Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen von chemisch hergestelltem
Zellstoff.The invention relates to a method for bleaching chemically produced
Cellulose.
Unter chemisch hergestelltem Zellstoff wird ein Zellstoff verstanden, der
ausgehend von zerhacktem Holz, durch Kochen mit Alkali oder Säure, in der
Regel in NaOH, Na2S und Na2CO3 einerseits und Kalzium oder Magnesium andererseits
ezeugt wird. Dieser chemisch hergestellte Zellstoff ist weitgehend von Lignin befreit. Er wird für die Herstellung von hochwertigem, holzfreiem
Papier benötigt.Chemically produced pulp is understood to mean a pulp that
starting from chopped wood, by boiling with alkali or acid, in the
Usually in NaOH, Na2S and Na2CO3 on the one hand and calcium or magnesium on the other
is created. This chemically produced pulp is largely freed from lignin. It is used for the production of high quality, wood-free
Paper required.
Bisher wird der Zellstoff nach dem Kochen einer mehrstufigen Bleiche unterzogen,
bei der eine etwa 3 % Feststoff aufweisende Suspension mit wässriger Chlorlösung zusammengebracht wird. Die Chlorierung v/ird in einem Reaktor
durchgeführt, in dem die Suspension ca. 30 bis 60 Minuten verbleibt. Dabei reagiert das Chlor mit dem Restlignin, das anschließend mit NaOH extrahiert
wird. Die fast ligninfreie relativ dunkle Fasermasse wird mit Hypochlorit, Chlordioxid oder Peroxid, bei etv/a 10 % Stoffdichte, erhöhten
Temperaturen und Verweildauern von mehreren Stunden pro Bleichstufe zu einem
verkaufsfähigen Halbstoff gebleicht. Nachteilig an dieser bekannten Verfahrensweise ist, daß chlorhaltige mit organischen Substanzen belastete
Abwässer mit hohem BSB (biologischem Sauerstoffbedarf) sowie sehr schwer
biologisch abbaubare Stoffe, wie chlorierte Phenole, anfallen. Aufgrund ihrer großen Korrosivität können solche Ablaugen auch nicht unter wirtschaftlichen
Bedingungen eingedampft und verbrannt werden. Wenn anstelle von Chlor Peroxid oder Sauerstoff verwendet v/erden, muß die Reaktion in
Gegenwart von Alkali durchgeführt werden. Je nachdem in v/elcher Form dieses Alkali eingesetzt wird, kann es in den nachfolgenden Bleichstufen oder aber
bei der Chemikalienrückgewinnung zu Problemen führen. Außerdem ist bei diesen
Bleichen der unter ökonomischen Gesichtspunkten erreichbare Delignifizierungsgrad
wesentlich geringer als beim Einsatz von Ozon, wodurch sich die Abwasserbelastungen vergrößern.So far, after boiling, the pulp has been subjected to a multi-stage bleaching process in which a suspension containing approximately 3% solids is combined with an aqueous chlorine solution. The chlorination is carried out in a reactor in which the suspension remains for about 30 to 60 minutes. The chlorine reacts with the residual lignin, which is then extracted with NaOH. The almost lignin-free, relatively dark fiber mass is bleached into a salable pulp with hypochlorite, chlorine dioxide or peroxide, at about 10% consistency, elevated temperatures and dwell times of several hours per bleaching stage. The disadvantage of this known procedure is that chlorine-containing waste water polluted with organic substances and having a high BOD (biological oxygen demand) as well as very poorly biodegradable substances, such as chlorinated phenols, are produced. Due to their high corrosiveness, such waste liquors cannot be evaporated and incinerated even under economic conditions. If peroxide or oxygen is used instead of chlorine, the reaction must be carried out in the presence of alkali. Depending on which form of this alkali is used, it can lead to problems in the subsequent bleaching stages or in the recovery of chemicals. In addition, the degree of delignification that can be achieved from an economic point of view is significantly lower with these bleaches than with the use of ozone, as a result of which the wastewater pollution increases.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Bleichvorgang so durchzufuhren, daß eine
wesentliche Verringerung der Umweltbelastung durch Abv/asser erzielt wird.
Diese Aufgabe löst das erfindungsgemäße Verfahren durch die in den Patentansprüchan
angegebenen Maßnahmen.The object of the invention is to carry out the bleaching process so that a
a significant reduction in the environmental impact of waste water is achieved.
This object is achieved by the method according to the invention by what is stated in the claims
specified measures.
Dadurch, daß die Vermischung von Zellstoff und Ozon in einer Faserversinzelungseinrichtung
durchgeführt wird, gelangt das Ozon an die durch die mechanische Behandlung besonders aufnahmefähig gemachten Fasern und wirkt
dort sehr schnell intensiv, so daß einerseits eine Beschleunigung des Verfahrensablaufs
gegenüber anderen Verfahren erzielt wird und man andererseits mit relativ geringen Ozonmengen auskommt. Eine günstige Nebenerscheinung
ergibt sich dadurch, daß das unvermeidlicherweise mit dem Ozon in Gasstrom
vorhandene Stickoxid die Oelignifizierung verbessert.Because pulp and ozone are mixed in a fiber separator
is carried out, the ozone reaches the fibers, which have been made particularly absorbent by the mechanical treatment, and acts
there very quickly intensely, so that on the one hand an acceleration of the process flow
is achieved compared to other processes and on the other hand you get by with relatively small amounts of ozone. A cheap byproduct
arises from the fact that this is inevitable with the ozone in the gas stream
existing nitric oxide improves the oil lignification.
Die Intensität der Einwirkung des Ozons auf den Zellstoff kann in Abhängigkeit
von dem verarbeiteten Material durch Wahl einer geeigneten Verweil zeit des Gemisches in einem Zwischenpuffer eingestellt werden. Dabei kann es
ratsam sein, mit einer Oberschußmenge an Ozon zu arbeiten.The intensity of the action of the ozone on the pulp can be dependent
of the processed material can be adjusted by choosing a suitable residence time of the mixture in an intermediate buffer. It can
It may be advisable to work with an excess amount of ozone.
Die Trennung von Stoff und Gas findet in einem Gasabscheider statt, der
gleichzeitig als Vorwäscher dient. Dabei treten keine Ozon-Emissionen auf, weil etwa vorhandene Ozonreste durch im Waschwasser befindliche organische
Substanzen zerstört werden. Da die Zellstoffwäsche ohne Al kali-Zusätze erfolgt,
kann die dabei anfallende organische Substanz zusammen mit den Kocherei-Ablaugen eingedampft und verbrannt werden. Insgesamt wird die
CSB/BSB Umweltbelastung um mehr als die Hälfte der bei der konventionellen
Bleiche abgegebenen Belastungsstoffe reduziert. Die Ausbeute an Zellstoff
wird erhöht und der Zellstoff erhält durch die Ozonbehandlung eine bessere
Festigkeit. Die zur Mahlung des Stoffes erforderliche Energie verringert sich.The separation of substance and gas takes place in a gas separator, the
also serves as a pre-washer. There are no ozone emissions because any ozone residues that may be present are caused by organic residues in the washing water
Substances are destroyed. Since the pulp washing takes place without alkali additives,
the resulting organic matter can be evaporated and burned together with the cooking waste liquor. Overall, the
COD / BOD environmental pollution by more than half that of conventional
Reduced bleach released pollutants. The yield of pulp
is increased and the pulp gets a better one thanks to the ozone treatment
Strength. The energy required to grind the material is reduced.
Beispiel:Example:
Z. B. kann ein Buchensulfitzellstoff mit einer Kappazahl von 20 mit Hilfe
von 1 % Ozon/atro Stoff auf eine Kappazahl von 5 gebleicht v/erden. Das ge-19signin
kann in einer Wäsche ohne Alkalizusatz aus dem Stoff entfernt werden. In einer weiteren Bleichstufe kann ein Weißgrad von etwa 90 % ISO
durch Einsatz von etwa 0,9 % aktivem Chlor in Form von Hypochlorit erreicht
werden. Das gleiche Ergebnis ist auch durch Einsatz der gleichen Menge an aktivem Chlor in Form von C102 zu erreichen. Bei konventioneller
Bleiche dieses Stoffes mit Chlor fallen ca. 70 kg CSB/to Zellstoff an. Bei Rückführung der Abwasser der Ozonstufe in den allgemeinen AblaugenkreisFor example, a beech sulphite pulp with a kappa number of 20 can be bleached to a kappa number of 5 with the help of 1% ozone / dry matter. The ge-19signin can be removed from the fabric in one wash without the addition of alkali. In a further bleaching stage, a degree of whiteness of around 90 % ISO can be achieved by using around 0.9 % active chlorine in the form of hypochlorite. The same result can be achieved by using the same amount of active chlorine in the form of C102. Conventional bleaching of this substance with chlorine results in approx. 70 kg COD / ton cellulose. When returning the wastewater from the ozone stage to the general waste liquor cycle
reduziert sich der CSB der Gesamtbleiche auf ca. 20 kg/to Zellstoff. Die
Ausbeute liegt im Vergleich zur konventionellen Bleiche um 2 %, die Festigkeit
um 10 - 20 % höher, die benb'tigte Mahlenergie reduziert sich
auf die Hälfte.the COD of the total bleach is reduced to approx. 20 kg / to pulp. Compared to conventional bleaching , the yield is 2%, the strength 10 - 20 % higher, the grinding energy required is reduced by half.
Obgleich die Bleiche bis auf höchste Weißgrade nicht in nur einer Stufe
durchführbar ist, verringert sich dennoch die Anzahl der Bleichstufen der Gesamtbleiche. Schließlich läuft der Vorgang wegen der schnellen Reaktion
in kürzester Zeit und bei Raumtemperatur ab. Die zur Durchführung des Verfahrens
benötigten Aggregate sind daher wesentlich kleiner als die bisher
üblichen und erfordern keine Zufuhr von Reaktionsenergie.Although the bleaching to the highest degree of whiteness is not done in just one stage
is feasible, the number of bleaching stages of the total bleaching is nevertheless reduced. After all, the process runs because of the quick response
in the shortest possible time and at room temperature. The one to carry out the procedure
The units required are therefore much smaller than those previously
usual and do not require any input of reaction energy.
Es ist zwar bekannt, mechanisch oder thermomechanisch hergestellten Faserstoff
mit Ozon zu behandeln (DE-OS 28 HS 025). Hierbei wird das Ozon jedoch
nach dem Verfeinern des Faserstoffs, was in einem Scheibenrefiner geschieht,
zugeführt und zwar erfolgt dies in einem Hochkonsistenz-Reifungsreaktor, in welchem der Faserstoff in alkalischem Milieu 10 bis 30 Minuten
verweilt. Danach wird der Holzstoff in einem weiteren Refiner auf einen für die Herstellung des Endproduktes erforderlichen Mahlgrad gebracht.
Zweck dieser bekannten Ozonbehandlung ist in erster Linie, den für die zweite Mahlung erforderlichen Energiebedarf zu reduzieren. Die Probleme
der Umweltbelastung werden bei dem bekannten Verfahren nicht berücksichtigt.
Zudem handelt es sich um einen Holzstoff. Schließlich wird keine Maßnahme
erwähnt, die ein besonders günstiges Zusammenbringen von Stoff und Ozon und damit hohe Effektivität bei sparsamem Ozonverbrauch bewirkt.It is known to treat mechanically or thermomechanically produced fiber with ozone (DE-OS 28 HS 025). In this case, however, after the pulp has been refined, which is done in a disc refiner, the ozone is added to a high-consistency ripening reactor in which the pulp remains in an alkaline medium for 10 to 30 minutes. The wood pulp is then brought to the degree of grinding required for the production of the end product in a further refiner. The primary purpose of this known ozone treatment is to reduce the energy required for the second grinding. The problems of environmental pollution are not taken into account in the known method. It is also a wood pulp. Finally, no measure is mentioned that brings about a particularly favorable combination of substance and ozone and thus high effectiveness with economical ozone consumption.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Einrichtungen
sind einfach. Zum Vermischen von Ozon und Zellstoff bei gleichzeitiger Faservereinzelung kann ein geeigneter Refiner verwendet werden, der
mit Zuführungen für das Ozon-Gasgemisch ausgestattet ist. Wenn mehrere Zumischungen
von Ozon erforderlich oder ratsam sind, kann, sobald die Fasern ausreichend aufgeschlossen sind, als Mischaggregat ein Gebläse verwendet
werden, das für den Weitertransport des Stoffes sorgt, wobei die Ozonzufuhr in den Bereich des Gebläseläufers erfolgt.The equipment used to carry out the method according to the invention
are simple. A suitable refiner can be used to mix ozone and pulp with simultaneous fiber separation
is equipped with feeds for the ozone-gas mixture. When several admixtures
of ozone are necessary or advisable, as soon as the fibers are sufficiently digested, a blower can be used as a mixing unit
that ensures the further transport of the substance, whereby the ozone is supplied to the area of the fan rotor.