehalt der gewaschenen Suspension gemessen wird, indem man die aus dem Waschsystem austretende Suspension ein- oder mehrmals verdünnt, wobei die Menge an zugeführter

worauf man Flüssigkeit gemessen wird, / die volumetrische Fliessge-

echwindigkeit des so erhaltenen Suspensionsflusses bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekonnzeichnet, dass die Konzentration deo erhaltenen Suspensionsflusses bestiauut wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Gehalt des Verdünnungsmittel an gelösten Verunreinigungen bestimmt und den so erhaltenen Wert von dem Gehalt der fertig gewaschenen Suspensionsflüssigkeit an gelösten Verunreinigungen subtrahiert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Gehalt der frischen Suepensionsflüssigkeit an gelösten Verunreinigungen bestimmt und den so erhaltenen Wert von dem Gehalt der fertig gewaschenen Suspensionsflüssigkeit an gelösten Verunreinigungen subtrahiert.

6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das3 man den Gehalt der Suspensionsflüssigkeit, des Verdünnungsmittels und/oder der Waschflüssigkeit an gelösten Verunreinigungen bestimmt, indem man die" Verunreinigungen mit einem Oxydationsmittel umsetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Oxydationsmittel unterchlorige Säure verwendet wird.

Θ. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der Suspensionsflüssigkeit an gelösten Verunreinigungen durch ein kalorimetrisches Verfahren bestimmt wird.

Der Patentanwalt:

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