DE2718398B2

DE2718398B2 - Verfahren zur Behandlung von lignozellulosehaltigem Material mit Chlor

Info

Publication number: DE2718398B2
Application number: DE2718398A
Authority: DE
Inventors: Johan Dipl.-Ing. Helsinki Gullichsen; Frey Viking Dipl.-Ing. Karhula Sundman
Original assignee: A AHLSTROEM OSAKEYHTIOE NOORMARKKU (FINNLAND)
Current assignee: KAMYR 65115 KARLSTAD SE AB
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1978-07-06
Also published as: FR2349677B1; JPS52132103A; DE2718398A1; NO771460L; FI55878C; US4222818A; NO149552B; JPS6044438B2; CA1118161A; SE7704081L; FI761171A; FI55878B; FR2349677A1; DE2718398C3; BR7702604A; NO149552C

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von lignozellulosehaltigem Fasermaterial im Anschluß an einen Kochprozeß mit nachfolgender Wäsche mit Chlor zur Entfernung des verbliebenen Lignins, bei dem in das in wäßriger Lösung suspendierte Fasermaterial Chlor und gegebenenfalls auch Chlordioxid in Gasform eingemischt und auf das Lignin reagieren gelassen werden.

Das Bleichen wird im allgemeinen mit einer Chlorierungsstufe begonnen, bei der das Lignin wasser- oder alkalilöslich umgewandelt wird, wobei es leicht zu entfernen ist. Weil Chlor verglichen mit anderen Bleichchemikalien billig ist, versucht man damit so viel Lignin zu entfernen, wie es hinsichtlich der Halbstoffqualität möglich ist. Dies vermindert die bei folgenden

^r, Bleichstufen notwendigen Chemikalienmengen.

Bisher wurde die Halbstoffchlorierung im allgemeinen bei einer Faserkonzentration von 3—4% in einem Chlorierungsturm ausgeführt, wo in Wasser gelöstes Chlor möglichst gleichmäßig in den Halbstoff eingemischt wird und etwa eine Stunde einwirkt. Für die Halbstoffbeständigkeit ist es vorteilhaft, Chlordioxid zuzusetzen.

Die Chlorierung des Halbstoffes kann auch als sogenannte Gaschlorierung ausgeführt werden, wobei

ι ϊ der Halbstoff, aus dem zwischen den Fasern befindliches Wasser durch Pressen so entfernt ist, daß seine Konzentration etwa 30% beträgt, in einem Gasstrom behandelt wird. Die Reaktionszeit ist dabei sehr kurz.

Die Delignifizierung ist bis zu einem gewissen Grenzwert von der Chlormenge abhängig. Dieser Grenzwert wird bei einer Chlormenge von etwa 1,3 g/g Lignin erreicht. Mit einer einstufigen Chlorierung können etwa 80% des in dem Halbstoff befindlichen Lignins gelöst werden. Wenn der Halbstoff gewaschen wird, wobei das chlorierte Lignin entfernt wird, und anschließend eine weitere Chlorierung ausgeführt wird, können aus dem übriggebliebenen Lignin etwa 50% gelöst werden. Mit anderen Worten: Nach dem Kocher können etwa 90% der Ligninmenge entfernt werden.

Bisher verwendete Verfahren erfordern zwei Chlorierungsstufen und eine Waschstufe und verursachen überdies einen hohen Chlorverbrauch, falls ein hoher Delignifierungsgrad mit Chlorbehandlung erzielt wird.
Ziel dieser Erfindung ist es, ein Chlorierungsverfahren

J5 zu schaffen, bei dem die Anzahl der Behandlungsstufen geringer ist als bei bekannten Verfahren und bei dem ein hoher Delignifizierungsgrad mit einem niedrigen Chemikalienverbrauch erreicht werden kann.

Gemäß der Erfindung werden die Reaktionsprodukte dadurch entfernt, daß die die Reaktionsprodukte der Chlorbehandlung enthaltende Flüssigkeit aus der Suspension unmittelbar mit einer Chlorlösung verdrängt wird, die gegebenenfalls Chlordioxid enthält.
Durch die unmittelbare Aufeinanderfolge der beiden

Vi Chlorierungsvorgänge entfällt der sonst zwischengeschaltete Waschgang, wodurch eine Behandlungsstufe eingespart ist

Danach wird der Halbstoff in an sich bekannter Weise, beispielsweise mit Natriumhydroxid und Chlordioxid behandelt.

Die Behandlung wird vorzugsweise bei einer Stoffdichte von 6—12%, insbesondere 8—10%, durchgeführt, wobei Chlor und Chlordioxid in einem Mischer in die Faserstoffsuspension gleichmäßig in Form von kleinen Gasblasen dispergiert werden können, die sich rasch in Wasser lösen und auf das Lignin reagieren. Die Behandlung wird vorzugsweise bei erhöhter Temperatur von 30—60°C ausgeführt, wobei die Chlorierungsreaktion rascher wird. Die optimale Temperatur beträgt etwa 45° C. Die der Fasermaterialsuspension bei der ersten Chloreinmischung und der Verdrängungsbehandlung beigemischte aktive Chlormenge beträgt vorzugsweise insgesamt 0,7—1,2 g pro g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenen Lignins, wovon die

b5 Verdrängungslösung 0,1...0,5g pro g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenen Lignins enthalten kann. Die Cliilorierungsreaktion erfordert nur ein paar Minuten, absr in der Praxis wird dazu etwas

mehr Zeit reserviert, 5 bis 15 min, vorzugsweise etwa 10 min in beiden Chlorierungsstufen. Die Chlormenge ist jedoch so gering, daß alles eingesetzte Chlor aufgebracht werden kann, ohne daß schädliche Nebenreaktionen entstehen, wie es sonst bei einem etwa ■> vorhandenen Chlorüberschuß der Fail sein könnte, zumal die eingeräumte Reaktionszeit gegenüber der für die Chlorierungsreaktion notwendigen Minimalzeit verlängert ist.

Bei früher verwendeten Verfahren, wobei die Chlorierung bei einer Stoffdichte von etwa 3% ausgeführt wurde, war die Chlormenge so hoch und die Reaktionszeit so lang, daß außer der eigentlichen Chlorierungsreaktion auch Chlor verbrauchende Nebenreaktionen, wie partieller Abbau der Zellulosemoleküle erfolgten. Der bei der Erfindung vorliegende vollständige Verbrauch des eingesetzten Chlors für die eigentliche Chlorierungsreaktion bedeutet auch insofern eine Ersparnis, daß eben kein Chlor ungenutzt weggewaschen wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst eingesetzte Lösung mit einer anderen, beispielsweise alkalischen Lösung verdrängt wird und daß wenigstens ein Teil der so verdrängten Lösung als Erst-Verdrängungslösung wieder verwendet wird, nachdem das chlorierte Lignin abgetrennt und Chlor und gegebenenfalls Chlordioxid zugesetzt worden sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, die ein Fließschema eines Halbstoff-Bleichprozesses darstellt, in dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird.

In der Figur ist ein Halbstofffluß aus dem einem Kocher nachgeschalteten Wäscher mit 1 be:eicimet. Dem Halbstofffiuß wird Chlordioxid 2 und Chlor 3 in Gasform zugeführt, die dem Halbstoff in den Mischern 4 und 5 beigemischt werden. Alternativ kann dem Halbstoff eine Mischung von Chlor und Chlordioxid zugeführt werden. Der Halbstoff gelangt danach in einen Bleichreaktor 6, in dessen unterem Teil die Chlorierungsreaktion hauptsächlich erfolgt. Nach einer geeigneten Reaktionszeit wird das Reaktionsprodukt, das chlorierte Lignin, dadurch entfernt, daß es in der ersten Stufe 7 eines Diffuseurs mit einer Chlorlösung 8 verdrängt wird. Die verdrängte Lösung 9 wird aus dem Reaktor abgeführt. In einer folgenden Stufe 10 des Diffuseurs wird das in der ersten Verdrängungsstufe entstandene chlorierte Lignin und das eventuelle Restchlor mit einer Alkalilösung 11 verdrängt. Aus der die Stufe 10 durchströmenden Verdrängungslösung 12 wird das Lignin 13 entfernt und die Flüssigkeit wieder in das System zurückgeführt, wobei ihr Chlor 14 und eventuell auch Chlordioxid zugesetzt wird. Der Halbs:off wird dann endgültig in an sich bekannter Weise beispielsweise mit Chlordioxid in einer Diffuseurstufe 15 weitergebleicht und danach in einer Diffuseurstufe 16 gewaschen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zusätzlich anhand des folgenden Beispiels erläutert, bei dem das neue Verfahren mit einem bekannten Verfahren verglichen wird.

Beispiel	Das bekannte	Das neue
	Verfahren	Verfahren
	4	4
Nach dem Kochvorgang
und der Wäsche ver
bliebenes Lignin, %	6	3,2')
Chlormenge (aktives
Chlor) %	3,5	9,0
Stoffdichte, %	20	50
Temperatur, °C	45	15
Reaktionszeit, min	90	100
Chlorverbrauch, %	83	80
Delignifizierung, %	0,63	0,80
Restlignin, %	ja	nein
Waschgang	1,6	1,22)
Chlormenge, %	45	15
Reaktionszeit, min	90	90
Chlorverbrauch, %	50	60
Delignifizierung, %	0,34	0,32
Restlignin, %	7,6	4,43)
Totale Chlormenge, %	90	92
Delignifizierung, %

') d.h. 0,8g/g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenes Lignin.

²) d. h. 0,3 g/g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenes Lignin.

³) d.h. 1,1 g/g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenes Lignin.

Wie aus dem Beispiel ersichtlich ist, wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein höherer Delignifizierungsgrad mit niedrigerem Chlorverbrauch und in kürzerer Zeit erreicht.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von lignozellulosehaltigem Fasermaterial im Anschluß an einem Kochprozeß mit nachfolgender Wäsche mit Chlor zur Entfernung des verbliebenen Lignins, bei dem in das in wäßriger Lösung suspendierte Fasermaterial Chlor und gegebenenfalls auch Chlordioxid in Gasform eingemischt und auf das Lignin reagieren gelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reaktionsprodukte der Chlorbehandlung enthaltende Flüssigkeit aus der Suspension unmittelbar mit einer Chlorlösung verdrängt wird, die gegebenenfalls Chlordioxid enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungsbehandlung mit Chlorlösung bei einer Stoff dich te von 6— ί2°/ο, vorzugsweise 8—10%, durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungsbehandlung mit Chlorlösung bei einer Temperatur von 30—60⁰C, vorzugsweise etwa 45°C, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß Chlor in die Fasermaterialsuspension in Form von kleinen Glasblasen eingemischt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fasermaterialsuspension bei der ersten Chloreinmischung und bei der Verdrängungsbehandlung eine aktive Chlormenge von insgesamt 0,7 — 1,2 g pro g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenen Lignins beigemischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungslösung mit 0,1 — 0,5 g aktives Chlor pro g nach dem Kochvorgang und der Wäsche verbliebenen Lignins enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das beigemischte Chlor 5—15 Min., vorzugsweise etwa 10 Min., in der Faserstoffsuspension verweilt, ehe die Flüssigkeit aus der Faserstoffsuspension mit der Chlorlösung verdrängt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst eingesetzte Lösung mit einer anderen, beispielsweise alkalischen Lösung verdrängt wird und daß wenigstens ein Teil der so verdrängten Lösung als Erst-Verdrängungslösung wieder verwendet wird, nachdem das chlorierte Lignin abgetrennt und Chlor und gegebenenfalls Chlordioxid zugesetzt worden sind.