DE3037718A1

DE3037718A1 - Verfahren zum bleichen von begassepulpe

Info

Publication number: DE3037718A1
Application number: DE19803037718
Authority: DE
Inventors: Maria Elena Naranjo Parraga La Habana Cespedes; Julio Alvarez Cerro La Habana Cordoves; Hortensia Nancy Fernandez Cerro La Habana Rodriguez
Original assignee: MINISTERIO IND AZUCARERA
Current assignee: MINISTERIO IND AZUCARERA
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1980-10-06
Publication date: 1982-04-15
Also published as: DE3037718C2

Description

Verfahren zum Bleichen von Bagassepulpe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen von Bagassepulpe mit Sauerstoff in einem alkalischen Medium unter Anwendung weiterer Verfahrensschritte. Die Erfindung ist unter anderem auf dem Gebiet der Herstellung von Pulpe und Papier anwendbar. Insbesondere ermöglicht sie die Herstellung von verschiedenen Papiersorten. Im Vergleich mit bekannten Verfahren zum Bleichen von Pulpe ist das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstiger und vermindert die Umweltbelastung.
Verfahren zum Bleichen von Pulpe sind bekannt. (The obtainment of wood sulphate pulp bleached with alkali-oxygen, N. Hartler, H. Norrstrom & S. Rydin. Svensk Papperstidning; arg. 73 Contribution to problems of delignification of wood sulphate pulp with oxygen, N. Gadjost Papiracelulosa c. 3 1973; Developments of bleaching with oxygen, I. Croon & D.H. Andrews Tappi V. 54, No. 11,1971).
Gemäß der letztgenannten Druckschrift ist versucht worden, Sauerstoff zum Bleichen von chemischer Holzpulpe einzusetzen und an diesen Verfahrensschritt weitere Bleichstufen anzuschließen, wobei verschiedene Stufenfolgen eingehalten wurden. Die Bereiche, in denen sich die Verfahrensbedingungen dabei bewegen, unterscheiden sich von der vorliegenden Erfindung zum Beispiel darin, das beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einer geringeren Konsistenz und einem höheren Prozentsatz an Magnesiumcarbonat gearbeitet wird. Es wurde festgestellt, daß eine hochwertige chemische Holzpulpe erhalten werden kann, wenn die Verfahrensmerkmale der Behandlung mit Sauerstoff entsprechend gewählt werden. Außerdem ist versucht worden, die Umweltbelastung und die Verfahrenskosten zu vermindern.
Die Technologie des Bleichens des Unternehmens "Cellulose de Aquitaine"(Pulp and Paper International March, 1975) wurde dadurch modifiziert, daß zusätzlich eine Sauerstoffbehandlung in einem alkalischen Medium erfolgte.
Dadurch ergaben sich folgende Vorteile: a) 70%ige Abnahme der Färbung der Bleichabwässer, b) 50%ige Abnahme von BOD5, c) Verbesserung der Helligkeitsstabilität, d) Möglichkeit des Bleichens von Pulpen mit größeren Werten der anfänglichen Kappa-Zahl, e) 45 % Abnahme der erforderlichen Chemikalienmengen, insbesondere der Chlormenge.
Bei diesem bekannten Verfahren wird Pulpe aus Hartholz eingesetzt, dessen morphologische Merkmale jenen von Bagasse ähnlich sind.
Das Verfahren zum Bleichen von chemischer Holzpulpe unter Einsatz von Sauerstoff erfordert härtere Bedingungen als sie zum Bleichen von Bagassepulpe nötig sind, da im ersteren Fall mehr als vier Bleichstufen durchlaufen werden, welche die Kosten des Verfahrens und die Umweltbelastung erhöhen. Im Fall von Bagasse hat sich überraschenderweise gezeigt, daß vier Bleichstufen ausreichen, um einen genügenden Bleichungsgrad zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bleichen von Bagasse aus Zuckerrohr zur Verfügung zu stellen, wobei Sauerstoff in einem alkalischen Medium angewandt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in wesentlichem Umfang, die Umweltbelastung zu verringern, welche durch Chlor und Nebenprodukte verursacht wird. Dies ist deshalb von großer Bedeutung, weil die Aufnahmefähigkeit von Flüssen begrenzt ist. Andere Vorteile des Bleichens mit Sauerstoff bestehen darin, daß der Verbrauch an Chemikalien, insbesondere von Chlor, -deutlich vermindert wird und dadurch die Kosten des Verfahrens gegenüber bekannten Verfahren erheblich gesenkt werden können.
Die für die Bearbeitung von Holzpulpe bekannte Technologie kann nicht ohne weiteres auf Bagasse übertragen werden, da sich sonst besondere Schwierigkeiten bezüglich der Widerstandsfähigkeit des Materials ergeben.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in dem neuen Ausgangsmaterial, nämlich Bagasse aus Zuckerrohr.
Charakteristische Merkmale von erfindungsgemäß gebleichter Bagassepulpe sind folgende: Helligkeit 85 bis 90 Elrepho-Einheiten, Viskosität 22 x 10-3 bis 28 x 10-3 Pa - s, ReiFFaktor über 55, niedriger Wert für BOD und QOD in Restflüssigkeiten.
Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel erläutert.
Beispiel Ungebleichte Pulpe wird vor dem Bleichen einer sauren Vorbehandlung unterworfen. Die Bedingungen für die Vorbehandlung sind wie folgt: Schwefelsäure: 0,5 bis 2 % (bez.Trockenmasse) Temperatur: Umgebung Zeit: 5 bis 30 Minuten Konsistenz: 3 bis 10 %.
Nach Vervollständigung dieser Behandlung wird die Pulpe gewaschen, zentrifugiert und homogenisiert.
Behandlung mit Sauerstoff im alkalischen Medium: Die Reaktionsflüssigkeit wird aus behandeltem Wasser, einem Alaklimetallhydroxid und einem Magnesiumsalz mit folgenden Mengen hergestellt: Hydroxid: 1,2 bis 6,8 % Magnesiumsalz: 0,5 bis 3 % Behandeltes Wasser: Erforderliche Menge, um eine Konsistenz von 10 bis 20 % bei der Behandlung zu erreichen.
Die Reaktionsflüssigkeit und die Pulpe werden auf 80 bis 900C erhitzt und homogen gemischt. Anschließend wird das Gemisch in einen Digestor gegeben, in dem die Temperatur 90 bis 1200C beträgt. Sauerstoff wird bis zu einem Druck von etwa 4 bis etwa 10 bar eingeblasen. Die Temperatur wird auf 105 bis 1250C erhöht. In beiden Fällen dauert die Änderung der Verfahrensgröße nicht mehr als 5 Minuten.
Die Suspension wird 30 bis 90 Minuten im Digestor gehalten.
Dann findet das Blasen statt, und die Pulpe wird gewaschen und verdünnt.
Behandlung mit Chlor: Die Behandlung mit Chlor erfolgt dadurch, daß man rasch und homogen die Pulpe mit Chlor (1 bis 3 %, bezogen auf trockene Pulpe) mischt. Die erhaltene Suspension wird 30 bis 60 Minuten im Reaktionsgefäß gehalten. Anschließend wird die Pulpe gewaschen und eingedeckt Alkalische Extraktion: Für diese Stufe wird eine Reaktionsflüssigkeit aus folgenden Komponenten hergestellt: Hydroxid: 0,5 bis 3 % Behandeltes Wasser: Nötige Menge, um eine Konsistenz von 10 % zu erhalten.
Die Pulpe und die Reaktionsflüssigkeit werden auf 50 bis 700C vorerhitzt und gemischt. Die erhaltene Suspension wird 0,5 bis 1,5 Stunden im Reaktionsbehälter gehalten.
Schließlich wird die Pulpe gut gewaschen, um die Hypochlorierung oder die Behandlung mit Chlordioxid anzuschließen.
Behandlung mit Chlordioxid: Die Pulpe aus der alkalischen Extraktion einer vorhergehenden Hypochlorierung oder Behandlung mit Chlordioxid wird auf 70 bis 800C vorerhitzt.
Es wird eine Reaktionsflüssigkeit aus £olgenden Komponenten hergestellt: Chlordioxid: 0,2 bis 0,8 % (bez. Trockenmasse) Hydroxid: 0,1 bis 0,4 % (bez. Trockenrnasse) Behandeltes Wasser: Nötige Menge, um eine Konsistenz von 12 % zu erhalten.
Die Behandlungszeit beträgt 2 bis 3 Stunden. Anschließend wird die gebleichte Pulpe gewaschen und einer Behandlung mit Schwefeldioxid zugeführt, wenn sich die Pulpe in der Endstufe befindet. Für diese letztgenannte Behandlung gelten folgende Werte: Schwefeldioxid: 1 bis 2 % Konsistenz: 5 bis 10 % Zeit: 5 bis 10 Minuten Hypochlorierung: Die Pulpe aus der alkalischen Extraktion von einer vorhergehenden Behandlung mit Chlordioxid oder einer Hypochlorierung wird auf 35 bis 400C erwärmt und dann mit der Reaktionsflüssigkeit bei dieser Temperatur gemischt. Die Reaktionsflüssigkeit wird aus einer großen Menge Wasser und einer Natrium- oder Calciumhypochloritlösung hergestellt, wobei folgende Werte erreicht werden: Hypochlorit: 0,4 bis 1,6 % (bez. Trockenmasse) Konsistenz: 12 % Der pH-Wert wird auf 10 bis 12 eingestellt. Die Verweilzeit beträgt 90 bis 180 Minuten. Am Ende wird die Pulpe gewaschen und mit Sch-sçefeldioxid behandelt. Falls es die letzte Stufe ist, muß diese Behandlung gemäß den Bedingungen erfolgen, die bei der Behandlung mit Chlordioxid angegeben sind.
Behandlung mit Peroxid: In dieser Stufe wird eine Reaktionsflüssigkeit aus behandeltem Wasser, Natriumhydroxid oder Schwefelsäure entsprechend der Art des eingesetzten. Peroxids, Natriumsilikat, Magnesiumsalz und Peroxid unter Einhaltung folgender Bedingungen hergestellt: Peroxid: 0,2 bis 1,2 W Natriumsilicat: 0,1 bis 1 % Magnesiumsalze: 0,04 bis 0,08 % pH-Wert: 9,0 bis 11 Konsistenz: 10 bis 18 % Temperatur: 60 bis 70"C Zeit: 50 bis 180 Minuten.
Die Ergebnisse der vorstehenden Pulpebehandlung sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.
Tabelle Parameter Weichholz Hartholz Bagasse NaOH (%) 2 - 5 - 1,2 - 6,8 Konsistenz (t) 25 - 30 21 - 22 10 - t5 Temperatur fOC) 90 - 120 120 105 - 125 Sauerstoffdruck (bar) 2 - 8 8 - 10 4 - 10 Zeit (min) 60 30 - 50 30 - 90 MgCO3 (%) 0,05 0,05 - 0,2 0,5 - 3 Kappa-Zahl (Ende) 17 10 10 - 12 Helligkeit (Elrepho) 54,5 - 52 - 58 Viskosität (g/cm2) 955 - 761 - 816 Reißfaktor 160 - 55 - 60 Reißlänge (m) 7100 - 2000 - 3000 Mahlgrad (0so) 20 - 18 - 21 Die Tabelle ermöglicht einen Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und einem üblichen Bleichverfahren.
Es ergibt sich, daß die Qualität der Pulpe, die erfindungsgemäß durch die Stufenfolge O/ACED (O/A = Oxidation im alkalischen Medium) erhalten worden ist, so gut ist wie die Qualität der mit einer üblichen Stufenfolge CEHD gebleichten Pulpe. Jedoch ergibt sich im ersteren Fall eine wesentliche Ersparnis bei den zuzusetzenden Chemikalien.
Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens: 1. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine sehr gute Lösung für das größte Problem, nämlich die Umweltbelastung, im Bereich des Pulpe-Bleichens. Das Verfahren vermindert deutlich den Bedarf an biologischem Sauerstoff. Diesel Vorteil kann zwar nicht im einzelnen in absoluten Zahlen angegeben werden, steht jedoch in enger Beziehung mit der Verminderung der Kappa-Zahl (40 bis 60 %),während dieser Stufe der Behandlung mit Sauerstoff im alkalischen Medium.
Daraus ergibt sich die für die Praxis wesentliche Vereinfachung oder Beseitigung der Abwasserbehandlung in diesem Bereich.
2. Das erfindungsgemäß Verfahren vermindert die Menge an einzusetzenden Chemikalien in den weiteren Bleichstufen.
Die Menge an nötigem Sauerstoff und die zur Vervollständigung des Bleichens nötige Menge an Chlor werden um 50 % vermindert.
3. Das Verfahren vermindert die Umweltbelastung durch den Einsatz einer Pulpe mit einer höheren Kappa-Zahl, verglichen mit üblichen Pulpen.

Claims

Verfahren zum Bleichen von Bagassepulpe Patentansprüche 19 Verfahren zum Bleichen von Bagassepulpe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man Bagassepulpe in einem alkalischen Medium erhitzt, unter Druck mit Sauerstoff behandelt und nachfolgend in mehreren Stufen durch Chlorieren und/oder Behandeln mit Chlordioxid oder Wasserstoffperoxid, eine zweite alkalische Extraktion und dann Behandeln mit einem Hypochlorit und/oder Chlordioxid und/oder Wasserstoffperoxid bleicht, wobei die Reihenfolge der Stufen beliebig sein kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man beim Behandeln mit Sauerstoff einen Druck von etwa 4 bis etwa 10 bar, eine Temperatur von 105 bis 125°C und eine Reaktionszeit von 30 bis 90 Minuten einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man zunächst eine Vorbehandlung mit einer Säure und dann die Behandlung mit Sauerstoff in Gegenwart von Natriumhydroxid oder eines anderen Alkalimetallhydroxids in einer Konzentration von 2 bis 6,8 %, bezogen auf die trockenen Fasern, durch führt und dabei ein Magnesiumsalz als Abbauinhibitor in einer Menge von 0,5 bis 3 %, bezogen auf die trockene Pulpe, einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man zum Chlorieren das Chlor in einer Menge von 1 bis 3 %, bezogen auf die trockene Pulpe, einsetzt und eine Chlorierungszeit von 30 bis 60 Minuten einstellt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e-k e n n -z e i c h n e t , daß man bei der alkalischen Extraktion Natriumhydroxid in einer Menge von 0,5 bis 3 %, bezogen auf die trockene Pulpe, einsetzt und eine Verweilzeit von 30 bis 90 Minuten einstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man beim Hypochlorieren das Chlor in einer Menge von 0,4 bis 1,6 %, bezogen auf die trockene Pulpe, einsetzt sowie einen pH-Wert von 10 bis 12 und eine Verweilzeit von 90 bis 180 Minuten einstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man Chlordioxid in der ersten Stufe in einer Menge von 0,2 bis 1 % und in den weiteren Stufen in einer Menge von 0,2 bis 0,8 % einsetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man Wasserstoffperoxid in einer Menge von 0,2 bis 1,2 % einsetzt und in dieser Stufe einen pH-Wert von 9 bis 11 einstellt.